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科学家说(一)丨为什么通道数越多,听得越好?

(作者:诺尔康人工耳蜗   日期:2025年03月08日   加入收藏 )

引言

人工耳蜗,这个看似小巧却蕴含巨大科技力量的设备,正在改变无数听损人士的生活。随着人工耳蜗进入国家集采,这一科技成果正以更亲民的价格走进千家万户,帮助更多听损者重获新“声”。


为了让更多人了解人工耳蜗,我们特别邀请诺尔康研发科学家,带您深入探索人工耳蜗的技术特点及难点,帮助您理解哪些关键因素能够帮助您听得更自然、更清晰。



科学家说

周道民博士介绍


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浙江诺尔康神经电子科技公司首席技术官

美国医学及生物工程院院士


长期从事神经电刺激医疗器械产品的研发,有着丰富的植入式医疗产品技术研发和工艺设计的成功经验。主持开发了人工视觉,人工耳蜗,脊椎神经刺激器和脑皮层刺激器等神经电刺激医疗器械产品。曾任美国人工视网膜项目的首席科学家,带领团队发明了世界首创让盲人重见光明的人工视网膜。该产品已获得美国FDA和欧盟批准上市。


获90多项美国和欧洲授权发明专利。发表了40多篇专业学术论文。主编了由美国斯普林格(Springer)出版社出版的植入式神经电刺激工程技术和临床应用两本专著。


一、通道数是什么?它如何影响听觉?

在解答今天的问题前,我们先来了解下人工耳蜗在人耳中究竟是怎么工作的。


如你所见,耳蜗是我们人耳中非常重要的部位。这个小小的“蜗牛壳”是我们的“听觉感受器”,负责将外界感受到的声源振动转化为神经信号,传送至大脑中枢,成为可以被我们听到、听懂的“声音”。


耳蜗不同的部位负责感受不同频率的声音,底部负责高频声(如鸟鸣),顶部负责低频声(如雷声)。


人工耳蜗,就是在人耳中代替不能正常工作的耳蜗,完成了声音的接收和送达。


手术时,医生会将人工耳蜗植入体的电极插入耳蜗之中,这根柔软纤细的电极,将会环绕耳蜗的蜗轴,电极上的诸多通道作为独立的电刺激点,替代听毛细胞,刺激蜗轴内不同位置的螺旋神经节细胞,将不同位置、不同频率的声音信号传递至大脑。

这就意味着,想要传递更多、更丰富频率的声音信号,就需要更多的通道参与进来。


想象一下,这个过程就像在音乐厅里演奏。

人工耳蜗的通道是舞台上的“演奏者”,当外界的声音传递进来时,如果只有5个通道进行接收,那就像只有5个演奏者在演奏一首交响乐,你只能听到最基础、简单的旋律。

而如果是24个通道同时工作,当它们一起捕捉、加工并传递“音乐”时,就像一支24个乐手组成的交响乐团!

你不仅欣赏到完整的乐章,还可以听到小提琴纤细的高频,定音鼓震撼人心的低频,更能捕捉到小提琴、中提琴、大提琴合奏时细节和表现力的差异。

因为这些变化,你所听到的声音将前所未有的完整、丰富,细腻!这就是人工耳蜗通道数的力量!

二、通道数优势:为什么“多”就是“好”?/ 

1.更高的频率分辨能力


更多的通道数能够将声音信号分解为更细的频率段,精确地还原生活中一切声音的本质和细节表现力。

比如很多人在植入人工耳蜗之前,从没有听见过“鸟叫”“青蛙叫”“微波炉的‘叮’声”,但是因为更多的通道可以捕捉到这种极其细微的中、高频声音,所以通过耳蜗,他们第一次听到这样的声音。

2.更好的语言识别能力

更多的通道数运用在生活中,能够帮助你收获许多听声的“第一次”,而运用在对话中,则能够让你更加从容地面对陌生的交流环境。

有相关文献证明,通道数更多的人工耳蜗其性能优于通道数更少的人工耳蜗,且在各种信噪比环境下,言语识别率都有显著提升[1] 。


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无论是高频女声还是低频男声,多通道的声音接收和处理功能,都会像一部像素更高的手机那样,将对话以更加清晰的状态传至你的大脑,让你在学习、工作及生活的多个场景,都能畅听、畅聊。

3.更舒适的听觉体验

更多的通道能更接近人耳的自然听觉机制,让声音更加自然。当多个通道协同工作的时候,音乐会听起来更加丰富,环境声也会更加立体,且因为解析更细腻,会降低听觉疲劳,提升听声舒适度。


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4.更个性的声音调节


更多的通道可以对声音频率成分进行更细致划分和解析,在理论上能够支持更加精细的参数调整,有助于个性化调试,从而更好地适应不同程度的听力损失。

此外,考虑到人工耳蜗植入体在体内需要长期甚至终生工作,随着时间推移,如果植入体上的一个或多个通道出现故障,更多的通道数也可以为调试提供更大的余地,有助于维持听声功能,减少对日常生活质量的影响!

目前,诺尔康听觉言语医学研究院就人工耳蜗激活电极通道数对植入者听声效果的影响进行了初步研究。现有数据表明,在安静环境下,24通道在短句识别率、聆听清晰度和音质等方面的表现显著优于12及8通道。

三、诺尔康的24通道:全球领先技术/ 

早期的人工耳蜗多为单通道,因无法传递复杂信息和无法察知部分声音,被20世纪80年代诞生的多通道人工耳蜗取代。此后,在一根纤细的电极上设计更多的通道,也成为了全球人工耳蜗技术研发的要点和难点,是全世界科学家们渴望攻克的技术高塔。


在不断地实践中,渴望将全球最好的人工耳蜗技术带给中国人工耳蜗的爱国科学家们,成功研发了拥有24个通道的诺尔康人工耳蜗植入体。


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丨诺尔康多通道人工耳蜗能够捕捉更加细腻的声音


这是目前全球通道数量最多的人工耳蜗植入体,不仅能够覆盖更广的声音频率范围,还能提供精细的频率分辨能力。让你在生活中的每个瞬间,都能享受24位演奏家们的陪伴,它们将在你人生中的每一天为你尽心尽责地进行着精彩的“演奏”,帮助你在每个瞬间都获得真实、自然的听声体验。


参考资料:

1.Gifford, R. H., Sunderhaus, L. W., Holder, J. T., Berg, K. A., Dawant, B. M., Noble, J. H., Perkins, E., & Camarata, S. (2022). Speech recognition as a function of the number of channels for pediatric cochlear implant recipients. JASA Express Lett, 2(9), 094403. 

本文审核专家:
诺尔康首席技术官 周道民博士
诺尔康听觉言语医学研究院科研专员 刘天翊

*本文图片均来自诺尔康内部科研及学习资料


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