Una svolta nella ricerca audiologica: raggiunta la percezione uditiva supernormale

Uno studio condotto presso il Kresge Institute for Hearing Research presso la facoltà di medicina dell'Università del Michigan ha sviluppato un udito paranormale nei topi e ha inoltre corroborato un'ipotesi sulle cause della perdita dell'udito nascosta negli esseri umani.

In precedenza, i ricercatori avevano utilizzato tecniche simili, ovvero aumentando la quantità del fattore neurotrofico neurotrofina-3 nell'orecchio interno, per aiutare a ripristinare le risposte uditive nei topi che avevano subito un trauma acustico e per migliorare l'udito nei topi di mezza età.

Questo studio è stato il primo ad applicare lo stesso approccio a topi giovani e sani per ottenere un'elaborazione uditiva migliorata, superiore ai livelli naturali.

"Sapevamo che l'aumento dei livelli di Ntf3 nell'orecchio interno dei topi giovani aumenta il numero di sinapsi tra le cellule ciliate interne e i neuroni uditivi, ma non sapevamo in che modo ciò avrebbe influito sull'udito", ha affermato Gabriel Korfas, PhD, direttore del Kresge Institute, che ha guidato il team di ricerca.

"Ora dimostriamo che gli animali con sinapsi supplementari nell'orecchio interno hanno soglie uditive normali, ma possono elaborare informazioni uditive a un livello sopranormale."

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista PLOS Biology.

Come negli studi precedenti, gli scienziati hanno modificato l'espressione di Ntf3 per aumentare il numero di sinapsi tra le cellule ciliate interne e i neuroni.

Le cellule ciliate interne si trovano all'interno della coclea e convertono le onde sonore in segnali che vengono trasmessi al cervello attraverso queste sinapsi.

Questa volta, però, sono stati creati e studiati due gruppi di giovani topi: uno con un numero ridotto di sinapsi e il secondo con un numero aumentato di sinapsi, ma dotato di un udito sopranormale.

"In precedenza avevamo utilizzato la stessa molecola per rigenerare le sinapsi perse nei topi giovani a causa dell'esposizione al rumore e per migliorare l'udito nei topi di mezza età, quando avevano già iniziato a mostrare segni di perdita dell'udito legata all'età", ha affermato Korfas.

"Ciò suggerisce che questa molecola abbia il potenziale per migliorare l'udito in persone in situazioni simili. Le nuove scoperte suggeriscono che rigenerare le sinapsi o aumentarne il numero migliorerà l'elaborazione uditiva."

Entrambi i gruppi di topi sono stati sottoposti a un test di inibizione della risposta pre-impulso, che misura la loro capacità di rilevare stimoli uditivi molto brevi.

In questo test, il soggetto viene posto in una camera con rumore di fondo, poi viene riprodotto un tono forte che spaventa il topo, da solo o preceduto da una pausa molto breve.

Questa pausa, se rilevata dal topo, riduce la risposta di paura. I ricercatori hanno determinato quanto breve doveva essere la pausa affinché i topi la rilevassero.

I topi con meno sinapsi necessitavano di pause significativamente più lunghe, un risultato che supporta l'ipotesi di un collegamento tra la densità delle sinapsi e la perdita dell'udito latente negli esseri umani.

La perdita uditiva nascosta descrive difficoltà nella comprensione del parlato o nella distinzione dei suoni nel rumore che non possono essere rilevate dai test standard. I risultati del test di soppressione della risposta pre-impulso sono stati precedentemente correlati con l'elaborazione uditiva negli esseri umani.

Risultati inaspettati

Meno attesi sono stati i risultati ottenuti nei topi con un numero maggiore di sinapsi.

Hanno mostrato picchi migliorati nella risposta acustica misurata del tronco encefalico e hanno ottenuto risultati migliori anche in un test di inibizione della risposta pre-impulso, il che suggerisce la capacità di elaborare una maggiore quantità di informazioni uditive.

"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che, aumentando il numero di sinapsi, il cervello era in grado di elaborare ulteriori informazioni uditive. E questi topi hanno ottenuto risultati migliori in un test comportamentale rispetto ai topi di controllo", ha affermato Korfas.

In passato si riteneva che la causa principale della perdita dell'udito negli esseri umani fosse la perdita delle cellule ciliate.

Tuttavia, è ormai chiaro che la perdita delle sinapsi delle cellule ciliate interne potrebbe essere il primo evento nel processo di perdita dell'udito, rendendo le terapie volte a preservare, rigenerare e/o aumentare il numero di sinapsi un approccio promettente per il trattamento di alcuni disturbi dell'udito.

"Anche alcune malattie neurodegenerative hanno origine dalla perdita di sinapsi nel cervello", ha affermato Korfas.

"Pertanto, le lezioni apprese dalla ricerca sull'orecchio interno potrebbero aiutare a trovare nuove terapie per alcune di queste malattie devastanti."