Фото: Бен Хусманн (CC by 2.0)

Наш современный мир громкий. Просто сидя в машине или самолете, или просматривая предварительные просмотры фильмов, нас бомбардируют звуком. Даже когда эти шумы не повреждают чувствительный микрофон, который является нашим ухом, наша слуховая система постоянно активируется. Каковы последствия этого?

Одной из причин шума является проблема в том, что он связан с тиннитусом. Тиннитус, или звон в ушах, очень распространен, затрагивая 10 процентов населения, Для некоторых людей это может быть достаточно серьезным, чтобы вмешиваться в повседневную жизнь.

Кажется, что ощущение звона происходит в мозге, не в ухе , Но где начинается эта ошибочная деятельность, и есть ли способ ее остановить? Если мы сможем определить происхождение, это может помочь нам выяснить способы предотвращения или лечения тиннитуса.

Понимание того, как слуховая система имеет дело с громким шумом, будет иметь большие последствия, потому что мы все регулярно подвергаемся громким звукам, иногда в течение длительного времени.

Я исследователь, изучающий самое первое место, что деятельность от уха проникает в мозг. Мои ученики и я заинтересовались этими вопросами, потому что мы давно задавались вопросом, как слуховая система имеет дело с громкой средой.

Запуск синапса

Мы ожидали, что громкий шум истощит существенный компонент слуха. Этот важный компонент расположен в соединениях между нервными клетками, которые называются синапсы, При прослушивании синапсы являются критическими привратниками для передачи информации о звуках от уха к мозгу. Синапсы работают, когда электрический импульс в одной клетке вызывает выпуск небольших пакетов химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, которые вызывают электрические изменения в следующей клетке через синапс.

Те пакеты нейротрансмиттера занимают некоторое время, чтобы пополняться. Это означает, что если клетки мозга, несущие информацию из уха, очень активны, нейротрансмиттер может привыкнуть, поэтому не будет достаточно активировать свои мишени в мозге, и сигнал будет потерян.

Это особая проблема, когда сигналы происходят быстрее, чем синапс может пополняться. Для ячеек в слуховой системе это может быть реальной проблемой, поскольку они испытывают самые быстрые показатели активности, особенно когда они подвергаются интенсивному звуку.

Итак, как мы продолжаем слышать в громких условиях, если у наших синапсов может закончиться нейротрансмиттер?

Адаптация к громкому

Чтобы исследовать это, мы помещаем мышей в громкую среду около недели. Шум был столь же громким, как и фен, достаточно, чтобы управлять слуховой системой, не повредив ухо.

В конце недели мы рассмотрели изменения в синапсах, образованных слуховым нервом, который переносит сигналы из уха в мозг. Синапсы изменились от нормальной ситуации быстрого истощения нейротрансмиттера до полного истощения.

Синапсы также увеличились и увеличили запасы нейротрансмиттера. Оба эти изменения могут защитить синапсы от исчерпания нейротрансмиттера, когда уровни активности высоки. Действительно, мы обнаружили, что после воздействия шума нервные импульсы увеличивают успех передачи через синапс, когда обычно они часто не могут этого сделать.

Эта идея адаптации к активности знакома, как то, как мышцы массируются после тренировки. Но не было известно, что синапсы в мозге также ощущают их активность. Это вызывает много вопросов о том, как это работает.

Эти изменения кажутся полезными, когда животное остается в громком шуме, но что происходит после возвращения в нормальные спокойные условия? Мы обнаружили, что синапсы снова изменились, когда мыши были возвращены в спокойные условия, но это, по-видимому, занимает несколько часов или дней.

Итак, сразу после возвращения в спокойную обстановку синапс был бы слишком подготовлен и не выходил бы из нейротрансмиттера, как обычно. Это может привести к гиперактивации слуховых нервных мишеней в мозге, которые могут восприниматься как звук даже при отсутствии звука, что является тиннитусом.

Мой собственный опыт в том, что мой шум в ушах ухудшается после долгого полета или поездки на автомобиле. Одна из возможностей заключается в том, что мои синапсы адаптируются к громким звуковым условиям, что вызывает гиперактивность после окончания поездки. Чтобы увидеть, как даже ограниченное воздействие шума приводит к звон в ушах, мы только начали сотрудничество с Micheal Dent и ее лабораторией, потому что они являются экспертами в слуховых способностях мышей. Эти исследования на мышах могут помочь нам понять, является ли это непризнанным фактором риска для звона в ушах у людей.

Адаптация к тишине

Это исследование также заставило нас задуматься: если громкий шум вызывает синаптические изменения, как насчет уменьшения звука? Маленькие дети обычно испытывают уменьшение звука, потому что около половины из них испытывают инфекцию уха, обычно в первые два года. Ушные инфекции приводят к накоплению жидкости за барабанной перепонкой, что уменьшает способность звука проникать из внешней части уха в конец бизнеса, заправленный внутрь.

Для некоторых детей могут быть долгосрочные последствия звуковой депривации, где у них есть проблемы язык обработки.

Мы начали изучать, как поражаются слуховые нервные синапсы у мышей, когда их уши подключен, Интересно, что мы видели противоположное тому, что произошло с шумом. После однонедельного подключения синапсы стали меньше, а магазины нейротрансмиттера сократились, что привело к еще более быстрому истощению, чем обычно.

Мы считаем, что эти изменения помогают максимизировать эффективность. Большой запас неиспользованного нейротрансмиттера был бы расточительным, когда активность была низкой, поэтому синапс может сокращаться. Кроме того, низкая активность означает, что синапсы будут иметь больше времени для пополнения минимальных хранилищ нейротрансмиттеров между приступами сигнализации.

После прекращения воздействия шума или уши были отключены синапсы, восстановленные до нормального уровня. Это кажется хорошей новостью, но мы не можем быть уверены, что нет никаких небольших остаточных эффектов, которые могли бы стать яснее при проведении большего количества экспериментов. Кроме того, несколько раундов шумового воздействия или засорения могут привести к накоплению остаточных эффектов.

Это побудило меня подумать о моей семье. Моя дочь была склонна к инфекциям ушей, когда она была маленькой. Казалось, что каждые несколько месяцев мы будем ходить к педиатру, который будет ждать, пока не появится видимое нарастание жидкости за барабанной перепонкой, прежде чем назначать антибиотики для лечения инфекции. Это понятно, из-за беспокойства о чрезмерном использовании антибиотиков, вызывающих резистентность.

Но когда эти эпизоды произойдут, мы никогда не тестировали слух моей дочери, чтобы узнать степень или продолжительность потери слуха. Теперь я знаю, что ее слуховые нервные синапсы, скорее всего, меняются. Любое из этих изменений стало постоянным? Я не думаю, что у нее проблемы с обработкой языка, но я интересуюсь другими аспектами слуховой обработки.

Эта работа дает нам новую оценку слуховых нервных синапсов. Они считались машинами, задача которых заключалась в надежной передаче информации. Теперь мы знаем, что работа не так проста в конце концов. Синапсы постоянно оценивают свою деятельность и приспосабливаются к оптимизации и экономии их производительности. Мы считаем, что эти изменения или подобные им ситуации в других синапсах могут привести к долгосрочным последствиям для тиннитуса и обработки языка.

Об авторе

Мэтью Сюй-Фридман, доцент биологии, Университет в Буффало, Государственный университет Нью-Йорка

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon