2026年8月3日
米国国立衛生研究所は、蝸牛放出を利用して内耳疾患を診断するプロジェクトに184万ドルの資金を提供している。
クリス・コッハー著
2026年7月17日
おそらくご存知ないであろう面白い事実をご紹介しましょう。音が耳に入ると、それよりもはるかに小さな音が耳から出てきます。そして、その音を機器が拾って分析すれば、聴覚専門医は聴覚に問題があるかどうかを判断できるのです。
助教 周建
蝸牛（音波を感知する感覚毛が生えている螺旋状の空洞）は、聴覚刺激に反応して耳音響放射（OAE）を発生させる。研究によると、内耳が損傷するとOAEは消失することが示されている。
ビンガムトン大学のジャン・ジョウ助教授（ 2018年博士号取得）は、米国国立衛生研究所（NIH）から資金提供を受けた5年間で184万ドルのプロジェクトを率いる。（新しいウィンドウで開きます）耳音響放射（OAE）をより正確かつ確実に検出できる、二重感知式の耳道プローブを開発する。
周氏は、共同研究者であるビンガムトン大学のロナルド・マイルズ特別教授と、南カリフォルニア大学ケック医学部のクリストファー・シェラ教授と協力する。研究チームは最初の3年間でプロトタイプを開発し、その後、参加者によるテストを通じて性能を改良していく予定だ。
「フローマイクロホンには非常に多くの潜在的な用途があります」と周氏は述べた。「医療機器として再考することで、世界中の何百万人もの聴覚障害者がより正確な診断を受け、治療に役立つ貴重なフィードバックを得ることができるでしょう。」
従来のマイクロホンは音圧を検出するが、音は空気の動きも引き起こし、粒子速度はそれを検出します。
ロナルド・マイルズ名誉教授
「私がずっとこだわってきたのは、音を感知するのに圧力を聞き取る必要はないということです。空気の動きを感知すればいいのです」とマイルズ氏は語った。「どちらも音なのですが、現在私たちが製造・使用しているマイクロフォンはすべて人間の耳をモデルにしています。なぜなら人間は傲慢な生き物で、あらゆるものを自分たちのように機能させようとするからです。実際には、ほとんどの動物は音をそのように聞き取るのではなく、空気の動きを聞き取っているのです。これには、音を聞くことができる多くの昆虫も含まれます。蚊の触角や毛など、前後に動く器官を持っているのです。」
この探査機は、トーマス・J・ワトソン工学・応用科学部の機械工学科の教員であるマイルズ氏とジョウ氏が開発した技術を基盤としており、その中には、クモが巣を通して音を聞く仕組みに着想を得た特許取得済みのセンシング技術も含まれている。
ビンガムトン大学で博士号を取得していた周氏は、大学の自然保護区を散歩中に、風に揺れる蜘蛛の巣を目にした。彼はマイルズの研究室に戻り、あるアイデアを思いついた。蜘蛛の糸のように丈夫で細い素材をマイクロホンに使用して、粒子の速度を検出できないだろうか？
いくつかの実験の結果、研究者たちは、このマイクロホンが1ヘルツから50キロヘルツまでの音に完璧な忠実度で反応できることを発見した。これは、従来の圧力式マイクロホンよりも広い周波数範囲と平坦な周波数特性を示している。
この技術はもはやクモから絹を採取することに頼っていないが、周氏はそのひらめきに感謝している。
「我々が昆虫よりも優れたものを作れるとは言いませんが、ナノテクノロジーを使えば、昆虫が作るものよりも小さな構造物を作ることができます」と彼は述べた。「10ナノメートル以下の寸法の構造物、つまりクモの糸の最大100分の1の細さの構造物を作ることができるのです。」
生体模倣型のフローマイクロフォンは、カナダのベンチャー企業TandemLaunchとそのスピンオフ企業Soundskritによって既に商品化されている。ビンガムトン大学の研究チームは、耳用プローブについて、小型化、精度向上のためのレーザーの統合、より従来型の音響圧力マイクロフォンの搭載を計画しており、同時に患者にとって安全な状態を維持することにも注力している。
耳道の小ささと、さらに小さな人間の聴覚系は研究を困難にしているが、マイルズは設計に携わることを楽しみにしている。「このプロジェクトには、とてつもない技術革新が必要になるだろう。我々は物を作るエンジニアだから、まさにそれに取り組むつもりだ。」
「このプロジェクトが成功すれば、耳の仕組みをより深く理解し、難聴をより早期かつ正確に検出できる新しい機器を開発できるでしょう」と周氏は述べた。
記事のポイント！
クモの巣が空気の動きを捉える仕組みに着想を得た高感度センサーを小型化し、従来の音圧マイクと組み合わせて蝸牛が発する微弱な耳音響放射をより正確かつ安定して測ることで、内耳の異常や難聴の早期発見につなげようとする研究が紹介されています。
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