无需外置硬件的人工耳蜗问世

connie听 · 发表于 2014-2-14 09:08

据美国麻省理工学院网站2月10日报道，该校科学家参与的一个联合研究小组开发出一种无需外置硬件的新型人工耳蜗，有望改善失聪人士的听觉，为其生活带来更大便利。相关论文公布在本周（2月9日—2月13日）举行的国际固态电路会议上。

人工耳蜗是一种通过电极刺激听觉神经的方式帮助聋人恢复或重建听觉的电子装置。目前各国的医疗机构已把人工耳蜗作为治疗重度耳聋至全聋的常规方法，全世界佩戴人工耳蜗的病人数目已达10万。但现有的人工耳蜗系统需要将一个直径约为1英寸（约2.5厘米）的圆盘状发射器固定在头骨上，并通过导线将其与麦克风、电源等设备相连，看上去就像一个超大的助听器，在一定程度上给使用者造成了不便。

由麻省理工学院微系统实验室（MTL）的科学家和哈佛医学院以及马萨诸塞州眼耳医院的医生开发出的这种人工耳蜗，利用一种新型、低功率信号处理芯片，免去了这些让人不适的外部硬件。

中耳有三块奇妙的骨头，它们被称为听小骨，这是人体中最小的骨，左右耳各有三块。它们能将鼓膜的振动传递至耳蜗，使耳蜗内的纤毛细胞产生神经冲动，继而在大脑皮层的听觉中枢中形成听觉，让我们听到声音。

失聪者往往因为在这些环节中出现问题从而导致听力障碍。新型的人工耳蜗包括一个能够检测听小骨振动的小型传感器，当传感器检测到振动后，信号将被送往植入耳中的微芯片上，这块芯片能把声音信号转化为电信号，并将其传递到耳蜗中的电极阵列上，重建听觉。

现有的人工耳蜗使用外部麦克风收集声音，但新的植入式人工耳蜗将改用使用者自身的耳道和中耳，在人工耳蜗设备中这样的尝试几乎前所未有。由于采用完全内置方式，如何降低功耗就成为这种人工耳蜗成功与否的关键所在。

为此，研究人员使用了MIT微系统实验室已经开发出的几项技术，如定制的低功率滤波器和放大器，这些装置能够在极低的功耗下对声音信号进行精确的处理和还原。此外，他们开发出了一种新型信号电路，能将芯片的能耗降低20%到30%。为了便于使用，这种植入式人工耳蜗将采用无线充电，充满电可连续工作8小时。

论文主要作者、麻省理工学院博士马库斯·耶以及电气工程与计算机科学学院的研究生锐进（音译）和内森·伊克斯还向人们展示了一种充电器原型，将其与普通的手机相结合就能为这种新型人工耳蜗充电。此外，研究人员还计划制造出一种智能枕头，以便在睡觉的时候完成对人工耳蜗的充电。