Genombrott inom audiologisk forskning: supernormal hörseluppfattning uppnådd

En studie som genomfördes vid Kresge Institute for Hearing Research vid University of Michigan Medical School har skapat övernaturlig hörsel hos möss och även gett stöd åt en hypotes om orsakerna till dold hörselnedsättning hos människor.

Tidigare använde forskare liknande tekniker – att öka mängden av den neurotrofiska faktorn neurotrofin-3 i innerörat – för att återställa hörselresponser hos möss som hade drabbats av akustiskt trauma och för att förbättra hörseln hos medelålders möss.

Denna studie var den första som tillämpade samma metod på friska unga möss för att skapa förbättrad auditiv bearbetning utöver naturliga nivåer.

"Vi visste att ökande Ntf3-nivåer i innerörat hos unga möss ökar antalet synapser mellan inre hårceller och hörselneuroner, men vi visste inte hur detta skulle påverka hörseln", säger Gabriel Korfas, PhD, chef för Kresge Institute, som ledde forskargruppen.

"Vi visar nu att djur med extra synapser i innerörat har normala hörseltrösklar men kan bearbeta auditiv information på en supranormal nivå."

Resultaten av studien publicerades i tidskriften PLOS Biology.

Liksom i tidigare studier förändrade forskarna Ntf3-uttrycket för att öka antalet synapser mellan inre hårceller och neuroner.

Inre hårceller finns inuti snäckan och omvandlar ljudvågor till signaler som överförs till hjärnan genom dessa synapser.

Den här gången skapades och studerades dock två grupper av unga möss: en med ett minskat antal synapser och den andra med ett ökat antal synapser och med supranormal hörsel.

"Vi använde tidigare samma molekyl för att regenerera synapser som förlorats på grund av bullerexponering hos unga möss och för att förbättra hörseln hos medelålders möss när de redan hade börjat visa tecken på åldersrelaterad hörselnedsättning", sa Korfas.

"Detta tyder på att denna molekyl har potential att förbättra hörseln hos personer i liknande situationer. De nya resultaten tyder på att regenerering av synapser eller ökning av deras antal kommer att förbättra hörselbearbetningen."

Båda grupperna av möss genomgick ett prepulse response inhibition test, vilket mäter deras förmåga att upptäcka mycket korta hörselstimuli.

I detta test placeras försökspersonen i en kammare med bakgrundsljud, sedan spelas en hög ton som skrämmer musen, antingen ensam eller föregången av en mycket kort paus.

Denna paus, om den upptäcks av musen, minskar rädsloreaktionen. Forskarna bestämde hur kort pausen måste vara för att mössen skulle upptäcka den.

Möss med färre synapser krävde betydligt längre pauser, ett resultat som stöder hypotesen om ett samband mellan synapstäthet och latent hörselnedsättning hos människor.

Dold hörselnedsättning beskriver svårigheter att förstå tal eller urskilja ljud i buller som inte kan detekteras med standardtester. Resultat från prepulsresponsundertryckningstestet har tidigare korrelerats med auditiv bearbetning hos människor.

Oväntade resultat

Mindre förväntade var resultaten från möss med ett ökat antal synapser.

De visade förbättrade toppar i det uppmätta akustiska hjärnstamssvaret och presterade även bättre på ett prepulsresponsinhiberingstest, vilket tyder på förmågan att bearbeta ökade mängder auditiv information.

"Vi blev förvånade över att upptäcka att genom att öka antalet synapser kunde hjärnan bearbeta ytterligare auditiv information. Och dessa möss presterade bättre på ett beteendetest än kontrollmöss", sa Korfas.

Tidigare trodde man att den främsta orsaken till hörselnedsättning hos människor var förlusten av hårceller.

Det är dock nu klart att förlust av synapser i de inre hårcellerna kan vara den första händelsen i hörselnedsättningsprocessen, vilket gör behandlingar som syftar till att bevara, regenerera och/eller öka antalet synapser till en lovande metod för att behandla vissa hörselsjukdomar.

"Vissa neurodegenerativa sjukdomar börjar också med förlusten av synapser i hjärnan", sa Korfas.

"Därför kan lärdomar från forskning om innerörat bidra till att hitta nya behandlingar för några av dessa förödande sjukdomar."