對于那些聽力損傷的人來說,人工電子耳蝸已經(jīng)是一個令人難以置信的設(shè)備,它能幫助那些聽障人士聽到一些聲音。這種小型的電子設(shè)備通過刺激一個人的聽覺神經(jīng)讓人聽到聲音,但需要通過外科手術(shù)植入并且需要昂貴的費用(整個過程的費用可能高達4萬美元)。
為了幫助聽力受損者找到更加實際的解決方案,科羅拉多州立大學的研究人員正向一個不太相關(guān)的器官尋求幫助——舌頭。三人研究小組開發(fā)了一款能夠佩戴在舌頭上的藍牙麥克風耳機及其智能固定器,這兩種設(shè)備能夠增強聽障人士識別單詞的能力。
舌頭并非耳道。固定器或耳機是通過編譯大腦中的區(qū)域,幫助它們解釋舌頭上感覺出來的某些詞。整個過程從耳機里的麥克風搜索周圍環(huán)境中的聲音和文字開始。處理器將這些聲音轉(zhuǎn)化為代表不同單詞的獨特的復雜的波形。波形通過藍牙耳機發(fā)送到固定器上,固定器負責刺激舌頭,利用電極刺激舌頭上不同的神經(jīng),根據(jù)收到的不同的波形形成不同的圖案。電極刺激神經(jīng)足以讓它們自己發(fā)射動作電位。
機械工程師John Williams說:“一些人覺得這種感覺就像是舌頭上有香檳泡沫或跳跳糖。”團隊成員Leslie Stone-Roy稱,“之所以選擇舌頭,是因為它的感覺能力很出色”。加州州立大學獸醫(yī)及生物醫(yī)學學院的助理教授Stone-Roy說:“我們能夠產(chǎn)生感覺的各精點在舌頭上的距離很近。就像是你的指尖,為什么我們能用手指讀盲文。舌頭和指尖一樣都有較高的靈敏度!
經(jīng)過大量的實踐,舌頭固定器有助于增強大腦識別某些單詞的能力。例如,每次當麥克風“聽到”“球”這個單詞,固定器能夠以相同的模式刺激舌頭上的神經(jīng)。隨著時間的推移,大腦學會將“球”這個單詞和特定的神經(jīng)刺激聯(lián)系起來,以后便能更容易識別這個詞。
研究人員將他們的技術(shù)和盲文閱讀相比較。通過練習,盲人可以很容易的將不同形狀的疙瘩與字母或單詞聯(lián)系起來。這與他們的設(shè)備異曲同工,大腦有意識的將舌頭上不吐的刺激圖案與聲音聯(lián)系起來。CSU的一名研究生及團隊中的一員JJ Moritz說:“我們使用聲音符號代替圖像符號!
研究人員說他們的設(shè)備適合那些還有一點聽力的人,在這種情況下使用設(shè)備可以增強他們已經(jīng)能夠聽到的微弱的聲音。另外如何不讓使用者受到電擊的問題也得到了解決。Moritz說:“能量是十分合理的,只需要5伏的電壓就能運行它。我們在里面安裝一個9伏的電池,所以最糟糕的情況就是你被這9福特的電壓擊到了。但是這個電流是不會穿過你的舌頭!