W ramach badań nad zrozumieniem utraty słuchu, naukowcy stworzyli myszy o wyjątkowych zdolnościach słuchowych. Zespół neurobiologa Lingchao Ji z Uniwersytetu Michigan osiągnął to, zwiększając ekspresję genu wzrostu nerwów zwanego neurotrofiną-3 (Ntf3).
Wcześniejsze badania tego zespołu wykazały, że zwiększenie ekspresji Ntf3 może poprawić słuch u myszy w średnim wieku oraz pomóc w odzyskaniu części słuchu u myszy z uszkodzeniem ucha wewnętrznego. Działa to poprzez zwiększenie liczby połączeń – zwanych synapsami – między komórkami włoskowatymi w ślimaku ucha a mózgiem. Komórki włoskowate reagują na wibracje dźwiękowe i przekształcają je w sygnały, które następnie są przekazywane przez synapsy do neuronów mózgu w celu interpretacji.
„Wiedzieliśmy, że dostarczanie Ntf3 do ucha wewnętrznego u młodych myszy zwiększa liczbę synaps między wewnętrznymi komórkami włoskowatymi a neuronami słuchowymi, ale nie wiedzieliśmy, jak zwiększona liczba synaps wpłynie na słuch,” mówi Gabriel Corfas, neurobiolog z Uniwersytetu Michigan.
„Byliśmy zaskoczeni, odkrywając, że kiedy zwiększyliśmy liczbę synaps, mózg był w stanie przetwarzać dodatkowe informacje słuchowe. Te myszy radziły sobie lepiej niż myszy kontrolne w teście behawioralnym.”
Gęstość synaps nie wpływa na odruch zaskoczenia, więc początkowe wykrycie dźwięku pozostaje typowe, mimo zmniejszonej liczby połączeń. Zwiększona gęstość synaps poprawia jednak zdolność rozróżniania dźwięków, zmieniając tak zwany próg detekcji przerwy – najkrótszy czas ciszy między dwoma dźwiękami, który jest wystarczająco długi, aby były one słyszalne jako dwa oddzielne dźwięki, a nie jeden.
Próg detekcji przerwy jest dłuższy, gdy w danym obszarze jest mniej synaps, jak pokazali Ji i jego zespół w eksperymencie z myszami o zmniejszonej ekspresji Ntf3. Wskazuje to, że utrata połączeń wewnętrznych komórek włoskowatych powoduje opóźnienia w przetwarzaniu różnych sygnałów dźwiękowych przez mózg, co doświadczają niektórzy ludzie z problemami słuchowymi. Te opóźnienia utrudniają zrozumienie mowy, szczególnie gdy obecne są inne dźwięki o podobnej głośności.
Zwiększenie ekspresji Ntf3 u myszy spowodowało wzrost gęstości synaps, co z kolei poprawiło ich zdolność do przetwarzania i rozróżniania dźwięków o różnych właściwościach.
„Zwierzęta z dodatkowymi synapsami w uchu wewnętrznym mają normalne progi – co audiolog określiłby jako normalny słuch – ale mogą przetwarzać informacje słuchowe w nadzwyczajny sposób,” wyjaśnia Corfas.
Naukowcy wierzą, że zwiększenie ekspresji Ntf3 ma potencjał poprawy słuchu również u ludzi. „Niektóre choroby neurodegeneracyjne również zaczynają się od utraty synaps w mózgu. Dlatego lekcje z badań nad uchem wewnętrznym mogą pomóc w znalezieniu nowych terapii dla niektórych z tych wyniszczających chorób,” podsumowuje Corfas.
Źródło: Science Alert
