近日从南开大学获悉,该校电子信息与光学工程学院徐文涛教授团队历经多年攻关,成功研制出全球首款仿生听觉神经接口,为传统人工耳蜗之外的听觉修复领域开辟出全新的电子替代技术路径,相关研究成果已正式刊发于国际顶级学术期刊《自然·材料》,标志着我国在神经修复与仿生听觉领域实现重大原创突破。

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数据显示,全球近3%的人口正受到感音神经性耳聋困扰,其中大量患者因听觉神经严重受损甚至完全缺失,即便植入最先进的人工耳蜗,也无法完成声音信号向大脑传递的“最后一公里”,这一长期存在的行业瓶颈,让千万听障人群始终被困在无声世界中。此前传统人工耳蜗仅能完成基础的声音采集与电信号转换,受限于固定驱动模式与有限电极数量,在复杂环境语音识别、声音细节还原等方面,与天然听觉系统仍存在明显差距,只能帮助患者实现基础的“听见”,却难以做到像普通人一样自然“听懂”。
“我们的目标从来不是复刻一款更先进的人工耳蜗,而是真正打造一条能完全替代生物听觉神经的‘人工信息高速路’。”徐文涛教授介绍,团队此次首次构建出可与哺乳动物神经系统深度融合的人造听觉神经形态接口,将声信号采集、神经形态编码、自然语义处理、生物电信号输出四大核心功能集成在同一平台上,完整复刻了天然听觉神经的工作逻辑,打破了传统技术的能力边界。
不同于现有助听设备仅能向大脑传递原始声音电信号的模式,这套全新系统可以像天然听觉神经一样,自主对传入的声音进行筛选、分析与智能编码,只将有价值的有效信息精准传递给大脑,真正实现了从“被动接收声音”到“主动理解语义”的跨越。在前期动物实验中,植入该仿生听觉神经接口的失聪兔不仅重新建立了稳定的声音感知能力,更能准确识别不同语音指令,顺利完成“打字”“踢球”等对应行为任务,完整跑通了从声音感知、语义理解到动作响应的全链路,这一结果也直接验证了该技术在听觉功能重建上的可行性。
据了解,该成果是徐文涛团队继2018年在《科学》期刊发布全球首条柔性人造触觉传入神经之后,时隔8年在人造神经领域拿下的又一项里程碑式原创成果。目前团队已启动后续技术优化工作,将围绕长期植入安全性、人体适配性等方向持续攻关,加快推动核心技术向临床应用落地,未来有望为大量传统助听设备无法覆盖的重度听障人群,带来重新回归有声世界的全新解决方案。

