来听听这个:研究颠覆了对人类如何感知声音的理解
根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究,过去30年用来帮助解释人类如何感知声音的科学模型的一个关键部分是错误的。
长期以来的理论有助于解释部分的听力这一过程被称为“适应”,也就是人类如何能够以高灵敏度听到从大头针掉落到喷气发动机爆炸的一切声音,而不会对耳朵造成疼痛或损伤。这项研究的资深作者、爱德华·c·和艾米·h·塞沃尔耳鼻喉科教授安东尼·里奇博士说,它的推翻可能对未来治疗听力损失的研究产生重大影响。
里奇说:“我认为适应可能是听力过程中最重要的一步,而这项研究表明我们不知道它是如何工作的。”“由噪音和衰老引起的听力损伤可以针对这一特定的分子过程。如果我们想要解决这个问题,我们需要知道它是如何工作的。”
这项研究将于11月20日发表在神经元.第一作者是博士后学者Anthony Peng博士。
在耳朵深处,一种叫做毛细胞的特殊细胞能探测由气压差引起的振动,并将其转化为电化学信号,大脑将其解释为声音。适应是这个过程的一部分,使这些成为可能感觉毛细胞调节他们工作的分贝范围。这个过程通过调整耳朵的灵敏度来匹配环境的噪音水平,帮助保护耳朵不受太大声音的影响。
基于早期对青蛙和乌龟的研究,对于适应如何起作用的传统解释是,它由至少两种复杂的细胞机制控制,这两种机制都需要钙通过听觉毛细胞中特定的机械敏感离子通道进入。然而,这项新的研究发现,哺乳动物听觉毛细胞的适应不需要钙,并假设之前描述的两种机制中的一种在听觉耳蜗毛细胞中不存在。
斯坦福大学的科学家们主要在老鼠身上进行实验,他们使用超快机械刺激引起毛细胞的反应,并使用高速、高分辨率成像技术在钙信号扩散之前快速追踪它们。在以各种方式操纵细胞内钙之后,科学家们惊讶地发现钙并不是适应发生的必要条件,从而挑战了30年前的假设,并为机械转导(机械信号转换为电信号)和适应的新模型打开了大门。
Ricci说:“这个有点异端的发现表明,哺乳动物耳蜗毛细胞中至少有一些潜在的适应分子机制与青蛙或乌龟毛细胞中的不同,而青蛙或乌龟的毛细胞是首次描述适应的地方。”
这项研究是为了更好地了解适应过程是如何工作的,通过研究内耳将声波转换成电信号的机制。
“对我来说,这真的是一项具有里程碑意义的研究,”拉霍亚斯克里普斯研究所分子和细胞神经科学教授兼主席Ulrich Mueller博士说,他没有参与这项研究。“这真的改变了我们的理解。听力领域有这样精确的模型——每个人都在使用的模型。当其中一个模特摔倒时,那是不朽的。”
人类出生时,每只耳朵有3万个耳蜗和前庭毛细胞。当这些细胞大量丢失或损坏时,就会出现听力或平衡障碍。毛细胞的丢失有多种原因,包括老化和大声音对耳朵的损伤。对适应过程的损害或损害可能导致毛细胞的进一步损失,从而导致听力丧失。与包括鸟类在内的许多其他物种不同,人类和其他哺乳动物无法自发地再生这些听力细胞。
随着美国人口老龄化和噪音污染日益严重,健康专家现在估计,由于这些有限数量的噪音的破坏,65岁以上的成年人中有三分之一至少患上了某种程度的听力障碍毛细胞.
里奇说:“科学家们希望通过了解耳朵内部机制的工作原理,最终找到修复破损部分的方法。”“因此,当拼图的关键部分被证明是错误的,这对致力于治愈的科学家来说是极其重要的听力损失."