Прорив в аудіологічних дослідженнях: досягнуто наднормального слухового сприйняття

Дослідження, проведене в Інституті досліджень слуху Кресге при Медичній школі Мічиганського університету, створило надприродний слух у мишей, а також підтвердило гіпотезу про причини прихованої втрати слуху у людей.

Раніше дослідники використовували подібні методи — збільшення кількості нейротрофічного фактора нейротрофіну-3 у внутрішньому вусі — щоб допомогти відновити слухові реакції у мишей, які перенесли акустичну травму, та покращити слух у мишей середнього віку.

Це дослідження було першим, у якому аналогічний підхід застосували до здорових молодих мишей, щоб створити покращену обробку слуху, що перевищує природний рівень.

«Ми знали, що підвищення рівня Ntf3 у внутрішньому вусі молодих мишей збільшує кількість синапсів між внутрішніми волосковими клітинами та слуховими нейронами, але ми не знали, як це вплине на слух», — сказав Габріель Корфас, доктор філософії, директор Інституту Кресге, який очолював дослідницьку групу.

«Тепер ми показуємо, що тварини з додатковими синапсами у внутрішньому вусі мають нормальні пороги слуху, але можуть обробляти слухову інформацію на наднормальному рівні».

Результати дослідження були опубліковані в журналі PLOS Biology.

Як і в попередніх дослідженнях, вчені змінили експресію Ntf3, щоб збільшити кількість синапсів між внутрішніми волосковими клітинами та нейронами.

Внутрішні волоскові клітини розташовані всередині равлика та перетворюють звукові хвилі на сигнали, які передаються до мозку через ці синапси.

Однак цього разу було створено та досліджено дві групи молодих мишей: одну зі зменшеною кількістю синапсів, а другу зі збільшеною кількістю синапсів, що володіють наднормовим слухом.

«Раніше ми використовували ту саму молекулу для регенерації синапсів, втрачених через вплив шуму у молодих мишей, та для покращення слуху у мишей середнього віку, коли вони вже почали проявляти ознаки вікової втрати слуху», – сказав Корфас.

«Це говорить про те, що ця молекула має потенціал покращувати слух у людей у подібних ситуаціях. Нові результати дослідження показують, що регенерація синапсів або збільшення їхньої кількості покращить обробку слухової інформації».

Обидві групи мишей пройшли тест гальмування передімпульсної реакції, який вимірює їхню здатність виявляти дуже короткі слухові подразники.

У цьому тесті суб'єкта поміщають у камеру з фоновим шумом, потім відтворюють гучний звук, який лякає мишу, або окремо, або з попередньою дуже короткою паузою.

Ця пауза, якщо її виявляє миша, зменшує реакцію страху. Дослідники визначили, наскільки короткою має бути пауза, щоб миші її виявили.

Мишам з меншою кількістю синапсів потрібні були значно довші паузи, що підтверджує гіпотезу про зв'язок між щільністю синапсів та латентною втратою слуху у людей.

Прихована втрата слуху описує труднощі з розумінням мови або розрізненням звуків у шумі, які неможливо виявити за допомогою стандартних тестів. Результати тесту придушення передімпульсної реакції раніше корелювали з обробкою слухової інформації у людей.

Неочікувані результати

Менш очікуваними були результати мишей зі збільшеною кількістю синапсів.

Вони показали покращені піки у виміряній акустичній відповіді стовбура мозку, а також краще показали результати тесту гальмування передімпульсної відповіді, що свідчить про здатність обробляти збільшену кількість слухової інформації.

«Ми були здивовані, виявивши, що завдяки збільшенню кількості синапсів мозок зміг обробляти додаткову слухову інформацію. І ці миші показали кращі результати в поведінковому тесті, ніж контрольні миші», – сказав Корфас.

Раніше вважалося, що основною причиною втрати слуху у людей є втрата волоскових клітин.

Однак зараз зрозуміло, що втрата синапсів внутрішніх волоскових клітин може бути першою подією в процесі втрати слуху, що робить терапію, спрямовану на збереження, регенерацію та/або збільшення кількості синапсів, перспективним підходом до лікування деяких розладів слуху.

«Деякі нейродегенеративні захворювання також починаються з втрати синапсів у мозку», – сказав Корфас.

«Тому уроки, отримані з досліджень внутрішнього вуха, можуть допомогти у пошуку нових методів лікування деяких із цих руйнівних захворювань».