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内耳供电:人体植入式电子设备的福音

导读: 这项研究将使我们得以发展完全植入人体的电子设备,如带有无线芯片的内耳传感器,而不需要再植入传统的电池,因为内耳是一个非常稳定的能量来源,这个系统可以维持自身运转。

  你知道吗?哺乳动物的内耳深处存在一个天然的电池,它可以为植入耳朵的电子设备供电,且不影响听力。不久前,来自麻省理工学院(MIT)、马萨诸塞州眼耳诊所(MEEI)和哈佛-MIT健康科学技术学院(HST)的一个联合研究团队在《自然生物技术》(Nature Biotechnology)杂志发表论文,首次公布了这一研究成果。

  在试验中,MEEI听觉外科医生康斯坦特拉·斯坦科维奇(Konstantina Stankovic)和HST研究生安德鲁·莱萨特(Andrew Lysaght)将电极植入豚鼠的内耳,成功地为连接到电极的无线电发射器提供了电能,使之能够向外部接收器无线传递豚鼠内耳的电化学数据。整个过程中,豚鼠的听力未受到伤害。

  斯坦科维奇称:“过去很长一段时间里,人们认为在内耳这样的高电位空间植入电子设备是不可能的,因为这非常危险。早在60年前,人们就发现哺乳动物的内耳存在电池,那是实现听力功能的重要保证。不过,没有人想过能利用这个天然的电池为电子设备供电。”

  内耳电池是听力形成的关键。通常,内耳会将来自外部的机械力(鼓膜的振动)转化为可被大脑处理的电化学信号,这些电化学信号以电流的方式传输给大脑,而存在于内耳的这个天然电池正是这些电流产生的原因。

  然而,尽管这个天然电池的电压值在人体中是最高的,但它仍然十分微弱。并且,为了不影响听力,植入电子设备的功耗必须非常低,只能从内耳电池“借”一小部分电量。此次试验中,联合研究团队采用了MIT微系统技术实验室(MTL)的低功耗电子设备。

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