Фото: Бен Гусманн (CC від 2.0)

Наш сучасний світ гучний. Просто сидячи в машині, літаку або переглядаючи попередні перегляди фільмів, нас засипає звук. Навіть коли ці шуми не пошкоджують чутливий мікрофон, який є нашим вухом, наша слухова система постійно активується. Які наслідки цього?

Однією з причин, чому шум є проблема, є те, що він пов'язаний з шумом у вухах. Шум у вухах, або дзвін у вухах, дуже поширений, впливає приблизно 10 відсотків населення. Для деяких людей це може бути досить суворо, щоб перешкоджати повсякденному життю.

Здається, відчуття дзвону виникає в мозку, не у вусі . Але з чого починається ця помилкова діяльність і чи є спосіб її зупинити? Якщо ми зможемо визначити походження, це може допомогти нам з’ясувати шляхи запобігання або лікування вушного шуму.

Розуміння того, як слухова система має справу з гучним шумом, матиме великі наслідки, оскільки ми всі регулярно стикаємося з гучними звуками, іноді протягом тривалого періоду.

Я дослідник, який вивчає найперше місце, коли діяльність з вуха потрапляє в мозок. Ми з моїми студентами зацікавились цими питаннями, тому що давно дивувались, як слухова система поводиться з гучними середовищами.

Біг по синапсу

Ми очікували, що гучний шум вичерпає важливу складову процесу слухання. Цей найважливіший компонент розташований у сполуках між нервовими клітинами, які називаються синапси. На слуху синапси є важливими воротарями для передачі інформації про звуки від вуха до мозку. Синапси працюють, коли електричний імпульс в одній клітині запускає виділення невеликих пакетів хімічних речовин, які називаються нейромедіаторами, які спричиняють електричні зміни в наступній клітині в синапсі.

Ці пакети нейромедіатора потребують деякого часу для поповнення. Це означає, що якщо клітини мозку, що несуть інформацію з вуха, є дуже активними, нейромедіатор може звикнути, тому для активації їх цілей у мозку буде недостатньо, і сигнал загубиться.

Це особлива проблема, коли сигнали надходять швидше, ніж синапс може поповнити запас. Для клітин слухової системи це може бути справжньою проблемою, оскільки вони відчувають найшвидші показники активності, особливо коли вони піддаються інтенсивному звуку.

То як же ми продовжуємо чути в гучному середовищі, якщо в наших синапсах може закінчитися нейромедіатор?

Пристосовуючись до гучного

Щоб дослідити це, ми поміщаємо мишей у гучне середовище приблизно на тиждень. Шум був таким же гучним, як і фен, достатній для того, щоб керувати слуховою системою, не пошкоджуючи вуха помітно.

Наприкінці тижня ми розглянули зміни в синапсах, утворених слуховим нервом, який передає сигнали від вуха в мозок. Синапси змінювались від нормальної ситуації швидкого виснаження нейромедіатора до ледве виснаження взагалі.

Синапси також збільшились і збільшили запаси нейромедіатора. Обидві ці зміни можуть захистити синапси від вичерпання нейромедіатора, коли рівень активності високий. Дійсно, ми виявили, що після впливу шуму нервові імпульси збільшували їхню успішність передачі через синапс, коли зазвичай вони часто цього не роблять.

Ця ідея адаптації до діяльності звична, наприклад, як м’язи навантажуються після тренування. Але не було відомо, що синапси в мозку теж відчувають свою діяльність. Це викликає багато питань про те, як це працює.

Ці зміни здаються корисними, поки тварина залишається в сильному шумі, але що відбувається після повернення до нормальних спокійних умов? Ми виявили, що синапси повернулися до звичного, коли мишей повернули в тихі умови, але це, як видається, триває кілька годин або днів.

Отже, відразу після повернення до тихого середовища синапс був би готовим і не закінчив би нейромедіатора, як зазвичай. Це може спричинити гіперактивацію слухових нервових мішеней у мозку, що може сприйматися як звук навіть за відсутності звуку, яким є шум у вухах.

Мій власний досвід полягає в тому, що мій шум у вухах погіршується після тривалої поїздки на літаку чи машині. Одна з можливостей полягає в тому, що мої синапси пристосовуються до гучних звукових умов, що викликає гіперактивність після закінчення поїздки. Щоб побачити, як навіть обмежений вплив шуму призводить до шуму у вухах, ми щойно розпочали співпрацю з Майкл Дент та її лабораторією, оскільки вони є експертами в області слухових здібностей мишей. Ці дослідження на мишах можуть допомогти нам зрозуміти, чи є це невизнаним фактором ризику шуму у вухах у людей.

Пристосовуючись до тихого

Це дослідження також змусило нас замислитись: якщо гучний шум спричиняє синаптичні зміни, як щодо зменшення звуку? Маленькі діти зазвичай відчувають зменшується звук, оскільки близько половини з них переносять вушну інфекцію, як правило, в перші два роки. Вушні інфекції призводять до накопичення рідини позаду барабанної перетинки, що зменшує здатність звуку надходити від зовнішньої частини вуха до ділового кінця, засунутого всередину.

Деякі діти можуть мати довгострокові наслідки позбавлення звуку, якщо вони мають проблеми мова обробки.

Ми почали вивчати вплив синапсів слухових нервів у мишей, коли вони мають вуха підключений. Цікаво, що ми побачили протилежне тому, що сталося із шумом. Після тижневого підключення синапсів стало менше, а запаси нейромедіатора зменшились, що призвело до ще швидшого виснаження, ніж зазвичай.

Ми вважаємо, що ці зміни допомагають максимізувати ефективність. Великий запас невикористаного нейромедіатора буде марним, коли активність низька, тому синапс може зменшитися. Крім того, низька активність означає, що у синапсів буде більше часу для заповнення мінімальних запасів нейромедіаторів між приступами сигналізації.

Після закінчення впливу шуму або відключення вух синапси нормалізувались. Це здається гарною новиною, але ми не можемо бути впевнені, що все-таки не існує якихось дрібних залишкових ефектів, які можуть стати зрозумілішими з більшою кількістю експериментів. Крім того, кілька раундів впливу шуму або підключення можуть призвести до накопичення залишкових ефектів.

Це спонукало мене думати про власну сім’ю. Моя дочка, коли була маленькою, була схильна до запалення вух. Здавалося, що кожні кілька місяців ми будемо ходити до педіатра, який буде чекати, поки за барабанною перетинкою не буде видно накопичення рідини, перш ніж призначати антибіотики для лікування інфекції. Це зрозуміло через занепокоєння через надмірне вживання антибіотиків, що викликає резистентність.

Але коли відбувалися ці епізоди, ми ніколи фактично не перевіряли слух моєї дочки, щоб знати ступінь або тривалість втрати слуху. Тепер я знаю, що її синапси слухового нерва, ймовірно, змінювались. Була якась із цих змін постійною? Я не думаю, що вона має проблеми з обробкою мови, але мені цікаво про інші аспекти слухової обробки.

Ця робота дає нам нове розуміння синапсів слухових нервів. Їх вважали машинами, робота яких полягала в надійній передачі інформації. Тепер ми знаємо, що робота все-таки не така проста. Синапси постійно оцінюють свою діяльність та налаштовуються на оптимізацію та економію своєї діяльності. Ми вважаємо, що ці зміни або подібні їм в інших синапсах можуть призвести до довгострокових наслідків для шуму у вухах та обробки мови.

про автора

Метью Сю-Фрідман, доцент кафедри біології, Університет в Буффало, Державний університет Нью-Йорка

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon