聋人成年沙鼠可以再次听到光遗传学听力恢复。在耳毒性治疗后，成年沙鼠由于毛细胞的损失而变得耳聋。通过光遗传刺激，他们可以再次听到并执行行为任务。为此，植入小光纤并刺激蜗牛形状的耳蜗部分。耳蜗中听觉神经元的位置以橙色显示，而刺激区域以蓝色显示。
来自德国各个机构的成员组成的研究小组开发了一种新型的人工耳蜗 - 一种基于光的人工耳蜗。在他们发表在“ 科学转化医学 ”杂志上的论文中，该小组描述了他们的新种植体以及它在测试沙鼠中的效果。 半个多世纪以前，科学家提出了一种方法，可以部分恢复耳蜗损伤患者的听力 - 一种人工耳蜗植入。目前仍在使用相同的基本技术 - 这种设备通过将声音转换为电信号来工作，电信号被传输到将信号传递到大脑的神经元。虽然植入物帮助了许多人听到，但他们仍然遇到一个主要问题。太多同时发出的声音，例如拥挤的房间里的语音，变得闷闷不乐。这是因为电信号相互碰撞，导致传递到大脑的消息降级。在这项新的努力中，研究人员将声音转换为光而不是电，因为可以更精确地引导光。
新植入物直接向耳蜗神经元发射光。但是为了产生效果，研究人员不得不让测试沙鼠中的神经元对其做出反应。为了实现这一目标，他们将携带编码光敏感基因的病毒直接注入耳蜗。为了测试他们的装置，当他们在植入装置之前听到一定的声音时，他们训练了一些沙鼠从笼子的一部分跳到另一部分。之后，来自植入物的光被激活，导致沙鼠像以前一样跳跃，表明他们的大脑正在接收相同的信号。接下来，该团队在测试沙鼠中引起了基于耳蜗的听力损失，并再次启动了新的植入物。他们报告说，沙鼠正在响应先前的声音而跳起，证明他们的听力已经恢复。
该视频说明了新的光遗传学人工耳蜗的概念：来自钢琴的声音被麦克风拾取并传输到处理器，处理器通过置于耳蜗内的LED将声音转换为光学刺激模式。
研究人员建议他们的设备是一种改进人工耳蜗植入的概念证明。下一个合乎逻辑的步骤是将电子设备添加到设备以将声音信号转换为光，然后以与过去电信号相同的方式刺激耳朵中的神经元。
(A)电子耳蜗植入物包含12-24个电极，其通常为用户提供少于10个独立的频率信道。这是由于电流扩散(浅蓝色阴影)导致沿着耳蜗的频率轴激活大量神经元，从而限制了电编码的频率分辨率和动态范围。(B)光学刺激有望在听觉神经中空间受限地激活神经元，从而允许更多数量的独立刺激通道，从而使用未来的oCI改善频率和强度分辨率。(C)该临床前动物研究通过将光纤插入耳蜗中而使用单通道光学刺激。
新提出的光学耳蜗植入物的示意图。将一条LED插入蜗牛形耳蜗中。光学耳蜗植入物允许听觉神经中的神经元的空间限制激活(蓝色阴影指示来自激活的LED的光)允许更多数量的独立刺激通道，从而改善频率和强度分辨率。
文中图片来源：德国哥廷根大学医学中心
