Как ухо может информировать мозг при нарушениях слуха

Кохлеарный сигнал, точная роль которого оставалась неясной с момента его открытия около 70 лет назад, вероятно, предоставляет мозгу информацию о том, нормально ли функционирует ухо. К такому выводу пришло исследование Университета Линчёпинга, Швеция.

Результаты являются важной частью головоломки в объяснении того, что происходит в ухе при нарушении слуха, вызванном вредным шумом, и в долгосрочной перспективе могут способствовать диагностике шумовой травмы. Статья опубликована в журнале Cellular and Molecular Life Sciences.

Повторяющееся воздействие громких звуков может вызвать необратимое повреждение слуха. Хотя шумовое повреждение — основная причина нарушений слуха, точные механизмы в значительной степени неясны.

Во внутреннем ухе, или улитке (кохлее), около 15 000 волосковых клеток. Они преобразуют звуковые колебания в электрические нервные сигналы.

Сигнал волосковой клетки состоит из двух частей: AC и DC. Сигнал AC хорошо изучен и передаёт мозгу информацию о громкости и частоте звука. Но функция сигнала DC оставалась загадкой.

При измерении электрических сигналов от волосковых клеток сигнал DC заметен, так как вызывает небольшой сдвиг сигнала AC в положительном или отрицательном направлении. В текущем исследовании Пьер Хакизимана показывает, что полярность сигнала DC меняется с положительной на отрицательную, когда улитка подвергается воздействию вредного шума. Таким образом, сигнал может указывать на состояние здоровья уха.

«Похоже, этот сигнал может быть способом информирования тела мозгом о том, здорово ли ухо, и таким образом облегчать способность мозга декодировать слабые звуки. Мозг может усиливать слабый сигнал от улитки. Если он получит информацию, что ухо функционирует ненормально, мозгу не нужно тратить ресурсы на попытку улучшить сигнал для декодирования звука из повреждённого уха», — говорит Пьер Хакизимана.

Это открытие может внести вклад в новые исследования по использованию сигнала DC для диагностики потери слуха, вызванной вредным шумом. Ранее это не было решено, так как не было известно, как интерпретировать этот сигнал или надёжно изолировать и измерить его у людей.

В исследовании также показано, что сигнал DC создаётся калиевыми ионными каналами, высвобождающими ионы калия через мембраны волосковых клеток.