借助空间转录组技术，揭示听觉脑机接口关键靶点

耳聋作为全球范围内最为常见的感官功能缺陷，会引发语言交流障碍以及认知功能受损等一系列问题。针对重度耳聋患者，目前临床上主要采用人工耳蜗刺激听神经的方式来实现听觉重建。然而，人工耳蜗的治疗效果尚不尽如人意，且存在部分重度耳聋患者，由于内耳或听神经存在发育畸形或遭受损伤等情况，无法进行人工耳蜗植入手术。

随着脑机接口（Brain - Computer Interface，BCI）技术的持续发展，中枢听觉重建成为这部分无法接受人工耳蜗植入耳聋患者的唯一希望。在临床实践中，通过针对脑干耳蜗核实施人工听觉脑干植入（Auditory Brainstem Implantation，ABI）技术，已成功帮助部分患者恢复了一定程度的听觉功能。但这些患者在术后仍面临言语感知能力受限的问题，究其重要原因，在于脑干耳蜗核的声音编码机制与耳蜗存在显著差异。耳蜗内负责编码声音的毛细胞和螺旋神经元呈高度规则的线性排列，通过位置编码和强度编码的方式对声音进行解码，并将声音信号转化为神经电信号；而耳蜗核作为声音信号传导至中枢神经系统的第一站，其内部神经元呈现出复杂的三维空间分布特征，并形成复杂的网络连接。因此，深入理解耳蜗核的声音处理机制，并精准阐明电极刺激的关键靶点，成为提升听觉脑机接口临床应用效果的关键科学难题。

2026年4月，上海交通大学医学院附属第九人民医院团队于国际知名期刊《Cell Research》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。

该研究首次成功构建了具有单细胞分辨率的耳蜗核空间转录组图谱，系统深入地解析了耳蜗核的细胞组成成分以及基因表达调控网络。同时，首次对耳蜗核中负责感受声音的关键神经元类型及其空间分布特征进行了详细解析。这一研究成果为深入理解听觉信息在耳蜗核中的编码机制提供了关键性的科学依据，也为听觉脑机接口技术提供了至关重要的关键靶点。

耳蜗核作为听觉中枢的关键一级神经核团，蕴含着数十种功能特性各异的神经元。这些神经元承担着对声音信号进行初步处理与编码的重要任务，并将处理后的信号传递至听觉皮层，最终形成听觉感知。同时，耳蜗核在听觉脑机接口领域也占据着重要地位，是关键的位点与刺激靶点。然而，目前对于这些神经元在复杂声音信号处理过程中如何协同工作，以及其协同工作的分子基础，仍尚未完全阐明。这也导致在针对耳蜗核进行编码刺激时，难以实现高分辨率的精准操作。

该研究团队通过巧妙整合Stereo - seq、snRNA - seq和snATAC - seq等多种先进技术，首次成功构建了耳蜗核具有单细胞分辨率的空间转录组图谱。这一图谱清晰地明确了耳蜗核不同功能亚区的细胞类型构成及其独特的分子特征，系统且深入地解析了小鼠耳蜗核的细胞分子类型，以及在听觉诱导下基因表达的变化特征。

研究过程中，团队通过细致比较多种具有不同听力表型小鼠耳蜗核的空间区域分子特性，以及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。尤为重要的是，首次鉴定出位于前复核后侧（pAVCN）的Spp1 + - bushy cell这一细胞亚型，在响应声音信号刺激时，其基因表达变化最为显著。进一步深入研究后发现，Spp1的表达水平受到听觉信号传入的显著动态调控，在听觉发育以及功能重建过程中发挥着至关重要的关键作用。

这一具有突破性的研究成果，不仅为深入阐明耳蜗核听觉信息处理的分子机制，以及听觉重建后的神经可塑性提供了全新的理论依据，也为优化听觉早期干预策略、精准指导人工听觉脑干植入的刺激靶点提供了极具价值的参考。同时，该研究还为神经科学领域的核心问题——“感觉输入如何调控神经元可塑性”提供了新的实验证据，有力推动了该领域的研究进展。

该团队长期深耕于耳聋发病机制及听觉功能重建的基础与临床研究领域。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多个方面，均取得了系列重要成果。团队所研发的新一代听觉脑干植入装置，已顺利完成注册临床试验，各项指标均达到三类医疗器械的安全性和有效性要求。所有接受植入的患者均恢复了有效听觉，目前该装置已提交三类医疗器械注册申请，并获得创新医疗器械绿色通道受理，有望为更多耳聋患者带来福音。