用耳朵供电?这是最酷炫的“可穿戴设备”了

发布时间:2015-12-16 阅读量:787 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】据报道,来自麻省理工学院、马萨诸塞眼耳医院等单位的研究人员已经证明哺乳动物内耳充满离子的小室产生的电压驱动神经信号能给植入的电子设备供电,而且不会损害听力。植入内耳的设备还可用来监控生物活动,作为一款自给自足的“可穿戴设备”,这是够酷炫的了~

植入内耳的设备可用来监控生物活动,比如听到声音、平衡失调或对治疗的反应。最终,植入设备本身可发展成一种治疗手段。相关论文发表在近期出版的《自然·生物技术》杂志上。
用耳朵供电?这是最酷炫的“可穿戴设备”了
 
“60年前我们就知道有一种‘电池’对听力非常重要,但没人会用它给电器供电。”马萨诸塞眼耳医院耳外科医生康斯坦尼亚·斯坦科维奇说。  

耳朵能把机械压力——耳膜的振动——转换为大脑可处理的电信号,而生物电池是信号电流的电源。电池室位于内耳一个叫做耳蜗的地方,由一层膜隔开,这里一些细胞已经特化成专用的离子泵。膜的另一边是不平衡的钾、钠离子,结合这些细胞泵的特殊排列形式,就产生了电压。虽然此处电压是体内最高的(至少对单个细胞而言),但仍然非常低,而且为了不扰乱听力,可用电流只能占其很小一部分。

麻省理工学院微系统技术实验室研究员安纳萨·钱德拉卡珊小组开发的低功率芯片正好解决了这一问题。他们还在芯片上装了一种超低功率无线发射器,以获得所检测的数据。由于生物电池的电压不稳定,芯片上还装了电源转换线路,就像一般电子设备电源线两端的盒式转换器,能逐渐充电。充电时间一般为40秒到4分钟,就能给发射器供电。信号频率本身就指示了内耳的电化性质。
用耳朵供电?这是最酷炫的“可穿戴设备”了
 
在实验中,研究人员在豚鼠内耳生物电池膜的两边植入了电极,并将低功率芯片与电极相连。芯片留在豚鼠体外,但它非常小,足以放入中耳腔内。植入电极设备后,豚鼠在听力测试中反应正常,该设备也能以无线方式传输数据,报告耳朵和外部接收器的化学情况。

凯斯西储大学耳鼻喉系董事长克利夫·梅杰利恩说,这项研究有三种可能的应用:耳蜗植入、诊断疾病及作为植入式助听器。用耳蜗本身的低压产生电流,这就让它变成了一种电源,给植入耳蜗的电子设备供电。此外,如果能检测出各种疾病状态下的电压,基于这种电流输出偏差,可能开发出一种诊断计算方法。

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