Denge ve işitmeden sorumlu olan kulak, son derece hassas bir organdır. Bazen doğuştan gelen işitme sorunları yaşanabilir, bazen de yaş ilerlemesi ve hastalıklar gibi farklı faktörler nedeniyle işitme giderek azalır. Böyle durumlarda, işitmeye yardımcı olan cihazlar kişinin çevresi ile iletişim kurmaya devam etmesini sağlar. İleri ve çok ileri işitme kaybı olanlar, hemen hemen hiçbir sesi duymaz ya da ancak çok yüksek sesleri duyabilirler. Bu kişilerde sesin yükseltilmesini sağlayan işitme cihazları fayda sağlamaz. Bu gibi özel durumlar için biyonik kulak da denilen koklear implantlar (cochlear implant) kullanılmalıdır.
Kulaklarımız dış, orta ve iç kulak olarak üç bölümden oluşur. Dış kulakta yer alan kulak kepçesi, dışarıdan gelen ses dalgalarını toplayarak kulak kanalı içerisine yollar. Buradan ilerleyen ses dalgaları kulak zarına çarpar. Buradan itibaren artık orta kulak başlar. Orta kulakta çekiç (malleus), örs (inkus) ve üzengi (stapes) denen üç tane küçük kemikçik bulunur. Ses dalgaları, bu kemikçikler tarafından mekanik basınç dalgalarına dönüştürülerek iç kulağa gönderilir. İç kulağın yapısında koklea denen ve bu mekanik basınç dalgalarının elektriksel sinyallere dönüştürüldüğü bir organ vardır. Kokleanın içerisinde bulunan titrek tüylü hücreler, mekanik ses dalgalarını elektriksel uyaranlara dönüştürürler. Daha sonra işitme sinirleri yoluyla beyine iletilen bu sinyaller beyinde anlamlandırılır. Bazen aşırı gürültüye, yaşlanmaya ya da doğumsal nedenlere bağlı olarak, buradaki tüylü hücreler hasar görür ve dışarındaki sesi yükseltmeye yarayan işitme cihazları işe yaramaz. Böyle durumlarda biyonik kulak, kulağın hasarlı kısımlarını atlayarak sinir hücrelerinin anlayabileceği elektrik sinyallerini kendi kendine oluşturur.
İşitme engelli ya da işitme güçlüğü çeken küçük çocuklar için, küçük yaştan itibaren bir koklear implant kullanmak, konuşma ve dil becerilerini geliştirmek açısından çok önemlidir. Araştırmalar, 18 aylık olmadan koklear implant ameliyatı geçirip yoğun bir terapi alan çocukların, daha büyük yaşta implant alan akranlarına göre; duyma, ses ve müziği anlamlandırma ve konuşmada daha iyi olduklarını göstermektedir. Araştırmalar ayrıca, 18 aylıktan önce koklear implant ameliyatı geçiren çocukların, normal işitmeye sahip çocuklarla karşılaştırılabilir düzeyde dil becerileri geliştirdiklerini ve birçoğunun sınıflarında başarılı olduklarını göstermiştir.
Yaşamlarında daha sonra işitme duyusunun tamamını veya çoğunu kaybeden bazı yetişkinler de koklear implantlardan yararlanabilir. Yetişkin hastalar, implanttaki sinyalleri dudak okuma veya işaret dili gibi herhangi bir görsel ipucu gerektirmeksizin, hatırladıkları seslerle ilişkilendirmeyi öğrenirler. Koklear implantlar, işitme cihazlarından çok az yarar alan, şiddetli işitme kaybı olan kişiler için iletişimi ve yaşam kalitesini artırabilir.
Koklear implant ameliyatı genel anestezi altında yapılan ve yaklaşık 2 ila 4 saat arasında süren bir ameliyattır. Bu ameliyatta, cerrah kulağın arkasına bir kesik açar ve kafatasındaki (mastoid) kemiği aralar. Cerrah daha sonra kokleada küçük bir delik oluşturarak dahili cihazın elektrot dizisini bu delikten geçirir. Son olarak kesiler kapatılır. Koklear ameliyatlardan sonra hasta genelde bir gün hastanede kalır, işe dönme süresi ise 3-5 gün arasındadır.
Ameliyat sonrasında implante edilen kulak veya kulaklarda hafif baskı veya rahatsızlık, genel anesteziden dolayı baş dönmesi veya mide bulantısı gibi hafif etkiler yaşanabilir. Dikişlerin alınması için bir haftanın sonunda doktor kontrolüne girmek gerekir. Koklear implantlar, ameliyat bölgesinde iyileşme süresini hızlandırmak için ameliyattan hemen sonra açılmaz, doktorun verdiği süre dahilinde iki ila altı hafta sonra aktive edilir.
Rehabilitasyon, beynin koklear implanttan duyulan sesleri anlama konusunda eğitilmesini içerir. Ameliyat sonrası konuşma ve gündelik çevresel sesler, hastaya farklı gelebilir. Beynin, bu seslerin ne anlama geldiğini anlamak için zamana ve desteğe ihtiyacı vardır. Uyandıktan yatana kadar olan sürede konuşma işlemcisi sürekli giyilmelidir.