南开大学创新：全球首款仿生听觉神经接口问世

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本报讯（特约记者 李哲）南开大学电子信息与光学工程学院徐文涛教授团队研制出全球首款仿生听觉神经接口，为人工耳蜗之外的听觉重建提供全新的电子替代、修复技术新路径。近日，相关论文发表于《自然·材料》。
数据显示，全球近3%的人口受到感音神经性耳聋困扰。人工耳蜗能够完成声音采集和电信号转换，却需要依赖患者的听觉神经完成“最后一公里”的信息传输。一旦听觉神经缺失或功能严重受损，再先进的人工耳蜗也难以发挥作用。突破听觉神经缺失这一瓶颈，构建能够直接替代生物听觉神经的信息传输系统，是国际神经修复领域攻关的重要方向。
“人工耳蜗解决的是‘听见’的问题，但在声音时间分辨率、复杂环境下语音识别等方面与天然听觉系统还有明显差距。”徐文涛说，“我们的目标，不只是让人造听觉系统能够‘听见’，更重要的是让它学会‘听懂’，像天然听觉神经一样，对声音进行筛选、识别和处理，再把有价值的信息传递给大脑。”
围绕这一目标，该团队构建起完整的仿生神经形态听觉修复界面，将声音信号采集、神经形态编码、自然语义处理、生物电信号输出等多个功能模块集成到同一平台。系统首先模拟耳蜗感知声音，再借鉴大脑神经网络对声音进行筛选和分析，最后将处理后的信息转换为生物神经能够识别的电脉冲，与活体神经建立稳定连接，实现声音感知、信息处理和神经传递的完整闭环。
在动物实验中，植入仿生听觉神经接口后，失聪兔不仅重新建立了声音感知能力，还能够识别不同语音指令，完成对应行为任务，实现从“听见声音”到“理解语义”再到“完成动作”的完整人造听觉神经信息处理链路。
“团队将继续围绕神经修复与仿生智能开展研究，力争在神经假体、脑机接口等领域取得更多成果。”徐文涛说。