Od govora do lasera, i dalje do zvuka Medicina
Nova tehnologija koja koristi jednobojni laser može pokretati buduću generaciju visokotehnoloških slušnih pomagala.
Buka. Naš svijet je pun toga, od žestoke obiteljske večere do užurbanih zvukova velikog grada. U gradu postoji milijun priča, a svaka truba automobila, motor autobusa, dječji plač, pseći lavež ili čekić na gradilištu priča priču - svakome tko može čuti i voljan je slušati. Ljudima koji slabo čuju, bogata audio tapiserija urbanog života može biti više prepreka - bombardirajuća salva brbljanja koja prigušuje zvukove koje zapravo žele čuti. Sada se znanstvenici nadaju da će laseri visoke tehnologije jednog dana ublažiti ovu dilemu decibela.
Gubitak sluha jedan je od najčešćih senzornih nedostataka kod ljudi diljem svijeta, a jedan od glavnih načina pomoći osobama s oštećenjem sluha je korištenje uređaja - slušnih pomagala. Oni hvataju mehaničke zvučne valove i pojačavaju ih izravno u uho ili neizravno kroz lubanju, vibrirajući kosti oko uha i provodeći zvuk.
Mnogi ljudi s oštećenjem sluha, međutim, nisu dovoljno opsluživani modernim slušnim pomagalima, zbog čega neki znanstvenici traže nove laserske tehnologije kako bi nadopunile tradicionalne slušne aparate.
"Naš veliki korak bio je kodiranje akustičnih frekvencija pomoću lasera u jednoj boji", rekla je Gentiana Wenzel iz medicinskog centra Sveučilišta Saarland u Hamburgu, Njemačka.
Wenzel testira novu ideju, uređaj koji koristi laser za kodiranje zvuka u obliku svjetlosnih impulsa, a zatim ih prenosi na tkiva u uhu, koja apsorbiraju svjetlost i vibriraju, izazivajući zvučne valove.
"Dakle, ako smo aplicirali, primijenili smo impulse na bubnjić, tada bubnjić počinje vibrirati. Zamišljamo slušni uređaj koji ima izvor svjetlosti i impulsi su izravno, direktno na bubnjić bez ikakvih drugih uređaja. Ili ubaćena vlakna u srednje uho i potpuno ukinuće malih košćica koje prenose zvukove u unutarnje uho ili izravno ukidanje na unutarnjem uhu", rekla je Wenzel.
Wenzelovo istraživanje, koje je još uvijek u ranim fazama "osnovne znanosti", pokazuje da mehanička ili električna energija stvorena tradicionalnim slušnim pomagalima može raditi s uređajem temeljenim na laseru.
"I ako koristimo svjetlost s određenim perimetrima, onda smo u području interakcije laserskog tkiva koje inducira transformaciju mehaničke energije, optičke energije i mehaničke energije. To se zove optoakustika. Ova mehanička energija koja proizlazi iz tog procesa, onda će se koristiti za aktiviranje slušnog organa", rekla je Wenzel.
Još ne postoji prototip slušnog aparata. No Wenzelova grupa napravila je veliki korak. Napravili su zeleni laser koji kodira raspon akustičnih frekvencija relevantnih za ljudski govor pomoću laserskog svjetla u jednoj boji.
"Ali za kodiranje govora i glazbe potreban vam je kompletan frekvencijski spektar. A dio moje, odnosno glavna tema moje grupe je pronaći način da se koristi laser u jednoj boji i kodira različite frekvencije koje su potrebne za kodiranje govora i kompleksne zvukove poput glazbe", rekla je Wenzel.
Kada je počela raditi, Wenzel je shvatila da joj treba laser koji je daleko manje moćan od onih koji se koriste za rezanje metala i drugih materijala i daleko moćniji od postojećih medicinskih lasera niske razine. Trebao joj je prilagođeni laser koji je bio taman.
"Morala sam tražiti tvrtku koja je proizvodila lasere na zahtjev, i oni su radili s nama i napravili nam prvi laser, ali laser s kojim sada radimo za potrebe osnovnog dijela naše studije bio je veči, ali mi moramo ići prema manjem", rekla je Wenzel.
Wenzelova grupa nastavit će raditi na usklađivanju svjetlosti s više zvučnih frekvencija kako bi se razvio uređaj koji može točno kodirati ne samo cijeli spektar ljudskog glasa, već i složene zvukove poput glazbe.
Usput žele ispitati koliko će takav laser biti siguran i učinkovit u tijelu, kako ga skupiti u minijaturizirani uređaj, kako ga napajati i koliko bi takav uređaj koštao.
"Prvo mora postojati uređaj, a onda ćemo nakon toga tražiti trošak. Treba nam nešto što poboljšava sluh pacijenata i to ćemo učiniti. Zatim ćemo dalje na tom putu tražiti što će troškovi stvoriti", zaključila je Wenzel.