研究人员开发的设备，可以改善选择耳蜗植入物的聋哑人的声音分辨率

(欧宝娱乐地址Medical Xpress) -人工耳蜗被广泛认为是市场上最成功的神经义肢。这种植入物可以帮助失聪的人感知声音，将听觉信息转化为电信号，直接传递到大脑，绕过那些因受损而不能正常发挥这一功能的细胞。

根据国家耳聋和其他沟通障碍研究所，全世界约有188,000人收到了耳蜗植入设备自从这些设备在20世纪80年代初被引进以来，美国大约有41500名成年人和25500名儿童。

尽管耳蜗植入物很普遍，但要达到完好无损的效果还有很长的路要走人耳。由Pamela Bhatti，Ph.D.D，博格亚理工学院的研究人员领导，在设备和大脑之间开发了一种新型界面，可以大大提高下一代植入物的音质。

一个正常的耳朵处理声音的方式就像一个Rube Goldberg机器拨动电灯开关一样——通过一个完美时间的连锁反应，涉及到一些部件和部件。首先，声音通过运河传播外耳撞击耳膜并引起震动。振动耳膜导致中耳中的小骨头振动，这反过来又会在内耳或耳蜗的流体中产生运动。这导致运动微小结构叫做毛细胞，它能将运动转化为电信号通过听觉神经到达大脑。

毛细胞功能失调是感音神经性耳聋(sensory sorineural deafness)听力丧失最常见的罪魁祸首，该疾病导致耳朵和大脑之间的沟通中断。有时毛细胞从出生起就不能正常工作，但是严重的创伤或不良感染可能导致无法弥补的伤害这些微妙的结构。

当代人工耳蜗

传统的助听器是通过放大声音来工作的，它依赖于一些有功能的毛细胞的存在。另一方面，人工耳蜗则完全绕过了毛细胞。它的工作原理不是恢复功能，而是将耳朵外的麦克风捕捉到的声音振动转换成电信号。这些信号被传送到大脑听觉神经，将它们解释为声音。

人工耳蜗植入只推荐给有严重或重度感音神经性听力损失的人，这意味着那些听不到低于70分贝的声音的人。(谈话的声音通常在20到60分贝之间。)

该设备本身包括一个外部组件，通过磁盘连接到一个内部组件，植入耳朵后面的皮肤下。外部组件检测声音并选择性地放大语音。耳蜗内部的元件将这些信息转换成电脉冲，然后发送到穿过耳蜗的一束细电极丝上。

改善界面

作为一名电气工程师，巴蒂认为当前的电极配置是清除当前设备中声音传输的一个重要障碍。

“在一个完整的耳朵里，毛细胞它们与向大脑传递声音信息的神经有密切联系，”巴蒂说。“植入物的挑战是如何在电极和神经之间实现有效的耦合。”

现代植入物包含12到22个金属丝电极，每一个都可以传递不同音高的信号。这个想法是，电极越多，信息就越清晰。

那么，为什么不在现有的设计中增加更多的电极丝呢?

就像在纽约找房子一样，这个问题归结为严重缺乏可用的房地产。耳蜗最宽处直径为2毫米，约为一枚镍币的厚度。在盘绕的过程中，它逐渐变小，只有200微米，大约是人类头发的宽度。

“虽然我们希望能够增加电极的数量，但空间问题是工程角度的主要挑战，”Bhatti说。

在美国国家科学基金会的资助下，巴蒂和她的团队开发了一种新的薄膜电极阵列，它的灵敏度是传统线形电极的三倍，无需增加体积。

与电线电极不同，新阵列也是柔性的，这意味着它可以更接近耳蜗内壁。研究人员认为，这将在阵列和神经系统之间产生更好的耦合，导致更节奏的信号。

根据Bhatti，其中一个最大的挑战实际上是将设备植入螺旋形的耳蜗：“我们本可以在世界上创造最好的阵列，但如果外科医生无法得到它，它就不会有重要问题正确的地方，“Bhatti说。

为了解决这个问题，该团队发明了一种插入设备，可以保护阵列，并作为外科医生的指导，以确保正确放置。

在它批准用于人类之前，需要经过严格的测试，以确保它既安全有效;然而，Bhatti已经在考虑下一个是什么。她设想了一天，电极根本不需要连接到阵列。相反，它们将直接固定在耳蜗上，具有生物相容性的材料，使它们能够更加无缝地与大脑集成。

巴蒂认为，最重要的事情是不要忽视大局。

“我们始终与最终用户设计，”Bhatti说。“人类组成部分是将科学转化为实践时最重要的人。”

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