Wer sehr schlecht oder gar nicht mehr hört, für den kann ein  Cochlea-Implantat  eine Lösung sein: eine Hörprothese, die operativ ins Innenohr eingesetzt wird und den Hörnerv mit schwachen elektrischen Impulsen anregt. Jedoch hat das seine Grenzen: Stimmen im Stimmengewirr und Musik bleiben oft weiterhin schwer zu verstehen. Doch das wollen Forscher verbessern, und zwar mit Licht, statt wie bisher mit Strom. Die Grundlage dafür, die Optogenetik, wurde in diesem Jahr mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet. Einsatzbereit ist das optische Cochlea-Implantat aber noch nicht: Die erste Patientenstudie ist derzeit für 2027 geplant.

Die Alge Chlamydomonas nimmt Licht über ihren Augenfleck wahr. Wenn das Licht stark genug ist, schwimmt es auf die Quelle zu. (Bild: © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén)

Optisches Cochlea-Implantat: Worum geht es?

Ein gesundes Ohr wandelt Schall in Nervensignale um. Dafür sorgen winzige Sinneszellen, die Haarzellen, in der Hörschnecke, dem schneckenförmigen Teil des Innenohrs. Bei hochgradigem Hörverlust sind sie meist stark geschädigt. Ein Cochlea-Implantat übernimmt ihre Aufgabe, sofern der Hörnerv noch funktioniert: Es nimmt Schall auf, wandelt ihn in elektrische Signale um und gibt diese über feine Elektroden direkt an den Hörnerv weiter. Nach Angaben des Göttinger Exzellenzclusters Multiscale Bioimaging tragen weltweit mehr als eine Million Menschen ein solches Implantat, und die meisten verstehen damit Sprache in ruhiger Umgebung.

Die Grenze liegt in der Feinheit des Klangs. Die Hörschnecke ist mit einer salzhaltigen Flüssigkeit gefüllt, die Strom gut leitet. Ein elektrischer Impuls stimuliert deshalb nicht nur den vorgesehenen Bereich, sondern breitet sich auch auf benachbarte Bereiche des Hörnervs aus. Heutige Implantate haben je nach Hersteller etwa 12 bis 24 Elektrodenkontakte, die jeweils einen Frequenzbereich (einen sogenannten Kanal) ansprechen. Laut Göttinger Hörforschern lassen sich davon typischerweise weniger als zehn wirklich unabhängig nutzen, während ein gesundes Ohr laut dem Hörforscher Tobias Moser etwa 2000 Tonhöhen unterscheidet. Betroffenen fällt es deshalb schwer, Tonhöhen und Melodien zu erkennen oder im Hintergrundlärm einer Stimme zu folgen (der sogenannte  Cocktailparty-Effekt ). In der Fachwelt heißt es bildhaft, das sei ein wenig so, als spiele man Klavier mit Boxhandschuhen. Das beschreibt die Grenze der Technik, nicht den Alltag der Träger, die vielfach sehr gut zurechtkommen.

Licht lässt sich dagegen bündeln wie der Strahl einer Taschenlampe und könnte einzelne Bereiche des Hörnervs gezielter ansprechen. Dafür müssten die Nervenzellen allerdings erst lichtempfindlich gemacht werden, und zwar mithilfe einer Gentherapie, also einer Behandlung, bei der Zellen eine neue Bauanleitung erhalten. In Tierversuchen zeigte sich bereits eine feinere Tonhöhenauflösung als mit elektrischen Implantaten. Ob das Hören mit Licht auch beim Menschen besser funktioniert, ist bislang jedoch nicht belegt.

Medizin-Nobelpreis 2026: Der Lichtschalter aus der Alge

Genau hier kommt der diesjährige Nobelpreis ins Spiel: Das Karolinska-Institut in Stockholm hat am 5. Oktober den Medizin-Nobelpreis 2026 an den US-Amerikaner Karl Deisseroth (Stanford University) und die beiden deutschen Forscher Peter Hegemann (Humboldt Universität Berlin) und Georg Nagel (Universität Würzburg) vergeben. Der Preis ist mit zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert, die sich die drei teilen. Ausgezeichnet wurden sie für ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und zur Optogenetik.

Einfach gesagt geht es um einen Lichtschalter für Nervenzellen. Hegemann und Nagel fanden in einer Grünalge ein Eiweiß, das auf Licht reagiert und dabei eine Art Tor in der Zellwand öffnet. Deisseroth setzte 2005 das passende Gen in Nervenzellen von Ratten ein. Seitdem lassen sich solche Zellen per Lichtpuls an oder ausschalten, und Forscher weltweit nutzen das, um die Arbeit des Gehirns zu verstehen.

Das Nobelkomitee verweist in seiner Pressemitteilung auch auf die Hoffnung, dass die Optogenetik Cochlea-Implantate verbessern könnte. Belegt ist das nicht. Der Preis würdigt das Fundament, auf dem ein optisches Implantat entsteht.

Optogenetik im Ohr: Gentherapie, Mikro-LEDs und bis zu 100 Kanäle

Das Lichtprotein aus der Alge heißt Kanalrhodopsin. Es sitzt in der Zellwand und öffnet sich bei Lichteinfall für geladene Teilchen, sogenannte Ionen. Dadurch ändert sich die elektrische Spannung der Nervenzelle, und sie kann ein Signal weitergeben. Hegemann und Nagel veröffentlichten ihre Ergebnisse 2003, Deisseroth zeigte 2005 das Prinzip in Nervenzellen von Ratten, und ein Jahr später bekam die Methode den Namen Optogenetik.

Für das Ohr sind zwei Bausteine vorgesehen. Zuerst soll eine einmalige Gentherapie die Nervenzellen der Hörschnecke lichtempfindlich machen. Als Transportmittel dienen Viren, die so verändert sind, dass sie keine Krankheit auslösen, sondern nur die Bauanleitung für das Lichtprotein liefern (Genfähren). Danach würde ein Implantat mit winzigen Lichtquellen die Zellen gezielt beleuchten. Untersucht werden blaue Mikro-LEDs, also Leuchtdioden im Mikrometermaßstab, sowie Laserdioden Arrays, also Anordnungen mehrerer Halbleiterlaser.

Weil sich Licht besser eingrenzen lässt, sprechen die Forscher von bis zu 100 unabhängigen Kanälen. Ein Mikro-LED Prototyp trägt demnach fast 100 Lichtquellen auf nur fünf Millimetern Länge. Die Universitätsmedizin Göttingen hat Hörbeispiele veröffentlicht, die das Hören mit acht Kanälen einer Simulation mit 64 Kanälen gegenüberstellen. Das sind allerdings Simulationen für Normalhörende und keine Berichte von Patienten.

Eine Hürde bleibt die Geschwindigkeit. Der Hörnerv feuert sehr schnell, und die Göttinger Gruppe wies bereits 2014 darauf hin, dass die damals verfügbaren Kanalrhodopsine dafür wahrscheinlich zu langsam seien. Schnellere Varianten gehören bis heute zu den Entwicklungsaufgaben.

Wann kommt das optische Cochlea-Implantat?

 Wie wir bereits berichteten , kündigte die Universitätsmedizin Göttingen im September 2022 an, das Cochlea-Implantat mit Licht statt Strom grundlegend zu verändern. Tobias Moser verwies damals darauf, dass heutige Implantate mit ihren 12 bis 24 Kanälen weit weniger Tonhöhen abbilden als ein gesundes Ohr. Voraussetzung für den Lichtansatz sei eine Gentherapie, die die Nervenzellen des Innenohrs verändere. Moser bezeichnete sie mit nicht krankmachenden Viren seinerzeit als sicher und frei von Nebenwirkungen, was sich erst in Studien am Menschen bestätigen muss. Das Land Niedersachsen und die VolkswagenStiftung förderten das Projekt mit mehr als einer Million Euro, die erste klinische Studie war für 2026 vorgesehen.

Mit dem Nobelpreis besteht ein direkter Zusammenhang: Das Lichtprotein, das die Nervenzellen des Hörnervs künftig bilden sollen, ist ein Kanalrhodopsin, wie es Hegemann und Nagel entdeckten und Deisseroth in Säugetierzellen einsetzte. An den Plänen der Göttinger hat die Auszeichnung zunächst nichts geändert. Der Start der ersten Studie am Menschen hat sich gegenüber 2022 aber um ein Jahr verschoben und ist inzwischen für 2027 vorgesehen.

Bis dahin befindet sich das optische Cochlea-Implantat in der präklinischen Entwicklung, also vor dem Einsatz am Menschen. Die Göttinger Gruppe hat nach eigenen Angaben den Machbarkeitsnachweis für Gentherapie und Implantat im Tiermodell erbracht. Zur Vorbereitung der Studien gründeten Moser und Kollegen das Unternehmen OptoGenTech. Unterstützt wird die Entwicklung auch vom Else Kröner-Fresenius-Zentrum für Optogenetische Therapien, das seit April 2024 unter Mosers Leitung arbeitet.

Offen sind unter anderem die langfristige Sicherheit der Gentherapie am Innenohr, die Zuverlässigkeit des Implantats im Dauerbetrieb und die Zulassung eines Produkts, das Gentherapie und Medizintechnik verbindet. Das Göttinger Zentrum räumt selbst ein, dass optogenetische Therapien bei höherer Wirksamkeit auch höhere regulatorische Hürden mit sich bringen.

Die Grundidee des optischen Cochlea-Implantats leuchtet ein, denn Licht lässt sich besser bündeln als Strom. Der Nobelpreis stärkt das wissenschaftliche Fundament, ersetzt aber keinen Nachweis am Menschen. Ob das Hören mit Licht Sprache im Lärm und Musik tatsächlich besser erlebbar macht, entscheidet sich frühestens in den Studien ab 2027. Für die Beratung heutiger Patienten ändert sich daher nichts. Beobachten sollte die Branche die Entwicklung dennoch, weil sie Hörakustik, Gentherapie und Halbleitertechnik enger zusammenführen könnte.

Quellen:  Press release – The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2026 is awarded for optogenetics “Light-seeking algae gave us a switch for nerve cells”  (Offizielle Pressemitteilung Nobelkomitee)

 Medizin – Lichtschalter für das Gehirn: Medizin-Nobelpreis an zwei Deutsche und einen US-Forscher  (Deutsches Ärzteblatt)

 Medizin-Nobelpreis: Nutzen Hörimplantate bald Licht statt Strom?  (Ingenieur.de)

 Hören mit Licht: Cochlea Implantat völlig neugedacht  (pro.meinhoergeraet.de)

Der Beitrag  Hören mit Licht statt Strom: Was der Nobelpreis für das Cochlea-Implantat bedeutet  erschien zuerst auf  pro.meinhoergeraet.de .