Unlocking the human inner ear for therapeutic intervention

Abstract

The human inner ear contains minute three-dimensional neurosensory structures that are deeply embedded within the skull base, rendering them relatively inaccessible to regenerative therapies for hearing loss. Here we provide a detailed characterisation of the functional architecture of the space that hosts the cell bodies of the auditory nerve to make them safely accessible for the first time for therapeutic intervention. We used synchrotron phase-contrast imaging which offers the required microscopic soft-tissue contrast definition while simultaneously displaying precise bony anatomic detail. Using volume-rendering software we constructed highly accurate 3-dimensional representations of the inner ear. The cell bodies are arranged in a bony helical canal that spirals from the base of the cochlea to its apex; the canal volume is 1.6 μL but with a diffusion potential of 15 μL. Modelling data from 10 temporal bones enabled definition of a safe trajectory for therapeutic access while preserving the cochlea’s internal architecture. We validated the approach through surgical simulation, anatomical dissection and micro-radiographic analysis. These findings will facilitate future clinical trials of novel therapeutic interventions to restore hearing.

Aktuelle Trends und Entwicklungen bei der Cochlea-Implantat-Versorgung

“…In letzter Zeit sind Modelle mit verbesserter Präzision verfügbar, die auch eine Vorhersage der 3D-Form einer einzelnen Cochlea ermöglichen. Die Präzision der Modellierung wurde weiter verbessert, indem mikroskopische Details mit einbezogen wurden, so dass lokale Variationen berücksichtigt werden und eine verbesserte Annäherung an die Frequenzverteilung in der Cochlea resultiert 16 17 18 .…”

“…Windung ein besseres Sprachverstehen in Ruhe und im Rauschen unterstützt 45 52 . Neuere Untersuchungen 16 17 zur Anatomie der Cochlea mit Synchrotron Röntgenbildern legen nahe, dass der Apex der Cochlea (über 720 o hinaus) variabler angelegt ist als bisher gedacht. Bezieht man diese Untersuchungen in die Überlegungen zur tiefen Elektrodeninsertion mit ein, so scheint sich ein Optimum für die Elektrodeninsertion bei einer elektrischen Abdeckung von 80–85 % der cochleären Länge, entsprechend ±720 o abzuzeichnen 53 54 .…”

Self-Assessment of Cochlear Health by New Cochlear Implant Recipients: Daily Impedance, Electrically Evoked Compound Action Potential and Electrocochleography Measurements Over the First Three Postoperative Months

“…Another emerging role of CH stems from the developing field of novel biological treatments for hearing loss, such as gene and cell therapies, which aim to restore natural hearing (9)(10)(11)(12)(13)(14). It is expected that some of these therapies will be delivered as an adjunct to cochlear implantation in early-phase human trials (15) since the inner ear is already exposed during CI surgery. Furthermore, recent advances in CI telemetry enable CH to be recorded postoperatively by CI users themselves (1).…”