Viden om hjernen løser cocktailparty-problemet LYD Indsigt i hjernens opfattelse af lyd vil revolutionere fremtidens høreapparater. De vil bl.a. kunne fokusere på de lyde, den hørehæmmede gerne vil høre. Brain knowledge solves cocktail party syndrome SOUND Hearing aid development has moved forward by leaps and bounds in the past 100 years. The bulky handheld ear trumpets from the beginning of the 1900s were replaced by eyeglass hearing aids in the middle of the century. Shortly after that, came the hearing aid worn behind the ear, which is still in use—albeit in a somewhat smaller version. Technically speaking, the size of hearing aids cannot be much smaller than the tiny in-theear aids currently available on the market. DTU researchers are therefore focusing on a completely different area—namely gaining greater insight into the brain’s perception of sound. “The dream is to develop a hearing aid that can reproduce the sound in the same way as normal hearing perceive sounds like speech, music, etc. However, this requires that we first gain greater insight into the audiological area and understand how the brain perceives sound,” explains Professor Torsten Dau—one of the researchers at DTU Electrical Engineering working on hearing aid development. Torsten Dau is primarily concerned with research into the audiological perception of sound and objective measurements of audiological function. He also draws on knowledge from other fields of research—among others— speech understanding, linguistics, and acoustics, to gain insight into how a hearing aid needs to process sound in order to reproduce a complex and multi-faceted soundscape. Af Anne Kirsten Frederiksen Udviklingen af høreapparater er gået hurtigt de seneste 100 år. Det store håndholdte hørerør fra starten af 1900-tallet blev midt i århundredet afløst af hørebrillen. Kort derefter opfandt man høreapparatet bag øret, som også anvendes i dag – dog i en noget mindre udgave. Høreapparater kan teknisk set ikke blive meget mindre end de små in-theear høreapparater, der er på markedet i dag. Fokus blandt forskerne på DTU er derfor et helt andet sted, nemlig på at få et større indblik i hjernens opfattelse af lyd. „Drømmen er at udvikle et høreapparat, der kan gengive lyden på samme måde som en normalthørende opfatter lyde som tale, musik osv. Det kræver dog, at vi først får et større indblik på det audiologiske område og ved, hvordan hjernen opfatter lyde,“ fortæller professor Torsten Dau, en af de forskere på DTU Elektro, der arbejder med udvikling af høreapparater. Torsten Dau arbejder først og fremmest med forskning i audiologisk opfattelse af lyd og objektive målinger af audiologisk funktion. Derudover inddrager han viden fra andre forskningsfelter, bl.a. taleforståelse, lingvistik og akustik, for at opnå den rette indsigt i, hvordan et høreapparat skal behandle lyden for at kunne gengive det komplicerede og mangefacetterede lydbillede, som en normalthørendes øre oplever. Afkoder lytterens hjerne Et kerneproblem i høreteknologi er at få høreapparaterne til at fokusere på den lyd, man gerne vil høre. Hørehæmmede har ofte problemer, når mange taler i munden på hinanden – et fænomen, der kendes som ’cocktailparty-problemet’. „Vi har alle prøvet at sidde f.eks. i kantinen og koncentrere os om at høre, hvad de sagde ved nabobordet, mens vi lukkede lyden fra vores egne bordfæller ude. Men et høreapparat ved ikke, hvilke lyde, brugeren ønsker at forstærke – og hvilke lyde, der skal dæmpes,“ siger Torsten Dau. „Min vision er derfor at udvikle et høreapparat, der kan afkode information fra lytterens hjerne om, at det f.eks. er talen ved nabobordet, som han eller hun vil høre, og derefter fremhæve de relevante lyde. Det kræver, at vi som ingeniører opbygger stor viden om, hvordan processerne i hjernen foregår, så vi derefter kan opbygge modeller og efterligne det i høreapparatet.“ Ifølge Torsten Dau har ingeniører en vigtig rolle i krydsfeltet mellem kunstig intelligens og neurovidenskab. Ingeniører er ikke traditionelle hjerneforskere, men inddrager viden om hjernen i deres arbejde med høreapparater. „Den viden gør det muligt for os at simulere og udarbejde avancerede matematiske modeller for, hvordan hjernen opfatter lyd. Med den indsigt er det muligt at forstå, hvordan et høreapparat skal behandle lyden for at gengive den på samme måde, som normalthørende opfatter den“. Kobling til Internet of Things Sideløbende med udviklingen af bedre høreapparater, sker der også en tilpasning i forhold til omgivelserne. Det fortæller Finn Möhring, vice president, R&D, i Oticon, der er en af både Danmarks og verdens førende høreapparatproducenter. „Vi kender allerede Siri fra vores telefoner. Tilsvarende personlige assistenter kan tænkes at optræde i høreapparater og hjælpe brugeren til eksempelvis at finde vej på ukendte steder og slå telefonnumre op på nettet. Vi vil også se høreapparater, der ved, hvornår personen har brug for en indstilling af høreapparatet for at kunne følge med i en forelæsning eller se fjernsyn,“ siger Finn Möhring. Både Finn Möhring og Torsten Dau forventer, at der kommer til at ske en sammensmeltning mellem høreapparatet og mobiltelefonens hovedtelefoner. Og klassiske høreapparatproblemer som hylen på grund af bagklang og dæmpning af vindstøj vil kunne elimineres på baggrund af den intensive forskning. ■■Får mere at vide Torsten Dau, professor, DTU Elektro, tdau@elektro.dtu.dk Finn Möhring, vice president, R&D, Oticon, mtb@oticon.dk, tlf: 3913 8911 100 ÅRS HØREAPPARATER Der er sket meget, siden det første hørerør kom på gaden. Nu arbejder forskerne på mange fronter med at løse de sidste store udfordringer. 1910 Fru Fernando Møghes originale hørerør fra Matador-serien 1950 På størrelse med en pakke cigaretter 1955 Hørebrille 1960 Høreapparat bag øret 1990 Stadig mindre høreapparater I dag Nu kan de ikke blive meget mindre. Men de kan blive bedre. I fremtiden Bedre individuel høreapparattilpasning Reduktion/eliminering af hylen og vindstøj Kobling til internettet Biosensorer (user-based data) Opmærksomhedsstyret via human computer interfaces Trådløs opladning Høreapparater kan ikke blive meget mindre, nu skal de i stedet blive mere naturtro. Hearing aids cannot be much smaller, now they need to reproduce sound more naturally. FOTO ALL OVER PRESS 8 | FORSKNING / RESEARCH | NR. 5·2017
DTUavisen1705
To see the actual publication please follow the link above