Звон в ушах или слышание звука в голове, когда на самом деле нет внешнего звука, называется тиннитусом. Это распространенная проблема, с которой сталкивается более 1 человека из 10. Хотя многие учатся с этим жить, шум в ушах может превратиться в нечто большее, чем просто незначительный звон или жужжание. Это может серьезно нарушить сон, концентрацию и повседневную жизнь, вызывая депрессию и беспокойство.
«Наше исследование на мышах предлагает первый ген, связанный с тиннитусом», — говорит Кристофер Р. Седеррот, доцент Каролинского института в Швеции. Он и его команда хотят идентифицировать молекулы, лежащие в основе шума в ушах, чтобы найти лечение, чтобы заглушить фантомные шумы. «Мы обнаружили, что без нормальной функции гена GLAST животные более склонны к развитию шума в ушах», — говорит Седеррот.
Ген кодирует переносчик глутамата, белок, который работает, чтобы отвести глутамат нейротрансмиттера из синаптического пространства, где происходит нейронная коммуникация, обратно в клетки. «Удаление избытка глутамата из синапсов жизненно важно для здоровой нервной функции, поскольку неконтролируемый уровень глутамата вне нервных клеток перевозбуждит нейроны и оказывает токсическое действие», — объясняет он. «Дисфункции транспортеров глутамата ранее были связаны с судорогами и боковым амиотрофическим склерозом, а теперь и с шумом в ушах».Результаты, опубликованные в Frontiers in Behavioral Neuroscience, выходят за рамки известного преобладания GLAST в коре головного мозга и гиппокампе, поскольку его защитные эффекты могут проявляться в ухе. «Наше исследование открывает возможность того, что более высокая экспрессия GLAST в улитке может создавать устойчивость мышей к слуховым нарушениям, предотвращая ототоксичность».С момента своего первого исследования шума в ушах на мышах в 2009 году Седеррот увидел необходимость улучшить обнаружение шума в ушах у этого вида, что предлагает облегченные поведенческие и генетические манипуляции для нашего понимания механизмов, лежащих в основе слухового расстройства. «Любопытно, что мыши оказались устойчивыми к развитию шума в ушах», — говорит Седеррот. «Только 20-50% мышей демонстрируют изменения в поведении, которые указывают на шум в ушах после известных факторов риска, по сравнению, например, с 70-75% крыс».
Это создало техническую проблему для таких ученых, как Седеррот, которые ищут биологические причины нарушения.Их умной идеей оказалось тестирование поведенческого обнаружения звукового промежутка на разных линиях мышей. «Мы нашли решение, которое включало определение правильной линии мышей и правильного времени стимулирования. Это улучшило диапазон ответов, которые мы могли обнаружить у животных с тиннитусом в линии мышей, которая широко используется в других областях для генетического тестирования, давая всему сообществу надежная модель для дальнейшего тестирования биологических механизмов тиннитуса ».Это большой шаг вперед.
Каждая линия мышей имеет определенный генетический фон и показывает разный уровень базовой чувствительности к «молчащим пробелам». Таким образом, изменение определенного гена в чувствительном штамме и возможность наблюдать за рядом поведенческих функций может указывать на гены и связанные с ними молекулы, которые необходимы для определенных типов шума в ушах. «Когда ген GLAST нокаутирован у мышей на генетическом фоне C57, у животных усиливается шум в ушах при воздействии салицилата, производного аспирина, который, как известно, временно токсичен для клеток уха».Экспериментальные модели шума в ушах обычно создаются путем воздействия на животных громкого шума или лекарств, токсичных для клеток уха, таких как салицилат, а затем предоставления животным различных поведенческих задач для измерения их восприятия несуществующих звуков.
Одним из таких поведенческих тестов является GPIAS, обозначающий паузу перед импульсом акустического рефлекса испуга. Принцип, лежащий в основе этой задачи, заключается в нормальной и непроизвольной способности животных подавлять рефлекс испуга в ответ на определенный громкий импульс, если этому импульсу предшествует тихий промежуток в фоновом шуме. «В каком-то смысле предимпульсный промежуток обычно служит для подготовки животного к приближающемуся поразительному импульсу, так что они меньше пугаются», — объясняет исследователь.
"Животное, которое не демонстрирует этого нормального поведенческого торможения за счет предимпульсного промежутка, демонстрирует менее эффективное обнаружение промежутка в форме большей рефлекторной реакции. Это может произойти, когда животное воспринимает фантомный звук, препятствующий способности правильное определение разрыва — это похоже на шум в ушах », — объясняет Седеррот. «Поскольку мы изменяем частоту фонового шума, чтобы она точно соответствовала звона в ухе животного, рефлекс испуга менее эффективно подавляется предимпульсным промежутком».Из-за повышенной чувствительности поведенческой задачи по обнаружению шума в ушах и четких молекул-кандидатов модель дефицита GLAST может очень хорошо служить для различения более тонких, но неидентифицированных механизмов того, как запускается и поддерживается шум в ушах. «Теперь нам нужно более детально исследовать, что происходит в ухе и в мозге, чтобы определить, где на самом деле GLAST действует и как».«В настоящее время существует потребность в стандартизации диагностики тиннитуса и методов оценки лечения, и наша работа указывает на ценность изменения временных и частотных параметров для более точной диагностики случаев с использованием этой методологии.
Эти улучшения необходимо будет протестировать на людях с тиннитусом, поскольку для открытия лекарств чрезвычайно важно иметь сопоставимые показания между животными моделями и людьми ».«Метод, который может объективно количественно оценить уменьшение восприятия шума в ушах после определенного лечения, стал бы большим прорывом в этой области», — говорит Седеррот. «В сочетании с генетическими исследованиями на людях это может в конечном итоге улучшить процесс разработки лекарств и привести к профилактическому или лечебному лечению шума в ушах». Работа важна, чтобы помочь такому большому количеству людей, 70 миллионов только в Европе и более 25 миллионов в США. "Тиннитус — это симптом, а не само заболевание, поскольку он может быть вызван различными потенциальными причинами, такими как потеря слуха из-за повреждения волосковых клеток в ухе, травма головы или инфекция, токсические препараты, психические и нейродегенеративные расстройства или проблемы с кровообращением. "Итак, понимание тиннитуса — это междисциплинарное дело, и текущие знания разрознены, объясняет Седеррот. «Эта работа является частью усилий по сбору всего опыта для решения проблем неоднородности в том, как тиннитус становится проблемой для некоторых, но не для всех людей, и почему они по-разному реагируют на лечение».
Он надеется, что, объединив глобальные достижения в области исследований тиннитуса, осведомленность о них повысится. «Людям с тиннитусом нужна помощь, которую мы до сих пор не могли оказать».