微型電子感測器助識別聲音

人工耳蝸是一種尖端的醫療設備，也是稱作是目前唯一一項能夠恢復人類五種感官之一（聽覺）的科學技術。作為比助聽器更進一步的技術產品，人工耳蝸並不是放大聲音，而是繞過內耳中受損的部位，通過電刺激使您聽到聲音。德國研究人員日前設計了一種微型電子感測器，這種感測器類比人耳中耳蝸的工作方式，可用於助聽器或麥克風，能在嘈雜的環境中辨別聲音。

德國研究人員表示，這一感測器首次集成了內耳處理聲音信號的過程，這使得它比以前開發的裝置更高效、更快速。如果佩戴者身處一家繁忙的餐廳，它會改變毛細胞對旁人發出聲音的頻率的反應，這樣佩戴者就可聽到背景雜音之外的聲音。

該感測器長約三百五十微米，寬約一百五十微米，由一條硅片組成，可將聲波轉換為不同頻率的電信號。這條硅片連接到一個執行器，可改變它對不同頻率的回應方式。這意味着如果有人從安靜的辦公室走到嘈雜的街道上，感測器也可適應。

為了進一步揭示人工耳蝸恢復聽力的神經機制，研究人員通過一項大鼠研究闡明了使人工耳蝸恢復聽力的神經機制。這項研究提供了途徑，有助於改善廣泛使用的醫療器械的性能。人工耳蝸植入可幫助全聾患者恢復聽力，但反應差異很大。有些接受植入的患者可以在植入物啟動後數小時內理解談話，但有些人即使在數月之後仍無太大起色。為理解原因，研究人員為十六隻耳聾大鼠定制了人工耳蝸，研究其與聽覺恢復有關的腦活動模式。

研究發現，和人類一樣，大鼠對植入物的反應差異也很大：在這項研究中，大鼠藍斑核（一個與學習有關的腦幹區域）的啟動預測了正反應。當同一腦區被人工啟動後，觀察到的動物間差異消失了——所有以這一方式刺激的大鼠，在植入後幾天內都表現出了對聲音的回應。

藍斑核中的神經元製造並釋放出神經調節物質去甲腎上腺素，隨之會影響多個神經網路的結構和功能。這一大腦“重連”是學習的關鍵特徵；當人工耳蝸不成功時，可能是由於藍斑核沒有充分參與，大腦未能重連自身。

綜上所述，研究人員指出，結合大鼠研究等信息，設計了這款最新的微型電子感測器，目前每個微型感測器只能在一個很小的頻率範圍內工作，所以需要三十到六十個感測器才能覆蓋人類聽覺的範圍。

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