Creierul ajută la reglarea sensibilităţii urechii la sunet prin trimiterea unor semnale către cohlee, sugerează o nouă cercetare, ceea ce ar putea duce la dezvoltarea unor tratamente pentru afecţiuni precum tinitusul şi hiperacuzia. Folosind tehnologie avansată de imagistică, cercetătorii au observat în timp real activitatea cohleei la şoarecii treji, dezvăluind modul în care creierul compensează pierderea auzului.
Cercetătorii de la facultatea de medicină Keck, din cadrul USC, în parteneriat cu Colegiul de medicină Baylor, din Houston, Texas, au utilizat un instrument de imagistică de ultimă generaţie pentru a studia urechea internă a şoarecilor, conducând la o descoperire ce ar putea ajuta la tratarea tulburărilor de auz.
Un studiu, recent publicat în Journal of Neuroscience, sugerează că creierul poate ajuta la reglarea sensibilităţii urechii la sunet şi la compensarea pierderii auzului prin trimiterea unor semnale către cohlee, o structură situată în urechea internă.
Această descoperire ar putea deschide calea către noi tratamente pentru tulburări auditive dificile, cum ar fi hiperacuzia, unde sunetele obişnuite devin inconfortabil de puternice, şi tinitusul, o afecţiune caracterizată prin apariţia unor sunete fantomă, precum ţiuituri sau bâzâituri, în absenţa unui stimul extern.
Studiul a fost posibil datorită unui instrument revoluţionar de imagistică, care a permis cercetătorilor să capteze pentru prima dată imagini în timp real ale cohleei la animale treze.
Cohleea utilizează celule senzoriale ciliate pentru a detecta undele sonore din aer şi pentru a le transforma în semnale electrice, pe care creierul le poate procesa. Majoritatea nervilor din cohlee transportă informaţii către creier, însă aproximativ 5% dintre aceştia trimit semnale în direcţia opusă, de la creier către cohlee. Rolul exact al acestor fibre nervoase a rămas un mister, deoarece cercetătorii s-au confruntat cu dificultăţi în măsurarea activităţii cohleei la oameni sau animale aflate în stare de veghe.
Pentru a depăşi acest obstacol, cercetătorii de la Kec şi Baylor, au dezvoltat o metodă inovatoare pentru a analiza activitatea din urechea internă.
Ei au adaptat o tehnică de imagistică numită tomografie prin coerenţă optică (OCT), utilizată pe scară largă în cabinetele de oftalmologie pentru a examina retina în cazuri precum glaucomul şi degenerescenţa maculară.
OCT foloseşte unde de lumină pentru a scana ţesuturile şi a crea imagini 3D, într-un mod similar ultrasunetelor, care generează imagini prin unde sonore. Folosind această abordare, cercetătorii au reuşit să capteze imagini în timp real ale cohleei în acţiune.
„OCT ne permite să privim prin canalul auditiv, prin timpan şi os, direct în cohlee, şi să măsurăm funcţionarea acesteia – fără a fi nevoie de metode invazive sau dureroase”, a declarat, într-un comunicat, dr. John Oghalai, profesor şi preşedinte al departamentului de otorinolaringologie şi titular al catedrei de medicină la Keck.
„Ceea ce este captivant la această tehnologie este că ne permite să studiem modul în care creierul controlează cohleea în timp real”, a adăugat cercetătorul.
Folosind acest instrument, echipa a descoperit că la şoarecii sănătoşi activitatea cohleei nu se modifică pe termen scurt. Însă, la şoarecii cu pierdere auditivă genetică, funcţia cohleei a crescut, indicând că, în acest caz, creierul a amplificat sensibilitatea cohleei ca răspuns la pierderea auditivă pe termen lung.
Măsurarea funcţiei cohleei
O teorie importantă despre fibrele nervoase care trimit semnale de la creier către cohlee (numite fibre „eferente”) este că aceştia controlează răspunsul cohleei la sunete pe termen scurt, într-un mod asemănător cu reacţia pupilelor la lumină. De exemplu, lumina puternică face ca pupilele să se contracte, iar stresul le determină să se dilate. S-ar putea comporta cohleea într-un mod similar?
Pentru a investiga dacă cohleea reacţionează la stimuli pe termen scurt, cercetătorii au măsurat activitatea cohleei la şoareci folosind OCT. În acelaşi timp, au monitorizat schimbările în stările cerebrale ale acestora prin măsurarea modificărilor dimensiunii pupilelor. Pe măsură ce stările cerebrale se schimbau, activitatea cohleei rămânea constantă, sugerând că urechea internă nu ajustează auzul pe termen scurt.
Apoi, cercetătorii au modificat genetic şoarecii pentru a dezactiva nervii care transportă informaţii de la urechea internă către creier (fibre „aferente”), ceea ce a dus la pierderea auzului. Folosind OCT, echipa a descoperit că cohleea lucra în exces pentru a compensa această pierdere.
„Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc şi celulele lor ciliate mor, încep să îşi piardă auzul. Aceste descoperiri sugerează că creierul poate trimite semnale celulelor ciliate rămase, spunându-le, practic, să crească volumul sunetelor”, a explicat Oghalai, care este şi profesor de inginerie biomedicală la facultatea politehnică USC.
Următorul pas este un studiu clinic pentru a testa medicamente care blochează fibrele nervoase eferente, ceea ce ar putea reduce sensibilitatea auditivă la pacienţii cu hiperacuzie şi ar putea, de asemenea, să ajute în cazul tinitusului.
Îmbunătăţirea diagnosticului
OCT ar putea avea un rol esenţial şi în îmbunătăţirea diagnosticării şi tratării tulburărilor auditive. După ce au adaptat OCT pentru imagistica cohleară la şoarecii în stare de veghe, cercetătorii testează în prezent o versiune a instrumentului pentru pacienţi într-un nou studiu finanţat de Institutele Naţionale americane de Sănătate (NIH).
Tehnologia ar putea permite medicilor să diagnosticheze problemele de auz pe baza fiziologiei cohleei, nu doar prin testele de audiometrie, şi să personalizeze tratamentele pentru fiecare pacient.
„Acesta este primul pas spre un instrument care ne permite să privim în urechea unui pacient, să identificăm problema şi să o tratăm”,au concluzionat cercetătorii.
