仿生耳助你恢復(fù)第六感

內(nèi)耳人造電子器官植入技術(shù)有朝一日可以使患者重新看到清晰的圖像，亦可令患者找回失去的平衡感。

內(nèi)耳

● 內(nèi)耳前庭器官障礙會引發(fā)強(qiáng)烈眩暈并造成視覺圖像抖動、模糊。

● 內(nèi)耳中的三條半規(guī)管是人體檢測頭部轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵部位。

● 目前研究者正在開發(fā)能夠取代半規(guī)管、恢復(fù)軀體平衡感的人造仿生耳。

　　當(dāng)被問及人類有多少種感覺時，我們通常會羅列以下5 種：味覺、觸覺、視覺、嗅覺和聽覺。絕大部分人甚至從沒注意過他們還有第6 種感覺——對頭部朝向和運(yùn)動的感覺。一旦失去這種感覺能力，人便會產(chǎn)生強(qiáng)烈的失能性眩暈(disabling vertigo)，慢慢出現(xiàn)無法維持身體平衡，頭部移動時視覺模糊等癥狀。內(nèi)耳前庭迷路(vestibular labyrinth)調(diào)控著我們的第六感，一旦受損，人便會失去平衡。幸運(yùn)的是，仿生耳領(lǐng)域的研究進(jìn)展有望使此類患者的平衡感覺恢復(fù)正常。

　　現(xiàn)年57 歲的美國退休鍋爐工人理查德·甘農(nóng)(Richard Gannon)已經(jīng)迫不及待地迎接內(nèi)耳修復(fù)技術(shù)了。目前居于賓夕法尼亞和佛羅里達(dá)兩地的甘農(nóng)，7 年前由于病毒感染生過一場大病，后來就喪失了大部分平衡感。“讓我來當(dāng)接受人工前庭(vestibule，內(nèi)耳的一個組成部分)植入的人吧，”甘農(nóng)說，“我已經(jīng)等了5 年。只要他們能做，我愿意馬上走進(jìn)醫(yī)院。”

　　“因?yàn)槠珢叟c水為伴，退休后我便搬到海濱附近居住。但自從失去平衡感，我便無法正常行走，尤其是在沙灘上，”曾是狂熱游泳愛好者的甘農(nóng)說，“那些母親見到我搖搖晃晃的樣子，都會把我當(dāng)作醉鬼，讓孩子們遠(yuǎn)離我。即使站在只有幾厘米高的海浪里，我都感到就要摔倒。我現(xiàn)在幾乎不開車了，而且不會在夜晚開車，因?yàn)槲視衙恳粋€車燈都看成20 個。”

　　白天駕車時，甘農(nóng)倒是沒有什么不適，但是夜間的路燈晃過他眼前時如彗星般拖著尾巴，“就像是一場激光燈表演”。他戲言：“我寧愿喪失聽力來換回我的平衡感。”仿生耳研究的新進(jìn)展為甘農(nóng)和成千上萬喪失平衡感覺的患者帶來希望。他們都受到過內(nèi)耳損傷，原因則多種多樣，包括抗生素[ 如慶大霉素(gentamicin)]、化療、腦膜炎、梅尼埃病以及其他疾病。

保持直立與平穩(wěn)

　　前庭迷路可以檢測哪個方向?yàn)樯?，還能確定軀體前進(jìn)方向，這對維持身體平衡非常重要。

　　與用電刺激部分聽覺神經(jīng)使患者恢復(fù)聽力的人工耳蝸類似，這種新型仿生耳通過電極刺激前庭神經(jīng)，使它發(fā)揮正常的轉(zhuǎn)發(fā)功能，把信號從前庭迷路傳遞到大腦，即可恢復(fù)穩(wěn)定的平衡感覺。與該裝置連接的神經(jīng)通路可以繞過受損的前庭系統(tǒng)正常工作。健全的前庭迷路執(zhí)行兩項(xiàng)重要的任務(wù)。

　　一項(xiàng)是檢測哪個方向?yàn)樯?，以及身體在往哪個方向前進(jìn)。這些信息對使身體保持正常的站立和行走姿態(tài)必不可少。另一項(xiàng)則是檢測頭部如何轉(zhuǎn)動，大腦運(yùn)用這些信息使視線保持在目標(biāo)上。每當(dāng)頭部上抬，前庭迷路會發(fā)出指令使眼球以完全相同的速率向下轉(zhuǎn)動，確保視網(wǎng)膜的圖像保持穩(wěn)定。如果沒有這條前庭至眼球的反射回路，你看到的圖像就會模糊不清，就像那種手持攝像機(jī)拍出來的抖動的影片。在仿生耳植入治療中，這條反射回路將由人造內(nèi)耳器官代替，很大一部分功能將恢復(fù)。

　　在前庭迷路中，檢測頭部轉(zhuǎn)動的任務(wù)由充滿液體的半規(guī)管(semicircular canal)來完成。三個半規(guī)管在內(nèi)耳中相互垂直，所以能對頭部轉(zhuǎn)動進(jìn)行三維定位。每個耳朵里都有一個半規(guī)管檢測水平方向的轉(zhuǎn)動。當(dāng)頭部向左轉(zhuǎn)動時，半規(guī)管里的液體因慣性向延伸至管末端的黏膜施加壓力，導(dǎo)致該處細(xì)胞上的纖毛(cilia)彎曲。纖毛彎曲刺激前庭神經(jīng)末梢，分別向感官知覺中樞——腦干，以及運(yùn)動調(diào)控中樞——小腦發(fā)送沖動信號。腦干和小腦再向肌肉發(fā)送信息，便可以使眼睛朝著與頭部運(yùn)動相反的方向轉(zhuǎn)動。