Terobosan dalam penyelidikan audiologi: persepsi pendengaran supernormal dicapai

Kajian yang dijalankan di Institut Penyelidikan Pendengaran Kresge di Sekolah Perubatan Universiti Michigan telah mencipta pendengaran luar biasa pada tikus dan juga menyokong hipotesis tentang punca kehilangan pendengaran tersembunyi pada manusia.

Sebelum ini, penyelidik menggunakan teknik yang sama-meningkatkan jumlah faktor neurotropik neurotrophin-3 dalam telinga dalam-untuk membantu memulihkan tindak balas pendengaran pada tikus yang mengalami trauma akustik dan untuk meningkatkan pendengaran pada tikus pertengahan umur.

Kajian ini adalah yang pertama menggunakan pendekatan yang sama kepada tikus muda yang sihat untuk mencipta pemprosesan pendengaran yang dipertingkatkan melebihi tahap semula jadi.

"Kami tahu bahawa peningkatan tahap Ntf3 dalam telinga dalam tikus muda meningkatkan bilangan sinaps antara sel rambut dalam dan neuron pendengaran, tetapi kami tidak tahu bagaimana ini akan menjejaskan pendengaran, " kata Gabriel Korfas, PhD, pengarah Institut Kresge, yang mengetuai pasukan penyelidikan.

"Kami kini menunjukkan bahawa haiwan dengan sinaps tambahan di telinga dalam mempunyai ambang pendengaran normal tetapi boleh memproses maklumat pendengaran pada tahap supranormal."

Hasil kajian itu diterbitkan dalam jurnal PLOS Biology.

Seperti dalam kajian terdahulu, saintis mengubah ekspresi Ntf3 untuk meningkatkan bilangan sinaps antara sel rambut dalam dan neuron.

Sel rambut dalaman terletak di dalam koklea dan menukar gelombang bunyi menjadi isyarat yang dihantar ke otak melalui sinaps ini.

Walau bagaimanapun, kali ini, dua kumpulan tikus muda telah dicipta dan dikaji: satu dengan bilangan sinaps yang berkurangan, dan yang kedua dengan peningkatan bilangan sinaps, mempunyai pendengaran supranormal.

"Kami sebelum ini menggunakan molekul yang sama untuk menjana semula sinaps yang hilang akibat pendedahan bunyi pada tikus muda dan untuk meningkatkan pendengaran pada tikus pertengahan umur apabila mereka sudah mula menunjukkan tanda-tanda kehilangan pendengaran yang berkaitan dengan usia, " kata Korfas.

"Ini menunjukkan bahawa molekul ini mempunyai potensi untuk meningkatkan pendengaran pada orang dalam situasi yang sama. Penemuan baru mencadangkan bahawa penjanaan semula sinaps atau meningkatkan bilangannya akan meningkatkan pemprosesan pendengaran."

Kedua-dua kumpulan tikus menjalani ujian perencatan tindak balas prepulse, yang mengukur keupayaan mereka untuk mengesan rangsangan pendengaran yang sangat singkat.

Dalam ujian ini, subjek diletakkan di dalam ruang dengan bunyi latar belakang, kemudian nada kuat yang menakutkan tetikus dimainkan, sama ada bersendirian atau didahului dengan jeda yang sangat singkat.

Jeda ini, jika dikesan oleh tetikus, mengurangkan tindak balas ketakutan. Para penyelidik menentukan betapa singkatnya jeda untuk tikus mengesannya.

Tikus dengan sinaps yang lebih sedikit memerlukan jeda yang jauh lebih lama, hasil yang menyokong hipotesis hubungan antara ketumpatan sinaps dan kehilangan pendengaran terpendam pada manusia.

Kehilangan pendengaran tersembunyi menggambarkan kesukaran memahami pertuturan atau membezakan bunyi dalam bunyi yang tidak dapat dikesan oleh ujian standard. Keputusan ujian penindasan tindak balas prepulse sebelum ini telah dikaitkan dengan pemprosesan pendengaran pada manusia.

Keputusan yang tidak dijangka

Kurang dijangkakan adalah hasil tikus dengan peningkatan bilangan sinaps.

Mereka menunjukkan kemuncak yang lebih baik dalam tindak balas batang otak akustik yang diukur dan juga menunjukkan prestasi yang lebih baik pada ujian perencatan tindak balas prepulse, mencadangkan keupayaan untuk memproses jumlah maklumat pendengaran yang meningkat.

"Kami terkejut apabila mendapati bahawa dengan meningkatkan bilangan sinaps, otak dapat memproses maklumat pendengaran tambahan. Dan tikus ini melakukan lebih baik pada ujian tingkah laku daripada tikus kawalan, " kata Korfas.

Sebelum ini, dipercayai punca utama kehilangan pendengaran pada manusia ialah kehilangan sel rambut.

Walau bagaimanapun, kini jelas bahawa kehilangan sinaps sel rambut dalam mungkin merupakan peristiwa pertama dalam proses kehilangan pendengaran, menjadikan terapi yang bertujuan untuk memelihara, menjana semula dan/atau meningkatkan nombor sinaps sebagai pendekatan yang menjanjikan untuk merawat beberapa gangguan pendengaran.

"Sesetengah penyakit neurodegeneratif juga bermula dengan kehilangan sinaps di otak, " kata Korfas.

"Oleh itu, pelajaran yang dipelajari daripada penyelidikan telinga dalam boleh membantu dalam mencari terapi baharu untuk beberapa penyakit yang memusnahkan ini."