Gjennombrudd innen audiologisk forskning: supernormal auditiv persepsjon oppnådd

En studie utført ved Kresge Institute for Hearing Research ved University of Michigan Medical School har skapt overnaturlig hørsel hos mus og også støttet en hypotese om årsakene til skjult hørselstap hos mennesker.

Tidligere brukte forskere lignende teknikker – å øke mengden av den nevrotrofiske faktoren nevrotrofin-3 i det indre øret – for å bidra til å gjenopprette hørselsresponser hos mus som hadde blitt utsatt for akustisk traume og for å forbedre hørselen hos middelaldrende mus.

Denne studien var den første som brukte samme tilnærming på friske unge mus for å skape forbedret auditiv prosessering utover naturlige nivåer.

«Vi visste at økte Ntf3-nivåer i det indre øret hos unge mus øker antallet synapser mellom indre hårceller og hørselsneuroner, men vi visste ikke hvordan dette ville påvirke hørselen», sa Gabriel Korfas, PhD, direktør for Kresge Institute, som ledet forskerteamet.

"Vi viser nå at dyr med ekstra synapser i det indre øret har normale hørselsgrenser, men kan behandle auditiv informasjon på et supranormalt nivå."

Resultatene av studien ble publisert i tidsskriftet PLOS Biology.

Som i tidligere studier endret forskerne Ntf3-ekspresjonen for å øke antallet synapser mellom indre hårceller og nevroner.

Indre hårceller befinner seg inne i sneglehuset og omdanner lydbølger til signaler som overføres til hjernen gjennom disse synapsene.

Denne gangen ble imidlertid to grupper med unge mus opprettet og studert: én med et redusert antall synapser, og den andre med et økt antall synapser, som hadde supranormal hørsel.

«Vi har tidligere brukt det samme molekylet til å regenerere synapser som går tapt på grunn av støyeksponering hos unge mus og for å forbedre hørselen hos middelaldrende mus da de allerede hadde begynt å vise tegn på aldersrelatert hørselstap», sa Korfas.

«Dette tyder på at dette molekylet har potensial til å forbedre hørselen hos mennesker i lignende situasjoner. De nye funnene tyder på at regenerering av synapser eller økning av antallet vil forbedre hørselsprosessering.»

Begge musegruppene gjennomgikk en prepulseresponshemmingstest, som måler deres evne til å oppdage svært korte auditive stimuli.

I denne testen plasseres forsøkspersonen i et kammer med bakgrunnsstøy, deretter spilles en høy tone som skremmer musen, enten alene eller etterfulgt av en veldig kort pause.

Denne pausen, hvis den oppdages av musen, reduserer fryktresponsen. Forskerne bestemte hvor kort pausen måtte være for at musene skulle oppdage den.

Mus med færre synapser krevde betydelig lengre pauser, et resultat som støtter hypotesen om en sammenheng mellom synapstetthet og latent hørselstap hos mennesker.

Skjult hørselstap beskriver vansker med å forstå tale eller skille lyder i støy som ikke kan oppdages av standardtester. Resultater av prepulsresponsundertrykkelsestesten har tidligere blitt korrelert med auditiv prosessering hos mennesker.

Uventede resultater

Mindre forventede var resultatene fra mus med et økt antall synapser.

De viste forbedrede topper i den målte akustiske hjernestammeresponsen og presterte også bedre på en prepulsresponsinhiberingstest, noe som tyder på evnen til å behandle økte mengder auditiv informasjon.

«Vi ble overrasket over å finne ut at hjernen var i stand til å behandle ytterligere auditiv informasjon ved å øke antallet synapser. Og disse musene presterte bedre på en atferdstest enn kontrollmusene», sa Korfas.

Tidligere trodde man at hovedårsaken til hørselstap hos mennesker var tap av hårceller.

Det er imidlertid nå klart at tap av synapser i de indre hårcellene kan være den første hendelsen i hørselstapsprosessen, noe som gjør terapier som tar sikte på å bevare, regenerere og/eller øke antallet synapser til en lovende tilnærming til behandling av noen hørselsforstyrrelser.

"Noen nevrodegenerative sykdommer begynner også med tap av synapser i hjernen," sa Korfas.

"Derfor kan lærdommer fra forskning på det indre øret bidra til å finne nye behandlinger for noen av disse ødeleggende sykdommene."