Preboj v avdioloških raziskavah: doseženo nadnaravno slušno zaznavanje

Študija, ki jo je izvedel Kresgejev inštitut za raziskave sluha na Medicinski fakulteti Univerze v Michiganu, je pri miših ustvarila nadnaraven sluh in podprla tudi hipotezo o vzrokih skrite izgube sluha pri ljudeh.

Pred tem so raziskovalci uporabili podobne tehnike – povečanje količine nevrotrofičnega faktorja nevrotrofina-3 v notranjem ušesu – da bi pomagali obnoviti slušne odzive pri miših, ki so utrpele akustično travmo, in izboljšali sluh pri miših srednjih let.

Ta študija je bila prva, ki je uporabila isti pristop pri zdravih mladih miših, da bi ustvarila izboljšano slušno obdelavo, ki presega naravne ravni.

"Vedeli smo, da povečanje ravni Ntf3 v notranjem ušesu mladih miši poveča število sinaps med notranjimi lasnimi celicami in slušnimi nevroni, vendar nismo vedeli, kako bi to vplivalo na sluh," je dejal Gabriel Korfas, doktor znanosti, direktor Inštituta Kresge, ki je vodil raziskovalno skupino.

"Zdaj dokazujemo, da imajo živali z dodatnimi sinapsami v notranjem ušesu normalen slušni prag, vendar lahko obdelujejo slušne informacije na nadnormalni ravni."

Rezultati študije so bili objavljeni v reviji PLOS Biology.

Kot v prejšnjih študijah so znanstveniki spremenili izražanje Ntf3, da bi povečali število sinaps med notranjimi lasnimi celicami in nevroni.

Notranje lasne celice se nahajajo znotraj polža in pretvarjajo zvočne valove v signale, ki se preko teh sinaps prenašajo v možgane.

Vendar pa sta bili tokrat ustvarjeni in preučeni dve skupini mladih miši: ena z zmanjšanim številom sinaps in druga z večjim številom sinaps, ki ima nadnaraven sluh.

"Isto molekulo smo prej uporabili za regeneracijo sinaps, izgubljenih zaradi izpostavljenosti hrupu pri mladih miših, in za izboljšanje sluha pri miših srednjih let, ko so že začele kazati znake starostne izgube sluha," je dejal Korfas.

"To kaže, da ima ta molekula potencial za izboljšanje sluha pri ljudeh v podobnih situacijah. Nove ugotovitve kažejo, da bo regeneracija sinaps ali povečanje njihovega števila izboljšalo slušno obdelavo."

Obe skupini miši sta bili podvrženi testu inhibicije predpulznega odziva, ki meri njihovo sposobnost zaznavanja zelo kratkih slušnih dražljajev.

V tem testu subjekta postavijo v komoro s hrupom v ozadju, nato pa se predvaja glasen ton, ki prestraši miš, bodisi sam bodisi pred njim zelo kratek premor.

Če miš zazna ta premor, zmanjša odziv na strah. Raziskovalci so določili, kako kratek mora biti premor, da ga miši zaznajo.

Miši z manj sinapsami so potrebovale bistveno daljše pavze, kar podpira hipotezo o povezavi med gostoto sinaps in latentno izgubo sluha pri ljudeh.

Skrita izguba sluha opisuje težave pri razumevanju govora ali razlikovanju zvokov v hrupu, ki jih ni mogoče zaznati s standardnimi testi. Rezultati testa supresije predpulznega odziva so bili predhodno povezani z slušno obdelavo pri ljudeh.

Nepričakovani rezultati

Manj pričakovani so bili rezultati miši s povečanim številom sinaps.

Pokazali so izboljšane vrhove v izmerjenem akustičnem odzivu možganskega debla in se bolje odrezali tudi na testu inhibicije predpulznega odziva, kar kaže na sposobnost obdelave povečanih količin slušnih informacij.

"Presenečeni smo bili, ko smo ugotovili, da so možgani s povečanjem števila sinaps lahko obdelali dodatne slušne informacije. In te miši so se na vedenjskem testu odrezale bolje kot kontrolne miši," je dejal Korfas.

Prej je veljalo prepričanje, da je glavni vzrok za izgubo sluha pri ljudeh izguba lasnih celic.

Vendar je zdaj jasno, da je izguba sinaps notranjih lasnih celic lahko prvi dogodek v procesu izgube sluha, zaradi česar so terapije, namenjene ohranjanju, regeneraciji in/ali povečanju števila sinaps, obetaven pristop k zdravljenju nekaterih slušnih motenj.

"Nekatere nevrodegenerativne bolezni se začnejo tudi z izgubo sinaps v možganih," je dejal Korfas.

"Zato lahko izkušnje, pridobljene iz raziskav notranjega ušesa, pomagajo pri iskanju novih terapij za nekatere od teh uničujočih bolezni."