日前,來(lái)自麻省理工學(xué)院(MIT)等機構的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種無(wú)需外置硬件的新型人工耳蝸,有望改善失聰人士的聽(tīng)覺(jué),為其生活帶來(lái)更大便利。
人工耳蝸是一種通過(guò)電極**聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的方式幫助聾人恢復或重建聽(tīng)覺(jué)的電子裝置。目前各國的醫療機構已把人工耳蝸作為治療重度耳聾至全聾的常規方法,全世界佩戴人工耳蝸的病人數目已達10萬(wàn)。但現有的人工耳蝸系統需要將一個(gè)直徑約為1英寸(約2.5厘米)的圓盤(pán)狀發(fā)射器固定在頭骨上,并通過(guò)導線(xiàn)將其與麥克風(fēng)、電源等設備相連,看上去就像一個(gè)超大的助聽(tīng)器,在一定程度上給使用者造成了不便。
由麻省理工學(xué)院微系統實(shí)驗室(MTL)的科學(xué)家和哈佛醫學(xué)院以及馬薩諸塞州眼耳醫院的醫生開(kāi)發(fā)出的這種人工耳蝸,利用一種新型、低功率信號處理芯片,免去了這些讓人不適的外部硬件。
中耳有三塊奇妙的骨頭,它們被稱(chēng)為聽(tīng)小骨,這是人體中最小的骨,左右耳各有三塊。它們能將鼓膜的振動(dòng)傳遞至耳蝸,使耳蝸內的纖毛細胞產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),繼而在大腦皮層的聽(tīng)覺(jué)中樞中形成聽(tīng)覺(jué),讓我們聽(tīng)到聲音。
失聰者往往因為在這些環(huán)節中出現問(wèn)題從而導致聽(tīng)力障礙。新型的人工耳蝸包括一個(gè)能夠檢測聽(tīng)小骨振動(dòng)的小型傳感器,當傳感器檢測到振動(dòng)后,信號將被送往植入耳中的微芯片上,這塊芯片能把聲音信號轉化為電信號,并將其傳遞到耳蝸中的電極陣列上,重建聽(tīng)覺(jué)。
現有的人工耳蝸使用外部麥克風(fēng)收集聲音,但新的植入式人工耳蝸將改用使用者自身的耳道和中耳,在人工耳蝸設備中這樣的嘗試幾乎前所未有。由于采用完全內置方式,如何降低功耗就成為這種人工耳蝸成功與否的關(guān)鍵所在。
為此,研究人員使用了MIT微系統實(shí)驗室已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的幾項技術(shù),如定制的低功率濾波器和放大器,這些裝置能夠在極低的功耗下對聲音信號進(jìn)行精確的處理和還原。此外,他們開(kāi)發(fā)出了一種新型信號電路,能將芯片的能耗降低20%到30%。為了便于使用,這種植入式人工耳蝸將采用無(wú)線(xiàn)充電,充滿(mǎn)電可連續工作8小時(shí)。
論文主要作者、麻省理工學(xué)院博士馬庫斯·耶以及電氣工程與計算機科學(xué)學(xué)院的研究生金瑞(RuiJin,音譯)和內森·伊克斯還向人們展示了一種充電器原型,將其與普通的手機相結合就能為這種新型人工耳蝸充電。此外,研究人員還計劃制造出一種智能枕頭,以便在睡覺(jué)的時(shí)候完成對人工耳蝸的充電。
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