Внутреннее ухо как биологическая «батарейка» для имплантов органов слуха
У млекопитающих, подобно как и у человека, внутреннее ухо, по сути, это природная «батарейка». Оно устроено таким образом, что позволяет обеспечить передачу нервных импульсов посредством электрического потенциала, образуемого в результате несбалансированного соотношения ионов. Это экспериментально доказали ученые Массачусетского технологического института в совместной работе с коллегами из Гарварда.
Ученые проводили эксперимент на морских свинках, во внутреннее ухо которых, без ущерба для слуха животных, были имплантированы электроды, к которым подсоединили специальные маломощные электронные устройства. Эти специальные импланты передавали в компьютер ученых информацию о тех процессах, которые протекали у животных в органе слуха.
«Ушная батарейка» действует по следующему принципу. Механическая сила (вибрации барабанной перепонки) преобразуется в воспринимаемый мозгом электрохимический сигнал. На противоположных сторонах мембраны перепонки, избирательно пропускающей ионы, возникает дисбаланс натрия и калия, в результате чего появляется электрическое напряжение. Имплантируемые электроды устанавливаются на внутреннюю поверхность и внешнюю сторону барабанной перепонки, а устройство приема сигнала остается при этом снаружи.
По словам ученых, о существовании таких «батареек» они знали на протяжении более шести десятков лет, но предполагалось, что расположены все они в труднодоступных участках человеческого тела, что существенно усложняло или делало невозможным имплантацию электронных устройств. Своей последней экспериментальной работой ученые показали, что внутреннее ухо также является биологической «батарейкой». При этом имплантация в него электронных устройств не вызывает ухудшения слуха.
Таким образом, ученые видят несколько возможных способов применения своей разработки. А именно, «ушная батарейка» может использоваться для питания диагностических устройств, применяемых для контроля биологических процессов, происходящих в слуховом органе, кохлеарных имплантов, а также имплантов, восстанавливающих слух. Но для осуществления всех этих планов необходимо проведение экспериментов с участием людей.