Prelom v audiologickom výskume: dosiahnuté nadprirodzené sluchové vnímanie

Štúdia vykonaná v Kresge Institute for Hearing Research na University of Michigan Medical School vytvorila u myší nadprirodzený sluch a tiež podporila hypotézu o príčinách skrytej straty sluchu u ľudí.

Predtým výskumníci používali podobné techniky – zvyšovanie množstva neurotrofického faktora neurotrofínu-3 vo vnútornom uchu – na pomoc pri obnove sluchových reakcií u myší, ktoré utrpeli akustickú traumu, a na zlepšenie sluchu u myší stredného veku.

Táto štúdia bola prvou, ktorá aplikovala rovnaký prístup na zdravé mladé myši s cieľom dosiahnuť vylepšené sluchové spracovanie nad rámec prirodzených úrovní.

„Vedeli sme, že zvyšovanie hladín Ntf3 vo vnútornom uchu mladých myší zvyšuje počet synapsií medzi vnútornými vlasovými bunkami a sluchovými neurónmi, ale nevedeli sme, ako to ovplyvní sluch,“ povedal Gabriel Korfas, PhD, riaditeľ Kresge Institute, ktorý viedol výskumný tím.

„Teraz ukazujeme, že zvieratá s extra synapsami vo vnútornom uchu majú normálne sluchové prahy, ale dokážu spracovať sluchové informácie na nadštandardnej úrovni.“

Výsledky štúdie boli publikované v časopise PLOS Biology.

Rovnako ako v predchádzajúcich štúdiách, vedci zmenili expresiu Ntf3, aby zvýšili počet synapsií medzi vnútornými vlasovými bunkami a neurónmi.

Vnútorné vláskové bunky sa nachádzajú vo vnútri kochley a premieňajú zvukové vlny na signály, ktoré sa prenášajú do mozgu cez tieto synapsie.

Tentoraz však boli vytvorené a študované dve skupiny mladých myší: jedna so zníženým počtom synapsií a druhá so zvýšeným počtom synapsií, ktorá mala nadprirodzený sluch.

„Tú istú molekulu sme predtým použili na regeneráciu synapsií stratených v dôsledku vystavenia hluku u mladých myší a na zlepšenie sluchu u myší stredného veku, keď už začali vykazovať známky straty sluchu súvisiacej s vekom,“ povedal Korfas.

„To naznačuje, že táto molekula má potenciál zlepšiť sluch u ľudí v podobných situáciách. Nové zistenia naznačujú, že regenerácia synapsií alebo zvýšenie ich počtu zlepší spracovanie sluchu.“

Obe skupiny myší podstúpili test inhibície prepulznej odpovede, ktorý meria ich schopnosť detekovať veľmi krátke sluchové podnety.

V tomto teste je subjekt umiestnený do komory s hlukom v pozadí, potom sa prehrá hlasný tón, ktorý myš vystraší, buď samostatne, alebo po veľmi krátkej pauze.

Ak myš túto pauzu zachytí, znižuje reakciu na strach. Výskumníci určili, aká krátka musí byť pauza, aby ju myši zachytili.

Myši s menším počtom synapsií vyžadovali výrazne dlhšie pauzy, čo podporuje hypotézu o súvislosti medzi hustotou synapsií a latentnou stratou sluchu u ľudí.

Skrytá strata sluchu opisuje ťažkosti s porozumením reči alebo rozlišovaním zvukov v hluku, ktoré nie je možné zistiť štandardnými testami. Výsledky testu potlačenia prepulznej odpovede boli predtým korelované so sluchovým spracovaním u ľudí.

Neočakávané výsledky

Menej očakávané boli výsledky myší so zvýšeným počtom synapsií.

Vykazovali zlepšené vrcholy v nameranej akustickej odpovedi mozgového kmeňa a tiež dosiahli lepšie výsledky v teste inhibície prepulznej odpovede, čo naznačuje schopnosť spracovať zvýšené množstvo sluchových informácií.

„Prekvapilo nás, že zvýšením počtu synapsií bol mozog schopný spracovať ďalšie sluchové informácie. A tieto myši dosiahli lepšie výsledky v behaviorálnom teste ako kontrolné myši,“ povedal Korfas.

Predtým sa verilo, že hlavnou príčinou straty sluchu u ľudí je strata vlasových buniek.

Teraz je však jasné, že strata synapsií vnútorných vláskových buniek môže byť prvou udalosťou v procese straty sluchu, čo robí terapie zamerané na zachovanie, regeneráciu a/alebo zvýšenie počtu synapsií sľubným prístupom k liečbe niektorých porúch sluchu.

„Niektoré neurodegeneratívne ochorenia tiež začínajú stratou synapsií v mozgu,“ povedal Korfas.

„Preto môžu poznatky získané z výskumu vnútorného ucha pomôcť pri hľadaní nových terapií pre niektoré z týchto ničivých ochorení.“