Микрофон, имплантируемый в среднее ухо

Исследователи из Университета штата Юты, США разработали микрофон для слабослышащих людей, который может быть имплантирован прямо в среднее ухо и не требует ношения внешних неуклюжих гарнитур. Устройство намного лучше по сравнению с существующими аппаратами – оно их превосходит не только в плане удобства, но и по надежности работы.

Микрофон разработан группой ученых под руководством инженера-электрика Даррин Йонг. Они протестировали свое детище на неживых (трупах). При помощи имплантируемого микрофона они записали, воспроизводимую извне Девятую симфонию Бетховена. Качество полученной записи, хотя и не было идеальным (немного приглушенным), все же музыка была отчетливо слышна. Кстати композиция для теста была выбрана неслучайно. Свою Девятую симфонию Бетховен писал, будучи глухим.

Датчик микрофона работает путем преобразования вибраций костей внутри уха человека в электрический сигнал, в который записана информация о внешнем звуке. Прототип микрофона может распознать звуковое давление (SPL) в 60 дБ при частоте звука 500 Гц, 35 дБ при частоте 2 кГц и 57 дБ – при 8 кГц. Хотя это не идеальный показатель, инженеры утверждают, что серийное устройство благодаря совершенствованию и применению новых технологий будет в два раза чувствительней.

Обычные микрофоны имеют мембраны или диафрагмы с небольшой катушкой индуктивности. Их колебания, создаваемых звуковой волной преобразуются в электрические импульсы. Но если имплантат находится глубоко в ухе, размера входного отверстия недостаточно для нормального функционирования устройства мембранного типа. Поэтому разработчики из Университета Юты использовали совершенно новую технологию. Они поместили акселерометр в закрытый корпус вместе с интегральной схемой, которая преобразует его данные в выходной электрический сигнал.

Внешний звук проходит через слуховой проход и заставляет вибрировать барабанную перепонку. Акселерометр улавливает эти вибрации, а электронная схема имплантата усиливает их, одновременно преобразуя в электрические импульсы. Увеличенный в амплитуде сигнал поступает на электроды, прикрепленные к улитке – один из органов внутреннего уха. Улитка заполнена жидкостью и является «согласующим устройством» между ухом и мозгом.  Так слабослышащий может улавливать внешние звуки, по сути слыша как обычный здоровый человек.

Прототип нового микрофона весит всего 25 мг и имеет размеры 2,5×6,3 мм. В дальнейшем разработчики хотят уменьшить размеры до 2×2 мм и немного уменьшить его вес. Единственным внешним устройством нового микрофона является зарядное устройство, которое человеку придется держать за ухом во время сна. Полного заряда должно хватать на несколько дней.