医疗科技评论 | 柔性听觉脑干植入体，重塑听觉边界

耳聋是一种使人衰弱的感觉障碍，影响每个年龄段的人，并严重影响他们的生活质量。根据世界卫生组织的数据，到 2050 年，将有 7 亿人需要听力康复。事实上，最近娱乐场所噪音暴露的爆炸式增长使 11 亿 12-35 岁的年轻人面临永久性感音神经性听力损失的风险。导致听觉障碍的其他因素包括遗传性听力损失以及非先天性因素，例如感染、耳毒性药物、后颅窝肿瘤和衰老。

随着听觉神经假体技术的不断发展，人工耳蜗已成功为全球数百万听障人士带来“声音的重生”。然而，对于那些耳蜗或耳蜗神经受损、无法植入人工耳蜗的特殊患者群体来说，传统手段几乎无能为力。他们只能依赖一种更为复杂但效果有限的技术——听觉脑干植入体（ABI）。

一次从“材料-神经-行为”层级全链路突破

本研究创新性地构建了一个双站点神经接口系统，包括：

1. 柔性听觉脑干植入体（soft ABI）：可贴合脑干耳蜗神经核表面，精确电刺激中枢听觉区域；

2. 柔性皮层电极阵列（ECoG）：记录大脑听觉皮层对电刺激的神经反应；

3. 行为学反馈系统：通过设计听觉辨别任务，直接衡量猴子是否“听到了”刺激。

   
   

研究中使用的猴模型不仅神经解剖结构接近人类，还可完成复杂听觉行为训练，为验证中枢听觉假体的有效性提供了前所未有的平台。

图1 实验设计及设备

柔性ABI，让“贴合脑干”不再是难题

传统ABI最大的问题在于僵硬的电极无法贴合耳蜗神经核复杂弯曲的表面，导致信号刺激精准度低、非目标区电流扩散严重，常出现面部抽搐、眩晕等副作用，甚至不得不关闭大部分电极。

本研究团队基于微纳加工和薄膜材料工程，构建了厚度仅150μm、包含11个电极的柔性ABI阵列：

• 弹性硅橡胶与多层PI/Pt结构赋予其极强的机械贴合性与耐久性；

• 微电极直径仅100μm，电刺激更聚焦；

• 可通过MRI定位标记实现手术精准植入。

  
  

研究显示，该柔性ABI在猴脑中可长期稳定贴合达17个月以上，电极稳定性优异。

从脑干到皮层，重建“神经调谐”通路

通过电生理实验，研究团队首次系统性验证了柔性ABI的“神经调谐”能力：

• 不同ABI电极可激活听觉皮层不同区域，构建清晰的电刺激调谐图谱；

• 类似音频的电刺激信号在皮层引发的反应可被背景噪声“掩盖”，证明其具备听觉性质；

• 相邻0.88 mm的电极刺激也可被大脑区分，显示出极高的空间解析度。

这意味着，柔性ABI不仅能“通电唤醒”听觉系统，还能精确调控不同频率感知，为语音识别和复杂听觉任务提供可能。

图2 术中和术后的柔性ABI放置和验证

非人灵长类首次完成“中枢电听觉”行为测试

研究中最令人振奋的部分，是猴子对电刺激的听觉行为反馈：

• 猴子可区分由不同ABI电极发出的电刺激；

• 在电刺激和声音混合任务中，猴子表现出对电信号的“声音感知”；

• 电刺激引起的行为反应与声音频率差异2Hz相当，说明刺激“听起来是不同的”。

这不仅从神经层面，更从感知和行为层面验证了：柔性ABI能“听得见”。

图4 柔性ABI的行为评估

据统计，约有5%重度听障患者因耳蜗或神经缺失，无法接受人工耳蜗。他们多患有如 “神经纤维瘤病2型（NF2）” 的疾病，听力恢复选择极其有限。

本研究提供了一种全新的中枢听觉重建方案，其意义包括：

• 提升听觉分辨率：更丰富、更精准的频率刺激可能带来真正的语音理解；

• 减少副作用：柔性贴合减少非目标神经激活；

• 推进脑机接口技术：为其它脑干或皮层神经接口提供设计范式；

• 加速临床转化：MRI兼容、微创手术路径、安全性良好。

研究团队提出，未来可进一步提升电极密度与选择性，推动“超高分辨率”中枢听觉；接口耐久性和封装技术，实现10年以上稳定工作；与临床电刺激器件对接，完成真正意义上的软体ABI听觉假体系统。

总的来说，该研究不是在“修复耳朵”，而是在“重构大脑对声音的理解”。它将人工听觉从“周边重建”拓展至“中枢调控”，为那些最难被帮助的听障患者带来了光明的曙光。如果说人工耳蜗开启了听觉神经假体的第一章，那么，这枚柔软微小却精妙绝伦的“柔性ABI”，或许正是第二章的序幕。

END