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新型植入式“麦克风” 有望改善失聪者生活体验
The Epoch Times
听力受损的人,通常会藉由助听器、人工耳蜗等来重获部分听力。不过,人工耳蜗并非全部植入耳朵内,仍需要依赖外部硬体,这限制了使用者的生活体验。现在,美国科学家们正在开发一款新型植入式的麦克风,有望解决这些限制。
人工耳蜗是一种微型电子设备,可以绕过耳朵受损部分直接刺激听觉神经,为耳聋或听力受损的人提供声音感。据美国国立卫生研究院称,目前已经帮助全球超过100万人改善听力。
不过,这种人工耳蜗,并非完全植入耳朵里面。它仍需要外部的硬体去获得音感,这意味着使用者无法利用外耳结构,进行噪音过滤和声音定位。另外,配戴人工耳蜗限制了一些户外运动,特别是游泳,甚至还会影响睡觉。
目前已有的完全植入式的辅助工具,大多是透过感知皮肤下的声音,或来自中耳骨(听小骨)的运动去感知外界的声音,但这可能很难捕捉柔和的声音和宽频率。所以,人们一直希望能有一种完全植入式人工耳蜗(TICI),或完全植入式麦克风,让这些设备能够解决先前的缺点,还能为听力受损的人带来更好的听觉体验。
麻省理工学院和麻州眼耳专科医院(Massachusetts Eye and Ear)、哈佛医学院及哥伦比亚大学组成的研究团队,共同研发了一种完全植入式麦克风,有望解决上述提到的缺点。这项研究手稿于6月底已交给《微机械与微工程》期刊(Journal of Micromechanics and Microengineering)。
他们将这款完全植入式麦克风原型命名“伞盖麦克风”(UmboMic),其外型与马斯克火箭相似,顶部为长度3毫米的正三角形,而里面有一个双压电芯片。UmboMic是印刷在柔性印刷电路板(PCB)上,外面则用防水兼生物相容性压电材料聚偏二氟乙烯(PVDF)制作而成,其整体厚度约200微米(人类头发厚度2倍)。
在此之前,麻省理工学院和麻州眼耳专科医院已经做了十多年的大量研究,该发明的性能与商用外部助听器相似。
人类耳朵的生理构造大致分为外耳、中耳、内耳三个部分。外耳包括耳廓、耳垂和外耳道。中耳位于耳腔内,主要由耳鼓膜连结三块听小骨组成,并通过这些来识别震动和声波。内耳主要由耳蜗、半规管、听神经、前庭组成,主要掌管平衡和听觉神经,它们将神经感应到的讯号传至大脑,让人产生听觉。
之所以用“伞盖”命名这款麦克风,是因为研究团队把目标定在中耳的“耳鼓膜伞盖”(umbo)上,它位于耳鼓膜凹陷处的中心点,拥有单向振动(向内和向外)能力,让人们的耳朵更容易感知这些简单的运动。