將來可用人耳充電 且不影響聽力( 二 )


本次研究的進展在于 , 實驗證明所植入的設備能夠有效地向耳朵外部接收器無線傳輸耳朵內的化學條件數據,生物電的轉化與使用價值第一次得到驗證 。
最關鍵的是,實驗結束后,幾位科學家對豚鼠的聽力進行了檢測,儀器數據顯示實驗豚鼠的聽力與正常豚鼠無異 。
沉睡的“天然電池”
上述實驗結果無疑為人類耳蝸生物電的開發與利用前景提供了無限遐想,科學家們對這一研究進展已經等待了半個多世紀 。
1930 年,韋伯(Weber)和布雷(Bray)兩位科學家首次發現了“耳蝸微音器電位”,開啟了耳蝸電生理研究的大門 。
而學界對于耳蝸電位的密集研究與主要進展,則集中于二十世紀五六十年代 。
1952 年 , 科學家貝克西(Békésy)從豚鼠的耳蝸中導出了兩種靜息電位:以前庭階內的外淋巴為零電位計,由蝸管內淋巴導出的電位是正 50 毫伏,從螺旋器內導出的電位是負 40 毫伏 。
當然,四五十毫伏的電壓在日常生活中幾乎可以忽略不計—一節干電池用完后的電壓大約為 1000 毫伏(即 1 伏特),但對于內耳來說 , 這些電能卻不容忽視 。
十幾年后,戴維斯(Davis)研究了幾種耳蝸電現象的相互關系,提出耳蝸的“機械—電學”說,從原理上解釋了耳蝸如何把聲音機械能轉變為神經電能 。
貝克西測算出豚鼠耳蝸內的電位量,戴維斯則告訴后來的研究者 , 耳蝸內的電能究竟從何而來 。
原來,很多哺育動物包括人類的耳蝸就是一個天然形成的“電壓器” 。收到外界聲音后,耳膜振動引起的機械力能夠導致耳蝸膈膜兩側的鉀離子和鈉離子濃度失衡,這層膜隔中的細胞就是一些專門的離子泵(一類特殊的載體蛋白) 。濃度失衡的兩種離子加上離子泵 , 便構成了一個生產電能的“電壓器” 。
“在過去,人們曾經認為內耳的電勢太高,不適合植入電子設備,因為高電勢有很大的危險 。”康斯坦蒂娜說,“60 年前,我們就知道那里是一塊天然電池,對于維持正常聽力來說很重要,但是沒有人嘗試去利用這塊天然電池來給電子設備供電 。”
眼下,如何增強耳蝸電能的穩定性與持久性,已成為科學家們接下來需要攻克的難點 。
德國布倫瑞克工業大學環境化學教授烏韋·施羅德認為,由于內耳的空間十分狹小 , 如果植入電極或芯片,總功率也將受到限制 。
如此看來,用耳朵為你的 iPhone 充電依然無法實現 , 但也沒有必要灰心 。目前的研究表明,耳蝸的電能已足夠維持一天一次的體內藥物運輸系統,雖然連續性有限 , 但可以借鑒儲蓄電能的模式優化使用效果 。
“事實上 , 你可以從耳蝸中制造低壓電源,把它作為驅動耳蝸植入設備的能源 。”美國凱斯西儲大學耳鼻喉科主任克里夫·馬吉瑞恩說,“想象一下 , 如果我們能夠測量不同疾病條件下耳蝸內的電壓,那就可以為畸變診斷提供依據 。”