Hörforschung 1

Hören für alle

Im Gespräch mit Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier, Direktor des Departments für Medizinische Physik und Akustik der Fakultät für Medizin und Gesundheitswissenschaften der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg und dem Doktoranden Florian Denk.

Portrait der wissenschaftlichen Einrichtung

Was (er)forschen Sie? / Welche Anwendungen ergeben sich aus der Forschung?
Kollmeier: Bei dem Exzellenzcluster Hearing4all geht es um Hörforschung, also um ein besseres Verständnis des Hörvermögens und all seiner Störungen. Wir haben das Ziel, durch technische Innovationen das Hörvermögen für Alle – das heißt für alle Menschen zu jeder Zeit in allen Situationen – soweit wiederherzustellen, dass eine ungestörte Kommunikation möglich ist. Unsere Ergebnisse finden Anwendung sowohl in der Hörgerätetechnologie als auch in der Consumer-Elektronik (z.B. „Intelligente Headsets“), der Spracherkennung (dem Computer „Ohren“ verleihen) und vielen weiteren Fällen, wo sich Hörakustik, Technologie und die Anwendung durch den Menschen treffen.

  1. Wo befindet sich die Einrichtung?
    Kollmeier: Der Exzellenzcluster ist eine gemeinsame Einrichtung der Universität Oldenburg mit der Medizinischen Hochschule Hannover und der Leibniz Universität Hannover. In Oldenburg liegt der Schwerpunkt auf der Grundlagenforschung mit den Departments für Medizinische Physik und Akustik, für Neurowissenschaften und für (Neuro-) Psychologie. Die An-Institute HörTech, Hörzentrum Oldenburg und Fraunhofer IDMT/HSA kümmern sich zudem um den Transfer der erzielten Ergebnisse in reale Märkte.
     
  2. Seit wann gibt es die Einrichtung?
    Kollmeier: Die Hörforschung in Oldenburg wurde seit den frühen 1990er Jahren sowohl inner- als auch außeruniversitär stark ausgebaut: mit mehreren Graduiertenkollegs, Sonderforschungsbereichen, den oben genannten An-Instituten und seit dem Jahr 2012 mit dem Exzellenzcluster Hearing4all.
     
  3. Wie groß ist die Einrichtung?
    Kollmeier: In Oldenburg arbeiten etwa 300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Thema Hören in verschiedenen Institutionen innerhalb und auch außerhalb der Universität, beispielsweise im Evangelischen Krankenhaus als Teil der Oldenburger Universitätsmedizin.
     
  4. Wer ist der Ansprechpartner?
    Der Physiker und Mediziner Professor Dr. Dr. Birger Kollmeier, Sprecher des Exzellenzclusters Hearing4all.
Hoerforschung 2

Die Einrichtung

  1. Wie würden Sie Ihre Vision beschreiben? Und wie kam es zu dieser Vision?
    Kollmeier: Unsere Vision „Hören für alle“ wird deutlich, wenn wir in die Historie der Oldenburger Hörforschung schauen. Da ist zum einen die Forschung zu Hörgeräten, insbesondere zur Digitalisierung der Hörgeräte, um sie besser, funktionaler und nützlicher für den Menschen zu machen. Diese Forschung gibt es seit Gründung der Medizinischen Physik in Oldenburg im Jahr 1993. Für die Arbeiten zum binauralen Hörgerät – also zur Verbindung der Hörfunktionen an beiden Ohren in den Geräten – erhielten wir 2012 den Deutschen Zukunftspreis. Mit der Anwendung in der Consumer-Elektronik beschäftigen wir uns seit 2008 und der Gründung der Fraunhofer Projektgruppe für Hör- Sprach und Audiotechnologie. Hier geht es um Menschen, für die ein Hörgerät zu viel und kein Hörgerät zu wenig ist. Und schließlich kam die Verbindung unserer Forschung zu Cochlea Implantaten, mit denen hochgradig Schwerhörende oder sogar Ertaubte wieder zum Hören gebracht werden können (Zusammenarbeit mit der HNO-Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover, Prof. Lenarz). Heute decken wir das gesamte Spektrum von Hörstörungen ab.
     
  2. Was ist das Besondere an Ihrer Forschung und ihrer Anwendung?
    Kollmeier: Hören ist ein vielfältiges, jeden Menschen direkt betreffendes Gebiet, das viel mit zwischenmenschlicher Kommunikation und der Grundlage unserer Kultur zu tun hat. Hörstörungen werden oft versteckt oder negiert – obwohl sie sehr häufig sind, denn ca. 18% unserer Bevölkerung sind betroffen, Tendenz steigend. Das Phantastische an der Beschäftigung mit technischen Hörhilfen ist es, Patienten wieder zu einem guten Hören verhelfen zu können, und das sogar in „schwierigen“ akustischen Situationen wie beispielsweise in größeren Gesellschaften.  
     
    Denk: Mit der eigenen Forschung Menschen zu einer besseren Lebensqualität verhelfen zu können, ist auch für mich eine sehr große Motivation. In der täglichen Arbeit fasziniert mich außerdem das Zusammentreffen von verschiedenen Disziplinen. Konkret arbeite ich daran, dass Hörgeräte so natürlich wahrgenommen werden, als würde man sie gar nicht tragen – dafür müssen Probleme aus der Akustik, Elektrotechnik und Kognition gemeinsam gelöst werden.  
Hoerforschung 3

Spezifika des Forschungsfeldes

  1. Warum ist für Sie die Vernetzung im Feld wichtig? Wie gelingt die Vernetzung in Niedersachsen, national und international und welche konkreten Vorteile bringt dieses Netzwerk für Sie mit?
    Kollmeier: Als Physiker und Ingenieure können wir in unserem Department den technischen und grundlagenorientierten Teil der Hörproblematik bearbeiten. Mediziner hingegen sind nah am Patienten, der Diagnostik und Behandlung. Die Biologen und Neuropsychologen steuern wichtige Kenntnisse über die Funktionsweise des Gehörs und die Wirkungsweise von Eingriffen in das Hörsystem bei. Das zeigt, dass die interdisziplinäre Vernetzung essenziell ist. In Oldenburg haben wir hervorragende Möglichkeiten diese Interdisziplinarität zu leben, die durch die Kooperation mit Hannover insbesondere für den Bereich der Cochlea Implantate noch einmal stark erweitert wird.
     
    Auch die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschung, anwendungsorientierten Forschung und Industrie ist essenziell, denn so gelangen die Erkenntnisse zu den Menschen und auf den Markt. Dies gelingt uns durch die Einbindung entsprechender Forschungsinstitute wie dem Fraunhofer-Institut IDMT- HSA oder der HörTech gGmbH, die unser Translationszentrum des Clusters betreibt. Über sie besteht der sehr enge Kontakt zu Hersteller-Firmen von Hörgeräten, die unsere Innovationen in ihre Produkte einbauen. Die internationale Zusammenarbeit ist dabei absolute Grundvoraussetzung, da der Hörgeräte- und CI-Markt international ist, die Firmen und die einschlägig tätigen Wissenschaftler auf der ganzen Welt verstreut sind. So finanziert beispielsweise das amerikanische Gesundheitsministerium die Weiterentwicklung unserer Software des „Open Master Hearing Aids“, eine Art „Linux für Hörgeräte“. Damit helfen wir Forschern und Entwicklern weltweit dabei, ihre eigenen Ideen auf Hörgeräte-Prototypen zu testen und weiterzuentwickeln.
     
  2. Was sind heute die größten Herausforderungen und Trends für Ihre Einrichtung und wie gehen Sie diese an?
    Kollmeier: Der Hörgerätemarkt steht weltweit vor einer Umwälzung. Das klassische Hörgerät als Medizinprodukt mit Finanzierung durch das medizinische System bzw. die Krankenkassen läuft derzeit Gefahr, sich zu einem Lifestyle-Produkt zu entwickeln. Ähnlich wie die Brille vom Grabbeltisch wird es zu Discountpreisen angeboten oder als eine Klang-Option im Smartphone quasi als Beiprodukt für ein Mobiltelefon angeboten. Das ist einerseits erfreulich, weil es die Technik für jeden erschwinglich macht und die Eintrittsschwelle für eine Hörunterstützung auch bei geringgradigen Hörstörungen sinkt. Andererseits ist die Entwicklung bedenklich, weil die Qualität und die Möglichkeit der Individualisierung und der individuellen Anpassung dabei auf der Strecke bleiben kann. Insgesamt betrachtet, könnten die Vorteile durch die Marktverschiebungen und den möglichen Eintritt von Computer-Giganten wie Apple oder Google in den Hörgerätesektor überwiegen und durchaus positiv für die Menschen sein.
    Wir gehen diese Herausforderungen durch eine breite inhaltliche Aufstellung, eine sehr gute Ausbildung unserer Doktorandinnen und Doktoranden speziell im IT- und KI-Bereich und durch flexible Forschungs- und Forschungs-Marketingstrategien an. Letztlich hat dies auch zu dem Gewinn im Exzellenzcluster-Wettbewerb und der erfolgreichen Verlängerung unseres Clusters für die zweite Förderperiode geführt.
Hoerforschung 4

 

Thema NachwuchswissenschaftlerInnen

  1. Wie sichert Ihre Einrichtung den Bedarf an exzellenten Nachwuchs-WissenschaftlerInnen?
    Kollmeier: Werben, ausbilden, fördern! Sicher ist die Gewinnung von hochqualifiziertem Nachwuchs nicht leichter geworden. Wir begegnen dem mit einem sehr guten Angebot für sehr unterschiedliche Ansprüche und Ausbildungsstufen. Von der Breite, Vielseitigkeit und Tiefe unserer Bachelor- und Master-Studiengänge in Physik, Technik & Medizin, Hörtechnik & Audiologie, Engineering Physics, Physik, Biologie, Neuropsychologie oder Medizin sind wir überzeugt. Die von uns angebotenen Möglichkeiten zur wissenschaftlichen Arbeit mit Promotion in verschiedenen Fächern bis hin zur Unterstützung der weiteren Karriere im Hochschulbereich oder der Industrie werden uns regelmäßig als vorbildlich attestiert.
     
    Denk: Man könnte sagen, dass diese Strategie in meinem Fall voll aufgegangen ist. Ich bin während des Physikstudiums in Oldenburg auf den Bereich Hörforschung aufmerksam geworden und sehr froh, diesen Weg eingeschlagen zu haben. Es bietet sich wohl an keinem anderen Standort die Möglichkeit, sich in ganz verschiedenen Stufen der Ausbildung und in einer Vielzahl von Studiengängen in diesem Bereich zu spezialisieren. Daraus ergibt sich auch ein sehr interdisziplinäres Kollegenfeld, was ich als Doktorand sehr zu schätzen weiß. Neben der guten Ausstattung habe ich in Oldenburg zudem exzellente Möglichkeiten zur fachlichen und persönlichen Weiterbildung in Graduiertenkollegs und kann mich auf nationalen und internationalen Tagungen vernetzen.
     

Digitalisierung / KI

  1. Welche Bedeutung hat die Digitalisierung in Ihrer Einrichtung?
    Kollmeier: Schon seit Beginn der 1990er Jahre sind Hörgeräte digital. Digitaltechnik und künstliche Intelligenz – KI in Form des maschinellen Lernens, zum Beispiel bei der künstlichen Spracherkennung – hat schon seit vielen Jahren Einzug in unsere Forschung gehalten. Die Umsetzung von innovativen Strategien im Hörbereich in Verbindung mit KI stellt einen wichtigen großen Schwerpunkt im Cluster dar.
  2. An welchen Umsetzungsmaßnahmen im Bereich der Digitalisierung wird bei Ihnen gerade gearbeitet?
    Kollmeier: Wir arbeiten einerseits an der audiologischen Präzisionsmedizin. Damit erreichen wir durch den Einsatz von KI und entsprechender Analyse großer Datenmengen eine bessere, computergestützte Diagnostik und Therapieempfehlung für den einzelnen Patienten. Andererseits nehmen wir das Thema „Hören für Alle´“ wörtlich und arbeiten an der „virtuellen Hörklinik“, die den Patienten per Smartphone zur Verfügung gestellt werden soll. So machen wir Hörtests und Hörgerätesimulationen direkt in Interaktion mit dem eigenen Smartphone zugänglich. Per Knopfdruck kann man sich möglicherweise in der Zukunft ein Hörgerät bestellen, das an die individuellen Hörprobleme angepasst ist.
     
  3. Was können Sie durch die Digitalisierung in Zukunft besser machen?
    Kollmeier: Wir versuchen, die Standards der Diagnostik, Indikationsstellung und Therapie mit Hörhilfen über möglichst viele Kliniken und audiologische Zentren vergleichbar und kompatibel zu machen. Damit können wir beim individuellen Patienten von dem Erfahrungsschatz der gesamten klinischen Experten profitieren. Das ist ein ehrgeiziges Anliegen, das sicher nicht innerhalb weniger Jahre bewältigt werden kann. Die Digitalisierung und die Verfügbarkeit großer Datenbestände bietet uns hier große Chancen.

Wachstum

  1. Wo sehen Sie Marktpotentiale für Ihr Produkt?
    Kollmeier: Die Bevölkerung wird älter und die Akzeptanz von Hörhilfen nimmt stetig zu. Hörgeräte und weitere technische Hörhilfen sind ein ständig wachsender Zukunftsmarkt.
     
  2. Wie sind Sie Pionier in Ihrem Gebiet geworden? Was ist Ihr Erfolgskonzept?
    Kollmeier: Schon während meiner Physik-Diplom- und Doktorarbeit hat mich das Hören und die Verbindung zwischen Physik und Medizin auf dem Gebiet des Hörens fasziniert. Da lag die Verbindung nahe zwischen der binauralen (d.h. zweiohrigen) Psychoakustik, die sich mit dem Zusammenspiel beider Ohren beschäftigt, und der Hörgerätetechnologie, die sich bis dato nur auf ein Ohr konzentrierte. Deshalb habe ich mich schon in meiner Dissertation mit binauralen Hörgeräten beschäftigt. Das Fortführen dieser Forschung brachte uns bis zum Deutschen Zukunftspreis. Schlüsselfaktoren unserer Erfolge sind hochmotivierte und engagierte Kolleginnen und Kollegen, insbesondere die Gruppe der 16 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die 1993 mit mir von Göttingen nach Oldenburg gezogen sind und hier in Oldenburg die verschiedenen Einrichtungen mit aufgebaut haben.
     

Internationale Zusammenarbeit

  1. Welche Bedeutung hat die internationale Zusammenarbeit für Ihre Forschung und welche Länder stehen dabei im Fokus?
    Kollmeier: Wir arbeiten zum einen mit Grundlagenforschern in Ländern mit ausgeprägter Forschungskultur zusammen (speziell USA, Großbritannien, Europa, Japan und Australien). Zum anderen aber auch mit Ländern, in denen besonders starke Hörsystem-Industrien vorhanden sind (Dänemark, Schweiz, Australien, USA). Ein besonderer internationaler Anknüpfungspunkt ist die Entwicklung des „Oldenburger Satztest“ in möglichst vielen Sprachen. Das verknüpft uns eng mit Forscherinnen und Forschern aus aller Welt mit bisher über 25 Sprachregionen: Sie wollen mit ähnlichen Methoden wie wir das Hörvermögen ihrer Patientinnen möglichst genau und effizient erfassen und die Verbesserung durch Hörsysteme möglichst gut abschätzen – und wir lernen viel voneinander!
     
  2. Wie meistern Sie die wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und interkulturellen Herausforderungen in der internationalen Zusammenarbeit?
    Kollmeier: Die kulturellen Unterschiede sind sicher eine besondere Herausforderung, der wir uns täglich – auch innerhalb unseres international zusammengesetzten großen Teams – stellen müssen. In der Regel ist das mit vielen positiven Erlebnissen und großer Freude an der Arbeit und der interkulturellen Kommunikation verbunden.

Forschung & Entwicklung

  1. An welchen Innovationen arbeiten Sie gerade?
    Kollmeier: Wir wollen mit Hilfe von Sprachtechnologie das menschliche Hörvermögen exakt modellieren, um mit möglichst wenig Aufwand für den individuellen Patienten schnell und effizient herauszufinden, welche Art von Hörhilfe angebracht ist. Die audiologische Präzisionsmedizin ist dabei unser gemeinsames Ziel.
     
    Denk: Gemeinsam mit Kollegen arbeite ich an einem Hörgerät ohne Nebenwirkungen. Gerade für Patienten mit moderaten Hörproblemen schaden aktuelle Hörgeräte oft mehr, als dass sie Nutzen bringen, da sie das Gehörte zusätzlich zu der gewollten Verstärkung verzerren. Das kann verbessert werden, wenn sich die Geräte besser an die Akustik des individuellen Ohres des Nutzers anpassen. Diese Technologie der „akustischen Transparenz“ kann noch mehr Menschen von den Fortschritten der Hörtechnologie profitieren lassen. Zudem wird sie für Multimedia-Anwendungen wie Augmented Reality benötigt.
     
  2. Welchen Stellenwert hat die Entwicklung von Innovationen für Ihre Forschung?
    Kollmeier: Forschung und Innovation sind für uns sehr eng verbunden. Unsere Grundlagenforschung über die Funktionsweise des Gehörs und die Wirkung von Hörhilfen ist in gewisser Weise der Motor für Innovationen, der durch den Kontakt mit Patienten, der Wirtschaft und der Industrie zusätzlich angetrieben wird.
     
  3. Arbeiten Sie bei ihrer Forschung mit Unternehmen zusammen? Wenn ja, mit welchen?
    Kollmeier: Wir arbeiten mit Firmen der Unterhaltungsindustrie (z.B. Sennheiser) oder anderen Kopfhörer- oder Hearable-Herstellern zusammen sowie mit allen führenden Herstellern von Hörgeräten und Cochlea-Implantaten weltweit. Viele unserer Absolventinnen und Absolventen haben dort auch ihren Arbeitsplatz gefunden.
     
    Denk: Wir und andere Forscher benötigen immer wieder Dummy-Hörgeräte, also Ohrpassstücke mit Mikrophonen und Lautsprechern, die wir verkabeln und mit unseren eigenen Algorithmen testen können. Für diesen Zweck haben wir in Zusammenarbeit mit der Firma InEar ein eigenes Gerät entwickelt und gefertigt. Dieser Prototyp ist auch für andere Forscher kommerziell erhältlich.
     

Zukunft

  1. Wo sehen Sie Ihre Einrichtung und Ihre Forschung im Jahr 2030?
    Kollmeier: Wir wollen mit dem Auditory Valley und dem Exzellenzcluster Hearing4all DAS internationale Zentrum für Hörforschung und akustische Kommunikationstechnologie werden, das nicht nur die besten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, sondern auch die besten Forschungsergebnisse und Innovationen in diesem Bereich liefert. Durch die Förderung aus der Exzellenzinitiative sind wir auf einem sehr guten Weg dorthin.
     
  2. Was wünschen Sie sich für Ihr Institut, um dahin zu kommen?
    Kollmeier: Wir leiten gerade einen Generationenwechsel ein, bei dem neue Professorinnen und Professoren berufen werden, da wichtige Leitpersonen unseres Clusters in absehbarer Zeit in den Ruhestand gehen (einschließlich meiner selbst). Hier wünsche ich mir, dass dieser die Forschergenerationen überschreitende Transformationsprozess so erfolgreich verläuft, wie wir es geplant haben: Nach dem Prinzip der sich häutenden Schlange sollen immer neue Forscherinnen- und Forschergenerationen uns weiter voranbringen – das ist mein Credo. Weiterhin wünsche ich mir, dass wir neben all den wissenschaftlichen Erkenntnissen, dem technologischen Fortschritt und der Ausbildung unseres Nachwuchses auch weiterhin Spaß an der Arbeit miteinander haben – da bin ich sehr zuversichtlich!
     
  3. Welchen Rat würden Sie jungen WissenschaftlerInnen mitgeben, um sich im Wettbewerb erfolgreich zu behaupten? Es gibt bestimmt Punkte, an denen Sie im Nachhinein nachbessern mussten – welche waren das?
    Kollmeier: Es lohnt sich, gegen den Strom zu schwimmen. Als ich mich nach meiner Doktorarbeit weiter wissenschaftlich mit dem Hören beschäftigen wollte, wurde mir mit dem Hinweis abgeraten, dass es in der Physik doch viel spannendere neue Gebiete gebe. Aber ich bin meinen Weg gegangen und sehr froh, dass ich alle Widrigkeiten und Widerstände überwinden konnte – man wächst halt mit den Herausforderungen!

Wissenschaftsstandort Niedersachsen

  1. Warum ist Niedersachsen für ihre Forschung der richtige Standort?
    Kollmeier: Wir haben mit der Hörforschung in Oldenburg, Hannover und Göttingen mit jeweils sehr unterschiedlicher Ausprägung eine extrem hohe Dichte exzellenter Forscherinnen und Forscher. Das ist in keinem anderen Bundesland anzutreffen und auch weltweit sicher einzigartig. Zudem hat die Landesregierung immer ein offenes Ohr für unsere Anliegen, sodass ich bisher sehr von dem Wissenschaftsstandort Niedersachsen profitieren konnte. Für den Standort Oldenburg und das Land Niedersachsen hat der Gewinn des Exzellenzclusters Hearing4all sicherlich zur internationalen Sichtbarkeit in der Forschung beitragen können. Voraussetzung für unseren Erfolg ist, dass alle Akteure unprätentiös und ergebnisorientiert miteinander reden und Probleme gemeinsam anpacken – das zeichnet Niedersachsen und insbesondere die Nordwestregion sicher aus.
     
  2. Was zeichnet den Wissenschaftsstandort Niedersachsen für Sie besonders aus?
    Siehe oben
     
  3.  (Wie) Wurden und werden Sie vom Land Niedersachsen begleitet und unterstützt?
    Kollmeier: Bei allen Erfolgen, die wir auf Bundesebene oder international erzielt haben (z.B. Einwerbung von internationalem Graduiertenkolleg, Sonderforschungsbereich oder Exzellenzcluster) ist das Land Niedersachsen immer mit im Boot gewesen, hat einen wichtigen Beitrag geleistet, gefördert und unterstützt. So hat das Land etwa im Jahr 2001 den Aufbau des „Haus des Hörens“ in Oldenburg gefördert und es mir seinerzeit durch ein großzügiges Bleibeangebot ermöglicht, meine Abteilung in der Hörforschung weiter auszubauen und zu stabilisieren. Damit wurde mir eine attraktive Alternative zu den verlockenden Berufungsangeboten aus dem Ausland geboten. Meine Kolleginnen und Kollegen und ich sind dankbar für das Vertrauen in unsere Arbeit und die kontinuierliche Förderung.  

4. Was verbinden Sie beruflich wie privat besonders mit Niedersachsen? Was schätzen Sie an Niedersachsen besonders?
Kollmeier: Ich bin ein Nordlicht und fühle mich mit meiner Familie in Oldenburg sehr wohl – insbesondere durch die Landschaft, die Lebensqualität und die tollen Menschen, die hier leben und arbeiten.
 
Denk: Ich stamme gebürtig aus Bayern, fühle mich hier aber auch sehr wohl. Neben den tollen Arbeitsbedingungen ist gerade Oldenburg für mich eine sehr lebens- und liebenswerte Stadt.

 

Zu den Personen:

Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier, Physiker und Mediziner, lehrt und forscht seit 1993 an der Universität Oldenburg. Er ist Sprecher des Exzellenzclusters „Hearing4all“. Zudem leitet er die Abteilung „Medizinische Physik“ an der Universität Oldemburg, die Hörzentrum Oldenburg GmbH und die Fraunhofer Projektgruppe für Hör-, Sprach- und Audiotechnologie. Kollmeier hat zahlreiche renommierte Auszeichnungen erhalten, darunter den International Award der American Academy of Audiology und den Deutschen Zukunftspreis.  

 

Florian Denk, Physiker, ist wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Birger Kollmeier an der Universität Oldenburg, wo er gerade seine Doktorarbeit über Außenohrakustik und Hörsystemtechnik fertigstellt. Seine Arbeiten veröffentlichte er bereits in über einem Dutzend wissenschaftlichen Artikeln und Konferenzpapern sowie einer Patentanmeldung. Als Science-Slammer bringt er seine Forschung auch einem breiten Publikum näher.