研究人員今天在《科學轉化醫學》雜誌上報告稱，輸送到內耳的基因療法可以幫助萎縮的聽覺神經再生，進而改進仿生耳技術。這項在豚鼠身上進行的研究表明，這可能為開發新一代聽覺假體提供途徑，使其更接近自然聽覺的豐富性和敏銳度。
聲音從聲源傳播到耳朵，最終到達大腦，經歷一系列生物轉換，將空氣振動轉化為神經衝動。聽力損失通常發生在接近這條鏈末端的關鍵環節——耳蝸細胞和聽覺神經之間被破壞時。人工耳蝸旨在透過植入微小的電極陣列來刺激聽覺神經，從而彌合重度耳聾患者的這一缺失環節。
儘管人工耳蝸在安靜的環境中通常效果良好，但佩戴者在嘈雜的背景環境中仍然難以理解音樂或進行對話。長期聽力損失後，聽覺神經束的末端通常會變得脆弱和萎縮，因此植入耳蝸的電極陣列必須發出廣泛而強烈的訊號，試圖建立連線，而不是刺激與特定頻率相對應的更精確的神經元陣列。結果就是“聲音塗抹”效應，它抹殺了聲音的精細解析度，類似於強迫鋼琴演奏者戴著滑雪手套或肖像畫家使用手指顏料。
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為了修復聽覺神經末梢並幫助人工耳蝸向大腦傳送更清晰的訊號，研究人員轉向了基因療法。他們的方法利用人工耳蝸硬體傳遞的電脈衝，而不是通常用於攜帶遺傳物質的病毒，來暫時使內耳細胞多孔。澳大利亞悉尼新南威爾士大學的聽覺科學家、主要作者傑里米·平揚 (Jeremy Pinyon) 說，這使得 DNA 能夠滑入。
平揚和他的同事們成功地將編碼神經營養蛋白（一種刺激神經生長的蛋白質）的基因輸送到失聰豚鼠的內耳細胞中。在將 DNA 溶液注入細胞後，他們透過人工耳蝸電極陣列傳送了幾次 20 伏的脈衝。細胞開始產生神經營養蛋白，聽覺神經開始再生並再次向耳蝸延伸。研究人員發現，經過治療的動物可以使用其植入物發出更清晰、更精細的訊號，儘管他們沒有將失聰豚鼠與聽力正常的豚鼠進行比較。這項工作的部分資金由位於悉尼的人工耳蝸製造商 Cochlear 提供。
再生內耳神經和細胞以提高人工耳蝸的效能一直是聽覺科學家的目標。“這種巧妙的方法是迄今為止最有希望的方法，”南加州大學洛杉磯分校的神經假體研究員傑拉爾德·勒布 (Gerald Loeb) 說，他幫助開發了最初的人工耳蝸。儘管臨床應用還遙遙無期，但他表示，將基因輸送到耳蝸特定區域的能力可能會減少監管障礙。但目前尚不清楚為什麼人工耳蝸對某些患者的幫助遠大於其他患者，因此這種基因療法是否能轉化為實際的臨床益處仍不清楚。
新澤西州薩默塞特聽力技術公司 Oticon 的工程師愛德華·奧弗斯特里特 (Edward Overstreet) 說，聽聲音是一個複雜的過程，人工耳蝸無法模擬這種複雜性。因此，僅僅銳化電極的訊號是否能幫助使用者以更自然的方式聽到聲音尚不清楚。“我們可能需要在人工耳蝸電極陣列技術上實現飛躍，才能使這在患者結果方面具有意義，”他說。
作者表示，如果該方法在人體中效果良好，則可能有助於重度耳聾患者欣賞音樂並在餐廳進行對話。它也可能增強一種新型聽力技術：混合電聲植入物，旨在幫助部分聽力損失的人。基因療法可能有助於保持殘餘聽力完好，並允許植入物僅替換缺失的部分，從而創造自然聽力和電子聽力的融合。