大脑的灵活性可能会通过人工耳蜗加速听力的改善
一项针对失聪大鼠的新研究表明,重新启动大脑适应新环境的自然能力或神经可塑性,可以提高人工耳蜗恢复听力损失的效率。研究人员说,这项调查可能有助于解释植入物接受者在听力改善方面的巨大差异。
不像助听器人工耳蜗可以放大、平衡和锐化传入的声音,将代表声音的电信号直接发送到大脑。不幸的是,专家表示,理解这些信号的含义需要时间。过去的研究表明,虽然一些人工耳蜗用户在收到设备几小时后就能听懂一些语音,但其他人则需要几个月或几年才能听懂。然而,决定大脑能多快适应植入物的机制尚不清楚。
在纽约大学朗格尼健康中心(NYU Langone Health)的研究人员领导下,对大鼠进行的这项新研究评估了刺激蓝斑——哺乳动物脑干深处神经可塑性的主要部位——是否能提高它们学习使用电子设备的速度。研究表明,在接受植入物的短短三天内,给予额外刺激的啮齿动物可以有效地完成需要精确的任务听力.相比之下,那些没有接受刺激的人需要长达16天的时间。
“我们的研究结果表明,神经可塑性的差异,特别是在大脑的某些部分,如蓝点,可能有助于解释为什么一些人工耳蜗植入用户比其他人改善得更快,”该研究的主要作者和神经科学家艾琳·格伦农博士说医科学生纽约大学格罗斯曼医学院
在早期的调查中,研究小组发现,电刺激啮齿动物的蓝斑可以增加神经可塑性,并改变大脑听觉系统代表声音的方式。然而,这项新研究于12月21日在线发表在该杂志上自然,是第一个证明刺激这个大脑区域可以加速耳蜗听力的人吗植入物根据格伦农的说法。
在这项研究中,研究人员训练听力正常的老鼠在听到特定的声音后按下按钮,如果听到不同的声音就忽略按钮。一旦耳聋,老鼠就无法完成这项任务。然后,他们被植入了人工耳蜗,并被重新训练,以依靠该设备完成同样的挑战。
在研究结果中,该研究显示,随着大鼠学会使用植入物,蓝斑位点的活动发生了巨大变化。起初,当动物听到声音并按下正确的按钮后获得食物时,大脑区域最活跃。当他们学会将按下按钮与获得奖励联系起来时,活动反而在他们刚刚听到音调时达到顶峰。值得注意的是,这种变化发生得越快,老鼠完成任务的速度就越快。
“我们的研究结果表明,改善蓝斑的神经可塑性可能会加速和增强治疗的有效性耳蜗植入设备该研究的共同资深作者、神经科学家罗伯特·弗洛姆克博士说,他是纽约大学朗格尼分校神经科学和生理学系的斯科博尔基金会遗传学教授。
Froemke说,研究小组下一步计划探索刺激人类大脑区域的方法,而不需要侵入性手术。弗洛姆克还担任纽约大学朗格尼分校耳鼻咽喉头颈外科的教授。
“因为我们的目标是激活蓝斑“我们需要确定什么非侵入性机制可以用来触发大脑区域,”该研究的联合资深作者Mario Svirsky博士说。Svirsky博士是纽约大学朗格尼分校耳鼻咽喉头颈外科听力科学的Noel L. Cohen教授。
斯维尔斯基也是纽约大学朗格尼分校神经科学和生理学系的教授,他警告说,老鼠的听力是在一个直接的任务中使用简单的声音来检查的,而人类需要在嘈杂的环境中对细微的语音模式做出反应。他说,还需要进一步的研究大脑可能涉及的地区。
除了格莱农、弗洛姆克和斯维尔斯基,参与这项研究的其他纽约大学研究人员还有西尔瓦娜·瓦尔切娃博士;Angela Zhu,总经理;尤瑟夫·瓦德吉里博士
更多信息:Robert Froemke,蓝斑位点活性提高人工耳蜗植入性能,自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 05554 - 8.www.nature.com/articles/s41586 - 022 - 05554 - 8