Kuva: Ben Husmann (CC, 2.0)

Nykyaikainen maailma on kovaa. Juuri istuu autossa tai lentokoneessa tai elokuvien esikatseluissa, meitä pommitetaan äänellä. Vaikka nämä äänet eivät vahingoita korvalla olevaa herkkiä mikrofonia, kuulojärjestelmä aktivoituu jatkuvasti. Mitkä ovat tämän seuraukset?

Yksi syy melu on ongelma, että se liittyy tinnitus. Tinnitus tai korvien soiminen on hyvin yleistä, mikä vaikuttaa siihen 10 prosenttia väestöstä. Joillekin ihmisille se voi olla tarpeeksi vakava häiritä jokapäiväistä elämää.

Soiton tunne näyttää alkavan aivoista, ei korvassa . Mutta mistä tämä virheellinen toiminta alkaa ja onko mitään keinoa pysäyttää se? Jos voimme määrittää alkuperän, se voi auttaa meitä selvittämään tapoja estää tinnitus.

Ymmärretään, miten äänijärjestelmä käsittelee kovaa melua, sillä on suuria vaikutuksia, koska me kaikki olemme jatkuvasti alttiita koville äänille, joskus pitkäksi aikaa.

Olen tutkija, joka tutkii aivan ensimmäistä paikkaa, jossa korvan toiminta menee aivoihin. Opiskelijani ja minä kiinnostuimme näistä kysymyksistä, koska olemme jo pitkään miettineet, miten kuulojärjestelmä käsittelee kovaa ympäristöä.

Juoksu synapsiin

Odotimme, että kova melu vaarantaa olennaisen osan kuulemisprosessista. Tämä olennainen osa sijaitsee hermosolujen välisissä yhteyksissä, joita kutsutaan synapsien. Kuulemisen aikana synapsit ovat kriittisiä gatekeepereitä, jotka välittävät tietoja äänistä korvalla aivoihin. Synapses toimii, kun yhden solun sähköinen impulssi laukaisee pienten kemikaalipakettien vapauttamisen, nimeltään neurotransmitterit, jotka aiheuttavat sähköisiä muutoksia seuraavassa solussa synapsin yli.

Ne neurotransmitteripaketit vievät jonkin aikaa, jotta ne täytetään. Tämä tarkoittaa, että jos aivosolut, jotka kantavat informaatiota korvasta, ovat erittäin aktiivisia, neurotransmitteri voi tulla loppuun, joten ei olisi tarpeeksi aktivoida heidän kohteitaan aivoissa, ja signaali katoaisi.

Tämä on erityinen ongelma, kun signaaleja esiintyy nopeammin kuin synapsi voi käynnistää uudelleen. Kuulojärjestelmän solujen kohdalla tämä voi olla todellinen ongelma, koska ne kokevat nopeimpia aktiivisuuksia, varsinkin kun ne altistuvat voimakkaalle äänelle.

Joten miten kuulemme edelleen kovassa ympäristössä, jos synapsioksemme voivat loppua neurotransmitterista?

Mukautuminen kovaan

Tämän selvittämiseksi asetimme hiiret kovaan ympäristöön noin viikon ajan. Melu oli yhtä voimakas kuin hiustenkuivaaja, joka riitti ajamaan kuulojärjestelmää vahingoittamatta kuuloa huomattavasti.

Viikon päätteeksi tarkasteltiin muutoksia kuulohermon muodostamissa synapseissa, jotka kuljettavat signaalit korvalla aivoihin. Synapsi muuttui tavanomaisesta tilanteesta, jossa neurotransmitteri on nopeasti tyhjentynyt, ja tuskin häviää.

Myös synapsiot kasvoivat ja kasvattivat neurotransmitterin varastojaan. Molemmat muutokset voisivat suojata synapseja, jotka johtuvat neurotransmitterin loppumisesta, kun aktiivisuustasot ovat korkeat. Todellisuudessa havaitsimme, että kohinan altistumisen jälkeen hermoimpulssit kasvattivat menestystään siirtyessään synapsiin, kun tavallisesti he eivät usein tee sitä.

Tämä ajatus sopeutumisesta toimintaan on tuttu, kuten miten lihakset irtoavat työstämisen jälkeen. Mutta ei ollut tiedossa, että aivojen synapsien mielessä myös niiden toiminta. Tämä herättää paljon kysymyksiä siitä, miten se toimii.

Nämä muutokset vaikuttavat hyödyllisiltä, ​​kun eläin pysyy kovassa melussa, mutta mitä tapahtuu, kun palataan normaaliin hiljaisuuteen? Huomasimme, että synapsi muuttui normaaliksi, kun hiiret palautettiin hiljaisiin olosuhteisiin, mutta tämä näyttää kestävän useita tunteja tai päiviä.

Niinpä heti kun palaat hiljaiselle ympäristölle, synapsi olisi liian valmis ja se ei loppu normaalista neurotransmitterista. Tämä voi aiheuttaa aivojen kuulohermoston tavoitteiden hyperaktivoitumista, jota voitaisiin pitää äänenä jopa ilman ääntä, joka on tinnitus.

Oma kokemukseni on, että tinnitus pahenee pitkän lentokoneen tai automatkan jälkeen. Yksi mahdollisuus on, että synapsiini sopeutuvat koviin ääniolosuhteisiin, mikä aiheuttaa hyperaktiivisuutta matkan päättymisen jälkeen. Nähdäksemme, kuinka edes rajallinen melualtistus johtaa tinnitukseen, olemme juuri aloittaneet yhteistyön Micheal Dentin ja hänen laboratorionsa kanssa, koska he ovat asiantuntijoita hiirien kuulokykyyn. Nämä hiirillä tehdyt tutkimukset voivat auttaa meitä ymmärtämään, onko tämä tunnistamaton riskitekijä tinnituksen suhteen ihmisillä.

Mukautuminen hiljaisuuteen

Tämä tutkimus sai meidät ihmetelemään: Jos äänekäs melu aiheuttaa synaptisia muutoksia, entä äänen väheneminen? Pienet lapset kokevat yleensä ääni vähenee, koska noin puolet heistä kokee korvakorvauksen, yleensä kahden ensimmäisen vuoden aikana. Korva-infektiot johtavat nesteen kertymiseen korvakäytävän taakse, mikä vähentää äänen kykyä päästä korvan ulkoisesta osasta liiketoimintapäähän, joka on sisäpuolella.

Joillekin lapsille voi olla pitkäaikaisia ​​seurauksia äänen puutteesta, jossa heillä on vaikeuksia käsittelykieli.

Olemme alkaneet tutkia, miten hiiren kuulohermon synapseja vaikuttaa, kun niiden korvat ovat tukossa. Mielenkiintoista, että näimme vastakkaisen melun kanssa tapahtuneen. Yhden viikon takaisinkytkennän jälkeen synapsi pieneni, ja neurotransmitterin varastot pienenivät, mikä johti normaalia nopeampaan tyhjentymiseen.

Mielestämme nämä muutokset auttavat maksimoimaan tehokkuuden. Suuri määrä käyttämätöntä neurotransmitteria olisi tuhlaavaa, kun aktiivisuus on alhainen, joten synapsi voi kutistua. Pienellä aktiivisuudella tarkoitetaan myös, että synapseilla olisi enemmän aikaa täydentämään minimaalisia neurotransmitterivarastoja merkinantojen välillä.

Kun kohina-altistus päättyi tai korvat irrotettiin, synapsiot toipuivat normaaliksi. Se tuntuu hyvältä uutiselta, mutta emme voi olla varmoja, että ei ole vielä pieniä jäljellä olevia vaikutuksia, jotka voisivat tulla selvemmiksi enemmän kokeiluja. Myös useat melualtistuksen tai tukkeutumisen kierrosta voivat aiheuttaa jäännösvaikutuksia.

Tämä sai minut ajattelemaan omaa perhettäni. Tyttäreni oli altis korvatulehduksille, kun hän oli vähän. Tuntui siltä, ​​että muutaman kuukauden välein menisimme lastenlääkäriin, joka odottaisi, kunnes kuulokkeen takana oli näkyvää nestettä, ennen kuin määrät antibiootit infektion parantamiseksi. Tämä on ymmärrettävää, koska huoli antibioottien liikakäytöstä aiheuttaa vastustuskykyä.

Mutta kun nämä jaksot tapahtuivat, emme koskaan testanneet tyttäreni kuuloa tietääkseni kuulon heikkenemisen laajuutta tai kestoa. Nyt tiedän, että hänen kuulohermän synapsiot olivat todennäköisesti muuttumassa. Onko joku näistä muutoksista muuttunut pysyväksi? En usko, että hänellä on ongelmia kielten käsittelyssä, mutta ihmettelen muita kuulon käsittelyn näkökohtia.

Tämä työ antaa meille uutta arvostusta kuulohermon synapseista. Niitä on ajateltu koneiksi, joiden tehtävänä oli välittää tietoja luotettavasti. Nyt tiedämme, että työ ei ole niin yksinkertaista. Synapsit arvioivat jatkuvasti toimintaansa ja sopeutuvat optimoimaan ja säästämään suorituskykyään. Mielestämme nämä muutokset tai niiden kaltaiset muut synapseissa voivat johtaa pitkäaikaisiin seurauksiin tinnituksen ja kielenkäsittelyn kannalta.

Author

Matthew Xu-Friedman, biologian dosentti, University of Buffalo, New Yorkin osavaltion yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat:

at InnerSelf Market ja Amazon