LED光学人工耳蜗问世！有望帮助部分恢复听力

摘要LED光的应用潜力无限！近期，国外研究者发表了两项相关研究，分别关于使用LED光恢复听力和使用40赫兹红光改善阿尔兹海默症患者的认知功能。

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　　基于LED的光学人工耳蜗问世，有望帮助恢复听力

　　据报道，德国哥廷根大学（University of Gttingen, Germany）科学家开展的研究表明LED灯除了可帮助改善视力以外，还能用于恢复听力。

　　哥格廷根大学科学家发明了一个基于LED灯的光学人工耳蜗，能够安全地恢复失聪的老鼠和沙鼠的部分听力。目前的电子人工耳蜗通常声音质量很差，而相比之下，这款光学人工耳蜗可向听觉神经传递更加精准的信号。同时，相比此前的试验性光学设备，这项技术取得突破，表明其能够提高人工耳蜗治疗听觉障碍的临床可行性。

　　图片来源: D. Keppeler et al., Science Translational Medicine (2020)

　　人工耳蜗是一种生物医学设备，能够部分恢复听觉损失患者的听力，全球近5%的人受听力损失的影响。大部分人工耳蜗通过接触电极复制声音，但由此产生的电刺激不是很具体，并且往往会传播至大面积的神经，导致声音不太明确，听力质量较低。

　　因此，科学家转向研究光学人工耳蜗，在对声音感知神经元进行基因改造后，利用光刺激这些神经元，使其对光作出反应。与其他人工耳蜗不同的是，这款无线的光学人工耳蜗使用多刺激通道，并集成了蓝色LED灯的节能芯片以激活耳蜗中经改造的神经元。

　　科学家通过实验证明，光学人工耳蜗植入失聪的老鼠和沙鼠耳体内时，能够发出更多有选择性的信号，并且在几周的实验过程中，这些动物成功通过了基于声音的行为测试。不过，研究团队也指出，在开始进行临床试验之前，还需开展很多工作，以解决光学耳蜗尺寸大和光线传播范围广等问题。

　　据悉，该研究结果已发表在《科学转化医学杂志》（Science Translational Medicine）上，标题为《采用微型LED人工耳蜗对啮齿动物的听觉传导通路进行多通道光遗传学刺激》（Multichannel optogenetic stimulation of the auditory pathway using microfabricated LED cochlear implants in rodents）。

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　　40赫兹红光或有助于改善阿尔兹海默症患者认知功能

　　据报道，照明研究中心（LRC）开展了一项新研究表明40赫兹红光或有助于改善阿尔兹海默症患者的认知功能。

图片来源：网络

　　这一项新研究表明，向健康年轻人睁开的眼睛照射40赫兹的红光刺激可增强大脑伽马振荡（一种脑波，Gamma oscillations）。伽马波是人神经以25~100Hz（但以40Hz为典型）振荡显示出的图像。伽马振荡与注意力和记忆过程相关，已知在阿尔兹海默症患者中会受到干扰。

　　下一步，LRC将研究这种具有前景的非药物学照明干扰方法是否能够改善轻度认知障碍者和阿尔兹海默症患者的认知功能。

　　据悉，这项研究——《闪烁红光刺激促进相干40赫兹神经振动：可行性研究》（Flickering Red-Light Stimulus for Promoting Coherent 40 Hz Neural Oscillation: A Feasibility Study）——已发表在《阿兹海默症期刊》（Journal of Alzheimer’s Disease）上。

　　实际上，MIT蔡立慧教授团队早在2016年就提出，利用特定频率闪烁的LED灯可以大大减少患有阿尔茨海默病老鼠视觉皮层中的β-淀粉样斑块。这种光疗法的作用原理，是通过激发伽马振荡来帮助大脑抑制β样淀粉蛋白斑块的产生，同时激发能够驱除这些斑块的细胞的活动。

　　此后，蔡教授团队一直在研究和探索外部暴露于40赫兹的闪烁光是否可以改善认知功能并逆转与阿尔茨海默病相关的神经变性。直到2019年，该团队进一步研究表明，闪烁的光治疗似乎可以诱导大脑活动，这既增强了小胶质细胞抵抗炎症的能力，又使神经元能够更好地保护和修复，以对抗有害的有毒蛋白质。

　　不过，MIT研究员表示，仍然没有人确切知道40赫兹闪烁光如何能够触发大脑深处基因表达的这些特定变化。在动物模型方面，研究团队在进行进一步的研究工作，以更好地理解这种不寻常的机制；在人体方面，已经开始在阿尔茨海默病患者中进行声光治疗的人体试验。

（来源：LEDinside）