植入式麦克风向外置人工耳蜗硬件说再见
人工耳蜗用于解决所谓的感音神经性听力损失，这种听力损失是由于内耳耳蜗腔内的神经末梢受损而引起的。植入体绕过这些功能障碍的神经末梢，直接刺激未受损的耳蜗神经本身。虽然人工耳蜗确实能让一些聋人听到声音，但它们也在头侧安装了有潜在问题的外部组件。不过，这种情况很快就会改变，这要归功于一种实验性的新型植入式麦克风。
典型的人工耳蜗植入体外部组件包括一个麦克风、一个语音处理器（用于增强麦克风拾取的音频中的声音）和一个紧贴皮肤的发射线圈。植入组件包括接收器（用于接收发射器发出的音频信号）、刺激器（用于将信号转换为电脉冲）和电极（用于利用这些脉冲刺激耳蜗神经）。
由于外部组件有些易碎且碍眼，用户在游泳、睡觉或进行粗暴的活动（如运动）时必须将其取下。此外，有些人认为这些组件的外观令人反感，以至于他们可能会放弃植入。
这就是新型"UmboMic"麦克风的用武之地，因为它不需要任何外部组件。该设备的原型结合了之前一项研究中开发的技术，由麻省理工学院、哥伦比亚大学、哈佛大学医学院和哈佛附属马萨诸塞眼耳医院的科学家共同研制。
仔细观察 UmboMic 的两个侧面
这种完全柔性的植入体只有米粒那么长，厚度仅为 200 微米，由夹在两层生物相容性压电材料（聚偏二氟乙烯（PVDF））之间的印刷电路板制成。压电材料在施加机械应力时会产生电荷。
这种麦克风被设计成植入中耳内部，其三角形尖端顶住鼓膜的一部分，即"umbo"。当声波进入耳朵时，会引起鼓膜向内和向外振动，从而使 UmboMic 的尖端前后弯曲。这种弯曲动作会使设备产生电信号。
不过，这些信号非常微弱，因为 umbo 在振动时只移动了几个纳米。因此，这些信号的强度需要通过集成放大器来增强。这些增强后的信号通过导线传输到耳朵上方皮下植入的小型处理器模块。经过处理的信号再从该模块传到电极，刺激耳蜗神经。
该图显示了如何将 UmboMic（蓝色）集成到耳机中
重要的是，UmboMic 的设计还能最大限度地减少可能影响其性能的电子"噪音"。
其中一层 PVDF 产生正电荷，而另一层则产生负电荷。由于电子干扰对这两种电荷的影响相同，因此设备的放大器会"减去"两者之间的差值，并将减去的信号传递给处理器。
该研究论文的共同第一作者、麻省理工学院杰弗里-兰教授告诉我们，放大器是该系统中唯一需要电池的组件。更重要的是，电池可以根据需要通过外部充电器进行无线充电。
迄今为止，UmboMic 已在从尸体中提取的人类耳骨上进行了测试，结果令人鼓舞。下一步将在活体动物身上进行测试。
该论文最近发表在《微机械和微工程学杂志》上。
