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人工耳蜗:让聋人听音乐?
《华东科技》     发布时间:2014-05-26 16:19:24.0    
踏入有声世界——正常人的第一步——听懂

当我们正在虚拟世界里逍遥纵横之时,他们正为了走入或回归常人的世界而努力。

他们是一群聋人,和我们想避开人群,享受静谧的心态不同,他们渴望着声音,哪怕是吵杂的、琐碎的,他们都乐意接受。人工耳蜗在这种渴求中应运而生。

抽离前缀“人工”,对耳蜗的概念,许多人并不了解。耳蜗在内耳中,形似蜗牛。它感受来自外耳和中耳的声信号,将声音转换为相应的电刺激,从而引发听神经冲动传至听觉中枢,并向大脑皮层传导。大脑再把送达的信息加工、整合,就产生了听觉。 不同于助听器单纯放大声音的工作原理,作为替代人耳功能的电子装置,可以说人工耳蜗几乎可以完成整个人耳的功能。一般而言,对于重度与感音神经性耳聋患者,虽然已经无法通过助听器获益,但耳蜗内的听神经基本完好或至少有残存。当用微弱的电流脉冲作用于聋人耳蜗内这些残存的听神经时,可诱发听神经的兴奋。人工耳蜗正是基于以上原理,它避开了外耳、中耳和部分内耳器官,将声音信号转换为含有声信息特征的电刺激脉冲,直接刺激听神经,从而重建耳聋患者的听觉感知。

对耳聋患者来说,人工耳蜗的诞生是他们踏入有声世界的福音,他们的言语交流问题得以解决。目前,全球人工耳蜗使用人数已经超过20万人。从医疗器械产品的角度,人工耳蜗在电刺激的长期安全性、组织兼容性、避免损伤的手术方法等各方面都经过了长期的研究和验证。从实际使用效果的角度,大多数植入者都能够进行正常的言语交流。人工耳蜗已成为目前全聋患者恢复听觉的惟一有效的治疗方法。

在人工耳蜗植入技术日渐成熟的当下,价格却成了许多耳聋患者望而却步的主要原因。刘先生是一名江西的公务员,30岁时突发性耳聋,当他知道人工耳蜗可以恢复他的听力时非常振奋,但是价格不菲。那时,国内人工耳蜗市场的价格居高不下,人工耳蜗的引领者,澳大利亚Cochlear公司则一直享受着垄断,一个进口耳蜗产品的价格高达数万美金。

这样的背景催生了同行业竞争的发芽、成长。2006年,为提供更经济的耳蜗,美国尔湾加州大学的听力研究主任曾凡钢博士,创办了杭州诺尔康神经电子科技有限公司(以下简称“诺尔康”),致力于成为世界领先的神经电子产品供应商的高科技企业。那时,进口耳蜗不符民情的价格使诺尔康在中国获得了大力的支持,中科院、公立医院等在公司成立之初,都给予了技术和资金的帮助。

并且,在2010年进行临床试验后,诺尔康在不到一年的时间内通过审批,可向6岁及以上病人植入人工耳蜗。同年,刘先生便毫不犹豫地植入了诺尔康人工耳蜗,从此基本恢复了全部听力。“我又回到了过去的生活。”踏入不惑之年的刘先生如是说。吸引刘先生的除了可靠的技术实力,无疑与诺尔康不到进口耳蜗一半的售价(9.8万元人民币/1.6万美金)有关。

世界约有2.78亿人患有中度以上的听力损失,中国共有听力障碍患者2780万,占全国8296万残疾人的33%,占世界听障人群的25%,居全国各类残疾之首。听力言语残疾者中7岁以下的聋儿达80 万人。 庞大的需求群体,走经济路线的产品,日臻成熟的临床技术,政府对残疾人帮扶力度的不断加大,中国现在耳蜗植入者的势头非常猛。越来越多的耳聋患者将植入人工耳蜗,仅去年,我国就有近万人植入人工耳蜗。

对植入者的评估培训、人工耳蜗技术的完善、相关基础学科的研究也正进入快速发展的时期。仅仅听见、听懂不再是植入者的目标。听好,融入主流社会,成为越来越多植入者的预期。


融入音乐世界——正常人的第二步——听好——耳蜗音乐的探索

如果说曾经,千万耳聋患者的心声是能够听到声音并辨识大意的话,如今他们有望实现更奢侈的追求:欣赏音乐——记者采访了美国HOUSE RESEARCH INSTITUTE访问学者,研究人工耳蜗信号处理与电刺激听觉音调感知的平利川博士

人工耳蜗发展早期,让植入者听懂,理解言语,是人工耳蜗最重要的目标。20世纪90年代,植入者的言语交流问题得到初步解决,大多数植入者能在安静环境下达到良好的言语识别效果,半数以上的植入者能顺利地进行电话交谈。但绝大多数植入者对解析音乐这种复杂的声音形式,感到非常吃力。甚至相当一部分植入者将音乐等同于噪声。人工耳蜗植入者的音乐感知成为新的研究热点或者说下一个攻坚难题。音乐的感知最终可能被视为人工耳蜗成功使用的主要标准之一,但是,这一步很难。

“因为理解音乐时所需的声音特征和听懂别人讲话有很大差别。对于语后聋的植入者,如果是听耳聋之前完全没有听过的音乐,普遍会觉得混乱或是一片噪音,如果是听过的音乐,还可能通过一些歌曲的回忆来识别。”平利川博士介绍。

人工耳蜗植入者的音乐感知是一个宽泛的课题。建立一套科学有效的评估方法,标准化地评估植入者的音乐感知水平变得迫切而必要。在这方面,国外已经有了一些比较成熟的测试平台。相较之下,国内在电子耳蜗植入者音乐感知方面的研究则非常有限。

不过,在平利川博士等人的努力下,第一套能够有效用于我国人工耳蜗使用者的音乐感知评估系统已经服务了上百位植入者。这套系统通过对音乐不同构成元素进行拆分组合测试来量化评估人工耳蜗使用者对音乐识别基本要素的感知能力,同时辅以问卷调查,综合评价人工耳蜗使用者的实际音乐聆听效果。 “我们从2010年推出这套系统,目前已经给近百位植入者进行了评估和训练,植入者可以很清楚了解自己的音乐水平,看到自己的进步。”平博士说到,“我们通过评估可以看到非常显著的个体差异。可能有两个植入者言语识别效果相当,但音乐效果有天壤之别,这是我们很感兴趣的。”

对人工耳蜗植入者来说,所有的声音都来自于电刺激。一般来说,同一款产品,同样的处理策略,人工耳蜗“发送”给每个植入者的信息差别不大。植入者对这些信息的接受或理解程度就很大程度上决定了听音的效果。因此,测试每个病人对电刺激的“接收”能力很有必要。平博士等建立了一套基于国产诺尔康人工耳蜗的研究平台,这是国内首例研究电刺激听觉心理声学的研究平台。

刘先生和另外3例植入者参加了平博士的测试。他们的言语识别效果相近,都能打电话,但他的音乐感知水平比其他人高出许多。“我们发现他对植入的24个电极分辨能力最好,几乎高出其他人2-3倍的水平。因为言语的冗余度很大,如若配合纯读,些许的线索就能重建语义。但音乐的信息千头万绪,对植入者“接收”电听觉信息的能力要求高很多。”好消息是,通过这些研究,平博士提出了一系列的方法来提高植入者的音乐感知,目前他的5个专利已经应用,并造福了上百位的植入者。

目前科学仍然无法完全解释听觉的机理,我们还无法完全获知耳蜗是如何分解声音,听神经是如何编码这些信息。而对听觉中枢之上的层级,我们所知更少。人工耳蜗植入者音乐效果的提高,不仅需要厂家制造出更好的产品,更需要有听力学科,神经学科,感知学科,心理学科,音乐学科的人参与进来。“我认为今后会有人工耳蜗音乐产业,”在采访最后平博士说,“厂家提供了人工耳蜗这个硬件平台,软件和服务方面的工作应该开放出来,就像苹果公司的APP。这个产业可以把相关的人员都包括进来,共同推进这项研究,也可以带动相应的个性化调试和康复。”

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