ความก้าวหน้าในการวิจัยด้านการได้ยิน: การรับรู้การได้ยินในระดับเหนือปกติเกิดขึ้นได้

การศึกษาที่ดำเนินการที่สถาบัน Kresge Institute for Hearing Research ในคณะแพทยศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกน ได้สร้างการได้ยินที่เหนือปกติในหนูและยังสนับสนุนสมมติฐานเกี่ยวกับสาเหตุของการสูญเสียการได้ยินที่ซ่อนเร้นในมนุษย์อีกด้วย

ก่อนหน้านี้ นักวิจัยใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกัน นั่นคือ การเพิ่มปริมาณของนิวโรโทรฟิน-3 ซึ่งเป็นแฟกเตอร์บำรุงประสาทในหูชั้นใน เพื่อช่วยฟื้นฟูการตอบสนองทางการได้ยินในหนูที่ได้รับบาดเจ็บทางเสียง และเพื่อปรับปรุงการได้ยินในหนูวัยกลางคน

การศึกษาครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่นำแนวทางเดียวกันมาประยุกต์ใช้กับหนูอายุน้อยที่มีสุขภาพดีเพื่อสร้างการประมวลผลการได้ยินที่ดีขึ้นเหนือระดับธรรมชาติ

“เรารู้ว่าระดับ Ntf3 ที่เพิ่มขึ้นในหูชั้นในของหนูอายุน้อยจะเพิ่มจำนวนไซแนปส์ระหว่างเซลล์ขนชั้นในและเซลล์ประสาทการได้ยิน แต่เรายังไม่ทราบว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อการได้ยินอย่างไร” ดร. Gabriel Korfas ผู้อำนวยการสถาบัน Kresge ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว

“ปัจจุบัน เราแสดงให้เห็นว่าสัตว์ที่มีไซแนปส์พิเศษในหูชั้นในจะมีระดับการได้ยินปกติ แต่สามารถประมวลผลข้อมูลการได้ยินได้ในระดับเหนือปกติ”

ผลการศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารPLOS Biology

เช่นเดียวกับการศึกษาครั้งก่อนๆ นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ Ntf3 เพื่อเพิ่มจำนวนไซแนปส์ระหว่างเซลล์ขนชั้นในและเซลล์ประสาท

เซลล์ขนชั้นในตั้งอยู่ภายในหูชั้นในและแปลงคลื่นเสียงให้เป็นสัญญาณที่ส่งไปยังสมองผ่านทางไซแนปส์เหล่านี้

อย่างไรก็ตาม ในครั้งนี้ มีการสร้างและศึกษาหนูอายุน้อยสองกลุ่ม: กลุ่มหนึ่งมีจำนวนไซแนปส์ลดลง และอีกกลุ่มหนึ่งมีจำนวนไซแนปส์เพิ่มขึ้น และมีการได้ยินที่เหนือปกติ

“ก่อนหน้านี้ เราใช้โมเลกุลเดียวกันนี้เพื่อสร้างไซแนปส์ที่สูญเสียไปเนื่องจากได้รับเสียงในหนูอายุน้อยขึ้นมาใหม่ และเพื่อปรับปรุงการได้ยินในหนูวัยกลางคนซึ่งเริ่มแสดงสัญญาณของการสูญเสียการได้ยินที่เกี่ยวข้องกับอายุแล้ว” Korfas กล่าว

“สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลนี้มีศักยภาพในการปรับปรุงการได้ยินในผู้คนในสถานการณ์ที่คล้ายกัน การค้นพบใหม่บ่งชี้ว่าการสร้างไซแนปส์ใหม่หรือเพิ่มจำนวนไซแนปส์จะช่วยปรับปรุงการประมวลผลการได้ยิน”

หนูทั้งสองกลุ่มได้รับการทดสอบการยับยั้งการตอบสนองก่อนพัลส์ ซึ่งเป็นการวัดความสามารถในการตรวจจับสิ่งกระตุ้นทางการได้ยินที่สั้นมาก

ในการทดสอบนี้ ผู้ทดสอบจะถูกวางไว้ในห้องที่มีเสียงพื้นหลัง จากนั้นจะมีเสียงดังที่ทำให้หนูตกใจ โดยอาจดังเพียงเสียงเดียวหรือมีช่วงหยุดสั้นๆ ก่อน

หากหนูตรวจพบการหยุดชั่วคราวนี้ จะทำให้การตอบสนองต่อความกลัวลดลง นักวิจัยจึงกำหนดว่าการหยุดชั่วคราวนั้นต้องสั้นแค่ไหนเพื่อให้หนูตรวจจับได้

หนูที่มีไซแนปส์น้อยกว่าต้องหยุดชั่วคราวนานกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่สนับสนุนสมมติฐานของความเชื่อมโยงระหว่างความหนาแน่นของไซแนปส์และการสูญเสียการได้ยินแฝงในมนุษย์

การสูญเสียการได้ยินที่มองไม่เห็นหมายถึงความยากลำบากในการเข้าใจคำพูดหรือแยกแยะเสียงในเสียงรบกวนที่ไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยการทดสอบมาตรฐาน ผลการทดสอบการระงับการตอบสนองก่อนพัลส์ก่อนหน้านี้มีความสัมพันธ์กับการประมวลผลการได้ยินในมนุษย์

ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด

ผลลัพธ์ของหนูที่มีจำนวนไซแนปส์เพิ่มมากขึ้นนั้นไม่ค่อยเป็นที่คาดหวังนัก

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ามีการปรับปรุงประสิทธิภาพสูงสุดในผลวัดการตอบสนองของก้านสมอง และยังมีประสิทธิภาพดีขึ้นในการทดสอบการยับยั้งการตอบสนองก่อนพัลส์ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความสามารถในการประมวลผลข้อมูลการได้ยินในปริมาณที่เพิ่มขึ้น

“เราประหลาดใจที่พบว่าการเพิ่มจำนวนไซแนปส์ทำให้สมองสามารถประมวลผลข้อมูลการได้ยินเพิ่มเติมได้ และหนูเหล่านี้ทำผลงานได้ดีกว่าหนูในกลุ่มควบคุมในการทดสอบพฤติกรรม” Korfas กล่าว

ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าสาเหตุหลักของการสูญเสียการได้ยินในมนุษย์คือการสูญเสียเซลล์ขน

อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันเป็นที่ชัดเจนแล้วว่าการสูญเสียไซแนปส์ของเซลล์ขนภายในอาจเป็นเหตุการณ์แรกของกระบวนการสูญเสียการได้ยิน ทำให้การบำบัดที่มุ่งเน้นไปที่การรักษา ฟื้นฟู และ/หรือเพิ่มจำนวนไซแนปส์เป็นแนวทางที่มีแนวโน้มในการรักษาโรคการได้ยินบางประเภท

“โรคระบบประสาทเสื่อมบางโรคเริ่มต้นจากการสูญเสียไซแนปส์ในสมอง” Korfas กล่าว

“ดังนั้น บทเรียนที่ได้รับจากการวิจัยหูชั้นในอาจช่วยในการค้นหาวิธีการรักษาใหม่ๆ สำหรับโรคร้ายแรงบางชนิดเหล่านี้ได้”