Đột phá trong nghiên cứu thính học: đạt được nhận thức thính giác siêu thường

Một nghiên cứu được tiến hành tại Viện nghiên cứu thính giác Kresge thuộc Trường Y khoa Đại học Michigan đã tạo ra khả năng nghe siêu thường ở chuột và cũng ủng hộ giả thuyết về nguyên nhân gây mất thính lực tiềm ẩn ở người.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tương tự - tăng lượng yếu tố dinh dưỡng thần kinh neurotrophin-3 trong tai trong - để giúp phục hồi phản ứng thính giác ở những con chuột bị chấn thương âm thanh và cải thiện thính lực ở những con chuột trung niên.

Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên áp dụng phương pháp tương tự cho chuột non khỏe mạnh để tạo ra khả năng xử lý thính giác nâng cao vượt xa mức tự nhiên.

Tiến sĩ Gabriel Korfas, giám đốc Viện Kresge, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi biết rằng việc tăng nồng độ Ntf3 ở tai trong của chuột non sẽ làm tăng số lượng khớp thần kinh giữa các tế bào lông trong và tế bào thần kinh thính giác, nhưng chúng tôi không biết điều này sẽ ảnh hưởng đến thính giác như thế nào".

"Chúng tôi hiện chứng minh rằng những động vật có thêm khớp thần kinh ở tai trong có ngưỡng thính giác bình thường nhưng có thể xử lý thông tin thính giác ở mức siêu thường."

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí PLOS Biology.

Giống như trong các nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã thay đổi biểu hiện Ntf3 để tăng số lượng khớp thần kinh giữa các tế bào lông bên trong và tế bào thần kinh.

Các tế bào lông ở bên trong ốc tai có chức năng chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu truyền đến não thông qua các khớp thần kinh này.

Tuy nhiên, lần này, hai nhóm chuột non đã được tạo ra và nghiên cứu: một nhóm có số lượng khớp thần kinh ít hơn và nhóm thứ hai có số lượng khớp thần kinh nhiều hơn, sở hữu thính giác siêu phàm.

Korfas cho biết: "Trước đây, chúng tôi đã sử dụng cùng một phân tử để tái tạo các khớp thần kinh bị mất do tiếp xúc với tiếng ồn ở chuột non và cải thiện thính lực ở chuột trung niên khi chúng đã bắt đầu có dấu hiệu mất thính lực do tuổi tác".

"Điều này cho thấy phân tử này có khả năng cải thiện thính giác ở những người trong hoàn cảnh tương tự. Những phát hiện mới cho thấy việc tái tạo các khớp thần kinh hoặc tăng số lượng của chúng sẽ cải thiện quá trình xử lý thính giác."

Cả hai nhóm chuột đều trải qua thử nghiệm ức chế phản ứng tiền xung, nhằm đo khả năng phát hiện các kích thích thính giác rất ngắn của chúng.

Trong thử nghiệm này, đối tượng được đưa vào một căn phòng có tiếng ồn xung quanh, sau đó phát một âm thanh lớn khiến con chuột sợ hãi, có thể phát một mình hoặc có một khoảng dừng rất ngắn.

Khoảng dừng này, nếu được chuột phát hiện, sẽ làm giảm phản ứng sợ hãi. Các nhà nghiên cứu xác định khoảng dừng phải ngắn đến mức nào để chuột có thể phát hiện ra.

Những con chuột có ít khớp thần kinh hơn cần thời gian dừng lâu hơn đáng kể, một kết quả ủng hộ cho giả thuyết về mối liên hệ giữa mật độ khớp thần kinh và tình trạng mất thính lực tiềm ẩn ở người.

Mất thính lực ẩn mô tả những khó khăn trong việc hiểu lời nói hoặc phân biệt âm thanh trong tiếng ồn mà không thể phát hiện được bằng các xét nghiệm tiêu chuẩn. Kết quả của xét nghiệm ức chế phản ứng tiền xung trước đây đã được liên hệ với quá trình xử lý thính giác ở người.

Kết quả bất ngờ

Kết quả thu được từ những con chuột có số lượng khớp thần kinh nhiều hơn thì lại không được như mong đợi.

Họ cho thấy các đỉnh được cải thiện trong phản ứng thân não bằng âm thanh được đo và cũng thực hiện tốt hơn trong bài kiểm tra ức chế phản ứng tiền xung, cho thấy khả năng xử lý lượng thông tin thính giác tăng lên.

Korfas cho biết: "Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng bằng cách tăng số lượng khớp thần kinh, não có thể xử lý thêm thông tin thính giác. Và những con chuột này thực hiện bài kiểm tra hành vi tốt hơn so với những con chuột đối chứng".

Trước đây, người ta tin rằng nguyên nhân chính gây mất thính lực ở con người là do mất tế bào lông.

Tuy nhiên, hiện nay người ta đã biết rõ rằng việc mất các khớp thần kinh của tế bào lông trong có thể là sự kiện đầu tiên trong quá trình mất thính lực, khiến cho các liệu pháp nhằm bảo tồn, tái tạo và/hoặc tăng số lượng khớp thần kinh trở thành một phương pháp đầy hứa hẹn để điều trị một số rối loạn thính lực.

Korfas cho biết: "Một số bệnh thoái hóa thần kinh cũng bắt đầu bằng việc mất các khớp thần kinh trong não".

"Do đó, những bài học rút ra từ nghiên cứu về tai trong có thể giúp tìm ra liệu pháp mới cho một số căn bệnh tàn phá này."