耳朵里有一个特殊的地方叫 ” Round Window “,它是耳蜗的一个小开口,我们可以在这个位置放一个小电极(就像一个微星传感器),这个位置很好,它已经非常靠近大量听神经纤维汇集的地方啦。

我们听到声音,引入耳蜗内的变化,之后内毛细胞会被激活,听神经纤维也会被激活,之后产生电信号。这电信号会被那个小电极检测到,会测到一个短暂的波形,一般在微伏 (μV) 级别,声音开始后几毫秒内就能记录到,看起来像这样的波形:

单个神经元:   _/\___
多个神经元:   _/\___
              __/\__
               __/\_
叠加效果:     _/‾\__

为什么电极能够感受到这些信号?

  • 神经元发放动作电位时会产生电流,电流会在周围的组织中流动,就像把一块石头扔进水里,电流会向四周扩散。
  • 单个神经元的电信号非常微弱(100 微伏),但是听神经有成千上万,都集中在一个狭小的区域,- 圆窗电极正好位于这个 ” 信号集中地 ” 附近,所有神经纤维的信号叠加起来就能达到可记录的强度
  • 信号大小的概念
    • 单个神经元:约 0.1 毫伏,CAP 信号:可达到几百微伏到几毫伏,
    • 相比之下,普通脑电图 (EEG) 信号:约 10-100 微伏,心电图 (ECG) 信号:约 1-2 毫伏

CAP 的用处

我们可以通用这个信号来看一些整体性的功能:

  • 听神经是否有在正常放电(正常工作)
  • 大约有多少神经纤维被激活(基于总体的强度是怎样的)
  • 神经反应的时间特征
  • 当然也包括对不同强度的声音的反应程度。

就像在体育场,当观众同时鼓掌时,我们能听到整体的掌声一样。CAP 记录的是大量听神经纤维 ” 同时鼓掌 ” 产生的电信号。

但很明显,这种也是需要通过手术来操作的,要通过临床开刀,植入电极,一般在动物中用的更多一些。但不如 Auditory Brainstem Response (ABR) 的方式更加常用,毕竟人家是无创的。