人工耳蜗利用光向大脑发送声音

德国的研究人员开发了一种利用光向神经系统发送声音信号的助听器系统。

目前这一代助听器的工作方式多种多样。最常见的变体是在用户难以听到的频率范围内发出更大的声音。

但这种设备并不适用于所有形式的听力损失，这就是为什么全世界有超过50万人接受了人工耳蜗，也被称为仿生耳。

这包括将一系列精细的电极插入蜗牛状的内耳，也就是耳蜗。在健康的耳蜗中，专门的“毛细胞”将声音振动转化为大脑可以理解的神经信号，耳蜗的不同区域对不同音高的声音反应最好:耳蜗前部检测到高频，后部检测到低频。

如果毛细胞因各种原因受损，这个人就会失去探测声音的能力。但是，由于将毛细胞的信号传递到大脑的神经仍然完好无损，因此人工耳蜗可以直接通过电流招募这些神经。因此，一个电极系统被用来覆盖一定范围的频率，特别是那些使语音易于理解的频率。

问题是电信号从耳蜗的一个区域溢出到另一个区域，“模糊”了感知到的声音的音质。“这就像用肘部弹钢琴，”大学医学中心Göttingen的科学家马库斯·杰施克说。“你会同时做很多笔记。”

相反，Jeschke提出了另一种系统，他认为这种系统“将来会给你钢琴上的每个音符”。

他的方法是使用一种叫做“光遗传学”的技术使神经细胞对光敏感。Jeschke解释说:“我们添加了一个基因，该基因编码与电子开关相连的光感应分子。”“然后，我们将一束微小的蓝光照射到耳蜗的适当部位，它会非常分散地激活那里的神经细胞。”

这个想法是创造一系列微型光源，就像一串微型的仙女灯。它像人工耳蜗的电极一样被插入耳蜗。然后，该装置不是传递电流，而是短暂地照亮相关的耳蜗区域，在相关的神经纤维中触发交感神经放电。

在一项概念验证实验中，选择蒙古沙鼠是因为它们的耳蜗大小与人类非常相似，这些动物被训练在听到声音时执行任务。然后，研究小组仅使用传输到动物耳朵的光信号，就能引起同样的训练行为。“这证明它们‘听到’了光，”Jeschke说。

令人鼓舞的是，有迹象表明，这种方法可以很容易地、迅速地应用于人类。“已经有批准的基因治疗系统用于治疗人类眼部疾病，也可以用来将光感基因传递到耳朵;因此，将其引入人类是我们的目标……”