Medizin-Nobelpreis: Nutzen Hörimplantate bald Licht statt Strom?
Hörimplantate reizen den Hörnerv mit Strom und treffen dabei zu viele Nervenzellen. Göttinger Forschende setzen daher auf Licht. Möglich wird das durch ein Eiweiß aus einer Grünalge, für dessen Erforschung die beiden jetzt den Medizin-Nobelpreis erhalten haben.
homas Perlmann, Sekretär der Nobelversammlung, gibt in Stockholm die Preisträger bekannt. Ausgezeichnet wird mit Deisseroth, Hegemann und Nagel ein Werkzeug, das Nervenzellen per Licht schaltbar macht und künftig Hörimplantate präziser machen könnte.
Foto: picture alliance/dpa | Steffen Trumpf
Mehr als eine Million Menschen weltweit hören mithilfe eines Cochlea-Implantats. Im lauten Restaurant oder bei Musik stößt die Technik aber an Grenzen, weil der elektrische Strom im Innenohr zu viele Nervenzellen auf einmal reizt. Forschende in Göttingen wollen den Hörnerv deshalb mit Licht ansteuern.
Die Grundlage dafür ist ein Eiweiß aus einer Grünalge, das Nervenzellen per Licht schaltbar macht. Peter Hegemann (Humboldt-Universität Berlin) und Georg Nagel (Universität Würzburg) entdeckten das Eiweiß, Karl Deisseroth (Stanford University) machte daraus die Optogenetik, eine Methode, mit der sich Nervenzellen per Licht steuern lassen. Dafür erhalten die drei nun den Medizin-Nobelpreis 2026.
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Warum Strom im Innenohr ungenau sein kann
In der Hörschnecke im Ohr sind die Sinneszellen nach Tonhöhen sortiert. Hohe Töne verarbeiten die Zellen am Eingang, tiefe die weiter innen. Ein Cochlea-Implantat nutzt diese Ordnung: Es zerlegt den Schall in Frequenzbereiche und schickt sie über 12 bis 24 Elektrodenkontakte an die passende Stelle des Hörnervs.
Die Hörschnecke ist aber mit Flüssigkeit gefüllt, die Strom gut leitet. Jeder Reiz breitet sich deshalb weit aus und erregt auch benachbarte Nervenzellen, die eigentlich andere Tonhöhen melden. Die Kanäle überlappen.
In ruhiger Umgebung reicht das in der Regel aus, um Sprache zu verstehen. Feine Tonhöhenunterschiede, Musik oder Gespräche bei Hintergrundlärm zu verstehen bleibt für viele Betroffene jedoch schwierig. Licht ließe sich dagegen eng bündeln. Das Problem: Nervenzellen reagieren von Natur aus nicht darauf.
Wie der Lichtschalter aus der Alge funktioniert
Hegemann fiel Anfang der 1990er Jahre am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried auf, wie schnell die Grünalge Chlamydomonas auf Licht reagiert. Gemeinsam mit Nagel, damals am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt, fand er das verantwortliche Eiweiß, das Kanalrhodopsin. Es bildet in der Zellmembran einen Kanal, der sich bei blauem Licht öffnet. Positiv geladene Ionen strömen in die Zelle und lösen einen elektrischen Impuls aus. 2003 veröffentlichten die beiden ihre Ergebnisse.
2005 schleusten Deisseroth und Kollegen, darunter auch Nagel, das Gen für das Eiweiß in Nervenzellen von Ratten ein und konnten sie per Licht aktivieren. 2007 gelang das auch im Gehirn lebender Mäuse. Als Genfähren dienen dabei Viren, die als gut verträglich gelten. Sie transportieren den Bauplan in die Zellen. Laut der Leopoldina erforschen Labore weltweit mit der Methode Krankheiten wie Depression, Angststörungen und Parkinson. Das Prinzip funktioniert auch jenseits von Nervenzellen, am MIT etwa verformten Forschende einzelne Zellen per Licht.
So soll das Licht-Implantat funktionieren
Das Team um Tobias Moser von der Universitätsmedizin Göttingen überträgt das Prinzip auf das Ohr. Zuerst bringt eine Gentherapie den Lichtschalter in die Nervenzellen des Hörnervs. Bei Wüstenrennmäusen spritzten die Forschenden die Genfähren dafür per Mikrokatheter durch das runde Fenster, eine dünne Gewebeschicht zwischen Mittel- und Innenohr. Danach übernimmt Licht die Aufgabe des Stroms.
Ingenieure der Universität Freiburg entwickelten ab 2010 gemeinsam mit Göttingen die ersten Mikro-LEDs für solche Implantate. In Tierversuchen saßen 16 Leuchtdioden mit 0,06 mm Kantenlänge auf einem flexiblen Träger. Schwierig bleibt laut den Forschenden, die Lichtquellen im Körper dauerhaft, flexibel und durchsichtig abzudichten. Für den Menschen setzt das Göttinger Else Kröner-Fresenius-Zentrum für Optogenetische Therapien deshalb auf Laserdioden. Sie sitzen in einem dichten Titangehäuse außerhalb der Hörschnecke, optische Fasern leiten das Licht zu den Nervenzellen. Der geplante klinische Prototyp soll 64 Frequenzkanäle haben.
Auch das Eiweiß muss technische Vorgaben erfüllen. Es soll sehr lichtempfindlich sein, damit die Batterie des Implantats lange hält, und bei „Licht aus“ schnell schließen, damit Töne sauber übertragen werden. Eine 2025 in Göttingen vorgestellte Variante namens ChReef ist sehr empfindlich, für das Hören nach Angaben der Forschenden aber noch etwas zu langsam.
| Parameter | Elektrisches Implantat | Optisches Implantat |
|---|---|---|
| Reiz | Strom | Licht |
| Kanäle | 12 bis 24 Elektroden | 64 Frequenzkanäle (Ziel Prototyp) |
| Voraussetzung | keine | Gentherapie am Hörnerv |
| Stand | über 1 Mio. Nutzer | bisher nur Tierversuche, erste Studie am Menschen sind ab 2027 geplant |
Bislang hat das Hören mit Licht nur bei Versuchstieren funktioniert. Das Göttinger Zentrum plant ab 2027 eine erste Studie mit Patienten, um die richtige Dosis der Gentherapie zu finden. Eine größere Studie an mehreren Kliniken soll 2031 beginnen.
Am Auge ist die Methode bereits weiter entwickelt. 2021 konnte ein seit Jahrzehnten blinder Patient mit einer erblichen Netzhauterkrankung nach einer optogenetischen Behandlung mit einer Spezialbrille wieder Gegenstände wahrnehmen und orten.
Physik trifft Medizin
Der Nobelpreis würdigt Grundlagenforschung aus der Biophysik. „Peter Hegemann und Georg Nagel hatten nicht geplant, das Gehirn zu erforschen. Sie waren einfach neugierig auf die Algen“, sagte Anna Wedell von der Nobelversammlung der Deutschen Presse-Agentur. Dass aus der Entdeckung ein Medizinprodukt werden könnte, liegt an Teams aus Medizin und Technik. Am optischen Cochlea-Implantat arbeiten Hörforschende der Universitätsmedizin Göttingen, Mikrosystemtechniker der Universität Freiburg und Mikroelektroniker der Leibniz Universität Hannover. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme in Dresden entwickelt zudem Lichtquellen, die direkt auf Mikrochips sitzen.
Auch die Augenlaser-OP brauchte lange aus der Physik in die Klinik. Theo Seiler, der Physik und Medizin studierte, gehörte 1987 an der Universitätsaugenklinik der FU Berlin zu den Ersten, die die Fehlsichtigkeit eines Menschen mit einem Excimerlaser korrigierten. Heute ist der Eingriff gängige Praxis.
Hegemann wurde Anfang der 1990er Jahre auf die schnelle Alge aufmerksam. Die erste Studie mit Patienten ist für 2027 geplant, also mehr als drei Jahrzehnte später.
Mit Material der dpa.
Quellen
- Nobelprize.org: Popular information, Medizin-Nobelpreis 2026
- dpa, 5.10.2026 (Version 2, 14:20 Uhr)
- Moser, Zerche, Dombrowski: Optische Cochlea-Implantate: Hören mit Licht, Spektrum der Wissenschaft, 8.9.2026
- Universitätsmedizin Göttingen: PM „Lichtorgel im Ohr“ (2020)
- Universitätsmedizin Göttingen / idw: „Auf dem Weg zum optischen Cochlea-Implantat“ (22.7.2020)
- Sahel et al., Nature Medicine 2021
- Fraunhofer IPMS: Projekt NeurOpto
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