人工耳蜗系列科普（3）——人工耳蜗工作原理

人工耳蜗又称电子耳蜗，是治疗和康复助听器无效的重度-极重度感音神经性聋最有效的方法之一，已使60多万人摆脱了“十聋九哑”的厄运。那人工耳蜗这个神奇的电子装置是怎么让听障人士恢复听力的呢？本篇首先介绍正常听力人听觉的产生过程，再介绍人工耳蜗的工作原理，以帮助读者理解和学习。

1. 听觉的产生过程

在听觉里起作用的包括外耳（耳廓、外耳道）、中耳（鼓膜、听骨链）、内耳（耳蜗毛细胞）、听神经（又称耳蜗神经）及后通路、听觉中枢（初级和高级听觉中枢），上述结构和功能必须正常才可能完成听这一项最平常不过的生理功能。听觉的基本过程：外耳和中耳对声音主要是传导和放大作用；内耳是将机械波转换为电信号，主要是毛细胞的纤毛因机械波刺激摆动会激发毛细胞上的各种离子通道，产生电脉冲信号，并通过突触传到听神经的螺旋神经节，经听神经及后通路向听觉中枢传导；听觉中枢负责分析、处理传来的电信号，并做出相应反应（参见以下示意图和说明）。

图中标号说明如下：

①耳廓收集声音，声波通过外耳道传到鼓膜（外耳道使声波产生共振可轻度放大声音）；

② 声波能量引起鼓膜振动（鼓膜与卵园窗有效振动面积差，放大声波）；通过听骨链（对声音有杠杆放大作用）传到内耳；

③ 振动能量引起耳蜗内毛细胞纤毛的运动，毛细胞离子通道开放，将机械能量转换为生物电脉冲；

④ 电信号通过听神经纤维及后通路传导给听觉中枢，中枢分析处理后产生听觉。

2. 人工耳蜗的工作原理

人工耳蜗的定义也涵盖了人工耳蜗的部分工作原理，人工耳蜗是仅适用于那些重度-极重度感音神经性聋并且助听器无效或不佳的患者，助听器还是利用上述正常听力人的听觉产生方式进行放大，但助听器有一定的放大范围，超出助听器的作用范围时，就得考虑人工耳蜗了。人工耳蜗不再依靠外耳、中耳的传导和放大功能，也不再利用残余毛细胞的机械能-电能转换功能，而是利用体外言语处理器将声音转变成电信号刺激，电信号绕过外耳、中耳和受损的耳蜗毛细胞直接刺激听神经的螺旋神经节，再通过听神经及后通路传导到听觉中枢产生听觉。

人工耳蜗目前都是半植入式的即包括植入体和体外言语处理器部分，人工耳蜗起作用必须二者结合，缺一不可。

人工耳蜗工作原理示意及说明图

（请对应图中标号与下方的说明理解）

① 体外人工耳蜗言语处理器的麦克风收集外界来的声信号；

② 言语处理器将收集的声音编译成特殊模式的脉冲电信号；

③ 脉冲电信号通过线圈（植入体和言语处理器通过磁铁耦合）透过皮肤，传到体内的接收器；

④ 然后上述脉冲电信号被送到耳蜗内的刺激电极并刺激听神经（又称耳蜗神经）的螺旋神经节；

⑤ 听神经（耳蜗神经）接收信号通过。

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