Инфракрасный свет дарит мир звуков глухим людям

Ученые обнаружили, что инфракрасный свет может стимулировать нейроны во внутреннем ухе так же эффективно, как и обычные звуковые волны. Это открытие поможет в разработке совершенно новых типов кохлеарных (улитковых) имплантатов для глухих людей.

Здоровое внутреннее ухо использует волосковые клетки, которые реагируют на звук и стимулируют нейроны, посылающие сигналы в мозг. Но волосковые клетки могут быть разрушены болезнью, травмой или могут содержать врожденные дефекты. Все это приводит к глухоте. В таких случаях, кохлеарные имплантаты помогают частично вернуть слух, непосредственно стимулируя нейроны.

При помощи современных имплантатов достигается довольно неплохое качество звука, которого достаточно, чтобы, например, позволить глухим детям развивать речевые навыки. К сожалению, качества звука недостаточно, чтобы насладиться музыкой или пообщаться с собеседником в шумной обстановке. Современный имплантат содержит около 20 электродов, что несравнимо мало, учитывая количество волосковых клеток в здоровом ухе (около трех с лишним тысяч).

Казалось бы, увеличение количества электродов должно улучшить качество звука. Но, к сожалению, их максимальное количество ограничено, т.к. ткань проводит электричество, а это приводит к возникновению помех.

В качестве вероятного решения проблемы качества звука рассматривался лазер. С помощью лазерного луча можно было бы более точно "попадать" по нейронам, к тому же, лазерный свет не рассеивается, что дает возможность передавать больше информации.

Чтобы развить эту идею, команда исследователей во главе с ученым Клаус-Питер Рихтер (Claus-Peter Richter) из Северо-Западного Университета в Чикаго (Northwestern University in Chicago) направляла инфракрасный свет непосредственно на нейроны во внутреннем ухе глухих гвинейских свинок. В это же время, исследователи фиксировали мозговую активность в нижнем холмике (inferior colliculus), посреднике между внутренним ухом и корой головного мозга, создавая т.н. "частотные карты". Эти карты позволяют получать надежные показатели качества звуковой информации, посланной в мозг.

Электростимуляция внутреннего уха кохлеарным имплантатом производит смазанные (размытые) карты, но стимуляция инфракрасным светом помогла получить такие же четкие карты, как и у слышащих гвинейских свинок.

Остается загадкой, каким образом свет стимулирует нейроны, ведь они не содержат светочувствительные белки. Феномен был обнаружен хирургами, пытающимися "сварить" нервы высокотемпературным лазером. По словам Рихтера, высокая температура, которая сопровождает свет, может также играть важную роль, и его команда теперь изучает эффект от продолжительного теплового воздействия на нейроны. Только для вас самые интересные новости на страничках нашего портала.

Оригинал (на англ. языке): Newsientist

• Упрямый рак печени может быть побежден столетней вакциной от туберкулеза
• Болезнь Альцгеймера когда-то могла передаваться от человека к человеку
• Эволюция человеческой иммунной системы в постомикронную эпоху
• Глобальное научное сотрудничество по картированию развития мозга в младенчестве и раннем детстве
• Токсичная дымка в столице Индии после фестиваля Дивали
• Covid-19 все еще существует
• Горькая правда о низкокалорийных заменителях сахара
• Раковые клетки человека могут поглощать убивающие бактерии вирусы для получения энергии