聽力障礙是一種發(fā)生率較高的病癥。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，55歲以上中老年人的聽力障礙發(fā)生率約為20%。部分聽力損失患者尚可通過配戴助聽器來彌補聽力損失，但是因內(nèi)耳聽力毛細(xì)胞受損而導(dǎo)致的聽力損失，則必須通過植入人工耳蝸來重拾聽力。近年來，全世界有很多聽障患者借助于植入人工耳蝸而聽到了聲音。

　　耳朵能夠聽到各種各樣聲音的原理，實際上屬于物理學(xué)上的“快速傅里葉轉(zhuǎn)換”（FFT）。當(dāng)外界聲源產(chǎn)生的聲波傳入耳道后，可被內(nèi)耳耳蝸中的聽力毛細(xì)胞感知，這些會“跳舞”的聽力毛細(xì)胞在接收到聲波后會發(fā)生振動并生成微電流，再經(jīng)由聽神經(jīng)傳至大腦聽覺處理中心，最后被還原為聲音。

　　在揭開了人體聽覺的聲-電轉(zhuǎn)換生物學(xué)原理后，很多國外研究機構(gòu)開始加緊研制人工耳產(chǎn)品。

　　高仿生人工耳

　　據(jù)西方媒體報道，國外科研人員將氮化硅、聚亞酰胺等高分子材料加工成極薄的“人工鼓膜”，利用特種技術(shù)將氧化鋅加工成“人工聽力毛細(xì)胞”，然后將這兩種人工材料結(jié)合起來，實現(xiàn)了使外界聲波有效轉(zhuǎn)化為電流，并傳送至大腦聽覺處理中心，經(jīng)由大腦處理，使人能夠聽到各種各樣聲音的效果。

　　微電子機械人工耳

　　在美國自然科學(xué)基金會的資助下，美國研究人員羅伯特·懷特和卡爾·格羅斯共同發(fā)明了一種成本低廉的微電子機械人工耳。

　　據(jù)研制者介紹，這種人工耳的外形類似于螺旋型管子。它的關(guān)鍵部件是由硬質(zhì)玻璃制成直徑1～2毫米的微管，微管內(nèi)部充滿硅油，微管的頂端則是采用氮化硅制成的錐形薄膜。這種薄膜對振動高度敏感，可將振動波轉(zhuǎn)化為微電流。

　　據(jù)報道，這種微電子機械人工耳能夠接收到4200～35000赫茲的聲波（人耳能接收到的聲波范圍為20～20000赫茲）。當(dāng)聲波傳入耳道后，微電子機械人工耳內(nèi)部的液體會產(chǎn)生振動，并發(fā)出微電流信號，信號經(jīng)由芯片傳至大腦聽覺中心，最終產(chǎn)生聽覺信號。

　　壓電式人工耳

　　韓國中央技術(shù)研究院的科研人員開發(fā)出了一種壓電式人工耳（簡稱“P-AC”)。

　　據(jù)韓國研究人員介紹，壓電式人工耳的工作原理是：當(dāng)外界聲源產(chǎn)生的聲波傳入人工耳后，聲波可使人工耳里的液體產(chǎn)生振動，而這種振動被人工耳內(nèi)的壓電膜接收后轉(zhuǎn)化成微電流信號，隨后經(jīng)由激勵器放大并傳至內(nèi)耳基膜，最終被還原成聲音。

　　人工聽覺智能芯片

　　瑞士蘇黎世大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種微型智能芯片。它能模仿人腦的聽覺神經(jīng)信號處理過程，將聲波轉(zhuǎn)化成的電流信號還原為聲音，或?qū)⒁暽窠?jīng)電流信號還原為圖像。

　　據(jù)介紹，這種能夠模擬部分人腦功能的智能芯片使人工耳的結(jié)構(gòu)大大簡化。只要在聽障者的大腦中植入一個米粒大小的微型芯片，就可使他們聽到各種聲音，或使盲人看到大千世界的場景。

　　另據(jù)國外媒體報道，美國麻省理工學(xué)院（MIT）電子工程系的研究人員也在研制類似的智能芯片產(chǎn)品，并已經(jīng)取得重要進展。