近赤外レーザーを用いた次世代人工内耳の開発と評価

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本研究の目的は、近赤外光刺激を利用した次世代人工内耳を開発することである。現在、普及している一般的な人工内耳は電気的に聴神経を刺激し、聴覚感覚を生み出すため、聴覚末梢器官（＝蝸牛）に電極アレイを挿入する外科手術を必要とする。この侵襲性のため人工内耳の利用は進んでいない。近年、非接触で神経活動を引き起こさせる手法として赤外光により熱的に細胞を刺激する手法が注目されている。神経細胞のイオンチャネルの多くは熱に対する感受性を持つため、赤外光を神経細胞に照射し熱することで（最大5℃）活動電位を誘発できる。本計画では聴覚末梢（蝸牛神経）を生体外より光で刺激することにより、聴力を再建・補助する次世代人工内耳の開発を目指す。当該年度は、げっ歯類を対象としたレーザー刺激が再建可能な知覚の定量化および安全性評価実験と、ヒトを対象としたレーザー人工内耳の開発を並行して実施した。前者の研究では、光学フィルターによりレーザー照射を減少させると、蝸牛反応は系統的に減少したが、聴覚誘発蝸牛応答は減少しなかった。この結果は、レーザー照射が中耳の機能を迂回し、蝸牛を直接活性化する可能性を示している。後者の実験では、刺激として、低親密度単語（無意味単語）および、日本母語話者の会話コーパス音を原刺激として用い、光刺激のパルス頻度を、音声のフォルマントピーク周波数および音圧情報にもとづきどのように変調させるのが効率的に言語知覚を生み出せるのかについて実験的に検討した。結果、周波数、音圧情報の両方を次世代人工内耳により再建可能であることが示唆された。