La maggior parte delle persone trova difficile concentrarsi su una voce specifica in un ambiente frenetico, ma per coloro che hanno problemi di udito è particolarmente impegnativo. Ora, però, un nuovo tipo di apparecchio acustico, sviluppato con l'assistenza dei ricercatori Fraunhofer, è progettato per rendere il parlato più intelligibile su uno sfondo di rumore, rendendo così più facile seguire un singolo oratore.

Secondo l'Associazione tedesca dei sordi (DSB), circa 15 milioni di tedeschi hanno problemi di udito. Le persone con problemi di udito possono avere difficoltà a seguire una discussione in un ambiente rumoroso, soprattutto quando la conversazione coinvolge più persone. Spesso hanno difficoltà a individuare le singole voci. Questo perché non sono in grado di utilizzare il cosiddetto effetto cocktail party:la capacità di concentrarsi su un altoparlante e filtrare eventuali altri rumori di sottofondo.

Gli apparecchi acustici attuali non sono in grado di stabilire il legame speciale tra l'orecchio e il cervello che spiega il processo dell'udito selettivo. "Per le persone con udito normale, la connessione tra l'orecchio e il cervello è intatta, " spiega il dottor Axel Winneke, ricercatore presso il Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT di Oldenburg. "È così che sanno quale direzione guardare ogni volta che sentono un segnale. Per i portatori di apparecchi acustici, questa capacità è fortemente limitata. Anche i dispositivi di fascia alta non sono in grado di individuare la fonte di un segnale acustico di interesse. Abbiamo quindi bisogno di recuperare queste informazioni dal cervello. Utilizzando un elettroencefalografo (EEG), possiamo analizzare l'attività cerebrale di una persona con problemi di udito e determinare chi sta ascoltando." Questa analisi EEG è condotta dal Fraunhofer IDMT-HSA e dall'Università di Oldenburg. Insieme a partner dell'industria e della ricerca, Winneke e colleghi stanno sviluppando un sistema progettato per migliorare l'intelligibilità del parlato in ambienti affollati per i non udenti. Questa tecnologia si basa su una combinazione di EEG, elaborazione del segnale audio, ed elettrostimolazione della corteccia uditiva. Funziona come segue:un EEG misura l'attività cerebrale per determinare la direzione in cui la persona con problemi di udito sta cercando di sentire, cioè, verso la sorgente del segnale, formando così un'interfaccia tra il cervello e un microprocessore. Queste informazioni vengono trasmesse all'apparecchio acustico, che focalizza un microfono direzionale, noto come beamformer, nella direzione corrispondente. Questo beamformer amplifica il segnale audio specifico su cui l'ascoltatore sta cercando di concentrarsi, filtrando contemporaneamente tutte le altre fonti di rumore, comprese altre voci. Il terzo elemento del sistema è un processo nel campo delle neuroscienze chiamato elettrostimolazione transcranica (tES). Questo impiega una corrente elettrica molto bassa per stimolare la corteccia uditiva sulla base di questo segnale vocale, migliorando così l'intelligibilità della persona che parla. Il processo di stimolazione e l'hardware necessario sono stati sviluppati dalla società neuroConn GmbH in collaborazione con l'Università di Oldenburg.

Ascoltabili del futuro

Sono già stati condotti studi di progettazione per visualizzare come potrebbero essere questi nuovi udibili. Il concetto e il design hanno lo scopo di enfatizzare, piuttosto che nascondere, l'interazione del cervello con il dispositivo. Allo stesso tempo, il design cerca di evidenziare i benefici per chi lo indossa, guidando così consapevolmente contro lo stigma ancora diffuso legato all'uso di un apparecchio acustico. Nel futuro, componenti sviluppati per il progetto, compresa la tecnologia dei sensori, potrebbe essere incorporato in un copricapo indossabile. Un'altra opzione sarebbe quella di adattare gli apparecchi acustici esistenti con questi nuovi moduli e un sensore EEG. "L'attuale prototipo non è ancora disponibile sotto forma di apparecchio acustico portatile, " spiega Winneke. "Per questo, deve ancora essere sostanzialmente miniaturizzato." Prime prove con il dispositivo, che sono stati condotti con persone senza problemi di udito, hanno dimostrato che il principio funziona bene. Sono in corso di pianificazione studi con persone con problemi di udito.

Neurotecnologie mobili

Un copricapo EEG indossabile potrebbe essere utilizzato anche per altre applicazioni, come misurare lo sforzo di ascolto richiesto dai dipendenti sul posto di lavoro. La tecnologia potrebbe essere utilizzata anche in un contesto medico, in neurologia, Per esempio, per monitorare condizioni come l'epilessia. "E l'utilizzo di un dispositivo EEG indossabile consentirebbe di osservare i pazienti al di fuori dell'ambiente clinico, " dice Winneke. "Nel progetto mEEGaHStim, usiamo la tecnologia per misurare l'attività cerebrale al fine di controllare un apparecchio acustico, ma potrebbe anche essere utilizzato per analizzare l'attività cerebrale nelle persone con disturbi neurologici." Winneke appartiene al gruppo Mobile Neurotechnologies presso Fraunhofer IDMT. Questo gruppo sta lavorando su piattaforme multisensore basate su EEG da utilizzare in scenari concreti in cui l'analisi dell'attività cerebrale può fornire supporto, ad esempio in applicazioni mediche o situazioni di lavoro critiche per la sicurezza.