Sử dụng ánh sáng thay vì điện trong cấy ốc tai điện tử

Một nhóm các nhà nghiên cứu liên kết với nhiều tổ chức ở Đức đã phát triển thành công một bộ ốc tai chuyển đổi sóng âm thanh thành tín hiệu ánh sáng thay vì tín hiệu điện.

Trong bài báo được công bố trên tạp chí Science Translational Medicine gần đây, nhóm nghiên cứu đã mô tả máy trợ thính mới này của họ và cách thức hoạt động của thiết bị này trên chuột thử nghiệm.

Bộ ốc tai hoạt động bằng cách chuyển đổi sóng âm thanh thành tín hiệu điện mà được gửi đến các tế bào thần kinh trong tai. Ý tưởng là bỏ qua các tế bào tóc bị hư hại bên trong ốc tai để phục hồi thính giác.

Nhưng vì chất lỏng trong tai cũng dẫn điện, các tín hiệu điện được tạo ra có thể bị gây cản trợ, dẫn đến mất độ phân giải. Kết quả là rất khó nghe trong một số tình huống, chẳng hạn như khi ở trong phòng đông người, hoặc khi nghe nhạc với nhiều nhạc cụ.

Trong nỗ lực mới này, các nhà nghiên cứu đã tìm cách thay thế các tín hiệu điện trong các thiết bị đó bằng các tín hiệu ánh sáng, sẽ không bị vấy bẩn bởi chất lỏng trong tai, và do đó cải thiện khả năng nghe cho người bệnh.

Ở tất cả các loại thiết bị ốc tai, âm thanh đi vào tai được hướng đến một con chip máy tính xử lý âm thanh mà nó dò thấy. Sau quá trình xử lý này, con chip chuyển trực tiếp đến một thiết bị khác để tạo ra các tín hiệu gửi đến các nơ-ron thần kinh.

Với hệ thống mới này, các nhà nghiên cứu đã phát triển được một thiết bị phát ra ánh sáng bằng cách sử dụng các con chip LED và gửi nó qua cáp quang trực tiếp đến các tế bào thần kinh.

Để một hệ thống như vậy hoạt động, các tế bào thần kinh bên trong tai sẽ phải được sửa đổi theo một cách nào đó để cho phép chúng phản ứng với ánh sáng thay vì điện.

Đối với mục đích thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã biến đổi chuột trong phòng thí nghiệm để phát triển các tế bào thần kinh trong tai sẽ phản ứng với ánh sáng.

Trong thiết bị này của họ, họ đã sử dụng một bộ cấy với 10 chip LED. Họ cũng huấn luyện những con chuột phản ứng với những âm thanh khác nhau trước khi làm mất khả năng hoạt động của tế bào lông của chúng và tiến hành cấy ghép các thiết bị ốc tai. Các bộ ốc tai làm việc theo như hy vọng của nhóm nghiên cứu, những con chuột có thể phản ứng theo những cách tương tự với những âm thanh được tạo ra tương tự.

Các nhà nghiên cứu cho rằng ở người, một thiết bị như vậy sẽ sử dụng 64 đèn LED hoặc các kênh nguồn sáng khác. Họ cũng có kế hoạch tiến hành nhiều nghiên cứu hơn với thiết bị mới này và hy vọng sẽ bắt đầu thử nghiệm lâm sàng vào năm 2025.