Внутреннее ухо может работать «батарейкой» для ушных имплантов

Внутреннее ухо млекопитающих, в том числе и человека, является природной «батарейкой» — за счет дисбаланса ионов в нем образуется электрический потенциал, обеспечивающий передачу нервных импульсов. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардского отделения института по здравоохранению и технологиям (Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, HST) доказали, что этого потенциала достаточно для питания имплантируемых ушных электронных устройств. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

В ходе эксперимента хирург-отолог MIT Константина Станковиц (Konstantina Stankovic) и аспирант HST Эндрю Лайзат (Andrew Lysaght) имплантировали электроды во внутреннее ухо морских свинок. К электродам подсоединили маломощные электронные устройства, разработанные в лаборатории технологий микросистем при MIT. После имплантации устройства успешно начали передавать в компьютеры ученых данные о химических процессах, происходящих в ухе свинок, при этом слух животных никак не пострадал.

Принцип работы «ушной батарейки» состоит в преобразовании механической силы (вибрации барабанной перепонки) в электрохимический сигнал, воспринимаемый мозгом. Мембрана перепонки способна избирательно пропускать ионы, благодаря чему на ее противоположных сторонах образуется дисбаланс калия и натрия, который и создает электрическое напряжение. Электроды помещаются на внешнюю и внутреннюю сторону барабанной перепонки, а принимающее устройство остается снаружи.

«Ученые знают о существовании подобных „батареек“ на протяжении более 60 лет, однако ранее предполагалось, что все они расположены в труднодоступных участках тела человека. И имплантировать туда электронное устройство крайне сложно и даже опасно, — говорит г-жа Станковиц. — Нам удалось доказать, что внутреннее ухо является одной из таких биологических батареек, при этом имплантация электронных устройств не ухудшает слух».

Глава отделения отоларингологии Университета Case Western Reserve в Огайо, США, Клифф Меджериан (Cliff Megerian) видит три возможных способа применения «ушной батарейки»: питание кохлеарных имплантов, диагностических устройств для наблюдения за биологической активностью в ухе (например, после операции) и имплантов для восстановления слуха. Однако прежде чем это станет реальностью, эксперимент необходимо повторить с участием людей.