你能想像這個令人心碎的畫面嗎？Caiden 出生時和其他小寶寶一樣可愛，然而卻在出院前的新生兒聽力測驗中發現異常，經過一連串詳盡檢查之後，醫生宣判 Caiden 屬於先天性失聰，甫出生就失去「聽」的能力。這噩耗帶給這個家很大的衝擊，Caiden 的爸爸是名海軍，長時間被派駐在外地，夫妻兩都出生於健康的家庭，從沒接觸過任何聽力受損的人，對於照顧失聰兒一籌莫展，深怕成為不合格的父母。
現年已五歲的小 Caiden，聽力障礙源自於天生沒有耳蝸（Cochleas），也無法藉由植入性人工耳蝸來取代，多年來他的爸媽只能靠著手語溝通，直到一次 Caiden 的媽媽 Danielle Moran 和朋友聊天，聽聞「大腦聽覺植體（Auditory Brainstem Implant，ABI）」──一個不需要耳朵的聽覺裝置，小 Caiden 的人生便有了契機。
這套大腦聽覺植體的發明者 Dr. Krieger 是南加州大學醫學院（USC’s Keck School of Medicine）的兒童神經外科醫師，他暱稱這項發明為仿生耳（Bionic Ear），主要讓 2 到 5 歲先天性失聰的孩童使用。
仿生耳的運作原理，其實和人類原有的聽覺產生機制很像。我們聽覺系統是靠解剖構造、神經訊號，以及大腦理解力三方面組成，啟動模式有如接力般一棒接一棒。從解剖構造來看，是由外耳、中耳、內耳及神經所組成，外耳功能是收集聲音並且傳入中耳，而中耳這個充滿氣體的空腔，將聲音的振動放大、續傳入，位於末端的內耳耳蝸會分析聲音，並將聲波振動轉換成電生理訊號，一旦聽覺神經被刺激，就會把訊號送至大腦，最後靠人腦解讀然後產生「聽」的感覺。
而在這整個聽覺產生的架構下，小 Caiden是「耳蝸缺失」，大腦理解力和其他生理構造是完全正常的，醫學分類上屬於感音神經性聾（Sensorineural Deafness），但目前並無相關的治療藥物或者能夠恢復神經功能的方法，當前的創新研究方向多朝「幹細胞」發展，可惜至今仍未有突破性的發現。
然而，像小 Caiden 這類聽力完全損壞的病人，並不適用於植入性耳蝸刺激器（Cochlear Implant，一般稱人工耳蝸），因為這類刺激器是將聲音提高解析度，以及放大音質特性，讓患者較容易分辨出聲音的顆粒，只能用於嚴重至深度的感音性弱聽，對於完全失聰者毫無幫助的。因此，當 Dr. Krieger 發明出「不需要耳朵」的聽力系統時，對於 Caiden 一家，就像是一份來自科技的禮物。
仿生耳：自行開創聽覺通道
談到這個仿生耳，其實就是自行開創的聽覺通道，醫生會分別在患者大腦外部和腦幹附近置入機器。外穿戴式裝置是由微型麥克風和傳感器組成，它將收集外在世界的聲音，並且轉換成電子訊號，稍後訊號會被傳送至腦幹的植入性電極板，這個內部接收者會進一步刺激腦部的聽覺神經元，最終腦部會解讀訊號而翻譯出「聽」的內容意涵。
Dr. Krieger 的大腦聽覺植體試驗，主要是針對 2 到 5 歲且耳朵神經障礙的患者所設計，追蹤時間至少 3 年，必須確保裝置及步驟成功也安全，而且品質穩定，才會擴大至年齡大於 12 歲、或者罹患第二型中樞神經型的神經纖維瘤症的患者。2014 年，在美國國家衛生研究院（National Institutes of Health）的支持下，完成第一例患者的植入手術，這個名叫 Auguste 的小男孩才 22 個月大，歷經 6 個多小時手術後健康復原，之後 Dr. Krieger 又進行三例臨床試驗，而 Caiden 獲選為第四例患者。
▲ Auguste。（Source：pasadena star news）
會做這樣「年齡限定」的實驗設計，是有原因的，幫 Caiden 進行手術的 Dr. Eric Wilkinson 說到：「如果長期耳朵沒辦法提供給腦袋關於聲音的資訊，那麼大腦聽覺中樞就會發展遲緩，即便大腦聽覺植體重建聲音的通道，對於從未「聽過」資訊的人而言，大腦會不知道如何去處理這些訊號並且解讀，因此腦部聽覺中樞能夠愈早被刺激，患者就能適應發展愈好。」
事實上，研究發現，從出生到 3 歲之間是聽覺和言語發育的關鍵期。在此期間，大腦聽覺皮層迅速發育，逐漸能辨別出不同聲音，而且藉由模仿聽見的聲音來學習説話，因此一出生就失聰（語前聾）的小孩應盡早重建聽覺，才能更快打開言語感知和理解的能力，也跟上兒童學習言語溝通的黃金時期。
此外，大腦的容量及腦細胞生長，在 6 歲時會完成 90%，因此在這段期間植入外來物，腦內的組織可以沿著植入物生長，而完全不會影響發展，而研究團隊必須權衡的，就是在適合手術的安全年齡，和接受聽覺教育的適切時機間做平衡。
語言及聽覺治療不可少
參與實驗的小 Caiden 在 2015 年 1 月接受手術，直到 3 月才將裝置啟動，然而這才是努力的開始，畢竟 Caiden 這輩子從來沒有「聽覺」，需要一段時間去訓練大腦理解和翻譯聲音。
團隊的聽力學家 Margaret Winter 解釋：「所有受試者都必須接受一星期至少 3 小時的語言及聽覺治療，讓專業人士教導他們怎麼學習聽。我們很開心，因為當小 Caiden 接受植入手術以及初級刺激後，他第一次有聽覺的反應是訝異而且高興的，並且和我們的互動良好。這很難得，因為並不是所有孩童一開始就知道聲音是什麼樣子，通常會不知道該怎麼反應，但是 Caiden 他做到了！」
小 Caiden 現在正學習「聽」跟「說」，雖然大多仍依賴手語，但是已經能夠重複一些聲音，並且有自己的聲音。這個實例應證的，不僅僅是父母同意讓小孩接受實驗性手術，並且在他腦部放入異物的決心，而是即便這麼小的孩子，也知道自己在參與冒險，並且努力讓一切可行，因此小 Caiden 是一名真正勇敢的勇者呢！
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