Как это устроено?..
КОХЛЕАРНЫЕ (СЛУХОВЫЕ) ИМПЛАНТАТЫ. Мы слышим, когда улитка, передняя часть ушного лабиринта, начинает воздействовать на слуховой нерв. Глухота обычно наступает, когда внутри улитки повреждаются тоненькие слуховые волоски. Это может произойти вследствие генетического дефекта, попадания инфекции, слишком громкого звука, старения. Слуховые имплантаты позволяют звуковому сигналу дойти до нервных окончаний в обход повреждённого места. Имплантат – это миниатюрное устройство, закреплённое снаружи, преобразующее звуковой сигнал в электрический, передающее этот электрический сигнал клеткам, соседним со слуховым нервом. В мире около 40 млн взрослых и детей страдают потерей слуха. Слуховые волоски (общим числом до 40 тысяч) выстилают канал внутри улитки и «настроены» на разные частоты. Соответственно и имплантаты имеют от 8 до 22 электродов разного рода, которые хирурги вживляют в разные места, чтобы обеспечить приём как можно более полного звукового спектра. Как показали последние исследования, большее значение имеет не число электродов, а место их расположения. Имплантаты достаточно чувствительны к уровню громкости звука, но не всегда хорошо передают речь – так, чтобы её распознал мозг. Пока загадка этого явления не разрешена. Чем быстрее оглохший человек начнёт пользоваться имплантатом, тем лучше он может адаптироваться к своему новому органу слуха. У тех, кто потерял слух давно, возможно, уже произошла дегенерация слуховых волосков или слуховых нервов, так что эффект от вставления имплантата будет ниже. Тем не менее они будут слышать звуки по крайней мере умеренной громкости, смогут нормально общаться посредством обычной речи и разговаривать по телефону. Полное восстановление слуха, к сожалению, пока невозможно. Инженеры пытаются сейчас разработать алгоритм обработки звуковых сигналов (для некоторых частных случаев). Проблема в том, что современные аппараты не позволяют зачастую понимать речь на фоне сильных шумов или воспринимать музыку из-за сложной формы музыкальных сигналов. В настоящее время все слуховые процессоры действуют по одному и тому же алгоритму, но в будущем будут разработаны специальные алгоритмы – для прослушивания музыки на концерте, для разговора дома или для беседы в шумной обстановке, например, в ресторане.
УЛИТКА обеспечивает передачу волн давления по заполняющей её жидкости. Под действием давления базилярная мембрана смещается, слуховые волоски изгибаются, активируются соответствующие нейроны, и в мозг поступает сигнал. В зависимости от частоты звука, а следовательно, и от частоты механических колебаний, активируются разные волоски и разные нейроны. Амплитуда смещения мембраны определяется громкостью звука.
ВНЕШНЕЕ УХО воспринимает звуковые волны как перепады давления и преобразует их в механические колебания тоненьких косточек в среднем ухе. Эти колебания порождают волны давления в жидкости, заполняющей улитку, а те, в свою очередь, воздействуют на слуховые волоски – окончания слуховых нервов, – которые возбуждаются и передают сигнал в мозг.
СЛУХОВОЙ АППАРАТ состоит из микрофона (закрепляется за ухом), процессора (носится в кармане), катушки-передатчика и вживлённых в голову приёмника и электродов. Микрофон улавливает звук, преобразует его в электрический сигнал и и посылает на процессор, где сигнал усиливается, преобразуется в цифровую форму, кодируется и поступает на катушку-передатчик. Там он преобразуется в радиосигнал, передаётся через кожу и кость на вживлённый в голову приёмник, где преобразуется в электрические импульсы, которые по проводкам поступают на электроды и воздействуют на определённые места вблизи улитки. Магнит в катушке-передатчике удерживает её точно напротив вживлённого приёмника.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО?..
Scientific American, 2003, June, p. 82–83
Так выглядят слуховые волоски. Под воздействием громкого звука они теряют упругость и могут даже ломаться, что влечёт за собой необратимую потерю слуха – волоски не восстанавливаются.
www.brd-nonoise.com/BRD/Page21/Page21.htm;
Изображение в сканирующем микроскопе (
600) нормальной
(вверху) и повреждённой звуком (внизу) улитки.
Стрелка указывает на место, где волоски пропали.
Министерством здравоохранения Н.Зеландии
допустимым объявлен уровень громкости звука 85
дБ, прослушиваемый в течение 8 ч в сутки. Звук
громкостью 100–110 дБ опасно слушать даже в
течение15 мин, а громкостью 110–120 дБ – даже меньше
30 с. Повышенному риску потерять слух
подвергаются музыканты, т.к. обычно громкость
звучания ансамбля около 90 дБ, а порой достигает и
120 дБ. К сожалению, человек не сразу чувствует, что
его слух начинает ухудшаться. Первыми признаками
являются: звон в ушах, непереносимость громкого
звучания, дискомфорт в отношении любых звуков,
искажения слышимых звуков. Чтобы избежать
негативных последствий, после прослушивания
громкой музыки рекомендуется 16–18 ч побыть в
тишине. www.health.auckland.ac.nz/.../musicians.html
Так слуховые волоски подсоединяются к нерву.
С 2003 г. программа кохлеарной имплантации нашла поддержку и в России на государственном уровне: в федеральную программу «Дети-инвалиды» включена статья по обеспечению нуждающихся детей кохлеарными имплантатами. В настоящее время в России операции по имплантации выполняются в нескольких клиниках Москвы и Санкт-Петербурга в рамках различных программ. В год осуществляются около 200 имплантаций неслышащим детям и взрослым. http://www.istok-audio.com/pages.php?part=kohlear.