Orecchio intelligente, a che punto siamo? Della nuova frontiera delle protesi acustiche si discute in questi giorni a Roma in occasione del XXVIII Congresso nazionale della Società italiana di otorinolaringoiatria pediatrica (SIOP). 

Verso l’orecchio intelligente 

Come spiega Stefano Di Girolamo, professore di Otorinolaringoiatria al Policlinico Universitario Tor Vergata e presidente di SIOP, l’espressione orecchio intelligente sintetizza una trasformazione già in atto: protesi acustiche e impianti capaci di analizzare la scena sonora, adattarsi all’ambiente e ridurre lo sforzo cognitivo, grazie all’integrazione di intelligenza artificiale e reti neurali.

Innovazioni che possono avere un impatto rilevante nel nostro Paese, considerato che l’Italia figura tra le nazioni europee con la più alta prevalenza di ipoacusia (12,4% della popolazione totale) e dove ogni anno vengono eseguiti oltre 1.700 impianti cocleari (circa il 40-45% sui bambini e il 55-60% su adulti che sviluppano una sordità nell’arco della vita) e sempre più precocemente grazie anche allo screening uditivo neonatale universale, introdotto dal DPCM del 12 gennaio 2017 che lo ha inserito nei Livelli essenziali di assistenza (LEA). 

La cornice del congresso

Il congresso SIOP, a Roma fino al 18 aprile, è l’occasione per fare il punto sull’innovazione già disponibile in clinica e su quella a cui si sta lavorando per affrontare le ipoacusie, a partire dall’età pediatrica.

«Il congresso è un momento per fare ricognizione su ciò che si prospetta in medicina, sia in ambito diagnostico sia terapeutico», sottolinea Di Girolamo. In questo contesto si inserisce l’evoluzione delle protesi acustiche, sempre più basate sull’intelligenza artificiale.

Le moderne protesi acustiche – continua il presidente SIOP – sono capaci di valutare la scena sonora e mentre i microfoni analizzano l’ambiente circostante, l’IA interviene tempestivamente per gestire il feedback, eliminando il fischio fastidioso dei modelli tradizionali. Guidato da algoritmi di reti neurali profonde (DNN), il dispositivo può isolare il parlato dal rumore di fondo con estrema precisione e, attraverso la classificazione automatica dell’ambiente, selezionare istantaneamente la strategia di ascolto più efficace per l’utente.

«L’azione mirata capace di ridurre il rumore e orientare i microfoni in modo direzionale garantisce che la voce risulti sempre chiara, in ogni situazione, anche rumorosa, senza però isolare completamente l’individuo dai suoni ambientali necessari. Le protesi – cioè – non si limitano ad amplificare i suoni. Grazie alle reti neurali profonde sono in grado di valutare la scena sonora, isolare il parlato dal rumore di fondo e ridurre lo sforzo cognitivo richiesto per l’ascolto».

Un vantaggio decisivo soprattutto in età evolutiva. «Ridurre lo sforzo cognitivo significa permettere al bambino di concentrarsi sul contenuto della comunicazione, e non sulla fatica di capire ciò che viene detto». In questo senso, dice, «l’orecchio diventa davvero intelligente quando aiuta il cervello a fare meglio ciò che sa già fare naturalmente: comprendere, relazionarsi e crescere».

Come sta cambiando davvero la cura dell’ipoacusia pediatrica

Ma nella pratica clinica? «Le principali innovazioni in ambito protesico acustico viaggiano su due binari», prosegue Eva Orzan, direttrice dell’Audiologia e Otorinolaringoiatria pediatrica dell’IRCCS Materno Infantile Burlo Garofolo di Trieste, che da anni lavora sull’intervento precoce nei deficit uditivi dell’infanzia.

«Da una parte c’è lo sfruttamento dei residui uditivi ancora presenti, dall’altra l’impianto cocleare».

La distinzione è fondamentale. «Gli apparecchi acustici amplificano in maniera sempre più personalizzata i residui uditivi e sono indicati nelle sordità meno gravi. L’impianto cocleare, invece, non è un amplificatore: è un vero sostituto sensoriale della coclea».

Uno dei cambiamenti più significativi riguarda le indicazioni sempre più ampie e precoci. «Oggi anche le sordità lievi nei bambini vengono viste in maniera molto più aperta, anche un deficit uditivo lieve può avere un effetto importante, soprattutto se il bambino presenta altri fattori di rischio, come la prematurità o difficoltà attentive e di memoria». Per questo, aggiunge, «se prima si diceva “va bene, ce la può fare”, oggi si tende ad aiutare».

Apparecchi acustici, impianti cocleari e nuove possibilità

Nel campo degli apparecchi acustici, l’innovazione passa soprattutto dalla personalizzazione. «Nel bambino l’auricolare è su misura e deve veicolare correttamente il suono fino alla membrana timpanica», spiega Orzan. «Tradizionalmente questo avviene con calchi fisici fatti a mano. Tra poco vi sarà la possibilità di realizzarli tramite scansioni luminose, molto più precise e decisamente meno fastidiose. Per i bambini piccoli, che devono rifare molte volte i loro auricolari man mano che il loro condotto uditivo cresce, può sembrare una piccola cosa, ma farà una grandissima differenza nella pratica clinica».

Per le sordità profonde, l’impianto cocleare continua a rappresentare uno spartiacque. «Oggi l’impianto cocleare è approvato dai nove mesi di vita», ricorda Orzan. «Questo consente al bambino di sfruttare al massimo la straordinaria capacità del cervello di apprendere spontaneamente». E i risultati sono evidenti: «quando l’impianto viene messo molto presto, le necessità riabilitative sono nettamente inferiori».

L’innovazione riguarda anche il design dei dispositivi, con un’attenzione crescente alla sicurezza nel lungo periodo. «Oggi esistono impianti cocleari con magneti che si orientano autonomamente durante la risonanza magnetica», spiega Orzan. «Questo evita manovre dolorose e riduce il rischio di complicanze: è un aspetto fondamentale, perché prima o poi tutti, anche questi bambini, potranno aver bisogno di una risonanza».

Un’altra novità rilevante riguarda la sordità monolaterale. «In questi casi il problema non è tanto la quantità di udito, quanto la perdita delle funzioni binaurali», spiega. «Con due orecchie possiamo localizzare i suoni, capire da dove arriva un veicolo, ascoltare meglio nel rumore. Per questo oggi anche nei bambini con sordità monolaterale vale la pena intervenire presto, per favorire lo sviluppo di queste abilità nei primi anni di vita».

Lo sguardo proiettato al futuro porta anche alla terapia genica, ancora lontana dalla pratica clinica ma ricca di potenzialità. «Non è ancora una terapia “standard” ma certamente uno dei campi più attivi oggi in audiologia. Siamo nella fase di sperimentazione clinica sugli umani solo per 2 forme genetiche molto specifiche e rare. E altri geni sono in studio, ma ancora in fase preclinica», precisa Orzan. Le prospettive sono rilevanti, perché «potrebbe permettere di migliorare almeno parzialmente l’udito e, in alcuni casi, evitare interventi più invasivi come l’impianto cocleare. Oppure, un domani, riportare l’udito alla normalità».

Chirurgia sempre più delicata: preservare per il futuro

Sul fronte chirurgico «oggi, soprattutto nei bambini, vige la regola che tutto quello che si può preservare vale la pena farlo», afferma Orzan.

«Un bambino che nasce oggi avrà probabilmente un’aspettativa di vita molto lunga, e noi non sappiamo che tecnologie avremo tra vent’anni». Da qui la necessità di preservare non solo eventuali residui uditivi, ma anche la struttura della coclea, anche quando questi residui non sono misurabili.

Un progresso possibile grazie alla robotica. «Un braccio meccanico robotizzato, già da tempo utilizzatoo al Burlo, come supporto chirurgico, permette un inserimento lento e costante dell’array elettronico nella coclea, riducendo il trauma intracocleare», spiega la dottoressa. In altre parole, il braccio meccanico è progettato per «stabilizzare gli strumenti del chirurgo, ridurre il tremore naturale della mano, e mantenere posizioni estremamente precise nella microchirurgia dell’orecchio».

Accanto alla robotica, conta il monitoraggio intraoperatorio. «Durante l’inserimento possiamo misurare in tempo reale la funzione cocleare. Se il segnale si altera, posso fermare immediatamente il robot. Questo con l’inserimento manuale è impensabile».

E tutto questo «è una grandissima innovazione per la riduzione dei traumi e la preservazione delle delicate cellule sensoriali residue e di tutta la struttura dell’orecchio interno».

Intelligenza artificiale: un grande potenziale, ma con cautela in pediatria

Se l’intelligenza artificiale apre effettivamente scenari promettenti, Orzan invita però alla prudenza. «La modalità più fine ed efficace di apprendimento e sviluppo resta quella del cervello stesso del bambino».

«Il nostro obiettivo è fare in modo che bambini e bambine possano svilupparsi come se il problema uditivo non ci fosse. Eliminare tutti i rumori di sottofondo può limitare la conoscenza del mondo in un bambino che sta ancora imparando a interpretarlo».

L’IA può essere utile, conclude, «per prevedere gli esiti e personalizzare le cure», ma «bisogna fare attenzione a non sostituirla a ciò che il cervello sa fare meglio, soprattutto nell’apprendimento».