Пробив в аудиологичните изследвания: постигнато е свръхестествено слухово възприятие

Проучване, проведено в Института за изследване на слуха „Кресге“ към Медицинския факултет на Университета в Мичиган, е създало свръхестествен слух при мишки и е подкрепило хипотеза за причините за скрита загуба на слуха при хората.

Преди това изследователите са използвали подобни техники – увеличаване на количеството на невротрофичния фактор невротрофин-3 във вътрешното ухо – за да помогнат за възстановяване на слуховите реакции при мишки, претърпели акустична травма, и за подобряване на слуха при мишки на средна възраст.

Това проучване е първото, което прилага същия подход към здрави млади мишки, за да създаде подобрена слухова обработка отвъд естествените нива.

„Знаехме, че повишаването на нивата на Ntf3 във вътрешното ухо на млади мишки увеличава броя на синапсите между вътрешните космени клетки и слуховите неврони, но не знаехме как това ще повлияе на слуха“, каза д-р Габриел Корфас, директор на Института Кресге, който ръководеше изследователския екип.

„Сега показваме, че животните с допълнителни синапси във вътрешното ухо имат нормални прагове на слуха, но могат да обработват слухова информация на свръхнормално ниво.“

Резултатите от изследването са публикувани в списанието PLOS Biology.

Както и в предишни проучвания, учените промениха експресията на Ntf3, за да увеличат броя на синапсите между вътрешните космени клетки и невроните.

Вътрешните космени клетки се намират във вътрешността на кохлеята и преобразуват звуковите вълни в сигнали, които се предават към мозъка чрез тези синапси.

Този път обаче бяха създадени и изследвани две групи млади мишки: едната с намален брой синапси, а втората с увеличен брой синапси, притежаващи свръхнормален слух.

„Преди това използвахме същата молекула, за да регенерираме синапси, загубени поради излагане на шум при млади мишки, и за да подобрим слуха при мишки на средна възраст, когато те вече бяха започнали да показват признаци на свързана с възрастта загуба на слуха“, каза Корфас.

„Това предполага, че тази молекула има потенциал да подобри слуха при хора в подобни ситуации. Новите открития показват, че регенерирането на синапсите или увеличаването на техния брой ще подобри слуховата обработка.“

И двете групи мишки са преминали през тест за инхибиране на предпулсовия отговор, който измерва способността им да откриват много кратки слухови стимули.

В този тест, обектът се поставя в камера с фонов шум, след което се възпроизвежда силен тон, който плаши мишката, самостоятелно или предшестван от много кратка пауза.

Тази пауза, ако бъде засечена от мишката, намалява реакцията на страх. Изследователите определили колко кратка трябва да бъде паузата, за да я засекат мишките.

Мишките с по-малко синапси изисквали значително по-дълги паузи, резултат, който подкрепя хипотезата за връзка между плътността на синапсите и латентната загуба на слуха при хората.

Скритата загуба на слуха описва трудности при разбирането на речта или разграничаването на звуци в шум, които не могат да бъдат открити чрез стандартни тестове. Резултатите от теста за потискане на препулсовия отговор преди това са били корелирани със слуховата обработка при хората.

Неочаквани резултати

По-малко очаквани бяха резултатите от мишки с увеличен брой синапси.

Те показаха подобрени пикове в измерения акустичен отговор на мозъчния ствол и също така се представиха по-добре на тест за инхибиране на предпулсовия отговор, което предполага способността за обработка на увеличени количества слухова информация.

„Бяхме изненадани да открием, че чрез увеличаване на броя на синапсите, мозъкът е в състояние да обработва допълнителна слухова информация. И тези мишки се представиха по-добре на поведенчески тест от контролните мишки“, каза Корфас.

Преди се смяташе, че основната причина за загуба на слуха при хората е загубата на космени клетки.

Въпреки това, сега е ясно, че загубата на синапси на вътрешните косъмчета може да е първото събитие в процеса на загуба на слуха, което прави терапиите, насочени към запазване, регенериране и/или увеличаване на броя на синапсите, обещаващ подход за лечение на някои слухови нарушения.

„Някои невродегенеративни заболявания също започват със загуба на синапси в мозъка“, каза Корфас.

„Следователно, поуките, извлечени от изследванията на вътрешното ухо, могат да помогнат за намирането на нови терапии за някои от тези опустошителни заболявания.“