Izrāviens audioloģiskajos pētījumos: sasniegta supernormāla dzirdes uztvere

Mičiganas Universitātes Medicīnas skolas Kresges dzirdes pētījumu institūtā veikts pētījums ir radījis pelēm supernormālu dzirdi un arī apstiprinājis hipotēzi par slēptas dzirdes zuduma cēloņiem cilvēkiem.

Iepriekš pētnieki izmantoja līdzīgas metodes — palielinot neirotrofiskā faktora neirotrofīna-3 daudzumu iekšējā ausī —, lai palīdzētu atjaunot dzirdes reakcijas pelēm, kuras bija cietušas no akustiskas traumas, un uzlabotu dzirdi pusmūža pelēm.

Šis pētījums bija pirmais, kurā tāda pati pieeja tika pielietota veselām jaunām pelēm, lai uzlabotu dzirdes apstrādi, kas pārsniedz dabisko līmeni.

"Mēs zinājām, ka Ntf3 līmeņa palielināšana jauno peļu iekšējā ausī palielina sinapsu skaitu starp iekšējām matu šūnām un dzirdes neironiem, taču mēs nezinājām, kā tas ietekmēs dzirdi," sacīja pētniecības komandas vadītājs Kresges institūta direktors, doktors Gabriels Korfass.

"Mēs tagad parādām, ka dzīvniekiem ar papildu sinapsēm iekšējā ausī ir normāls dzirdes slieksnis, bet tie var apstrādāt dzirdes informāciju supranormālā līmenī."

Pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālā PLOS Biology.

Tāpat kā iepriekšējos pētījumos, zinātnieki mainīja Ntf3 ekspresiju, lai palielinātu sinapsu skaitu starp iekšējām matu šūnām un neironiem.

Iekšējās matu šūnas atrodas gliemežnīcas iekšpusē un pārveido skaņas viļņus signālos, kas caur šīm sinapsēm tiek pārraidīti uz smadzenēm.

Tomēr šoreiz tika izveidotas un pētītas divas jauno peļu grupas: viena ar samazinātu sinapsu skaitu un otra ar palielinātu sinapsu skaitu, kurām bija supranormāla dzirde.

"Iepriekš mēs izmantojām to pašu molekulu, lai atjaunotu trokšņa iedarbības dēļ zaudētās sinapses jaunām pelēm un uzlabotu dzirdi pusmūža pelēm, kad tām jau bija sākušās ar vecumu saistītas dzirdes zuduma pazīmes," sacīja Korfass.

"Tas liek domāt, ka šai molekulai ir potenciāls uzlabot dzirdi cilvēkiem līdzīgās situācijās. Jaunie atklājumi liecina, ka sinapšu atjaunošana vai to skaita palielināšana uzlabos dzirdes apstrādi."

Abām peļu grupām tika veikts prepulsa reakcijas inhibīcijas tests, kas mēra to spēju noteikt ļoti īsus dzirdes stimulus.

Šajā testā subjekts tiek ievietots kamerā ar fona troksni, pēc tam tiek atskaņots skaļš signāls, kas biedē peli, vai nu viens pats, vai pirms tā tiek ieturēta ļoti īsa pauze.

Šī pauze, ja pele to uztver, samazina baiļu reakciju. Pētnieki noteica, cik īsai pauzei jābūt, lai peles to uztvertu.

Pelēm ar mazāku sinapses skaitu bija nepieciešamas ievērojami ilgākas pauzes, kas apstiprina hipotēzi par saistību starp sinapses blīvumu un latentu dzirdes zudumu cilvēkiem.

Slēpts dzirdes zudums raksturo grūtības saprast runu vai atšķirt skaņas troksnī, ko nevar noteikt ar standarta testiem. Prepulsa reakcijas nomākšanas testa rezultāti iepriekš ir korelēti ar dzirdes apstrādi cilvēkiem.

Negaidīti rezultāti

Mazāk gaidīti bija rezultāti, kas iegūti pelēm ar palielinātu sinapsu skaitu.

Tie uzrādīja uzlabotus maksimumus izmērītajā akustiskajā smadzeņu stumbra reakcijā un arī labāk veicās pirmspulsa reakcijas inhibīcijas testā, kas liecina par spēju apstrādāt palielinātu dzirdes informācijas daudzumu.

"Mūs pārsteidza tas, ka, palielinot sinapšu skaitu, smadzenes spēja apstrādāt papildu dzirdes informāciju. Un šīs peles uzvedības testā uzrādīja labākus rezultātus nekā kontroles grupas peles," sacīja Korfass.

Iepriekš tika uzskatīts, ka galvenais dzirdes zuduma cēlonis cilvēkiem ir matu šūnu zudums.

Tomēr tagad ir skaidrs, ka iekšējo matu šūnu sinapšu zudums var būt pirmais dzirdes zuduma procesa notikums, padarot terapijas, kuru mērķis ir saglabāt, atjaunot un/vai palielināt sinapšu skaitu, par daudzsološu pieeju dažu dzirdes traucējumu ārstēšanā.

"Dažas neirodeģeneratīvas slimības sākas arī ar sinapsu zudumu smadzenēs," sacīja Korfass.

"Tāpēc mācības, kas gūtas no iekšējās auss pētījumiem, var palīdzēt atrast jaunas terapijas dažām no šīm postošajām slimībām."