Улучшение нейропластичности ускоряет слух у реципиентов кохлеарных имплантов

Новое исследование на глухих крысах показывает, что активация естественной способности мозга приспосабливаться к новым обстоятельствам, известной как нейропластичность, повышает эффективность кохлеарного импланта в восстановлении потери слуха. Исследователи говорят, что исследование может помочь объяснить, почему некоторые реципиенты имплантатов реагируют на лечение намного лучше, чем другие.

В отличие от слуховых аппаратов, которые усиливают, балансируют и обостряют входящий звук, кохлеарные импланты посылают электрические сигналы, представляющие звуки, прямо в мозг. К сожалению, требуется время, чтобы понять смысл сигналов. В то время как некоторые пользователи кохлеарных имплантов начинают понимать речь через несколько часов после получения своего устройства, другим для этого требуются месяцы или годы. Механизмы, определяющие, насколько быстро мозг может приспособиться к имплантату, остаются неясными.

Новое исследование на крысах, проведенное исследователями из NYU Langone Health, опубликовано в Интернете 21 декабря в журнале. Природа— оценили, влияет ли стимуляция голубого пятна, основного участка нейропластичности, расположенного глубоко в стволах мозга млекопитающих, на то, насколько быстро они учатся пользоваться своими устройствами. Это показало, что всего за три дня после получения имплантатов грызуны, получившие дополнительный стимул, могли эффективно выполнять задачи, требующие точного слуха. Напротив, тем, у кого не было стимуляции, для этого требовалось до 16 дней.

Наши результаты показывают, что различия в нейропластичности, особенно в таких частях мозга, как голубое пятно, могут помочь объяснить, почему некоторые пользователи кохлеарных имплантов улучшаются быстрее, чем другие».

Эрин Гленнон, доктор философии, ведущий автор исследования и нейробиолог, студент-медик Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете.

В более раннем исследовании исследовательская группа обнаружила, что электрическая стимуляция голубого пятна у грызунов повышает нейропластичность и изменяет то, как слуховая система мозга представляет звук. Тем не менее, новое исследование является первым, демонстрирующим, что стимуляция этой области мозга ускоряет слух у реципиентов кохлеарных имплантов, по словам доктора Гленнона.

Для исследования авторы исследования обучили крыс с нормальным слухом нажимать кнопку после того, как они услышали определенный звук, и игнорировать кнопку, если они услышали другой звук. После оглушения крысы не могли выполнить задание. Затем им вставили кохлеарные имплантаты и переобучили выполнять ту же задачу, полагаясь на устройство.

Среди результатов исследование показало, что активность голубого пятна резко изменилась, когда крысы научились использовать свои имплантаты. Сначала область мозга была наиболее активна, когда животные получали пищу после того, как услышали звуковой сигнал и нажали нужную кнопку. Когда они научились ассоциировать нажатие кнопки с получением награды, активность мозга достигла своего пика, когда они только что услышали звуковой сигнал. Примечательно, что чем быстрее происходило это изменение, тем быстрее крысы успешно справлялись с заданием.

«Наши результаты показывают, что улучшение нейропластичности в голубом пятне может ускорить и повысить эффективность кохлеарных имплантатов», — говорит соавтор исследования и нейробиолог Роберт С. Фромке, доктор философии, профессор генетики Фонда Скирболла в Департаменте неврологии и нейробиологии. Физиология в NYU Langone.

Доктор Фромке говорит, что в дальнейшем команда планирует изучить способы стимуляции области мозга у людей, которые не требуют инвазивной хирургии. Доктор Фромке также является профессором отделения отоларингологии Нью-Йоркского университета в Лангоне — хирургии головы и шеи.

«Поскольку наша цель — активировать голубое пятно, нам нужно определить, какие неинвазивные механизмы могут быть использованы для запуска этой области мозга», — говорит соавтор исследования Марио А. Свирски, доктор философии, профессор слухопротезирования им. Ноэля Л. Коэна. в отделении отоларингологии-хирургии головы и шеи.

Доктор Свирский, также профессор кафедры неврологии и физиологии, предупреждает, что слух крыс исследовался с использованием простых звуков в простой задаче, в то время как людям необходимо реагировать на нюансы речи в шумной обстановке. По его словам, необходимы дальнейшие исследования других областей мозга, которые могут быть задействованы.

Финансирование исследования было предоставлено грантами Национального института здравоохранения F30DC017351, T32GM007308, R01DC003937, R01DC012557, P30CA016087 и P41EB017183. Дополнительная финансовая поддержка была предоставлена ​​Cochlear Ltd., поставщиком NYU, который также продает оборудование и техническую поддержку NYU Langone. Условия этих соглашений регулируются в соответствии с политикой системы здравоохранения.

Помимо доктора Гленнона, доктора Фромке и доктора Свирски, среди других исследователей исследования были Юсеф З. Вадгири, доктор медицинских наук, доцент кафедры радиологии Нью-Йоркского университета в Лангоне; Сильвана Вальчева, доктор философии, главный исследователь Кёльнского университета, Германия; и Анджела Ю. Чжу, доктор медицинских наук, доцент клинической офтальмологии Института глаз Баскома Палмера в Майами.