Τομή στην ακοολογική έρευνα: επιτυγχάνεται υπερφυσική ακουστική αντίληψη

Μια μελέτη που διεξήχθη στο Ινστιτούτο Kresge για την Έρευνα Ακοής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν δημιούργησε υπερφυσική ακοή σε ποντίκια και επίσης υποστήριξε μια υπόθεση σχετικά με τις αιτίες της κρυφής απώλειας ακοής στους ανθρώπους.

Προηγουμένως, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν παρόμοιες τεχνικές - αυξάνοντας την ποσότητα του νευροτροφικού παράγοντα νευροτροφίνης-3 στο εσωτερικό αυτί - για να βοηθήσουν στην αποκατάσταση των ακουστικών αποκρίσεων σε ποντίκια που είχαν υποστεί ακουστικό τραύμα και για να βελτιώσουν την ακοή σε ποντίκια μέσης ηλικίας.

Αυτή η μελέτη ήταν η πρώτη που εφάρμοσε την ίδια προσέγγιση σε υγιή νεαρά ποντίκια για να δημιουργήσει βελτιωμένη ακουστική επεξεργασία πέρα από τα φυσικά επίπεδα.

«Γνωρίζαμε ότι η αύξηση των επιπέδων Ntf3 στο εσωτερικό αυτί νεαρών ποντικών αυξάνει τον αριθμό των συνάψεων μεταξύ των εσωτερικών τριχωτών κυττάρων και των ακουστικών νευρώνων, αλλά δεν γνωρίζαμε πώς αυτό θα επηρέαζε την ακοή», δήλωσε ο Gabriel Korfas, PhD, διευθυντής του Ινστιτούτου Kresge, ο οποίος ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας.

«Τώρα δείχνουμε ότι τα ζώα με επιπλέον συνάψεις στο εσωτερικό αυτί έχουν φυσιολογικά όρια ακοής, αλλά μπορούν να επεξεργάζονται ακουστικές πληροφορίες σε υπερφυσικό επίπεδο».

Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό PLOS Biology.

Όπως και σε προηγούμενες μελέτες, οι επιστήμονες άλλαξαν την έκφραση του Ntf3 για να αυξήσουν τον αριθμό των συνάψεων μεταξύ των εσωτερικών τριχωτών κυττάρων και των νευρώνων.

Τα εσωτερικά τριχωτά κύτταρα βρίσκονται μέσα στον κοχλία και μετατρέπουν τα ηχητικά κύματα σε σήματα που μεταδίδονται στον εγκέφαλο μέσω αυτών των συνάψεων.

Ωστόσο, αυτή τη φορά, δημιουργήθηκαν και μελετήθηκαν δύο ομάδες νεαρών ποντικών: η μία με μειωμένο αριθμό συνάψεων και η δεύτερη με αυξημένο αριθμό συνάψεων, που διαθέτουν υπερφυσική ακοή.

«Χρησιμοποιήσαμε προηγουμένως το ίδιο μόριο για να αναγεννήσουμε τις συνάψεις που χάθηκαν λόγω έκθεσης σε θόρυβο σε νεαρά ποντίκια και για να βελτιώσουμε την ακοή σε ποντίκια μέσης ηλικίας, όταν είχαν ήδη αρχίσει να εμφανίζουν σημάδια απώλειας ακοής που σχετίζεται με την ηλικία», δήλωσε ο Κόρφας.

«Αυτό υποδηλώνει ότι αυτό το μόριο έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει την ακοή σε άτομα που βρίσκονται σε παρόμοιες καταστάσεις. Τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η αναγέννηση των συνάψεων ή η αύξηση του αριθμού τους θα βελτιώσει την ακουστική επεξεργασία».

Και οι δύο ομάδες ποντικών υποβλήθηκαν σε δοκιμασία αναστολής απόκρισης προπαλμού, η οποία μετρά την ικανότητά τους να ανιχνεύουν πολύ σύντομα ακουστικά ερεθίσματα.

Σε αυτή τη δοκιμή, το άτομο τοποθετείται σε έναν θάλαμο με θόρυβο υποβάθρου και στη συνέχεια αναπαράγεται ένας δυνατός ήχος που τρομάζει το ποντίκι, είτε μόνος του είτε αφού προηγηθεί μια πολύ σύντομη παύση.

Αυτή η παύση, εάν ανιχνευθεί από το ποντίκι, μειώνει την αντίδραση φόβου. Οι ερευνητές προσδιόρισαν πόσο σύντομη έπρεπε να είναι η παύση για να την ανιχνεύσουν τα ποντίκια.

Τα ποντίκια με λιγότερες συνάψεις χρειάστηκαν σημαντικά μεγαλύτερες παύσεις, ένα αποτέλεσμα που υποστηρίζει την υπόθεση μιας σύνδεσης μεταξύ της πυκνότητας των συνάψεων και της λανθάνουσας απώλειας ακοής στους ανθρώπους.

Η κρυφή απώλεια ακοής περιγράφει δυσκολίες στην κατανόηση της ομιλίας ή στη διάκριση ήχων σε θόρυβο που δεν μπορούν να ανιχνευθούν με τυπικές δοκιμές. Τα αποτελέσματα της δοκιμής καταστολής της προπαλμικής απόκρισης έχουν συσχετιστεί προηγουμένως με την ακουστική επεξεργασία σε ανθρώπους.

Μη αναμενόμενα αποτελέσματα

Λιγότερο αναμενόμενα ήταν τα αποτελέσματα των ποντικών με αυξημένο αριθμό συνάψεων.

Έδειξαν βελτιωμένες κορυφές στην μετρούμενη ακουστική απόκριση του εγκεφαλικού στελέχους και επίσης είχαν καλύτερη απόδοση σε μια δοκιμασία αναστολής της προπαλμικής απόκρισης, υποδηλώνοντας την ικανότητα επεξεργασίας αυξημένων ποσοτήτων ακουστικών πληροφοριών.

«Με έκπληξη διαπιστώσαμε ότι αυξάνοντας τον αριθμό των συνάψεων, ο εγκέφαλος ήταν σε θέση να επεξεργάζεται πρόσθετες ακουστικές πληροφορίες. Και αυτά τα ποντίκια είχαν καλύτερη απόδοση σε ένα τεστ συμπεριφοράς από τα ποντίκια ελέγχου», δήλωσε ο Κόρφας.

Προηγουμένως, πιστευόταν ότι η κύρια αιτία απώλειας ακοής στους ανθρώπους ήταν η απώλεια τριχωτών κυττάρων.

Ωστόσο, είναι πλέον σαφές ότι η απώλεια των συνάψεων των εσωτερικών τριχωτών κυττάρων μπορεί να είναι το πρώτο συμβάν στη διαδικασία απώλειας ακοής, καθιστώντας τις θεραπείες που στοχεύουν στη διατήρηση, την αναγέννηση ή/και την αύξηση του αριθμού των συνάψεων μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη θεραπεία ορισμένων διαταραχών της ακοής.

«Ορισμένες νευροεκφυλιστικές ασθένειες ξεκινούν επίσης με την απώλεια συνάψεων στον εγκέφαλο», δήλωσε ο Κόρφας.

«Επομένως, τα διδάγματα που αντλήθηκαν από την έρευνα για το εσωτερικό αυτί μπορούν να βοηθήσουν στην εύρεση νέων θεραπειών για ορισμένες από αυτές τις καταστροφικές ασθένειες».