2018年7月12日报告

光基人工耳蜗修复沙鼠听力

鲍勃·伊尔卡，《医学快讯bob游戏

一个由来自德国各个机构的研究人员组成的研究小组开发了一种新型的人工耳蜗——基于光的人工耳蜗。在他们发表在杂志上的论文中科学转化医学，该团队介绍了他们的新植入物，以及它在试验沙鼠身上的效果。

半个多世纪前，科学家们想出了一种方法，可以部分恢复耳蜗损伤患者的听力——耳蜗植入物．同样的基本技术至今仍在使用——这类设备的工作原理是将声音转换成电信号，然后将信号传输给神经元，再由神经元将信号传递给大脑。虽然植入物帮助很多人恢复了听力，但他们仍然面临一个主要问题。太多同时发出的声音，比如在拥挤的房间里讲话，会变得模糊不清。这是因为电信号相互碰撞，导致传输到大脑的信息被破坏。在这项新的努力中，研究人员将声音转化为光而不是电，因为光可以被更精确地定向。

这种新植入物直接向耳蜗神经元发射光。但要想产生效果，研究人员必须让试验沙鼠的神经元对它做出反应。为了做到这一点，他们将一种携带光敏感基因的病毒直接注入耳蜗。为了测试他们的设备，他们训练了一些沙鼠，当它们在设备被植入之前听到某种声音时，就会从笼子的一部分跳到另一部分。之后，植入物发出的光被激活，导致沙鼠像之前一样跳跃，表明它们的大脑接收到相同的信号。接下来，研究小组在试验沙鼠中造成基于耳蜗的听力损失，并再次启动新的植入物。他们报告说，沙鼠跳起来就像它们对前一个声音的反应一样，证明它们的听力已经恢复了。

该视频演示了新型光遗传耳蜗植入的概念:从钢琴发出的声音由麦克风接收并传输到处理器，处理器通过放置在耳蜗内的led将声音转换为光刺激模式。资料来源:德国Göttingen大学医学中心

研究人员表示，他们的设备是一种改进方法的概念验证耳蜗植入物。下一个合乎逻辑的步骤是将电子设备加入设备把声音信号转化为光，光就会以同样的方式刺激耳朵里的神经元电信号过去都做过。

(A)电子耳蜗植入物包含12-24个电极，通常为使用者提供少于10个独立频率通道。这是由于电流扩散(浅蓝色阴影)导致沿耳蜗频率轴的大量神经元被激活，从而限制了电编码的频率分辨率和动态范围。(B)光刺激有望在空间上激活听神经中的神经元，允许更多的独立刺激通道，从而提高使用未来oCIs的频率和强度分辨率。(C)临床前动物研究使用单通道光刺激，将光纤插入耳蜗。资料来源:德国Göttingen大学医学中心
新提出的光学耳蜗植入物的示意图。一条led带被插入蜗牛形状的耳蜗。光学人工耳蜗可以在空间上对听神经中的神经元进行有限的激活(蓝色阴影表示激活的led发出的光)，从而产生更多的独立刺激通道，从而提高频率和强度的分辨率。资料来源:德国Göttingen大学医学中心