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内耳植入物可以带来平衡

内耳植入物可以带来平衡

作者:盛掮  时间:2017-10-01 17:39:05  人气:

作者:Aria Pearson(图片来源:Charles Della Santina等人)研究人员说,失去平衡感的人终有一天可以在身体自身的平衡器官上进行内耳植入目前的设计在动物方面是成功的,但是两项新的研究承诺更小,更精确的装置,具有更长的电池寿命 - 这是人类使用的关键先决条件平衡感由内耳的前庭部分控制它使用三个充满液体的箍(称为半圆形运河)来跟踪头部的运动和位置它们彼此垂直当头部沿某一方向快速旋转时,相应环中的流体推动膜,弯曲触发神经的毛细胞神经将信息发送到大脑,告诉眼睛调整 “这是体内最快的反射,”美国马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯医学院的Charles Della Santina说,他正在设计一种能够在人体中恢复这种现象的植入物,称为前庭眼反射 “没有它,世界看起来就像是通过手持式摄像机观看它,”他解释道当前庭毛细胞死亡时,人们会失去这种反射,通常来自遗传性疾病,感染或抗生素中毒听力损失也可能由毛细胞死亡引起,并且由于人工耳蜗植入已成功恢复部分听力(参见Implant为聋婴儿创造奇迹),科学家推断类似的植入物可以起到平衡作用人工耳蜗使用麦克风和处理器对声音进行编码,并通过植入内耳的电极将其直接发送到耳蜗神经它们完全绕过死毛细胞同样,前庭植入物使用微小的陀螺仪传感器测量头部运动,并使用电极将信息直接发送到前庭神经第一个这样的装置是由Daniel Merfeld和他的团队在马萨诸塞州波士顿的哈佛大学Jenks前庭生理学实验室开发的这种植入物在动物身上取得了成功,可以在一个运动平面上测量头部运动但是Della Santina和他的同事们认为,为了真正恢复平衡感,植入物应该在三维空间内进行运动他们建造了一个三个垂直定向的陀螺仪电路 - 就像半圆形的运河 - 并在龙猫上进行了测试 “我们已经能够恢复前庭眼反射,”德拉桑蒂娜说 “我们转过头去衡量他们的眼睛是如何移动的”这些动物研究的结果将发表在2007年7月的IEEE医学和生物学工程学报上然而,在为人类制造植入物之前,该技术需要进行一些调整在当前系统中,运动传感电路安装在南美栗鼠头部的外侧在人体中,它需要植入耳后的皮肤下但是在超过6毫米厚的情况下,电路仍然太大该设备也太耗电即使它可以植入皮肤下,为其供电的外部电池也需要每5或6小时充电一次电池寿命是前庭植入物面临的最大挑战,美国旧金山加利福尼亚大学道格拉斯格兰特科利耳植入中心主任Lawrence Lustig说 Lustig说,当电池在人工耳蜗中耗尽时,人们根本听不到,“但是如果电池用完了前庭植入物,他们就会剧烈晕眩和呕吐”为了解决这些问题,Della Santina和他的团队为新的运动传感系统设计了一个原型,该系统使用加速度计而不是陀螺仪它们更小,更节能:9伏电池可为新设备供电24小时相比之下,人工耳蜗需要在12小时后再充电研究人员还有一个计算机模型,显示在不同情况下来自电极的电流如何流过前庭神经 “这是一种创造虚拟内耳来尝试我们设计的方式,”Della Santina说 Lustig说,随着进展,这些植入物在人体中进行测试只是时间问题 “这是收费公路上令人兴奋的技术,