顶住压力,“少数派”获突破
好在,奥地利的英格博格·霍克迈尔、澳洲的格莱姆·克拉克都没有被科学大佬们吓退,开始了各自的研究。事后证明,他们设计的新装置不仅加强了聋人对环境声音的感知能力,唇读能力,更重要的是,令患者在没有视觉提示的情况下理解对话。要做到这些,他们开发了一个听觉网络,这是此前通过单电极传递信息忽略的方向。
20世纪60年代末,斯坦福大学的布莱尔·西蒙斯的多项研究佐证了这个方向的价值。西蒙斯发现,单电极只能忠实地传递某些频率的声音,而耳蜗上密布的毛细胞并不会对进入其中的声音作出整齐划一的反应——毛细胞所处的位置决定了它们会作出不同反应。举例来说,婴儿的哭声会“叫醒”耳蜗口的毛细胞,轰鸣驶来的卡车“惊扰”的是耳蜗中部的毛细胞。这样一来,伸展开来的毛细胞就好比一架钢琴琴键,依次分布高音区、中音区、低音区。
通过找到不同声音在耳蜗上的不同接受部位,霍克迈尔和克拉克分别成功地解密耳蜗内的“位置信号”现象。据此,他们瞄准接受特定频率的不同毛细胞(及其对应的神经元),开发出多种电极,安置在耳蜗内的不同位置。
在此期间,这群科学家还解决了安全性、机械类问题。比如,植入装置必须减少感染、对人体组织的破坏,以及外部电流经过身体可能带来的风险。开发者必须找到无毒材料,它们可以搭载一束束电极深深地植入人体耳蜗中。
当时,所有科研人员的设计都包含同一要素:将声学信息转化为电子信号刺激大脑听神经。(见图)
1977年12月、1978年8月,患者分别在澳大利亚、奥地利接受了克拉克、霍克迈尔各自研制的早期人工耳蜗。这些多通道人工耳蜗极大地提升了患者对声音的感知能力。今天,世界各地的人工耳蜗大多以此为蓝图。