Беседы о бионике

Но отосклероз, с которым так успешно борются советские врачи, не самое тяжкое расстройство слуха. Известно ведь, что и сам Бетховен мог "слышать", например, игру на рояле, упираясь подбородком в ручку трости, другой конец которой прикасался к инструменту. Нервные окончания, воспринимающие звуковые раздражения, функционировали нормально, и поэтому механические колебания, проходя через кости черепа, воздействовали на жидкость внутреннего уха — композитор "слышал".

А как помочь людям с так называемым невритом, развивающимся вследствие нарушения нормальной деятельности самих нервных окончаний, воспринимающих звуковые раздражения? Частичное ослабление слуха можно в известной степени компенсировать, применив обычный аппарат для тугоухих. А если все окончания не функционируют, если связь уха с мозгом нарушена полностью и человек не слышит ни с аппаратом, ни без него?

Недавно в США произошел случай, указавший врачам путь облегчения этого заболевания. Два человека жаловались всем по очереди невропатологам своего города на странный недуг. Время от времени оба слышали голоса людей, которые рекомендовали им купить то холодильник, то мыло, то последнюю модель электробритвы "Ротошейв". В интервалах между уговорами звучала музыка, которая в других обстоятельствах могла бы нравиться, — дело в том, что "голоса" были слышны тогда, когда к испуганным людям никто не обращался, а музыка — когда никто из окружающих ее не слышал.

Врачи были в недоумении — никаких психических расстройств у пациентов не обнаружилось. А между тем они продолжали утверждать, что слышат голоса.

Рис. 2. Схема 'радиозуба'

Наконец, нейрофизиолог доктор Пухарик обратил внимание на то, что оба больных недавно лечили зубы у одного и того же зубного врача по фамилии Лоуренс. Обратились к нему, и стоматолог сказал, что он запломбировал обоим зубы цементом особого состава: в нем была незначительная примесь карборунда.

Постепенно все объяснилось. Кристаллы карборунда — типичного полупроводника — детектировали сигналы местной коротковолновой станции, передававшей торговую рекламу, на которую волей случая оказались "настроенными" зубы, запломбированные цементом с полупроводящей примесью. Низкочастотные колебания воспринимались живым нервом зуба и передавались в мозг.

Так был найден способ использования нервных окончаний зубов (об их связи со слуховыми центрами мозга было давно известно) для восстановления слуха у больных невритом. Лоуренс и Пухарик обратились за помощью к радиоинженерам. Совместными усилиями был создан "радиозуб" — система, с помощью которой сегодня слышат уже несколько человек (рис. 2).

Миниатюрный микрофон, который можно носить на руке, как часы, связан с таким же миниатюрным передатчиком, преобразующим звуки в радиосигналы. Последние улавливает приемник, вмонтированный в зуб. Ничего удивительного в этом нет, если учесть, что приемник представляет собой тонкий слой полупроводникового сплава, наложенного на свободные нервные окончания в зубе. Этот полупроводниковый сплав образует пьезоэлектрический элемент. Сверху он покрыт слоем золота или серебра, который служит антенной.

Сигнал радиопередатчика, принятый такой антенной, попадает в пьезоэлемент. В нем возникают колебания, которые, возбуждая свободные нервные окончания в зубе, передаются в виде нервных импульсов в слуховые центры мозга. И человек, который до сих пор жил в мире без звуков, начинает слышать.

Совсем иначе подошли к проблеме моделирования слуха израильские ученые. Они работают над созданием "телефона" совершенно нового типа, который должен дать возможность глухонемым общаться друг с другом.

Система состоит из передатчика, снабженного клавиатурой с пятью клавишами, манипулируя которыми можно получать различные частоты, и приемника с диафрагмой, позволяющей воспринимать вибрации концами пальцев. В настоящее время задача состоит в том, чтобы разработать рациональный метод кодирования колебаний простой и сложной формы. Код, построенный всего на трех частотах, позволяет создать словарь из 5000 слов.

Пока ведутся психологические исследования: вырабатывается скоростной метод чтения колебаний, определяется время, которое потребуется на обучение коду, и т. д. Кроме того, израильские ученые считают, что связь с космонавтами может быть осуществлена при помощи этого "телефона" с большей четкостью, так как часто случается, что при передаче человеческий голос сильно искажается.

В радиозубе американских ученых электромагнитные колебания превращаются пьезоэлектрическим преобразователем в механические — размеры самого пьезоэлектрического преобразователя определяются амплитудой несущей радиочастоты, промодулированной звуковым сигналом. "Вибрирующий" пьезоэлемент по-разному давит на нервные окончания в зубе, связанные со слуховыми центрами мозга, — возникает слуховое ощущение. А может ли ухо непосредственно воспринимать электромагнитные колебания?