По словам старшего исследователя Карла Кандлера, доктора философии, профессора отоларингологии и нейробиологии Медицинской школы Питта, ухо генерирует спонтанную электрическую активность, чтобы вызвать реакцию в мозге до того, как начнется слух. Эти структурированные всплески начинаются на внутренних волосковых клетках улитки, которая является частью внутреннего уха, и перемещаются по слуховому нерву в мозг.«Долгое время предполагалось, что эти импульсы предназначены для« подключения »слуховых центров мозга», — сказал он. «Однако до сих пор никто не смог предоставить экспериментальные доказательства в поддержку этой концепции».Чтобы составить карту нейронных связей, команда доктора 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, отсекая 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», — сказал доктор Кандлер. «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 обнаруживать звук, но у них есть проблемы с восприятием звука. высота звука ".У людей такие тонкие нарушения слуха связаны с центральным расстройством обработки слуха (CAPD), затруднением обработки значения звука.
Приблизительно от 2 до 3 процентов детей страдают CAPD, и у этих детей часто возникают речевые и языковые расстройства или задержки, а также проблемы с обучением, 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 CAPD. Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, верно ли это также для людей, но наши результаты указывают на новое направление, которое стоит продолжить ", — сказал д-р Кандлер.