耳蜗植入术的进展
作者：曾凡钢 曹克利 王直中
单位：美国洛杉矶 南加州大学House耳科研究所(曾凡钢)；北京协和医院耳鼻咽喉科(曹克利、王直中)
关键词：
中华耳鼻咽喉科杂志980233 耳蜗植入装置又称人工耳蜗或电子耳蜗，是目前唯一能使全聋患者恢复听觉的医学装置。耳蜗植入术始于50年代末期的法、美两国，中国则由北京协和医院自70年代末首先开始研究。耳蜗植入装置已从早期只能帮助患者唇读的单通道电子装置发展到能使半数患者打电话的现代多通道电子装置。据统计至1997年世界上已有两万多耳聋患者装有不同类型的人工耳蜗植入装置。现对以下3个问题进行综述：①评述过去10年耳蜗植入术的进展，探讨影响耳蜗植入语言识别的要素；②分析耳蜗植入术对个人、经济、社会的效益，尤其是儿童植入问题；③展望耳蜗植入术的研究方向。
耳蜗植入术近10年来的进展
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耳蜗植入装置的工作原理是利用声电换能装置代替聋人耳蜗内丧失功能的感觉细胞，直接刺激听觉神经使聋人产生听觉。目前耳蜗植入装置均由语音处理器、插座或感应式连接系统和内耳植入电极3部分组成。过去的10年耳蜗植入取得了突破性进展。10年前，耳蜗植入者的听力学标准是双耳全聋(纯音平均阈值>95dB)， 使用助听器也无开集(open-set)语言识别和显著增进唇读的能力。而今，耳蜗植入装置者的听力学标准已降至双耳重度聋(>75dB)，而且使用适当选配的助听器达不到30%开集语言识别水平。早期的单道耳蜗植入装置的功能是听到环境声，帮助唇读，很少达到开集语言识别能力。70年代末，美国犹他大学研制成第一个成为商品的多道耳蜗植入装置，其语音处理器将声音分成4个不同频道，然后对每个频道输出的模拟信号进行压缩以适应电刺激窄小的动态范围。压缩过的电信号通过经皮式的插座直接刺激植入耳蜗内的电极。共有8个球状电极，包括6个耳蜗内电极和2个耳蜗外对地电极。实际调配时，选择电参数较好的4个蜗内电极和埋入颞肌的蜗外地电极进行单极(monopolar)刺激。由于公司数次转手，犹他植入装置在文献中或被称为Symbion或Ineraid，其语音处理器被称为模拟压缩(compressed analog, CA)。80年代初，澳大利亚墨尔本大学研制成具有22个蜗内环状电极的Nucleus耳蜗植入装置[1]。Nucleus的语音处理器的设计思想是提取重要的语音特征，如基频和共振峰，然后通过编码的方式传递到相对应的电极。Nucleus处理器的特点是双相脉冲，双极(bipolar)刺激，分时刺激不同电极且刺激频率不超过500Hz。语音处理方案从最初的只提取基频和第二共振峰(F0F2)信息，到加上第一共振峰的WSP处理器(F0F1F2)，F0F1F2加上3个高频峰的多峰值(multipeak)处理器，到目前的只抽取22个分析频带中的任何6个最高能量频率信息的谱峰值(speatral peak)处理器。
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耳蜗植入技术过去10年重大的突破是美国Wilson等研究的连续间隔采样(continuous interleved sampling, CIS)语音处理器[2]。与Nucleus的特征提取设计思想相反，CIS处理器尽量保存语音中原始信息，仅将语音分成4～8频段及提取每频段上波形包络信息，再用对数函数进行动态范围压缩，和用高频双相脉冲对压缩过的包络进行连续采样，最后将带有语音包络信息的脉冲串间隔地送到对应的电极上。从信息含量角度看，CIS和CA处理器基本上一样，但CIS的优点是避开了由于同时刺激多个电极带来的电场互扰问题。虽然CIS和Nucleu都使用双相脉冲间隔刺激，但它们有如下两个不同的地方：第一，CIS的每个电极都用高频(800～2 000Hz)脉冲串进行恒速和连续地刺激，即使在无声时也一样，只不过其脉冲幅度降到阈值水平[3]；第二，CIS的分析频带和刺激电极的数目一致，目前CIS语音处理方案已被世界多数耳蜗植入公司广泛采用，并且在此基础上又作出新的改进。如美国ABC公司推出S系列处理方案[4]，澳大利亚Nucleus公司推出CI24M型24通道装置的ACE方案及奥地利MED EL公司推出的快速CIS方案等[5]。
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就整体而言，虽然耳蜗植入装置在设计上各有千秋，但其语音识别水准相差不大，都能使过半数的使用者不借助唇读达到或超过50%的句子识别水平。就个体而言，每种耳蜗植入装置都有非常大的差异，从完全听不懂到完全听得懂都有。为什么同样一种耳蜗植入装置，使用者理解语音能力有如此之大的差别？过去10年的研究指出如下可能的因素：第一，耳聋时间越短，使用耳蜗植入术听懂话的可能越高，除非病变影响到中枢或耳蜗已全部骨化，致聋病因一般不会影响植入效果；第二，耳蜗植入术植入的年龄，目前虽然可以肯定语前聋在幼年植入比在成年植入的效果好，但是否越小植入效果越好则仍无定论，FDA(Food and Drug Administration)批准的年龄是2周岁，不过1周岁植入的例子也时有所闻；第三，听神经存活的多少与植入效果相关，一般认为若想完全听懂语言，神经存活至少达到能支持4对独立电极的水平。综述文献，我们不难看出语音处理技术的进步是这10年来耳蜗植入术成功的关键因素。
我国于1980年由北京协和医院首次研制成功多通道插座式人工耳蜗装置，使全聋患者听到环境声，恢复了音感。随后该院及上海、西安、兰州等单位又各自研制成单道感应式装置，植入患者约千余人。由于单道装置受到输入信息少的限制，而且植入部分的密封问题未能很好解决，效果不能令人满意。自1995北京协和医院及国内其他一些医院先后引进澳大利亚Nucleus 22通道装置、24通道装置和奥地利MED EL装置，成功地为全聋成人和儿童施行手术植入。其中语后聋患者获非常满意效果，一部分患者可以使用电话。语前聋患儿需要进行长期听觉语言训练，效果有待跟踪、评估。但进口装置价格昂贵，国内患者多难以承受。近几年来北京、上海、兰州、郑州等多个研究小组对多通道耳蜗装置进行研制，以解决我国广大聋人的需求。
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耳蜗植入术的效益和限制
虽然达到不借助唇读能理解语音是耳蜗植入的最主要目标，但耳蜗植入的效益并非仅此。耳蜗植入对个人的心理健康和社会的经济效益都具有正面影响。对成年植入者，具有个人心理健康效益包括减轻孤独和压抑，增强自尊、自立，以及更加容易溶入社会和找到工作机会。目前对儿童耳蜗植入术效益的数据还不完全，且略有争议。产生争议的主要原因是由于儿童的耳聋和植入时间以及康复和交流手段各不相同，其测试结果存在着大量的个体差异。目前已有的数据显示，使用耳蜗植入的儿童在术后1年内，其语音理解力和开口说话的能力就已超过同龄配戴助听器或使用触觉振荡器进行耳聋康复儿童的水平。最新的跟踪数据表明，至少对5～7岁前做耳蜗植入术的儿童而言，其综合语言发育指标，包括理解、发音和交流的能力，不但和植入年龄成正比，而且其植入年龄的指标和正常听力儿童的自然年龄的指标相当。也就是说，1个现年7岁的儿童，如在4岁植入，其综合语言能力则相当3岁正常儿童的指标。由于这些语前植入的儿童大都是在80年代中后期做的手术，是否他们的综合语言能力能如期达到正常听力成年人的水平，还得继续跟踪10年再评估[6]。
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耳蜗植入术也有其使用限制。首先是心理和社会方面。耳蜗植入装置本身的维护、外观和失效会给使用者带来一定的心理压力，植入者本人或其家属、朋友对耳蜗植入术的效果期望过高也会导致负面的影响。例如，目前的耳蜗植入对某些患者只能起到帮助唇读的作用，对大部分患者欣赏音乐和在噪声中理解语音的能力有限。因为在目前的技术条件下，还没有任何术前的生理、心理物理或其它测试指标能预测耳蜗植入者的术后效果，所以医师一定要帮助患者在术前了解疗效的个体差异。其次，耳蜗植入术的限制是出于医疗和安全的考虑。耳蜗植入手术导致的并发症约为5%，小于心脏起搏器和除颤器植入手术10%的并发症。耳蜗植入术较大的并发症有切口感染，植入体移动或穿皮以及植入的接收器或电极失效。这些并发症一般需要取出原装置和进行新的手术植入，新的植入可在原耳进行也可在另一耳进行。较小的并发症包括刺激非听觉神经，如面神经等。一般情况下，非听觉神经的刺激可通过适当调整电刺激参数而避免。另外，磁共振成像在医学诊断的地位日显重要，而目前除插座式以外的所有耳蜗植入装置都使用磁铁来对内、外线圈定位。因为磁铁会和磁共振产生的强磁场相互作用，所以在厂家没有改进设计和提供安全性保证前，耳蜗植入者不宜做磁共振检查。最后，耳蜗植入术也不适合严重精神病和器官性脑综合症的患者，以及中耳疾病未愈的成人和儿童。但对于一般残疾人进行耳蜗植入术则和健康人的标准一样，如盲聋人，耳蜗植入术还可提高他们的生活独立能力和生活质量。
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今后研究方向
耳蜗植入在未来的10年孕育着数个方面的突破。首先，目前最紧迫的问题是解释和预测耳蜗植入存在的巨大个体差异，尤其是如何能在术前预测术后的效果，以减轻植入者的心理压力和对植入效果有一个理性的期待。除了对耳聋病因、年龄和时间等因素的分析外，术前使用的蜗外电极刺激测量到的电生理和心理物理参数也能帮助预测术后的效果[7]。一般说来，高阈值，窄动态范围，强度、频率和时间分辨率差，会导致语音识别率差，但反之却不然。其次，未来的10年里，语音处理器的设计将会因人而异，着重于如何提高植入术后效果不好患者的语音识别率，以及对效果好的患者如何增进在噪声环境中的语音识别率和如何提高听到的声音质量，包括欣赏音乐在内。如果某患者只有1根存活的听神经，那么不管语音处理器有多少分析频道和蜗内有多少电极，此患者实际的通道只有1条。那么对于这种患者就无进行多道刺激的必要，而需要优化单道语音处理器的设计。所以未来的耳蜗植入术调配，首先是要决定每个患者所能承受的最大通道数目，然后再决定语音处理器和刺激蜗内电极的数目。大规模集成电路的发展将导致耳蜗植入装置的微型化。微型化的第一步是将目前盒式的语音处理器变成耳背式的装置，第二步是全植入式的耳蜗植入装置的出现，可能使用患者本身的鼓膜作为话筒，利用人体的生物电或体内埋藏电池作为运转体内语音处理器的动力。
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耳蜗植入作为一项极有效的研究工具帮助理解正常听觉功能。听觉系统可分为外周和中枢处理两部分，耳蜗植入装置绕过外周系统，直接刺激连接中枢的听神经。例如，利用电刺激，声音响度的编码取决于刺激频率，高频声音由耳蜗进行压缩，而低频声音则在中枢进行压缩。又例如，与正常声刺激相反，电刺激的部位与刺激频率无关，只取决于电极的位置，耳蜗植入装置可将音调的时间和部位编码机理分开来研究。耳蜗植入也可用来研究有关大脑可塑性的问题。目前有报道，在先天性聋成人中，耳蜗植入首次刺激所引起的感觉常是触觉，随着时间的增长再慢慢地变成听觉。这可能说明大脑听皮层在剥夺声刺激情况下，并非不工作而是转而处理其它相近的感觉信息。更细致系统的研究将会帮助我们了解大脑到底具有多大的可塑性。由于神经组织不用则废，长期耳聋患者的听神经存活率只有正常水平的20%左右[8]。在幼猫模型研究中，耳蜗植入装置的电刺激对听神经具有保护作用[9，10]。未来的10年里，通过长期的追踪研究，我们也将会知道耳蜗植入是否能帮助语前植入儿童完全达到正常的语言能力，这些问题的答案将会对儿童语言的发育研究产生深远的影响。
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参考文献
1 Clark GM. The university of melbourne-nucleus multi-electrode cochlear implant. New York：Karger, 1987.
2 Wilson BS, Finley CC, Lawson DT,et al. Better speech recognition with cochlear implants. Nature, 1991, 352: 236-238.
3 Shannon RV, Zeng FG, Wygonski J, et al. Speech recognition with primarily temporal cues. Science, 1995, 270: 303-304.
4 Kessler DK, Loeb GE, Barker MJ. Distribution of speech recognition results with the Clarion Cochlear prosthesis. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1995, 104 (Suppl 166): 283-285.
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5 Staller SJ, Beiter AL, Brimacombe JA, et al. Pediatric performance with the Nucleus 22-channel cochlear implant system. Am J Otol, 1991, 101 (Suppl 12): 126-136.
6 Summerfield AQ, Marshall DH, Davis AC. Cochlear implantation: demand, costs, and utility. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1995, 104 (Suppl 166): 245-248.
7 Zeng FG, Shannon RV. Loudness-coding mechanisms inferred from electric stimulation of the human auditory system. Science, 1994, 264: 564-566.
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8 Zimmermann CE, Burgess BJ, Nadol JB. Patterns of degeneration in the human cochlear nerve. Hear Res, 1995, 90: 192-201.
9 Leake PA, Hradek GT, Rebscher SJ, et al. Chronic intracochlear electrical stimulation induces selective survival of spiral ganglion neurons in neonatally deafened cats. Hear Res, 1991, 54: 251-271.
10 Zheng JL, Stewart RR, Gao WQ. Neurotrophin-4/5 enhances survival of cultured spiral ganglion neurons and protects them from cisplatin neurotoxity. J Neurosc, 1995, 15: 5079-5087.
(收稿：1997-07-07 修回：1998-01-23), http://www.100md.com
单位：美国洛杉矶 南加州大学House耳科研究所(曾凡钢)；北京协和医院耳鼻咽喉科(曹克利、王直中)
关键词：
中华耳鼻咽喉科杂志980233 耳蜗植入装置又称人工耳蜗或电子耳蜗，是目前唯一能使全聋患者恢复听觉的医学装置。耳蜗植入术始于50年代末期的法、美两国，中国则由北京协和医院自70年代末首先开始研究。耳蜗植入装置已从早期只能帮助患者唇读的单通道电子装置发展到能使半数患者打电话的现代多通道电子装置。据统计至1997年世界上已有两万多耳聋患者装有不同类型的人工耳蜗植入装置。现对以下3个问题进行综述：①评述过去10年耳蜗植入术的进展，探讨影响耳蜗植入语言识别的要素；②分析耳蜗植入术对个人、经济、社会的效益，尤其是儿童植入问题；③展望耳蜗植入术的研究方向。
耳蜗植入术近10年来的进展
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耳蜗植入装置的工作原理是利用声电换能装置代替聋人耳蜗内丧失功能的感觉细胞，直接刺激听觉神经使聋人产生听觉。目前耳蜗植入装置均由语音处理器、插座或感应式连接系统和内耳植入电极3部分组成。过去的10年耳蜗植入取得了突破性进展。10年前，耳蜗植入者的听力学标准是双耳全聋(纯音平均阈值>95dB)， 使用助听器也无开集(open-set)语言识别和显著增进唇读的能力。而今，耳蜗植入装置者的听力学标准已降至双耳重度聋(>75dB)，而且使用适当选配的助听器达不到30%开集语言识别水平。早期的单道耳蜗植入装置的功能是听到环境声，帮助唇读，很少达到开集语言识别能力。70年代末，美国犹他大学研制成第一个成为商品的多道耳蜗植入装置，其语音处理器将声音分成4个不同频道，然后对每个频道输出的模拟信号进行压缩以适应电刺激窄小的动态范围。压缩过的电信号通过经皮式的插座直接刺激植入耳蜗内的电极。共有8个球状电极，包括6个耳蜗内电极和2个耳蜗外对地电极。实际调配时，选择电参数较好的4个蜗内电极和埋入颞肌的蜗外地电极进行单极(monopolar)刺激。由于公司数次转手，犹他植入装置在文献中或被称为Symbion或Ineraid，其语音处理器被称为模拟压缩(compressed analog, CA)。80年代初，澳大利亚墨尔本大学研制成具有22个蜗内环状电极的Nucleus耳蜗植入装置[1]。Nucleus的语音处理器的设计思想是提取重要的语音特征，如基频和共振峰，然后通过编码的方式传递到相对应的电极。Nucleus处理器的特点是双相脉冲，双极(bipolar)刺激，分时刺激不同电极且刺激频率不超过500Hz。语音处理方案从最初的只提取基频和第二共振峰(F0F2)信息，到加上第一共振峰的WSP处理器(F0F1F2)，F0F1F2加上3个高频峰的多峰值(multipeak)处理器，到目前的只抽取22个分析频带中的任何6个最高能量频率信息的谱峰值(speatral peak)处理器。
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耳蜗植入技术过去10年重大的突破是美国Wilson等研究的连续间隔采样(continuous interleved sampling, CIS)语音处理器[2]。与Nucleus的特征提取设计思想相反，CIS处理器尽量保存语音中原始信息，仅将语音分成4～8频段及提取每频段上波形包络信息，再用对数函数进行动态范围压缩，和用高频双相脉冲对压缩过的包络进行连续采样，最后将带有语音包络信息的脉冲串间隔地送到对应的电极上。从信息含量角度看，CIS和CA处理器基本上一样，但CIS的优点是避开了由于同时刺激多个电极带来的电场互扰问题。虽然CIS和Nucleu都使用双相脉冲间隔刺激，但它们有如下两个不同的地方：第一，CIS的每个电极都用高频(800～2 000Hz)脉冲串进行恒速和连续地刺激，即使在无声时也一样，只不过其脉冲幅度降到阈值水平[3]；第二，CIS的分析频带和刺激电极的数目一致，目前CIS语音处理方案已被世界多数耳蜗植入公司广泛采用，并且在此基础上又作出新的改进。如美国ABC公司推出S系列处理方案[4]，澳大利亚Nucleus公司推出CI24M型24通道装置的ACE方案及奥地利MED EL公司推出的快速CIS方案等[5]。
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就整体而言，虽然耳蜗植入装置在设计上各有千秋，但其语音识别水准相差不大，都能使过半数的使用者不借助唇读达到或超过50%的句子识别水平。就个体而言，每种耳蜗植入装置都有非常大的差异，从完全听不懂到完全听得懂都有。为什么同样一种耳蜗植入装置，使用者理解语音能力有如此之大的差别？过去10年的研究指出如下可能的因素：第一，耳聋时间越短，使用耳蜗植入术听懂话的可能越高，除非病变影响到中枢或耳蜗已全部骨化，致聋病因一般不会影响植入效果；第二，耳蜗植入术植入的年龄，目前虽然可以肯定语前聋在幼年植入比在成年植入的效果好，但是否越小植入效果越好则仍无定论，FDA(Food and Drug Administration)批准的年龄是2周岁，不过1周岁植入的例子也时有所闻；第三，听神经存活的多少与植入效果相关，一般认为若想完全听懂语言，神经存活至少达到能支持4对独立电极的水平。综述文献，我们不难看出语音处理技术的进步是这10年来耳蜗植入术成功的关键因素。
我国于1980年由北京协和医院首次研制成功多通道插座式人工耳蜗装置，使全聋患者听到环境声，恢复了音感。随后该院及上海、西安、兰州等单位又各自研制成单道感应式装置，植入患者约千余人。由于单道装置受到输入信息少的限制，而且植入部分的密封问题未能很好解决，效果不能令人满意。自1995北京协和医院及国内其他一些医院先后引进澳大利亚Nucleus 22通道装置、24通道装置和奥地利MED EL装置，成功地为全聋成人和儿童施行手术植入。其中语后聋患者获非常满意效果，一部分患者可以使用电话。语前聋患儿需要进行长期听觉语言训练，效果有待跟踪、评估。但进口装置价格昂贵，国内患者多难以承受。近几年来北京、上海、兰州、郑州等多个研究小组对多通道耳蜗装置进行研制，以解决我国广大聋人的需求。
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耳蜗植入术的效益和限制
虽然达到不借助唇读能理解语音是耳蜗植入的最主要目标，但耳蜗植入的效益并非仅此。耳蜗植入对个人的心理健康和社会的经济效益都具有正面影响。对成年植入者，具有个人心理健康效益包括减轻孤独和压抑，增强自尊、自立，以及更加容易溶入社会和找到工作机会。目前对儿童耳蜗植入术效益的数据还不完全，且略有争议。产生争议的主要原因是由于儿童的耳聋和植入时间以及康复和交流手段各不相同，其测试结果存在着大量的个体差异。目前已有的数据显示，使用耳蜗植入的儿童在术后1年内，其语音理解力和开口说话的能力就已超过同龄配戴助听器或使用触觉振荡器进行耳聋康复儿童的水平。最新的跟踪数据表明，至少对5～7岁前做耳蜗植入术的儿童而言，其综合语言发育指标，包括理解、发音和交流的能力，不但和植入年龄成正比，而且其植入年龄的指标和正常听力儿童的自然年龄的指标相当。也就是说，1个现年7岁的儿童，如在4岁植入，其综合语言能力则相当3岁正常儿童的指标。由于这些语前植入的儿童大都是在80年代中后期做的手术，是否他们的综合语言能力能如期达到正常听力成年人的水平，还得继续跟踪10年再评估[6]。
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耳蜗植入术也有其使用限制。首先是心理和社会方面。耳蜗植入装置本身的维护、外观和失效会给使用者带来一定的心理压力，植入者本人或其家属、朋友对耳蜗植入术的效果期望过高也会导致负面的影响。例如，目前的耳蜗植入对某些患者只能起到帮助唇读的作用，对大部分患者欣赏音乐和在噪声中理解语音的能力有限。因为在目前的技术条件下，还没有任何术前的生理、心理物理或其它测试指标能预测耳蜗植入者的术后效果，所以医师一定要帮助患者在术前了解疗效的个体差异。其次，耳蜗植入术的限制是出于医疗和安全的考虑。耳蜗植入手术导致的并发症约为5%，小于心脏起搏器和除颤器植入手术10%的并发症。耳蜗植入术较大的并发症有切口感染，植入体移动或穿皮以及植入的接收器或电极失效。这些并发症一般需要取出原装置和进行新的手术植入，新的植入可在原耳进行也可在另一耳进行。较小的并发症包括刺激非听觉神经，如面神经等。一般情况下，非听觉神经的刺激可通过适当调整电刺激参数而避免。另外，磁共振成像在医学诊断的地位日显重要，而目前除插座式以外的所有耳蜗植入装置都使用磁铁来对内、外线圈定位。因为磁铁会和磁共振产生的强磁场相互作用，所以在厂家没有改进设计和提供安全性保证前，耳蜗植入者不宜做磁共振检查。最后，耳蜗植入术也不适合严重精神病和器官性脑综合症的患者，以及中耳疾病未愈的成人和儿童。但对于一般残疾人进行耳蜗植入术则和健康人的标准一样，如盲聋人，耳蜗植入术还可提高他们的生活独立能力和生活质量。
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耳蜗植入在未来的10年孕育着数个方面的突破。首先，目前最紧迫的问题是解释和预测耳蜗植入存在的巨大个体差异，尤其是如何能在术前预测术后的效果，以减轻植入者的心理压力和对植入效果有一个理性的期待。除了对耳聋病因、年龄和时间等因素的分析外，术前使用的蜗外电极刺激测量到的电生理和心理物理参数也能帮助预测术后的效果[7]。一般说来，高阈值，窄动态范围，强度、频率和时间分辨率差，会导致语音识别率差，但反之却不然。其次，未来的10年里，语音处理器的设计将会因人而异，着重于如何提高植入术后效果不好患者的语音识别率，以及对效果好的患者如何增进在噪声环境中的语音识别率和如何提高听到的声音质量，包括欣赏音乐在内。如果某患者只有1根存活的听神经，那么不管语音处理器有多少分析频道和蜗内有多少电极，此患者实际的通道只有1条。那么对于这种患者就无进行多道刺激的必要，而需要优化单道语音处理器的设计。所以未来的耳蜗植入术调配，首先是要决定每个患者所能承受的最大通道数目，然后再决定语音处理器和刺激蜗内电极的数目。大规模集成电路的发展将导致耳蜗植入装置的微型化。微型化的第一步是将目前盒式的语音处理器变成耳背式的装置，第二步是全植入式的耳蜗植入装置的出现，可能使用患者本身的鼓膜作为话筒，利用人体的生物电或体内埋藏电池作为运转体内语音处理器的动力。
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耳蜗植入作为一项极有效的研究工具帮助理解正常听觉功能。听觉系统可分为外周和中枢处理两部分，耳蜗植入装置绕过外周系统，直接刺激连接中枢的听神经。例如，利用电刺激，声音响度的编码取决于刺激频率，高频声音由耳蜗进行压缩，而低频声音则在中枢进行压缩。又例如，与正常声刺激相反，电刺激的部位与刺激频率无关，只取决于电极的位置，耳蜗植入装置可将音调的时间和部位编码机理分开来研究。耳蜗植入也可用来研究有关大脑可塑性的问题。目前有报道，在先天性聋成人中，耳蜗植入首次刺激所引起的感觉常是触觉，随着时间的增长再慢慢地变成听觉。这可能说明大脑听皮层在剥夺声刺激情况下，并非不工作而是转而处理其它相近的感觉信息。更细致系统的研究将会帮助我们了解大脑到底具有多大的可塑性。由于神经组织不用则废，长期耳聋患者的听神经存活率只有正常水平的20%左右[8]。在幼猫模型研究中，耳蜗植入装置的电刺激对听神经具有保护作用[9，10]。未来的10年里，通过长期的追踪研究，我们也将会知道耳蜗植入是否能帮助语前植入儿童完全达到正常的语言能力，这些问题的答案将会对儿童语言的发育研究产生深远的影响。
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参考文献
1 Clark GM. The university of melbourne-nucleus multi-electrode cochlear implant. New York：Karger, 1987.
2 Wilson BS, Finley CC, Lawson DT,et al. Better speech recognition with cochlear implants. Nature, 1991, 352: 236-238.
3 Shannon RV, Zeng FG, Wygonski J, et al. Speech recognition with primarily temporal cues. Science, 1995, 270: 303-304.
4 Kessler DK, Loeb GE, Barker MJ. Distribution of speech recognition results with the Clarion Cochlear prosthesis. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1995, 104 (Suppl 166): 283-285.
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6 Summerfield AQ, Marshall DH, Davis AC. Cochlear implantation: demand, costs, and utility. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1995, 104 (Suppl 166): 245-248.
7 Zeng FG, Shannon RV. Loudness-coding mechanisms inferred from electric stimulation of the human auditory system. Science, 1994, 264: 564-566.
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8 Zimmermann CE, Burgess BJ, Nadol JB. Patterns of degeneration in the human cochlear nerve. Hear Res, 1995, 90: 192-201.
9 Leake PA, Hradek GT, Rebscher SJ, et al. Chronic intracochlear electrical stimulation induces selective survival of spiral ganglion neurons in neonatally deafened cats. Hear Res, 1991, 54: 251-271.
10 Zheng JL, Stewart RR, Gao WQ. Neurotrophin-4/5 enhances survival of cultured spiral ganglion neurons and protects them from cisplatin neurotoxity. J Neurosc, 1995, 15: 5079-5087.
(收稿：1997-07-07 修回：1998-01-23), http://www.100md.com