研究人员今天在《科学转化医学》杂志上报告称，输送到内耳的基因疗法可以帮助萎缩的听觉神经再生，进而改进仿生耳技术。这项在豚鼠身上进行的研究表明，这可能为开发新一代听觉假体提供途径，使其更接近自然听觉的丰富性和敏锐度。
声音从声源传播到耳朵，最终到达大脑，经历一系列生物转换，将空气振动转化为神经冲动。听力损失通常发生在接近这条链末端的关键环节——耳蜗细胞和听觉神经之间被破坏时。人工耳蜗旨在通过植入微小的电极阵列来刺激听觉神经，从而弥合重度耳聋患者的这一缺失环节。
尽管人工耳蜗在安静的环境中通常效果良好，但佩戴者在嘈杂的背景环境中仍然难以理解音乐或进行对话。长期听力损失后，听觉神经束的末端通常会变得脆弱和萎缩，因此植入耳蜗的电极阵列必须发出广泛而强烈的信号，试图建立连接，而不是刺激与特定频率相对应的更精确的神经元阵列。结果就是“声音涂抹”效应，它抹杀了声音的精细分辨率，类似于强迫钢琴演奏者戴着滑雪手套或肖像画家使用手指颜料。
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为了修复听觉神经末梢并帮助人工耳蜗向大脑发送更清晰的信号，研究人员转向了基因疗法。他们的方法利用人工耳蜗硬件传递的电脉冲，而不是通常用于携带遗传物质的病毒，来暂时使内耳细胞多孔。澳大利亚悉尼新南威尔士大学的听觉科学家、主要作者杰里米·平扬 (Jeremy Pinyon) 说，这使得 DNA 能够滑入。
平扬和他的同事们成功地将编码神经营养蛋白（一种刺激神经生长的蛋白质）的基因输送到失聪豚鼠的内耳细胞中。在将 DNA 溶液注入细胞后，他们通过人工耳蜗电极阵列发送了几次 20 伏的脉冲。细胞开始产生神经营养蛋白，听觉神经开始再生并再次向耳蜗延伸。研究人员发现，经过治疗的动物可以使用其植入物发出更清晰、更精细的信号，尽管他们没有将失聪豚鼠与听力正常的豚鼠进行比较。这项工作的部分资金由位于悉尼的人工耳蜗制造商 Cochlear 提供。
再生内耳神经和细胞以提高人工耳蜗的性能一直是听觉科学家的目标。“这种巧妙的方法是迄今为止最有希望的方法，”南加州大学洛杉矶分校的神经假体研究员杰拉尔德·勒布 (Gerald Loeb) 说，他帮助开发了最初的人工耳蜗。尽管临床应用还遥遥无期，但他表示，将基因输送到耳蜗特定区域的能力可能会减少监管障碍。但目前尚不清楚为什么人工耳蜗对某些患者的帮助远大于其他患者，因此这种基因疗法是否能转化为实际的临床益处仍不清楚。
新泽西州萨默塞特听力技术公司 Oticon 的工程师爱德华·奥弗斯特里特 (Edward Overstreet) 说，听声音是一个复杂的过程，人工耳蜗无法模拟这种复杂性。因此，仅仅锐化电极的信号是否能帮助用户以更自然的方式听到声音尚不清楚。“我们可能需要在人工耳蜗电极阵列技术上实现飞跃，才能使这在患者结果方面具有意义，”他说。
作者表示，如果该方法在人体中效果良好，则可能有助于重度耳聋患者欣赏音乐并在餐厅进行对话。它也可能增强一种新型听力技术：混合电声植入物，旨在帮助部分听力损失的人。基因疗法可能有助于保持残余听力完好，并允许植入物仅替换缺失的部分，从而创造自然听力和电子听力的融合。