写真クレジット： ベン・ヒュースマン （CC by 2.0）
私たちの現代世界は騒々しいです。 車や飛行機に座ったり、映画のプレビューを見たりするだけで、私たちは音で爆撃されます。 その騒音が耳である敏感なマイクに損傷を与えない場合でも、私たちの聴覚システムは常に活性化されます。 これの結果は何ですか？
雑音が問題となる理由の1つは、それが耳鳴りと関連していることです。 耳鳴り、または耳鳴りは非常に一般的で、 人口の10パーセント。 一部の人にとっては、日常生活に支障をきたすほど深刻な場合があります。
リンギングの感覚は、脳に由来するようであり、 耳にない 。 しかし、誤った活動はどこから始まりますか？それを止める方法はありますか？ 起源を特定できれば、耳鳴りの予防や治療方法を見つけ出すのに役立ちます。
聴覚システムが大きなノイズをどのように処理するかを理解することは大きな意味を持ちます。なぜなら、私たちはすべて定期的に大きな音にさらされるからです。
私は耳からの活動が脳に入る最初の場所を研究している研究者です。 生徒と私はこれらの質問に興味を持ちました。なぜなら、聴覚システムがどのように大きな環境を扱っているのか、長い間疑問に思っていたからです。
シナプスを下る
大きな騒音が聴覚プロセスの不可欠な要素を枯渇させることが予想されました。 その必須成分は、神経細胞間の接続部に位置し、 シナプス。 聴覚では、シナプスは、耳から脳への音に関する情報を伝達するための重要なゲートキーパーです。 シナプスは、1つの細胞の電気的インパルスがシナプスを横切る次の細胞の電気的変化を引き起こす神経伝達物質と呼ばれるわずかな化学物質の放出を誘発するときに機能する。
神経伝達物質のそれらのパケットは補充されるのに時間がかかる。 つまり、耳からの情報を運んでいる脳細胞が非常に活性であれば、神経伝達物質が使い尽くされる可能性があるので、脳内の標的を活性化するのに十分ではなく、信号が失われることになります。
これは、信号がシナプスが補充できるよりも速く発生する場合に特に問題となります。 聴覚系の細胞では、特に激しい音にさらされたときに、最も速い活動の中で経験するため、これは本当の問題になる可能性があります。
それで、私たちのシナプスが神経伝達物質を使い切ることができれば、大きな環境でどのように聞き続けますか？
大声での適応
これを調べるために、我々は約1週間、大きな環境にマウスを置く。 騒音はヘアドライヤーほど大きかったので、耳に傷をつけることなく聴覚系を駆動するのに十分な大きさでした。
この週の終わりに、我々は、聴覚神経によって形成されるシナプスの変化を観察した。聴覚神経は、耳から脳へのシグナルを運ぶ。 シナプスが変化した 神経伝達物質を急速に枯渇させ、ほとんど全く枯渇させないという通常の状況から。
シナプスも大きくなり、神経伝達物質の蓄積量が増えました。 これらの変化は両方とも、活性レベルが高い場合にシナプスが神経伝達物質を使い果たすのを防ぐことができる。 事実、騒音曝露後、神経インパルスは、シナプスを通って伝達される成功を増加させ、通常はそうしないことがしばしばであることがわかった。
運動に適応するこの考えは、運動後に筋肉がどのように大きくなるかのように、よく知られています。 しかし、脳内のシナプスがその活動を感知することは知られていませんでした。 これはどのように動作するかについて多くの疑問を提起します。
これらの変化は動物が大きな騒音に陥っている間は有益に見えますが、通常の静かな状態に戻った後はどうなりますか？ 我々は、マウスが静かな状態に戻ったときにシナプスが正常に戻ったことを見出したが、これは数時間または数日かかるようである。
したがって、静かな環境に戻った直後に、シナプスは過剰に準備され、正常な神経伝達物質を使い果たしません。 これは脳の聴覚神経標的の過活動を引き起こす可能性があり、それは耳鳴りである音がなくても音として知覚される可能性がある。
私自身の経験は、長い飛行機や車の旅の後、耳鳴りが悪化するということです。 1つの可能性は、シナプスが大きな音の状態に適応しており、トリップが終了した後に活動亢進が起こることです。 限られた騒音の曝露によって耳鳴りが起こるかどうかを確認するために、私たちはMicheal Dentと彼女の研究室とのコラボレーションを始めました。彼らはマウスの聴力能力の専門家であるからです。 マウスにおけるこれらの研究は、これがヒトにおける耳鳴りの認識されない危険因子であるかどうかを理解するのに役立つかもしれない。
静かに適応する
この研究はまた、私たちに疑問をもたせました。大きな音がシナプスの変化を引き起こす場合、音の減少はどうですか？ 小児は一般に経験する 音の減少なぜなら彼らの約半数が耳の感染症を経験しているからです。通常は、最初の2年間です。 耳の感染は鼓膜の後ろに体液を蓄積させ、耳の外部から内部に押し込まれたビジネスエンドまで到達する音の能力を低下させます。
一部の子供にとっては、健全な貧困の長期的な影響があり、問題が発生する場合があります 処理言語.
私たちは、マウスの聴覚神経シナプスが、耳が痛いときにどのように影響を受けるかを調べ始めました 詰まった。 興味深いことに、私たちは騒音に起こったことの反対を見た。 1週間の栓をした後、シナプスは小さくなり、神経伝達物質の貯蔵所は収縮し、正常よりもさらに枯渇した。
これらの変更は効率を最大化するのに役立つと考えています。 未使用の神経伝達物質を大量に摂取すると、活動が少ないときに無駄になり、シナプスが縮小する可能性があります。 また、活性が低いということは、シナプスが、シグナリングの発作の間に最小限の神経伝達物質の貯蔵を補充するより多くの時間を有することを意味する。
騒音暴露が終了した後、または耳が外れた後、シナプスは正常に回復した。 それは良いニュースのように思えますが、より多くの実験でより明確になる可能性のある小さな残留効果はまだありません。 また、複数回の騒音暴露または詰まりは、残留効果を蓄積させる可能性がある。
これは私の家族について考えさせました。 私の娘は、彼女が少しだったときに耳の感染症になりがちでした。 数ヶ月ごとに小児科医に行き、感染を治すために抗生物質を処方する前に鼓膜の後ろに液体が目に見えるまで待つことになりました。 これは、抵抗性を引き起こす抗生物質の過剰使用に対する懸念のために理解できる。
しかし、これらのエピソードが発生すると、聴力損失の程度や持続時間を知るために娘の聴力を実際にテストしたことはありませんでした。 今私は彼女の聴覚神経シナプスが変わる可能性が高いことを知っています。 これらの変更のいずれかが永久になりましたか？ 彼女は言語の処理に問題があるとは思わないが、聴覚処理の他の面については疑問に思う。
この作品は、聴覚神経シナプスに新しい感謝をもたらします。 彼らは仕事が情報を信頼できる形で中継することになっていたマシンと考えられてきました。 結局のところ、仕事はそれほど簡単ではないことが分かっています。 シナプスは活動を絶えず評価しており、自分自身の能力を最適化して節約するよう調整しています。 私たちは、これらの変化または他のシナプスでのそれらの変化が、耳鳴りおよび言語処理に長期的な結果をもたらす可能性があると考えています。
著者について
Matthew Xu-Friedman、生物学の准教授、 ニューヨーク州立大学バッファロー校
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