Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Медицинской школы Университета Питтсбурга, точный ритм электрических импульсов, передаваемых клетками внутреннего уха, тренирует мозг, как слышать. Они сообщают о первых доказательствах этого процесса развития сегодня в онлайн-версии Neuron.
По словам старшего исследователя Карла Кандлера, доктора философии, ухо генерирует спонтанную электрическую активность, чтобы вызвать реакцию мозга еще до того, как начнется слух.D., профессор отоларингологии и нейробиологии Медицинской школы Питта. Эти структурированные всплески начинаются на внутренних волосковых клетках улитки, которая является частью внутреннего уха, и проходят по слуховому нерву в мозг.
"Долгое время предполагалось, что эти импульсы предназначены для “подключения” слуховых центров мозга," он сказал. "Однако до сих пор никому не удавалось предоставить экспериментальные доказательства в поддержку этой концепции."
Чтобы отобразить нейронную связь, доктор. Команда Кандлера подготовила участки мозга мыши, содержащие в слуховых путях химическое вещество, инертное до тех пор, пока на него не попадет ультрафиолетовый свет. Затем они направили лазерный свет на нейрон, активизируя химическое вещество, которое возбуждает нервные клетки для генерации электрического импульса. Затем они отслеживали распространение импульса на соседние клетки, позволяя им отображать сеть по нейрону за раз.
Все мыши рождаются неспособными слышать, это чувство развивается примерно через две недели после рождения. Но даже до того, как начнется слушание, ухо производит ритмичные всплески электрической активности, которая вызывает широкую реакцию в центрах обработки слуха мозга. По мере того, как ритм продолжается, мозг самоорганизуется, удаляя ненужные связи и укрепляя другие. Чтобы выяснить, действительно ли ритм важен для этой реорганизации, команда использовала генно-инженерных мышей, у которых отсутствует ключевой рецептор на внутренних волосковых клетках, который заставляет их изменять ритм.
"У нормальных мышей электрическая схема мозга со временем становится четче и эффективнее, и они начинают слышать," Доктор. Кандлер сказал. "Но этого не происходит, когда внутреннее ухо бьется в другом ритме, а это означает, что мозг не получает инструкции, необходимые для правильного подключения. У нас есть доказательства того, что эти мыши могут улавливать звук, но у них проблемы с восприятием высоты звука."
У людей такие тонкие нарушения слуха связаны с центральными расстройствами обработки слуха (CAPD), затруднением обработки значения звука. От 2 до 3 процентов детей страдают CAPD, и у этих детей часто наблюдаются нарушения или задержки речи и языка, а также нарушения обучаемости, такие как дислексия. В отличие от причин ухудшения слуха из-за дефицита уха, причины, лежащие в основе CAPD, остаются неясными.
"Наши результаты показывают, что аномальный ритм электрических импульсов в раннем возрасте может быть важным фактором, способствующим развитию ХПНП. Требуются дополнительные исследования, чтобы выяснить, верно ли это и для людей, но наши результаты указывают на новое направление, которое стоит продолжить," Доктор. Кандлер сказал.