人工耳蝸用於解決所謂的感音神經性聽力損失，這種聽力損失是由於內耳耳蝸腔內的神經末梢受損而引起的。植入體繞過這些功能障礙的神經末梢，直接刺激未受損的耳蝸神經本身。雖然人工耳蝸確實能讓一些聾人聽到聲音，但它們也在頭側安裝了有潛在問題的外部組件。不過，這種情況很快就會改變，這要歸功於一種實驗性的新型植入式麥克風。

典型的人工耳蝸植入體外部組件包括一個麥克風、一個語音處理器（用於增強麥克風拾取的音訊中的聲音）和一個緊貼皮膚的發射線圈。植入組件包括接收器（用於接收發射器發出的音頻訊號）​​、刺激器（用於將訊號轉換為電脈衝）和電極（用於利用這些脈衝刺激耳蝸神經）。

由於外部組件有些易碎且礙眼，使用者在游泳、睡覺或進行粗暴的活動（如運動）時必須將其取下。此外，有些人認為這些組件的外觀令人反感，以至於他們可能會放棄植入。

這就是新型”UmboMic”麥克風的用武之地，因為它不需要任何外部組件。該設備的原型結合了先前研究中開發的技術，由麻省理工學院、哥倫比亞大學、哈佛大學醫學院和哈佛附屬馬薩諸塞眼耳醫院的科學家共同開發。

仔細觀察UmboMic 的兩個側面

這種完全柔性的植入體只有米粒那麼長，厚度僅200 微米，由夾在兩層生物相容性壓電材料（聚偏二氟乙烯（PVDF））之間的印刷電路板製成。壓電材料在施加機械應力時會產生電荷。

這種麥克風被設計成植入中耳內部，其三角形尖端頂住鼓膜的一部分，即”umbo”。當聲波進入耳朵時，會引起鼓膜向內和向外振動，使UmboMic 的尖端前後彎曲。這種彎曲動作會使設備產生電訊號。

不過，這些訊號非常微弱，因為umbo 在振動時只移動了幾個奈米。因此，這些訊號的強度需要透過綜合放大器來增強。這些增強後的訊號透過導線傳送到耳朵上方皮下植入的小型處理器模組。經過處理的訊號再從此模組傳到電極，刺激耳蝸神經。

該圖顯示如何將UmboMic（藍色）整合到耳機中

重要的是，UmboMic 的設計還能最大限度地減少可能影響其性能的電子”噪音”。

其中一層PVDF 產生正電荷，而另一層則產生負電荷。由於電子乾擾對這兩種電荷的影響相同，因此設備的放大器會”減去”兩者之間的差值，並將減去的訊號傳遞給處理器。

研究論文的共同第一作者、麻省理工學院傑弗裡-蘭教授告訴我們，擴大機是該系統中唯一需要電池的組件。更重要的是，電池可以根據需要透過外部充電器進行無線充電。

迄今為止，UmboMic 已在從屍體中提取的人類耳骨上進行了測試，結果令人鼓舞。下一步將在活體動物身上進行測試。

該論文最近發表在《微機械和微工程學雜誌》。