सॉफ्ट ब्रेनस्टेम इम्प्लांट उच्च-रिज़ॉल्यूशन सुनवाई देता है

अब, सॉफ्ट बायोइलेक्ट्रोनिक इंटरफेस के लिए ईपीएफएल की प्रयोगशाला में एक टीम ने एक विकसित किया है कोमल, पतला अबी। डिवाइस सिलिकॉन में एम्बेडेड माइक्रोमीटर-स्केल प्लैटिनम इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, जो एक मिलीमीटर मोटी के एक अंश को एक पारंगत सरणी बनाता है। इस उपन्यास दृष्टिकोण, में प्रकाशित प्रकृति बायोमेडिकल इंजीनियरिंगबेहतर ऊतक संपर्क को सक्षम करता है, संभावित रूप से ऑफ-टारगेट तंत्रिका सक्रियण को रोकता है और दुष्प्रभाव को कम करता है।

“एक नरम प्रत्यारोपण को डिजाइन करना जो वास्तव में ब्रेनस्टेम वातावरण के अनुरूप है, उन रोगियों के लिए सुनवाई को बहाल करने में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है जो कॉक्लियर प्रत्यारोपण का उपयोग नहीं कर सकते हैं। मैकाक में हमारी सफलता क्लिनिक में इस तकनीक का अनुवाद करने और अमीर, अधिक सटीक सुनवाई के लिए वास्तविक वादा दिखाती है,” स्टेफनी पी। लैकोर, सॉफ्ट बायोइक्लॉन्ट्रोनिक (Lacbi के लिए प्रयोगशाला के प्रमुख) कहते हैं।

एक जटिल व्यवहार कार्य के साथ “कृत्रिम सुनवाई” की जांच करना

केवल सर्जिकल परीक्षणों पर भरोसा करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने सामान्य सुनवाई के साथ मकाक में व्यापक व्यवहार प्रयोग किए। इसने उन्हें यह मापने की अनुमति दी कि जानवर कितनी अच्छी तरह से कर सकते हैं विद्युत उत्तेजना को भेद पैटर्न के रूप में वे प्राकृतिक ध्वनिक सुनवाई के साथ करेंगे।

ईपीएफएल में सह-प्रथम लेखक और ईपीएफएल में एक पूर्व पीएचडी छात्र एमिली रिवोल कहते हैं, “आधी चुनौती एक व्यवहार्य प्रत्यारोपण के साथ आ रही है, अन्य आधा एक जानवर को हमें दिखाने के लिए सिखा रहा है, व्यवहारिक रूप से, यह वास्तव में क्या सुनता है,” परियोजना पर सह-प्रथम लेखक और ईपीएफएल में एक पूर्व पीएचडी छात्र एमिली रिवोल कहते हैं। उसने सावधानीपूर्वक जानवरों को एक श्रवण भेदभाव कार्य करने के लिए प्रशिक्षित किया: बंदरों ने यह इंगित करने के लिए एक लीवर को दबाने और जारी करने के लिए सीखा कि क्या लगातार स्वर “समान” या “अलग” थे।

“हमने तब सॉफ्ट एबीआई स्टेप से स्टेप से उत्तेजना पेश की, इसे पहले सामान्य टन के साथ सम्मिश्रण किया ताकि बंदर ध्वनिक और प्रोस्थेटिक हियरिंग के बीच की खाई को पाट सके,” रिवोल कहते हैं। “आखिरकार, लक्ष्य तब यह देखने के लिए था कि क्या जानवर केवल एक इलेक्ट्रोड जोड़ी से दूसरे में छोटी बदलाव का पता लगा सकता है जब केवल नरम एबीआई को उत्तेजित करते हैं। हमारे परिणाम बताते हैं कि जानवर ने इन दालों का इलाज लगभग उसी तरह से किया जैसे कि इसका इलाज किया गया था। असली आवाज़। “

एक नरम सरणी क्यों?

ईपीएफएल में एक पूर्व पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता और अध्ययन के सह-प्रथम लेखक एलिक्स ट्रॉलेट बताते हैं, “हमारा मुख्य विचार इलेक्ट्रोड-टिशू मैच में सुधार करने के लिए सॉफ्ट, बायोइलेक्ट्रोनिक इंटरफेस का लाभ उठाना था।” “यदि सरणी स्वाभाविक रूप से ब्रेनस्टेम की घुमावदार शरीर रचना का अनुसरण करती है, तो हम उत्तेजना थ्रेसहोल्ड को कम कर सकते हैं और उच्च-रिज़ॉल्यूशन सुनवाई के लिए अधिक सक्रिय इलेक्ट्रोड बनाए रख सकते हैं।”

परंपरागत एबीआई कोक्लियर न्यूक्लियस की पृष्ठीय सतह पर आराम करते हैं, जिसमें 3 मिमी त्रिज्या और एक जटिल आकार होता है। कठोर इलेक्ट्रोड हवा के अंतराल को छोड़ देते हैं, जिससे अत्यधिक वर्तमान प्रसार और अवांछित तंत्रिका उत्तेजना होती है। इसके विपरीत, ईपीएफएल टीम का अल्ट्रा-पतला सिलिकॉन डिजाइन आसानी से ऊतक के चारों ओर झुक जाता है।

अनुरूपता से परे, सॉफ्ट एरे के लचीले माइक्रोफैब्रिकेशन का मतलब है कि यह हो सकता है पुन: कॉन्फ़िगर किए अलग -अलग एनाटॉमी के लिए। “माइक्रोलिथोग्राफी की डिजाइन स्वतंत्रता बहुत बड़ी है,” ट्रूलेट कहते हैं। “हम उच्च इलेक्ट्रोड काउंट या नए लेआउट की कल्पना कर सकते हैं जो आगे आवृत्ति-विशिष्ट ट्यूनिंग को परिष्कृत करते हैं। हमारे वर्तमान संस्करण में 11 इलेक्ट्रोड हैं-भविष्य के पुनरावृत्तियों में इस संख्या में काफी वृद्धि हो सकती है।”

बेहतर आराम और कम दुष्प्रभाव

मैकाक अध्ययन का एक महत्वपूर्ण परिणाम ध्यान देने योग्य ऑफ-टारगेट प्रभावों की अनुपस्थिति था। शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि, विद्युत धाराओं की परीक्षण सीमा के भीतर, जानवर ने चेहरे के चारों ओर असुविधा या मांसपेशियों के चक्कर के कोई संकेत नहीं दिखाए – मानव एबीआई उपयोगकर्ताओं से आम शिकायतें। “बंदर ने लीवर को उत्तेजना को ट्रिगर करने के लिए खुद को दबाया, समय और फिर से,” रिवोल बताते हैं। “अगर प्रोस्थेटिक इनपुट अप्रिय होता, तो यह शायद बंद हो जाता।”

नैदानिक ​​अनुवाद का मार्ग

यद्यपि ये निष्कर्ष आशाजनक हैं, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ्ट एबीआई के लिए मार्ग के लिए अतिरिक्त शोध और नियामक कदमों की आवश्यकता होगी। “एक तत्काल संभावना मानव एबीआई सर्जरी में डिवाइस का अंतःशिरा परीक्षण करने के लिए है,” लैकोर कहते हैं, यह देखते हुए कि बोस्टन में टीम के नैदानिक ​​भागीदार नियमित रूप से गंभीर कोक्लियर तंत्रिका क्षति वाले रोगियों के लिए एबीआई प्रक्रियाएं करते हैं। “यदि हम वास्तव में आवारा तंत्रिका सक्रियण को कम करते हैं, तो मापने के लिए मानक प्रत्यारोपण से पहले वे हमारे नरम सरणी को संक्षेप में सम्मिलित कर सकते हैं।”

इसके अलावा, मानव उपयोग के लिए नियत एक प्रत्यारोपण में प्रत्येक सामग्री होनी चाहिए पूरी तरह से चिकित्सा ग्रेड और मजबूत, दीर्घकालिक विश्वसनीयता दिखाएं। फिर भी शोधकर्ताओं को विश्वास है, मांग परीक्षणों के लिए धन्यवाद, डिवाइस पहले ही समाप्त हो चुका है: “हमारा प्रत्यारोपण कई महीनों तक जानवर में जगह में रहा, जिसमें कोई औसत दर्जे का इलेक्ट्रोड माइग्रेशन नहीं था,” ट्रबललेट नोट करता है। “यह एक महत्वपूर्ण कदम आगे है कि कैसे मानक एबीआई अक्सर समय के साथ पलायन करते हैं।”