重度の難聴を持つ人にとって、人工内耳は音の感覚を取り戻すための素晴らしいツールであることが証明されています。しかし、聴神経を刺激することで機能するこの小型の電子機器は、外科手術による埋め込みと多額の費用を必要とします。（機器本体と挿入手術を合わせると、4万ドル以上かかる場合があります。）
現在、コロラド州立大学の研究者たちは、聴覚障害者のためのより実用的な解決策を模索し、意外な器官である舌に着目しています。3人からなる研究チームは、Bluetooth対応のマイク付きイヤピースと、舌に装着するスマートリテーナーを開発しました。この2つのデバイスは連携して機能し、聴覚に障害のある人の単語認識能力を強化します。
誤解しないでください。舌は耳の器官につながる魔法の導管ではありません。リテーナー／イヤピースシステムは、脳の領域を再プログラムすることで機能し、舌の様々な感覚を特定の言葉として解釈するのを助けます。
「舌の上にシャンパンの泡やポップロックスがあるような感覚です。」
このプロセスは、イヤピースのマイクが周囲の音や単語を拾うところから始まります。プロセッサがこれらの音を、個々の単語を表す明確で複雑な波形に変換します。波形はBluetooth経由でリテーナーに送信され、舌を刺激するように特別に設計されています。リテーナーは電極アレイを用いて、受信した波形に応じて舌の体性神経（触覚に関連する神経）の特定のパターンを刺激します。電極は神経を、自身の活動電位を発火させるのに十分な程度に刺激します。
「舌の上にシャンパンの泡やポップロックスがあるような感覚だと言う人もいます」と機械エンジニアのジョン・ウィリアムズはポピュラーサイエンス誌に語っている。
研究チームの研究者の一人、レスリー・ストーン・ロイ氏によると、チームが舌を選んだのは、舌が触覚の感覚を識別する超敏感な能力を持っているためだという。
「舌の上のわずかな距離にある微細な点を区別することができます」と、カリフォルニア州立大学獣医学部・生物医学科学部の助教授、ストーン＝ロイ氏は言います。「指先も同様です。点字を読むのに指を使うのはそのためです。舌も、非常に鋭敏な感覚を持っているという点で似ています。」
十分な時間と練習を重ねることで、リテーナーは脳が特定の単語を認識する能力を強化するのに役立ちます。例えば、マイクが「ボール」という単語を聞くたびに、リテーナーは舌の同じ神経パターンを刺激します。時間が経つにつれて、脳はその特定の舌の感覚を「ボール」という単語と関連付けることを学び、将来的にその単語を認識しやすくなります。
研究者たちは、この技術を点字を読む戦略に例えています。練習すれば、視覚障害者は点字の突起のパターンと文字や単語を簡単に結び付けることができます。このデバイスでも同じ概念が用いられていますが、どの単語がどのパターンと一致するかを意識的に記憶するのではなく、脳は無意識のうちに様々な舌のパターンを、発せられている様々な音とリアルタイムで結び付けます。「私たちは記号情報ではなく、音の情報を利用しています」と、CSUの大学院生で研究チームのメンバーであるJJ・モーリッツは述べています。
しかし研究者たちは、このデバイスは完全に聴覚障害のない人に最も適していると指摘しています。そうすることで、デバイスは既に聞き取れるかすかな音を増幅させることができるからです。また、研究者たちは、このスマートリテーナーに関する大きな疑問にも触れました。それは、患者が感電しないようにするにはどうすればよいのかということです。
「電力は非常に局所的で、今は5ボルトでしか動作させていません」とモーリッツ氏は言う。「9ボルトの電池で動作させているので、最悪の場合でも舌に9ボルトの電流が流れているような感覚になる程度です。ただし、舌に電流を流すことはありません。」
研究者たちは現在、この装置を改良中で、舌の体性神経の分布を全て解明しようとしています。その後、装置の小型化とワイヤーの削減に取り組み、人の口の中に快適にフィットするようにします。システムが完成すれば、人工内耳よりも安価な代替品となり、価格は約2,000ドル（研究者たちは価格を抑える要因については明らかにしていません）になる可能性があります。さらに、このリテーナーは手術を必要としないため、手術に抵抗のある人にとっても魅力的かもしれません。
さらに、チームは聴覚障害者の支援以外にも様々な用途を想定しています。モリッツ氏によると、将来的にはこのデバイスで言語翻訳機能の実現も検討しているとのことです。また、このリテーナーで強化できる感覚は聴覚入力だけではありません。失われた触覚も改善できるのです。
「例えば、手を失った人がいて、義手を作りたいとしましょう」とウィリアムズ氏は指摘する。「指に触覚センサーを取り付けて、（手が何かに触れるたびに）舌を刺激したら面白いでしょう。ある意味では、脳はこのバイオニックハンドの先端で触覚を受け取っているようなものです。感覚代替は脳が非常に素早く行うことができます。」
