北京
人工耳蝸救不了所有失聰者。當(dāng)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)本身嚴(yán)重受損或完全缺失，再先進(jìn)的人工耳蝸也只能束手無(wú)策。南開(kāi)大學(xué)徐文濤教授團(tuán)隊(duì)給出了另一條路：直接造一條人造聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)。
7月13日，徐文濤團(tuán)隊(duì)在《自然·材料》期刊發(fā)表成果，宣布成功研制出全球首款仿生聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)接口。這套系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單地放大聲音或轉(zhuǎn)換電信號(hào)，而是構(gòu)建起能夠與哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)深度融合的人造聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)形態(tài)接口，實(shí)現(xiàn)了從聲音采集到語(yǔ)義理解、再到生物電信號(hào)輸出的完整閉環(huán)。
全球近3%的人口受到感音神經(jīng)性耳聾困擾。傳統(tǒng)人工耳蝸的工作邏輯，是采集聲音并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后依賴(lài)患者自身殘留的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)完成信息向大腦的傳遞。問(wèn)題在于，一旦這“最后一公里”的神經(jīng)通路缺失或功能?chē)?yán)重受損，整套設(shè)備便失去用武之地。徐文濤的解釋很直接：“我們的目標(biāo)，不只是讓人造聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)能夠‘聽(tīng)見(jiàn)’，更重要的是讓它真正學(xué)會(huì)‘聽(tīng)懂’，像天然聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)一樣，對(duì)聲音進(jìn)行篩選、識(shí)別和處理，再把有價(jià)值的信息傳遞給大腦。”
這套系統(tǒng)的核心突破，在于首次將聲信號(hào)采集、神經(jīng)形態(tài)編碼、自然語(yǔ)義處理、生物電信號(hào)輸出等多個(gè)功能模塊集成到同一平臺(tái)。它的工作流程分為三步：先模擬耳蝸感知聲音，再借鑒大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)聲音進(jìn)行篩選和分析，最后將處理后的信息轉(zhuǎn)換為生物神經(jīng)能夠識(shí)別的電脈沖，與活體神經(jīng)建立穩(wěn)定連接。換言之，這條人造聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)走完了聲音感知、信息處理和神經(jīng)傳遞的全鏈條，不再需要依賴(lài)患者自身殘存的聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)末梢。
真正讓人看到質(zhì)變信號(hào)的，是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)將仿生聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)接口植入失聰兔體內(nèi)后，兔子不僅重新建立了聲音感知能力，還能識(shí)別不同的語(yǔ)音指令，并完成“打字”“踢球”等對(duì)應(yīng)行為任務(wù)。從“聽(tīng)見(jiàn)聲音”到“理解語(yǔ)義”，再到“完成動(dòng)作”，這是一條完整的人造聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)信息處理鏈路。它意味著，這套人工系統(tǒng)已不再只是簡(jiǎn)單傳遞聲音，而開(kāi)始具備類(lèi)似天然聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的信息處理能力。
從“恢復(fù)感知”到“重建功能”，這條人造聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)將聽(tīng)覺(jué)修復(fù)的邊界向前推了一步。當(dāng)人工系統(tǒng)不再只是聲音的搬運(yùn)工，而是開(kāi)始扮演篩選者、編碼者和理解者的角色，傳統(tǒng)人工耳蝸無(wú)法覆蓋的那部分患者，第一次看到了不同的可能性。
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