Cell Research：上海交大吴皓团队利用空间转录组技术，阐明听觉脑机接口关键靶点

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

耳聋是全球最常见的感官障碍，可导致语言交流和认知功能障碍。对于重度耳聋患者，通过人工耳蜗刺激听神经是目前主要的听觉重建方案。然而，人工耳蜗的效果仍然不理想，并且有一部分重度耳聋患者因内耳或听神经发育畸形或损伤而无法接受人工耳蜗植入。

脑机接口（BCI）技术的发展使得中枢听觉重建成为这部分耳聋患者的唯一希望，临床上通过靶向脑干耳蜗核的人工听觉脑干植入（auditory brainstem implantation，ABI）恢复有意义的听觉已经获得成功，但这些患者术后言语感知能力仍然有限，其重要原因是脑干耳蜗核的声音编码机制与耳蜗完全不同。耳蜗内编码声音的毛细胞和螺旋神经元呈非常规则的线性排列，通过位置编码和强度编码解码声音并将声音信号转换成神经电信号；耳蜗核是声音信号传导进入中枢的第一站，在这个立体结构中，神经元呈复杂的三维空间分布和网络链接。因此，如何深刻理解耳蜗核的声音处理机制并阐明电极刺激的关键靶点，成为提升听觉脑机接口临床效果的关键科学挑战。

2026 年 4 月，上海交通大学医学院附属第九人民医院吴皓教授团队（刘辉辉医生、廖上峰博士、李晓苇博士、宋历研究员为论文共同第一作者）在Cell Research期刊发表了题为：Cochlear nucleus spatial transcriptomes of normal and hearing-loss mice revealed critical role of Spp1 expression in bushy cells 的研究论文。

该研究首次构建了单细胞分辨率的耳蜗核空间转录组图谱，系统解析了其细胞组成及基因表达调控网络，首次解析了耳蜗核中感受声音的关键神经元类型及其空间分布，对理解听觉信息在耳蜗核中的编码机制提供了关键依据，为听觉脑机接口提供了关键靶点。

耳蜗核作为听觉中枢的第一级神经核团，包含数十种功能各异的神经元，负责对声音信号进行初步处理与编码，并传递至听觉皮层形成听觉，也是听觉脑机接口的重要位点与刺激靶点。但这些神经元如何在复杂声音信号处理中协同工作及其分子基础仍未阐明，也无法对耳蜗核进行高分辨率的编码刺激。

该研究通过整合 Stereo-seq、snRNA-seq 和 snATAC-seq 等技术，首次构建了耳蜗核单细胞分辨率的空间转录组图谱，明确了不同功能亚区的细胞类型构成及其分子特征，系统解析了小鼠耳蜗核的细胞分子类型及听觉诱导的基因表达变化特征。

研究团队通过比较多种不同听力表型小鼠耳蜗核的空间区域分子特性和单细胞基因表达谱的差异，系统揭示了听觉传入信号对耳蜗核神经元的分子调控网络，并首次鉴定出位于前复核后侧（pAVCN）的 Spp1+-bushy cell 为响应声音信号刺激时基因表达变化最显著的细胞亚型。进一步研究发现，Spp1 的表达水平受到听觉信号传入的显著动态调控，在听觉发育与功能重建过程中发挥关键作用。

这一成果不仅为阐明耳蜗核听觉信息处理的分子机制及听觉重建后的神经可塑性提供了新的理论依据，也为优化听觉早期干预策略、指导人工听觉脑干植入的精准刺激靶点提供了重要参考。同时也为“感觉输入如何调控神经元可塑性”这一神经科学核心问题提供了新的实验证据。

吴皓教授团队长期致力于耳聋发病机制及听觉功能重建的基础和临床研究，在耳蜗突触病变机制、药物与基因治疗靶点探索、人工听觉植入技术研发等领域已取得系列成果，所研发的新一代听觉脑干植入装置已完成注册临床试验，达到三类医疗器械安全性和有效性要求，所有植入病人均恢复了有效听觉，已提交三类医疗器械注册申请且获创新医疗器械绿色通道受理。

NUROTRON-WH01A听觉脑干植入装置

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41422-026-01246-4