互动科普

大脑植入物

Simon LeVay

直接植入脑干的听觉假体可能恢复患者的听力。

耳蜗移植物为世界各地成千上万严重的老少耳聋患者的自然听力提供了有用的替代物，这些装置用电刺激耳蜗内的听觉神经，使众多使用它们的患者能在没有视觉线索的情况下（比如说电话上）进行交谈。但是对那些其神经末梢已经退化或听觉神经已经损坏的人来说，听力恢复的唯一希望就是接通听觉系统的后部。目前加州的研究人员正在努力做这项工作，他们正用直接插入脑的装置取代耳蜗移植物。

在加州帕萨迪纳享廷顿医学研究所（HMRT），神经生理学家Douglas McCreery演示了一只已经使用了这种新型装置的猫。跟耳蜗移植物一样，该装置由一个外部语音处理器和一个植入头皮下的接收器组成。但是，从接收器引出的线绕过耳蜗而一直延伸至脑干。这些线接到由6个铱微电极组成的阵列上，A而电极穿入蜗腹侧核之中，蜗腹侧核是听觉中心之一，通常接收来自耳蜗的信号。植入物并不是用来使McCreery的猫听到什么——它的自然听力实际上依然完好无损。McCreery用这个植入物记录了植入物产生的神经信号，并发现该信号传送了适于理解讲话的频率编码信息。

听力脑干植入物并非全新的东西。HMRI和洛杉矶House耳研究所（HEI）两个机构的研究人员在20世纪70年代末期开发出了一种原型装置，并与澳大利亚悉尼的耳蜗有限公司（耳蜗植入物的主要制造者）合作对这种装置作了进一步改进，希望帮助饱受遗传疾病——2型神经纤维瘤病（NF2）——煎熬的患者。在成年早期，这些患者的第八颅神经就出现了双侧肿瘤，而这些神经中有一部分就是耳蜗神经。为了救人性命，外科医生必须切除这些肿瘤，但是这种手术常常令患者成为永久性完全聋子。

现在，脑干植入物已被做成由8个平整电触头构成的阵列，简单地将其植在靠近蜗腹侧核的脑干表面上。全世界大约有150人植入了这种装置，他们获得了用以改进唇读技能和感知环境声音的足够听觉信息，然而在没有视觉线索的情况下，他们极少获得良好的语言理解能力。

HEI的听觉精神物理学家Robert Shannon正在和McCreery合作，根据他的看法，现在这种脑干植入物效果有限的原因在于蜗腹侧核的结构。在此核内，不同的频段由不同的神经组织层（与脑表面平行地叠起来）表示，越深的神经组织层代表的频率越高。Shannon说，你可以增加想要的所有表面触头，但它们通常只产生音高大致相同的声音感知。因此，现有的多频段脑干移植物并不比原先的单频段移植物效果更好，后者会在讲话的节奏中产生突发噪音。（单频段耳蜗植入物很早就已被8、16和22频段所取代。）

Shanon认为，理解讲话大约最少需要4个频段。就新的植入体而言，6个微电极插入脑干的深度各不相同，因此能够刺激不同的频段，这样，该阵列就使电话交谈成为可能。

开初，6电极阵列将同Cochlear公司的已有脑干植入物配合使用。McCreery说，这样接受植入物的患者至少还可以依靠现有的装置。由于到达脑干要做困难的侵入性手术，所以该装置将只用于必须进行此种手术的人们——主要是NF2患者。不过McCreery最终设想该装置将进行立体定位植入，也就是说，参照患者脑的三维计算机模型用针将其引向目的位。该技术将使许多耳聋患者比如说因病理性骨生长而使耳蜗不能接受植入物的人都能够接受植入物。

新型装置人类试验的时间表尚未确定，因为Cochlear公司的工程师们首先必须将新型装置和已有植入物有机地融为一体，HEI的神经外科医师william Hitselberger可能成为施行此装置植入手术的第一人。他已准备就绪他已经练习了将娇气的电极装置放入大脑深处目的地的手法。

[冉隆华／译   郭凯声／校]