體外活體耳蝸：揭開聽覺放大奧秘，重燃聽力治療新希望！

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聽覺奧秘的新視野：體外活體耳蝸揭示聽覺的真實運作機制

「我們現在能夠以前所未有的方式，在可控的環境中觀察聽覺過程的第一步。」— Francesco Gianoli, 洛克菲勒大學

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(活體耳蝸的突破): (洛克菲勒大學的研究團隊成功地在體外維持活體耳蝸的功能，為聽覺研究開闢了全新的途徑。)

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在聽覺研究領域，一項由洛克菲勒大學的研究團隊完成的突破性技術，正悄悄地改寫我們對聽覺的理解。這個團隊在 A. James Hudspeth 教授的領導下，成功地開發出一種裝置，能夠在體外維持活體哺乳動物耳蝸的功能。這項成就讓我們能夠以前所未有的方式，觀察聽覺的微觀機制，並為預防和治療聽力損失帶來了新的希望。該研究成果發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS) 和《聽覺研究》(Hearing Research) 期刊，有興趣的學者可透過期刊官網搜尋相關論文。

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(聽覺的生物物理學基礎): (耳蝸的精巧結構和難以接近性長期阻礙了我們對其運作機制的深入理解。這項研究為揭示聽覺的生物物理學基礎提供了直接證據。)

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耳蝸，這個位於我們內耳深處的精巧結構，是聽覺的關鍵器官。然而，由於其脆弱性和位於頭顱骨最緻密的部分，研究人員長期以來難以在真實的生理條件下觀察其運作機制。
大多數聽力損失源於耳蝸內毛細胞的損傷。耳蝸內約有 16,000 個毛細胞，每個毛細胞頂端都有一束微小的「絨毛」，即立體纖毛，它們將聲音的震動轉化為電訊號，傳遞到大腦進行解讀。
這項研究的突破，讓我們得以更清晰地觀察毛細胞的活動，從而更深入地理解聽覺的生物物理學基礎。


(Hopf 分岔：聽覺的關鍵): (研究證實，哺乳動物耳蝸中也存在 Hopf 分岔現象，這是一種在生物界廣泛存在的聽覺放大機制。)


在昆蟲和非脊椎動物中，Hopf 分岔是一種關鍵的聽覺機制。Hopf 分岔描述了一種機械不穩定性，一種介於完全靜止和震盪之間的臨界點。在這個臨界點上，即使是最微弱的聲音也能夠觸發系統的運動，從而放大微弱的訊號。
Hudspeth 教授早在 1998 年就與 Marcelo Magnasco 合作，證實了Hopf 分岔在牛蛙耳蝸中的存在。
然而，哺乳動物耳蝸中是否存在 Hopf 分岔現象，一直是聽覺研究領域的一個爭論焦點。
這項新的研究透過直接觀察哺乳動物耳蝸的活動，證實了 Hopf 分岔的存在，揭示了哺乳動物聽覺機制與其他動物的相似性。

「這項研究是一部傑作。在生物物理學領域，這是過去五年來最令人印象深刻的實驗之一。」— Marcelo Magnasco, 洛克菲勒大學

(體外耳蝸模型的建立): (研究人員利用沙鼠的耳蝸，建立了一個體外模型，能夠模擬耳蝸的生理環境，並觀察其對聲音的反應。)


為了更深入地研究哺乳動物耳蝸的活動，研究人員選用了沙鼠的耳蝸。他們從沙鼠的耳蝸中切取了約 0.5 毫米大小的組織切片，並將其放置在一個特製的腔室中。這個腔室能夠模擬耳蝸的生理環境，包括提供富含營養的內淋巴和外淋巴，並維持其原生的溫度和電壓。
研究團隊隨後透過微型揚聲器播放聲音，並觀察耳蝸組織的反應。透過這種方式，他們得以在亞細胞層級觀察耳蝸組織的每個部分的活動。


(聽覺放大機制：離子通道和電動力): (研究觀察到，毛細胞中的離子通道的開閉以及外毛細胞的電動力是聽覺放大的關鍵機制。)


研究人員觀察到，毛細胞中的離子通道的開閉會為聲音驅動的震動增加能量，從而放大聲音。此外，外毛細胞會透過一種稱為電動力的過程，根據電壓的變化而伸長和收縮。這些機制共同作用，實現了對聲音訊號的放大。
這項研究的成果為我們理解聽覺放大機制提供了新的證據，並為開發治療聽力損失的新方法提供了新的思路。


(未來展望：治療聽力損失的新途徑): (體外耳蝸模型將有助於研究人員更深入地理解聽覺機制，並開發新的治療方法，以應對目前尚無有效藥物治療感音神經性[聽力損失](https://lazyinwork.com/tag/%e8%81%bd%e5%8a%9b%e6%90%8d%e5%a4%b1/)的困境。)


研究人員期望，透過使用體外耳蝸模型進行實驗，能夠更深入地理解聽覺機制，並開發更好的治療方法。例如，他們現在可以以前所未有的方式，有針對性地對系統進行藥理學干預，例如針對特定的細胞或細胞交互作用。
目前，尚無藥物獲准用於恢復感音神經性[聽力損失](https://lazyinwork.com/tag/%e8%81%bd%e5%8a%9b%e6%90%8d%e5%a4%b1/)，其中一個原因就是我們對聽覺的主動過程的機制理解尚不完整。
體外耳蝸模型的建立，為我們提供了一個研究聽覺系統如何運作，以及如何和何時出現故障的工具，並有望找到在為時過晚之前進行干預的方法。

總而言之，這項研究不僅為我們揭示了聽覺的奧秘，也為未來的聽力損失治療開闢了新的道路。

Ref:

Rockefeller University. (2025, September 30). First living cochlea outside the
body shows how hearing really works. ScienceDaily. Retrieved September 30, 2025
from www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250929055003.htm

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