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[干货].以光波改良人工耳蜗听力受损者有望受益

2023-01-13 来源:淄博机械信息网

目前全球约有50万听力严重受损人,利用电子设备恢复些许听力,人工耳蜗是其中之一。在德国歌庭根大学听力神经学科学家Tobias Moser带领下,研究人员将以光线进行改良,希望突破现有人工耳蜗的限制。

耳蜗是内耳的螺旋状构造,能分析声音频率。在说话中呈现的不同频率,会让耳蜗内的膜状物振动,振动会让类似「毛发」的细胞活化,刺激听力神经元,将声音的相关信息透过听觉神经传送到脑部。

感觉神经性耳聋的人,因为失去了毛发状的细胞,所以透过人工耳蜗利用电极(electrode)刺激神经元。不过由于电极产生的电流,并非直线朝听力神经元,而是会行经过程分散,因此如果电极放太近便会产生串音干扰现象。因此现行的人工耳蜗会限制电极数量避免互相干扰,但也限制了使用者听力表现。

Moser团队利用了光遗传学技术(Optogenetics),将电极以光取代。光遗传技术通常使用在动物研究上,它能刺激基因产生光敏蛋白质到神经元内,透过光线刺激神经元。

研究团队以沙鼠为实验对象,将成鼠基因改造,缩短视膜蛋白在两次活化之间所需的恢复时间,接着将细菌注入到沙鼠耳蜗,将视膜蛋白基因带往听力神经元,再利用光学纤维将光线透过耳内的圆窗(round window)进到耳蜗。结果在沙鼠脑干负责听力的部分,与被声音刺激时的反应类似。

目前研究团队只用到一条光波,下一步将研发出能制造多条光波的装置,装置设计上可能会使用Micro LED array或波导技术,引导光学纤维产生的光。由于光学纤维会耗费不少电力,因此预期装置会非常笨重。哈佛医学院的耳科医师Daniel Lee指出,LED是比较好的选择,只是光线相对模糊,因此技术上还需要有所突破。

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