Průlom v audiologickém výzkumu: dosaženo nadpřirozeného sluchového vnímání

Studie provedená v Kresgeově institutu pro výzkum sluchu na lékařské fakultě Michiganské univerzity vytvořila u myší nadpřirozený sluch a také podpořila hypotézu o příčinách skryté ztráty sluchu u lidí.

Dříve vědci používali podobné techniky – zvyšování množství neurotrofického faktoru neurotrofinu-3 ve vnitřním uchu – k obnovení sluchových reakcí u myší, které utrpěly akustické trauma, a ke zlepšení sluchu u myší středního věku.

Tato studie byla první, která aplikovala stejný přístup na zdravé mladé myši k vytvoření vylepšeného sluchového zpracování nad rámec přirozených úrovní.

„Věděli jsme, že zvyšující se hladiny Ntf3 ve vnitřním uchu mladých myší zvyšují počet synapsí mezi vnitřními vláskovými buňkami a sluchovými neurony, ale nevěděli jsme, jak to ovlivní sluch,“ řekl Gabriel Korfas, PhD, ředitel Kresge Institute, který vedl výzkumný tým.

„Nyní ukazujeme, že zvířata s extra synapsemi ve vnitřním uchu mají normální sluchové prahy, ale dokáží zpracovávat sluchové informace na nadprůměrné úrovni.“

Výsledky studie byly publikovány v časopise PLOS Biology.

Stejně jako v předchozích studiích vědci změnili expresi Ntf3, aby zvýšili počet synapsí mezi vnitřními vlasovými buňkami a neurony.

Vnitřní vláskové buňky se nacházejí uvnitř kochley a přeměňují zvukové vlny na signály, které jsou prostřednictvím těchto synapsí přenášeny do mozku.

Tentokrát však byly vytvořeny a studovány dvě skupiny mladých myší: jedna se sníženým počtem synapsí a druhá se zvýšeným počtem synapsí, která měla supranormální sluch.

„Stejnou molekulu jsme dříve použili k regeneraci synapsí ztracených v důsledku vystavení hluku u mladých myší a ke zlepšení sluchu u myší středního věku, když již začaly vykazovat známky ztráty sluchu související s věkem,“ řekl Korfas.

„To naznačuje, že tato molekula má potenciál zlepšit sluch u lidí v podobných situacích. Nové poznatky naznačují, že regenerace synapsí nebo zvýšení jejich počtu zlepší sluchové zpracování.“

Obě skupiny myší podstoupily test inhibice prepulzní odpovědi, který měří jejich schopnost detekovat velmi krátké sluchové podněty.

V tomto testu je subjekt umístěn do komory s hlukem v pozadí, poté se přehraje hlasitý tón, který myš vyděsí, a to buď samostatně, nebo s velmi krátkou pauzou.

Tato pauza, pokud ji myš zaznamená, snižuje reakci na strach. Vědci určili, jak krátká musí být pauza, aby ji myši zachytily.

Myši s menším počtem synapsí vyžadovaly výrazně delší pauzy, což podporuje hypotézu o souvislosti mezi hustotou synapsí a latentní ztrátou sluchu u lidí.

Skrytá ztráta sluchu popisuje potíže s porozuměním řeči nebo rozlišováním zvuků v hluku, které nelze detekovat standardními testy. Výsledky testu potlačení prepulzní odpovědi byly dříve korelovány se sluchovým zpracováním u lidí.

Neočekávané výsledky

Méně očekávané byly výsledky myší se zvýšeným počtem synapsí.

Vykazovali zlepšené vrcholy v naměřené akustické odpovědi mozkového kmene a také si vedli lépe v testu inhibice prepulzní odpovědi, což naznačuje schopnost zpracovávat větší množství sluchových informací.

„S překvapením jsme zjistili, že zvýšením počtu synapsí byl mozek schopen zpracovat další sluchové informace. A tyto myši si v behaviorálním testu vedly lépe než kontrolní myši,“ řekl Korfas.

Dříve se věřilo, že hlavní příčinou ztráty sluchu u lidí je úbytek vláskových buněk.

Nyní je však jasné, že ztráta synapsí vnitřních vláskových buněk může být první událostí v procesu ztráty sluchu, což činí terapie zaměřené na zachování, regeneraci a/nebo zvýšení počtu synapsí slibným přístupem k léčbě některých poruch sluchu.

„Některá neurodegenerativní onemocnění také začínají ztrátou synapsí v mozku,“ řekl Korfas.

"Ponaučení získaná z výzkumu vnitřního ucha proto mohou pomoci při hledání nových terapií pro některé z těchto ničivých onemocnění."