Gennembrud i audiologisk forskning: supernormal auditiv perception opnået

En undersøgelse foretaget på Kresge Institute for Hearing Research ved University of Michigan Medical School har skabt supernormal hørelse hos mus og understøttet også en hypotese om årsagerne til skjult høretab hos mennesker.

Tidligere brugte forskere lignende teknikker – at øge mængden af den neurotrofiske faktor neurotrophin-3 i det indre øre – for at hjælpe med at genoprette auditive reaktioner hos mus, der havde lidt akustisk traume, og for at forbedre hørelsen hos midaldrende mus.

Denne undersøgelse var den første, der anvendte den samme tilgang på raske unge mus for at skabe forbedret auditiv bearbejdning ud over naturlige niveauer.

"Vi vidste, at stigende Ntf3-niveauer i det indre øre hos unge mus øger antallet af synapser mellem de indre hårceller og auditive neuroner, men vi vidste ikke, hvordan dette ville påvirke hørelsen," sagde Gabriel Korfas, ph.d., direktør for Kresge Institute, som ledede forskerholdet.

"Vi viser nu, at dyr med ekstra synapser i det indre øre har normale høretærskler, men kan behandle auditiv information på et supranormalt niveau."

Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet PLOS Biology.

Som i tidligere undersøgelser ændrede forskerne Ntf3-ekspressionen for at øge antallet af synapser mellem indre hårceller og neuroner.

De indre hårceller er placeret inde i cochlea og omdanner lydbølger til signaler, der transmitteres til hjernen gennem disse synapser.

Denne gang blev der imidlertid oprettet og undersøgt to grupper af unge mus: en med et reduceret antal synapser, og den anden med et øget antal synapser, der besad supranormal hørelse.

"Vi har tidligere brugt det samme molekyle til at regenerere synapser, der er gået tabt på grund af støjeksponering hos unge mus, og til at forbedre hørelsen hos midaldrende mus, da de allerede var begyndt at vise tegn på aldersrelateret høretab," sagde Korfas.

"Dette tyder på, at dette molekyle har potentiale til at forbedre hørelsen hos mennesker i lignende situationer. De nye resultater tyder på, at regenerering af synapser eller øgning af deres antal vil forbedre auditiv bearbejdning."

Begge grupper af mus gennemgik en præpulsresponshæmningstest, som måler deres evne til at detektere meget korte auditive stimuli.

I denne test placeres forsøgspersonen i et kammer med baggrundsstøj, hvorefter en høj tone, der skræmmer musen, afspilles enten alene eller efterfulgt af en meget kort pause.

Hvis denne pause registreres af musen, reducerer den frygtresponsen. Forskerne bestemte, hvor kort pausen skulle være, for at musene kunne registrere den.

Mus med færre synapser krævede betydeligt længere pauser, et resultat der understøtter hypotesen om en sammenhæng mellem synapstæthed og latent høretab hos mennesker.

Skjult høretab beskriver vanskeligheder med at forstå tale eller skelne lyde i støj, som ikke kan detekteres ved standardtests. Resultaterne af præpulsresponsundertrykkelsestesten er tidligere blevet korreleret med auditiv bearbejdning hos mennesker.

Uventede resultater

Mindre forventede var resultaterne fra mus med et øget antal synapser.

De viste forbedrede toppe i den målte akustiske hjernestammerespons og klarede sig også bedre på en præpulsresponshæmningstest, hvilket tyder på evnen til at behandle øgede mængder auditiv information.

"Vi blev overraskede over at opdage, at hjernen ved at øge antallet af synapser var i stand til at behandle yderligere auditiv information. Og disse mus klarede sig bedre i en adfærdstest end kontrolmus," sagde Korfas.

Tidligere troede man, at hovedårsagen til høretab hos mennesker var tab af hårceller.

Det er imidlertid nu klart, at tab af synapser i de indre hårceller kan være den første begivenhed i høretabsprocessen, hvilket gør behandlinger, der sigter mod at bevare, regenerere og/eller øge antallet af synapser, til en lovende tilgang til behandling af visse høreforstyrrelser.

"Nogle neurodegenerative sygdomme begynder også med tab af synapser i hjernen," sagde Korfas.

"Derfor kan erfaringer fra forskning i det indre øre hjælpe med at finde nye behandlinger for nogle af disse ødelæggende sygdomme."