Áttörés az audiológiai kutatásban: szupernormális hallásérzékelést értek el

A Michigani Egyetem Orvosi Karának Kresge Halláskutató Intézetében végzett tanulmány egerekben szupernormális hallást hozott létre, és alátámasztotta az embereknél fellépő rejtett halláskárosodás okaira vonatkozó hipotézist is.

Korábban a kutatók hasonló technikákat alkalmaztak – növelve a neurotrofin-3 neurotróf faktor mennyiségét a belső fülben –, hogy segítsenek helyreállítani a hallási válaszokat akusztikus traumát elszenvedett egerekben, és javítsák a hallást középkorú egerekben.

Ez a tanulmány volt az első, amely ugyanezt a megközelítést alkalmazta egészséges fiatal egereken, hogy a természetes szintet meghaladó, fokozott hallási feldolgozást hozzon létre.

„Tudtuk, hogy a fiatal egerek belső fülében az Ntf3 szintjének növelése növeli a belső szőrsejtek és a hallóneuronok közötti szinapszisok számát, de nem tudtuk, hogy ez hogyan befolyásolja a hallást” – mondta Gabriel Korfas PhD, a Kresge Intézet igazgatója, a kutatócsoport vezetője.

„Most azt mutatjuk be, hogy azok az állatok, amelyeknek extra szinapszisaik vannak a belső fülükben, normális hallásküszöbbel rendelkeznek, de a hallási információkat szupranormális szinten tudják feldolgozni.”

A tanulmány eredményeit a PLOS Biology folyóiratban tették közzé.

A korábbi tanulmányokhoz hasonlóan a tudósok megváltoztatták az Ntf3 expresszióját, hogy növeljék a belső szőrsejtek és a neuronok közötti szinapszisok számát.

A belső szőrsejtek a csiga belsejében helyezkednek el, és a hanghullámokat jelekké alakítják, amelyek ezeken a szinapszisokon keresztül jutnak el az agyba.

Ezúttal azonban két fiatal egércsoportot hoztak létre és vizsgáltak: az egyiket csökkentett szinapszisszámmal, a másikat pedig megnövekedett szinapszisszámmal, és ezek szupranormális hallással rendelkeztek.

„Korábban ugyanezt a molekulát használtuk fiatal egereknél a zajexpozíció miatt elvesztett szinapszisok regenerálására, valamint középkorú egerek hallásának javítására, amikor már elkezdték mutatni az életkorral összefüggő halláskárosodás jeleit” – mondta Korfas.

„Ez arra utal, hogy ez a molekula képes javítani a hallást hasonló helyzetekben lévő embereknél. Az új eredmények arra utalnak, hogy a szinapszisok regenerálása vagy számuk növelése javítja a hallásfeldolgozást.”

Mindkét egércsoport prepulzus válaszgátlási teszten esett át, amely a nagyon rövid hallási ingerek érzékelésére való képességüket méri.

Ebben a tesztben a vizsgálati alanyt egy háttérzajjal teli kamrába helyezik, majd egy hangos, az egeret megijesztő hangot játszanak le, akár önmagában, akár egy nagyon rövid szünettel megelőzve.

Ez a szünet, ha az egér érzékeli, csökkenti a félelemreakciót. A kutatók meghatározták, hogy milyen rövidnek kellett lennie a szünetnek ahhoz, hogy az egerek érzékeljék.

A kevesebb szinapszissal rendelkező egereknél szignifikánsan hosszabb szünetekre volt szükség, ami alátámasztja a szinapszis-sűrűség és a látens halláskárosodás közötti összefüggés hipotézisét emberekben.

A rejtett halláskárosodás a beszéd megértésének vagy a zajban lévő hangok megkülönböztetésének nehézségeit jelenti, amelyeket a standard tesztek nem képesek kimutatni. A prepulzus válasz elnyomásának tesztjének eredményeit korábban már összefüggésbe hozták az embereknél végzett hallási feldolgozással.

Váratlan eredmények

Kevésbé vártak olyan eredményeket, amelyeknél megnövekedett a szinapszisok száma.

Javult csúcsértékeket mutattak a mért akusztikus agytörzsi válaszban, és jobban teljesítettek egy prepulzus válaszgátlási teszten is, ami arra utal, hogy képesek megnövekedett mennyiségű hallási információ feldolgozására.

„Meglepődve tapasztaltuk, hogy a szinapszisok számának növelésével az agy képes volt további hallási információkat feldolgozni. És ezek az egerek jobban teljesítettek egy viselkedési teszten, mint a kontrollcsoport egerek” – mondta Korfas.

Korábban azt hitték, hogy az emberi halláskárosodás fő oka a szőrsejtek elvesztése.

Azonban most már világos, hogy a belső szőrsejtek szinapszisainak elvesztése lehet az első esemény a halláskárosodás folyamatában, így a szinapszisok számának megőrzését, regenerálását és/vagy növelését célzó terápiák ígéretes megközelítést jelenthetnek egyes hallászavarok kezelésében.

„Néhány neurodegeneratív betegség is az agyi szinapszisok elvesztésével kezdődik” – mondta Korfas.

„Ezért a belső fülkutatásból levont tanulságok segíthetnek új terápiák kidolgozásában e pusztító betegségek némelyikére.”