Foto credit: Ben Husmann (CC door 2.0)
Onze moderne wereld is luid. Gewoon in een auto zitten, of in een vliegtuig, of filmvoorbeelden bekijken, we worden gebombardeerd met geluid. Zelfs wanneer die geluiden niet schadelijk zijn voor de gevoelige microfoon die ons oor is, wordt ons gehoorsysteem voortdurend geactiveerd. Wat zijn de consequenties hiervan?
Een reden waarom geluid een probleem is, is dat het geassocieerd is met tinnitus. Tinnitus, of oorsuizen, komt zeer vaak voor en heeft een effect op 10 procent van de bevolking. Voor sommige mensen kan het ernstig genoeg zijn om het dagelijks leven te verstoren.
Het gevoel van rinkelen lijkt afkomstig te zijn van de hersenen, niet in het oor . Maar waar begint die verkeerde activiteit en is er een manier om het te stoppen? Als we de oorsprong kunnen bepalen, kan dit ons helpen wegen te vinden om tinnitus te voorkomen of te genezen.
Het begrijpen van hoe het gehoorsysteem omgaat met harde ruis zou grote implicaties hebben, omdat we allemaal regelmatig worden blootgesteld aan harde geluiden, soms gedurende langere perioden.
Ik ben een onderzoeker en onderzoek de allereerste plaats die activiteit vanuit het oor de hersenen binnenkomt. Mijn studenten en ik raakten geïnteresseerd in deze vragen omdat we ons al lang afvroegen hoe het gehoorsysteem omgaat met luide omgevingen.
De synaps verlagen
We verwachtten dat hard geluid een essentieel onderdeel van het hoorproces zou uitputten. Die essentiële component bevindt zich op de verbindingen tussen zenuwcellen, die worden genoemd synapsen. Bij het horen zijn synapsen cruciale poortwachters voor het verzenden van informatie over geluiden van het oor naar de hersenen. Synapsen werken wanneer een elektrische impuls in één cel de afgifte van kleine pakketjes chemicaliën, neurotransmitters genaamd, veroorzaakt die elektrische veranderingen in de volgende cel in de synaps veroorzaken.
Die pakketten neurotransmitters hebben even tijd nodig om bijgevuld te worden. Dat betekent dat als hersencellen met informatie uit het oor zeer actief zijn, de neurotransmitter op zou kunnen raken, dus er zou niet genoeg zijn om hun doelen in de hersenen te activeren en het signaal zou verloren gaan.
Dit is een specifiek probleem wanneer de signalen sneller optreden dan de synaps kan herladen. Voor cellen in het gehoorsysteem zou dit een echt probleem kunnen zijn, omdat ze een van de snelste activiteitsniveaus ervaren, vooral wanneer ze worden onderworpen aan intens geluid.
Dus hoe blijven we het horen in luide omgevingen, als onze synapsen geen neurotransmitter meer hebben?
Aan te passen aan luid
Om dit te onderzoeken, zetten we muizen ongeveer een week in een luide omgeving. Het geluid was zo hard als een föhn, genoeg om het gehoor te besturen zonder het oor aanzienlijk te beschadigen.
Aan het einde van de week keken we naar veranderingen in synapsen gevormd door de gehoorzenuw, die signalen van het oor naar de hersenen transporteert. De synapsen zijn gewijzigd van de normale situatie om snel een uitgeputte neurotransmitter te krijgen of helemaal niet uit te putten.
De synapsen werden ook groter en verhoogden hun voorraden neurotransmitter. Beide veranderingen zouden synapsen kunnen beschermen tegen te weinig neurotransmitter als de activiteitsniveaus hoog zijn. Inderdaad, we ontdekten dat na zenuwblootstelling de zenuwimpulsen hun succes vergrootten doordat ze over de synaps werden uitgezonden, terwijl ze dat normaal gesproken vaak niet doen.
Dit idee om je aan te passen aan activiteit is bekend, zoals hoe spieren omhoog gaan na het sporten. Maar het was niet bekend dat synapsen in de hersenen ook hun activiteit waarnemen. Dit roept veel vragen op over hoe het werkt.
Deze veranderingen lijken gunstig, terwijl het dier in luid lawaai blijft, maar wat gebeurt er na terugkeer naar normale stille omstandigheden? We ontdekten dat de synapsen weer normaal werden wanneer muizen werden teruggebracht in rustige omstandigheden, maar dit lijkt enkele uren of dagen in beslag te nemen.
Dus, onmiddellijk na terugkeer in een stille omgeving, zou de synaps overbereid zijn en zou de neurotransmitter niet op normale wijze opraken. Dit kan hyperactivatie veroorzaken van de gehoorzenuwdoelen in de hersenen, die zelfs bij afwezigheid van geluid, tinnitus, als geluid kunnen worden waargenomen.
Mijn eigen ervaring is dat mijn tinnitus erger wordt na een lang vliegtuig- of autoritje. Een mogelijkheid is dat mijn synapsen zich aanpassen aan de luide geluidsomstandigheden, die hyperactiviteit veroorzaken nadat de reis is geëindigd. Om te zien hoe zelfs beperkte blootstelling aan lawaai leidt tot tinnitus, zijn we net een samenwerking aangegaan met Micheal Dent en haar laboratorium, omdat zij experts zijn in het gehoorvermogen van muizen. Deze studies bij muizen kunnen ons helpen te begrijpen of dit een niet-herkende risicofactor is voor tinnitus bij de mens.
Aanpassen aan stil
Deze studie deed ons ook afvragen: als harde ruis synaptische veranderingen veroorzaakt, hoe zit het dan met afname van geluid? Kleine kinderen ervaren het vaak dalingen in geluid, omdat ongeveer de helft van hen een oorontsteking ervaart, meestal in de eerste twee jaar. Oorinfecties leiden tot een opeenhoping van vloeistof achter het trommelvlies, waardoor het vermogen van het geluid om van het uitwendige deel van het oor te komen, wordt verkleind tot aan de binnenkant van het bedrijf.
Voor sommige kinderen kunnen er langetermijngevolgen zijn van deugdelijke ontbering, waar ze problemen hebben verwerkingstaal.
We zijn begonnen te onderzoeken hoe de synapsen van de gehoorzenuw bij muizen worden beïnvloed wanneer hun oren zijn aangesloten. Interessant genoeg zagen we het tegenovergestelde van wat er met geluid gebeurde. Na een week inpluggen, werden de synapsen kleiner en de winkels van de neurotransmitter krompen, wat leidde tot een nog snellere uitputting dan normaal.
We denken dat deze veranderingen de efficiëntie helpen maximaliseren. Een grote voorraad ongebruikte neurotransmitter zou verspilling zijn als de activiteit laag is, dus de synaps kan kleiner worden. Lage activiteit betekent ook dat synapsen meer tijd zouden hebben om minimale neurotransmittervoorraden aan te vullen tussen perioden van signalering.
Nadat de geluidsblootstelling was beëindigd of de oren waren losgekoppeld, herstelden de synapsen naar normaal. Dat lijkt goed nieuws, maar we kunnen er niet zeker van zijn dat er nog geen kleine resteffecten zijn die met meer experimenten duidelijker kunnen worden. Ook kunnen meerdere ronden van blootstelling aan lawaai of verstopping ertoe leiden dat resterende effecten zich ophopen.
Dit zette me aan tot nadenken over mijn eigen gezin. Mijn dochter was gevoelig voor oorinfecties toen ze klein was. Het leek erop dat we om de paar maanden naar de kinderarts zouden gaan, die zou wachten tot er zichtbare vochtophoping achter het trommelvlies was voordat antibiotica werden voorgeschreven om de infectie te genezen. Dit is begrijpelijk, vanwege bezorgdheid over overmatig gebruik van antibiotica die resistentie veroorzaken.
Maar wanneer deze afleveringen zouden plaatsvinden, hebben we nooit het gehoor van mijn dochter getest om de omvang of de duur van het gehoorverlies te kennen. Nu weet ik dat de synapsen van de gehoorzenuw waarschijnlijk zouden veranderen. Is een van deze veranderingen permanent geworden? Ik denk niet dat ze problemen heeft met het verwerken van taal, maar ik vraag me af over andere aspecten van auditieve verwerking.
Dit werk geeft ons nieuwe waardering voor auditieve zenuwsynapsen. Ze zijn beschouwd als machines waarvan het de taak was om informatie betrouwbaar af te leveren. Nu weten we dat die taak toch niet zo eenvoudig is. De synapsen beoordelen voortdurend hun activiteit en passen zichzelf aan om hun prestaties te optimaliseren en te besparen. We denken dat deze of dergelijke veranderingen bij andere synapsen op de lange termijn gevolgen kunnen hebben voor tinnitus en taalverwerking.
Over de auteur
Matthew Xu-Friedman, universitair hoofddocent biologie, Universiteit van Buffalo, de staatsuniversiteit van New York
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.
Related Books:
at InnerSelf Market en Amazon
