目前全球約有50萬聽力嚴(yán)重受損人，利用電子設(shè)備恢復(fù)些許聽力，人工耳蝸是其中之一。在德國歌庭根大學(xué)聽力神經(jīng)學(xué)科學(xué)家Tobias Moser帶領(lǐng)下，研究人員將以光線進(jìn)行改良，希望突破現(xiàn)有人工耳蝸的限制。
耳蝸是內(nèi)耳的螺旋狀構(gòu)造，能分析聲音頻率。在說話中呈現(xiàn)的不同頻率，會讓耳蝸內(nèi)的膜狀物振動，振動會讓類似「毛發(fā)」的細(xì)胞活化，刺激聽力神經(jīng)元，將聲音的相關(guān)信息透過聽覺神經(jīng)傳送到腦部。
感覺神經(jīng)性耳聾的人，因為失去了毛發(fā)狀的細(xì)胞，所以透過人工耳蝸利用電極(electrode)刺激神經(jīng)元。不過由于電極產(chǎn)生的電流，并非直線朝聽力神經(jīng)元，而是會行經(jīng)過程分散，因此如果電極放太近便會產(chǎn)生串音干擾現(xiàn)象。因此現(xiàn)行的人工耳蝸會限制電極數(shù)量避免互相干擾，但也限制了使用者聽力表現(xiàn)。
Moser團(tuán)隊利用了光遺傳學(xué)技術(shù)(Optogenetics)，將電極以光取代。光遺傳技術(shù)通常使用在動物研究上，它能刺激基因產(chǎn)生光敏蛋白質(zhì)到神經(jīng)元內(nèi)，透過光線刺激神經(jīng)元。
研究團(tuán)隊以沙鼠為實驗對象，將成鼠基因改造，縮短視網(wǎng)膜蛋白在兩次活化之間所需的恢復(fù)時間，接著將細(xì)菌注入到沙鼠耳蝸，將視網(wǎng)膜蛋白基因帶往聽力神經(jīng)元，再利用光學(xué)纖維將光線透過耳內(nèi)的圓窗(round window)進(jìn)到耳蝸。結(jié)果在沙鼠腦干負(fù)責(zé)聽力的部分，與被聲音刺激時的反應(yīng)類似。
目前研究團(tuán)隊只用到一條光波，下一步將研發(fā)出能制造多條光波的裝置，裝置設(shè)計上可能會使用Micro LED array或波導(dǎo)技術(shù)，引導(dǎo)光學(xué)纖維產(chǎn)生的光。由于光學(xué)纖維會耗費不少電力，因此預(yù)期裝置會非常笨重。哈佛醫(yī)學(xué)院的耳科醫(yī)師Daniel Lee指出，LED是比較好的選擇，只是光線相對模糊，因此技術(shù)上還需要有所突破。
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