Mad_Cat, 06.04.2013 с 0 комментариев

Разработано устройство, которое существенно улучшит функциональность кохлеарных имплантатов

Памела Бхатти возглавляет команду ученых и инженеров, работающих над тонкопленочной матрицей электродов, призванной улучшить качество жизни людей, использующих кохлеарные имплантаты. Исследователи верят, что их разработка поможет преодолеть ограничения в восприятии человеческой речи, которые являются проклятием современных устройств.

Согласно данным Национального института глухоты и других коммуникативных нарушений, с начала 1980-х годов кохлеарные имплантаты были установлены приблизительно 188 000 человек по всему миру. Но несмотря на их распространенность, имплантатам предстоит проделать еще очень долгий путь, прежде чем достижимое с их помощью качество слуха сравняется с тем, которое доступно здоровому человеку. Команда ученых из Технологического института Джорджии разработала новый тип интерфейса между устройством и мозгом, который способен резко улучшить функциональные характеристики следующих поколений имплантатов.

Нормальный процесс восприятия звука осуществляется через сложную цепную реакцию событий, вовлекающую множество деталей и узлов. Сначала звук распространяется по каналу наружного уха, заставляя барабанную перепонку вибрировать. Эта вибрация передается маленьким косточкам в среднем ухе, которые в свою очередь передают колебания жидкости внутреннего уха, т.е. улитки. Движение жидкости раздражает чувствительные волосковые клетки, которые преобразуют механические колебания в электрический сигнал. Последний передается по слуховому нерву непосредственно в мозг.

Дисфункция волосковых клеток — это самая распространенная причина нейросенсорной глухоты. Иногда волосковые клетки не функционируют с рождения, иногда оказываются повреждены вследствие травмы или инфекции.

Обычные слуховые аппараты, которые работают, усиливая звук, предполагают наличие некоторого количества функциональных рецепторных клеток. В то время как кохлеарный имплантат действует в обход волосковых клеток. С помощью микрофона он улавливает звуковые колебания и переводит их в электрические сигналы, которые передаются по нерву.

Кохлеарные имплантаты рекомендуют только людям с тяжелыми нарушениями слуха, т.е. тем, кто не слышит звуки до 70 дБ (обычно человеческая речь имеет громкость от 20 до 60 дБ)

Устройство состоит из наружного компонента, распознающего звук и избирательно усиливающего речь, и находящегося под кожей внутреннего компонента, преобразующего сигнал в электрический импульс, передающийся по пучку тонких проволочных электродов в улитку. Однако используемые электроды являются серьезным препятствием на пути усовершенствования кохлеарных имплантатов.

Современные имплантаты содержат от 12 до 22 электродов, каждый из которых передает информацию о звуках определенной высоты. Идея заключается в том, чтобы использовать большее количество электродов для лучшего качества звука.

Но проблема заключается в том, что внутреннее сечение канала улитки в самом широком месте составляет всего лишь 2 мм, а в узком месте — 200 мкм, что соответствует толщине человеческого волоса. Поэтому возможность увеличения числа электродов ограничена с технической точки зрения.

Поэтому Бхатти и ее команда разработали тонкопленочную матрицу электродов, в три раза более чувствительную по сравнению с традиционными проволочными электродами, но вовсе не более объемную. Кроме того, данная матрица является гибкой, что обеспечивает лучшее прилегание к стенке улитки.

Еще одной проблемой в разработке устройства была сама методика установки имплантата. «Мы можем разработать лучшую матрицу в мире, но она не будет представлять никакой ценности, если хирург не сможет ее установить,» — говорит Бхатти.

Чтобы решить эту проблему, ученые также разработали устройство ввода, которое предохраняет матрицу и обеспечивает ее надлежащее размещение.

Прежде чем разработка будет одобрена для использования на людях, она должна пройти тщательное тестирование на эффективность и безопасность. Тем не менее Бхатти уже сейчас думает о будущих перспективах. Она полагает, что в перспективе электроды вообще не будут крепиться к матрице. Вместо этого они будут закреплены непосредственно в улитке с помощью некого биосовместимого материала.

Метки Кохлеарный имплантат