人工耳蝸可以幫助聽力嚴重損失的人恢復聽力。聽力受損患者使用傳統的助聽裝置時，聽力學家需要根據使用者的輸入來調整裝置，而這往往並不是那麼容易的。天生失聰的兒童或老年痴呆症患者在評估和交流聽力方面有更大的困難，這會使得植入裝置不能很好地適應他們的情況。

比利時魯汶大學（CatholicUniversity of Leuven， KU Leuven）的研究人員首次成功地透過人工耳蝸直接測量腦電波。人工耳蝸測量的這些腦電波以客觀的方式表明一個人的聽力好壞。

一個可能的解決方案是根據腦電波來調整植入物，因為腦電波包含了有關人如何處理他們聽到的聲音的資訊。可以透過在頭部放置電極的腦電圖（EEG）來進行這類客觀的測量。

然而，研究人員提出猜想：如果植入物本身能夠記錄腦電波來測量聽力質量，效率是否會更高？

研究人員透過在人體試驗物件進行試驗，研究首次表明，上面的猜想的結果是有可能的。

研究人員說“我們使用了一種實驗植入物，它的工作原理與普通植入物完全相同，但更容易使用電子裝置——耳蝸植入物。”

用於記錄誘發電位的電極位置概述（未按比例繪製）。植入的電極位於耳蝸的電極陣列中（編號為E01至E22），或者為位於顳肌中的兩個耳蝸外參考電極之一（MP1和MP2）。頭皮電極放置在中央（Cz），枕骨（Oz）和左/右乳突（P9 / P10）部位。在本案例中，經皮聯結器顯示在頭部的右側。用電極之間的顏色編碼線指示測量EEG訊號之間的不同記錄偶極子。該顏色編碼方案用於在隨後的圖中指示誘發電位的記錄配置。

“耳蝸植入物包含刺激聽覺神經的電極。這就是聲音訊號傳輸到大腦的方式。在我們的研究中，我們成功地使用了這些植入的電極來記錄對聲音做出響應時而產生的腦電波。首先，另一個優勢是，透過謹慎選擇正確的測量電極，我們可以測量比傳統的頭部電極腦電圖更大的大腦反應。”

實驗結果

研究人員進行了多項實驗。下圖2顯示了對三個受試者（S1，S2，S3）獲得的EABR強度掃描。在掃描期間，使用強度範圍從最大的舒適水平（C級）到低於可聽閾值水平（T級）的刺激獲得EABR。

圖2在不同刺激強度下記錄的EABR。在痕跡線上標記了波III和V。以最大的舒適度錄製兩次。透過CI的電刺激是雙極性的，電極E21-E13用於S1， E04-E12用於S2和S3。耳蝸內記錄電極取決於受試者（S1：E01， S2和S3： E21）。刺激強度以電流單位（cu）給出，這是電流的對數函式（µa），用來解釋人類聽覺系統的非線性響度增長。

強度掃描的結果（圖2）表明所有受試者的C水平

[最大的舒適水平]

都存在EABR反應，並且可以使用植入電極進行測量。在接下來的實驗中，更改記錄電極以獲得不同的配置，包括頭皮電極，以評估EABR形態的變化並確定最佳記錄配置，如下圖3。

圖3。使用不同配置記錄的EABR，在縱軸上指示，並根據圖1進行顏色編碼。在痕跡線上標記了波III和V。透過CI的電刺激是雙極性的，對於S1使用電極E21-E13，對於S2和S3使用E04-E12。

上圖顯示了三個受試者在C級刺激下使用不同記錄電極配置記錄的EABR響應。再次顯示來自圖2的MP1到耳蝸的記錄和MP2到耳蝸的記錄，以供參考。由於時間限制，並非針對所有受試物件都對所有配置進行了測試。在某些配置中，記錄被重複，並顯示了多個重疊的跡線。

圖4。使用不同配置記錄的ECEP，在縱軸上指示，並根據圖1進行顏色編碼。P1， N1， P2和N2標記在合適的痕跡上。重複的測試與相同的記錄電極配置重疊。透過CI的電刺激是雙極的，電極E21-E13用於S1， E04-E12用於S2和S3。

皮層反應的特徵是幾個峰，分別為P1 （50 ms） -N1 （80-100 ms） -P2 （150-180 ms） -N2 （200-250 ms），這一響應記錄了所有三個不同記錄配置的受試者，如圖4所示。這些反應是用c級每1秒的短脈衝誘發的。

該項研究報告的合著者TomFrancart教授補充說，一種可以自行記錄腦電波並測量聽力質量的植入物具有多種優勢。“首先，我們可以得到一個不依賴於使用者輸入的客觀測量。此外，我們可以在日常生活中測量一個人的聽力，並能更好地監測它。因此，從長遠來看，使用者將不再需要在醫院接受測試。聽力學家可以遠端查詢資料，並在必要時調整植入物。”

未來展望：閉環CI系統和神經控制的助聽器

我們可以大膽想象：在未來，我們戴著的聽力植入物甚至有可能根據記錄的腦電波自動調整自己。

圖6。（A）目前，CIs大部分時間作為開環系統執行。聽力學家可以根據使用者的行為反饋對裝置設定進行測試。（B）神經反饋可以用來關閉迴路。它消除了行為反饋的需要，如果腦電圖系統與CI整合，就可以連續發生

當然，在此之前，我們還有很長的路要走，然而這項研究是必不可少的第一步。而且除了聽覺上的應用，測量腦電波還有許多其他的可能性。想想看，監控睡眠、注意力持續時間或癲癇，還有包括腦機介面，它可以讓你用腦波控制其他裝置。”

參考

medicalxpress

EEG-baseddiagnostics of the auditory system using cochlear implant electrodes as sensors

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編輯：Zero

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