我们能听见多姿多彩的声音,其实全靠耳朵里一种叫毛细胞的特殊细胞工作。绝大多数人不知道,这种细胞一旦受损凋亡,就再也长不回来了,八成以上的永久性听力损失根源都在这里。助听器救不了毛细胞全坏的患者,那人工耳蜗到底是怎么让听障者重新听见说话的?

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我们能听见声音,流程说起来其实不复杂。声波从外耳进去,带动鼓膜振动,再通过三块听小骨传导到内耳的耳蜗里。这个外形长得像蜗牛的小东西才10毫米宽,里面全是液体,基底膜会跟着液体的压力波产生振动。

基底膜上附着的毛细胞,分工特别清晰。外毛细胞负责把振动信号放大,内毛细胞再把机械振动转换成神经能读懂的电信号,传给大脑我们就形成了听觉。这块基底膜还自带天然频率分辨buff,高频声音刺激狭窄坚硬的基部,低频声音就作用在宽阔柔软的顶端。

绝大多数永久性听力损失,根子都出在毛细胞身上。偏偏人类的毛细胞天生没有再生能力,坏一个就少一个。助听器能起作用的前提,是耳朵里还有残存的能用的毛细胞。要是毛细胞大面积损损,助听器就根本派不上用场。

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这种时候就得换个思路,既然毛细胞用不了,那干脆绕过它,直接电刺激听觉神经就好了。人工耳蜗就是顺着这个思路应运而生的。其实人类探索人工耳蜗的历史,比很多人想的要久远得多,最早能追溯到18世纪末。

发明电池的亚历山德罗・伏塔,当年把50伏电池贴近耳部做实验。他第一次验证了电刺激听觉神经,真的能让人产生听觉感受。不过那时候大家觉得这种操作安全风险太高,后续相关试验就没继续开展。

到20世纪中期,相关研究终于迎来了关键进展。1929年,两位科学家通过猫的实验,证实听觉神经可以复刻声波信息。1937年,又有研究者发现交流电穿过人体头部就能诱发听觉。1957年,两位研究者给患者植入了简易电刺激装置,受试者能感知声响,却没办法分辨语言,加上研究者拒绝申请专利,一定程度上拖慢了技术推进的脚步。

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上世纪60到70年代,人工耳蜗技术不停取得新突破。1961年,有研究者完成了单电极植入尝试,最终因为感染问题取出了设备。1964年,研究者正式提出了“人工耳蜗”这个名称。1973年,国际学术会议确立了人工耳蜗的基础安全标准。1977年,美国国立卫生研究院的研究明确,人工耳蜗设备必须实现语言识别能力。

同期欧洲的科研团队也在同步攻关。有研究者测试了多电极植入方案,还有一对研究者夫妇研发出了8通道人工耳蜗。来自克拉克的研究,成了整个行业的转折点。

克拉克深耕这个领域,很大一部分原因是他自己的父亲就是失聪人群。他把所有精力放在多电极植入技术上,目标就是让植入者能实现语言识别。1976年,他设计出了适配耳蜗形态的柔性电极阵列。

1978年,他为患者桑德斯植入了20电极的样机。设备优化完成后,患者已经能够辨识乐曲。1981年,他和合作公司一起推进商业化,精简了外部处理器,研发出了专用芯片。

1984年,3M公司的单电极人工耳蜗获得了美国FDA的批准。但这款设备只能让人感知到声音,还是没办法听懂别人说的话。1985年,克拉克合作公司的22型人工耳蜗获批上市,第一次让部分听障人群脱离唇读,直接听懂别人说的话。

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克拉克的一系列成果,搭建起了现代人工耳蜗的技术框架。直到今天,他的研究成果已经帮助数百万听力障碍者重获听觉。谁能想到,改变几百万人命运的黑科技,是从两百年前一节50伏电池的试验一步步走出来的。

参考资料:央视新闻 人工耳蜗如何帮助听障人士重获听力