co牛は、空洞に分かれたらせん状の内耳の一部です。 空洞には高濃度のナトリウムおよびカリウムイオンを含む液体が含まれており、音の振動がco牛に伝達されると、空洞に隔てられた膜に電位が生じます。 マサチューセッツ工科大学、マサチューセッツ州の目と耳のクリニック、およびハーバード大学の共同チームの科学者は、この可能性を利用して、患者の聴覚を乱すことなくマイクロ電子デバイスに電力を供給することができました。
このようなインプラントは、耳の状態と聴覚障害または前庭障害の治療を監視するために使用できます。 聴力に影響を与えるインプラントの可能性を排除する必要があるため、デバイスのエネルギー消費に非常に厳しい制限が課せられます。インプラントは、あまり強力ではない「バッテリー」のエネルギーのごく一部しか使用できません。 したがって、特別な技術的解決策を使用します。
インプラントには、処理のために収集されたデータを送信する無線送信機が含まれています。 co牛の膜から直接電力を供給することは不可能です。電圧も電力も十分ではありません。 この制限を回避するために、コンデンサを徐々に充電する「電源」が使用されます。 このプロセスには、40秒から4分かかります。 十分なエネルギーが蓄積されると、デバイスは連絡を取り、この間に収集されたデータのパケットをブロードキャストします。
別の問題-送信機だけでなく、一般的にインプラント電子機器全体では、co牛が生成する電圧の正常な動作には不十分です。 コンデンサが特定の制限以下で放電すると、デバイスは自動的に起動できなくなります。 したがって、「コールドスタート」には、外部RFパルスが使用されます。
「私たちは60年前から内耳に生物学的バッテリーが存在し、人間の聴覚に果たす役割を認識してきましたが、これまでそのエネルギーを使用して電子機器に電力を供給しようとする人はいませんでした」
科学者はモルモットで一連の実験を行いました。その間、動物の内耳の膜の両側に電極が埋め込まれました。 それらによって駆動されるデバイス自体は外部にありましたが、そのサイズにより、人の中耳の空洞に配置することができます。 インプラントの手術中、モルモットでは聴覚障害は見つかりませんでした。
出典： MIT