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耳鸣中枢超兴奋性模型和机制
2018/6/7 15:28:46

一、听觉感知的建立

我们的听觉系统,包括从外周感受器(内耳)、听觉通路(听神经)、听觉脑干(耳蜗核、下丘)、间脑(内侧漆状体)和听觉皮层等多层的处理系统,完成了从声音的感知、分辨、识别、记忆等复杂的认识过程,从而产生了我们对语音的学习、言语的识别、音乐的欣赏、危险警觉声音的判断等等认知过程。

图1. 听觉通路(图片来源于slideshare.net)

耳蜗是我们接收外界声音的接收器。人耳复杂的结构得以让我们有敏感的听觉,能够感知环境的变化,但我们的耳朵会受到许多因素的损伤,例如噪声、药物、老化等等,从而使我们失去感受外界声音的敏感能力。听力的损伤也会对我们听觉处理系统产生影响,甚至造成一些听觉疾病或症状。例如,在安静时也感受到声音的存在,对声音耐受性的减退,这就是困扰很多人的耳鸣和听觉过敏。

图2. 耳蜗基底膜的构成(图片来源于lookfordiagnosis.com)


二、耳鸣产生的神经基础

我们对耳鸣和听觉过敏的认识最早是从耳蜗开始的,听觉的产生离不开听神经的神经冲动,也就是神经的兴奋或放电。声音被耳蜗感受到以后,听觉的信息被编码到我们几万根听神经的兴奋性上,这些神经放电的快慢、频率、节拍等等信息,既可被我们的大脑翻译成语音、音乐等有益信息,也可能是烦人的噪音。

听神经就像是电话线,把信号从耳蜗传入到大脑。有趣的是,即使在耳蜗没有接受到声刺激,听神经也有兴奋性,我们的大脑似乎可以过滤掉这些自发性的兴奋,不会被这些信号所打扰。其原因是我们大脑不光有兴奋型的神经元,还有抑制型的神经元,这些信号在低级中枢就会被过滤掉。

图3.大脑的抑制性通路和兴奋性通路
(图片来自Slideplayer.com)

早期的耳鸣外周理论,认为耳鸣可能是听神经自发性放电的增高引起,从而导致人在安静是也感受到声音。但很多实验发现,当耳蜗受损时,听神经的放电往往是下降的,似乎耳鸣信号不依赖听神经放电的增高而产生。

越来越多的研究发现,在听觉外周受损后,尽管传入中枢的信号在减少,听觉中枢的信号反而增高。其中的一个理论提出耳蜗受损后,中枢增益的提高是导致耳鸣和听觉过敏的原因。

图4.中枢听觉系统的增益增加
经噪声暴露或者耳毒性药物损伤耳蜗以后听神经和耳蜗核的声音诱发反应降低(右图中的蓝色曲线),而下丘和听觉皮层的声音诱发反应增强(右图中的红色曲线)。


三、中枢增益的增加

在早期的研究中也发现另一个现象,噪声暴露后听觉下丘和皮层的诱导电位较暴露前没有下降,反而增加,猜想可能是由于听觉系统的抑制性减弱造成的。

一种推测是中枢的抑制性神经元的阈值高,听力损伤后这些神经元无法兴奋。这一现象在大剂量阿司匹林造模后的大鼠上同样存在。

在大鼠注射阿司匹林后,其耳蜗可造成30分贝左右的听力损伤,但下丘和听觉皮层的诱发电位的幅度在阈上不但不比用药前低,甚至还比用药前高,研究发现阿司匹林可阻止抑制性神经递质的释放。

因而噪声和阿司匹林造成的中枢电位的增高,是由于中枢抑制性的减退所导致的增益增高所引起,而不完全依赖于外周信号。


四、中枢的兴奋性改变

耳鸣中枢理论的提出也经历的一个过程,有代表性的研究是2006年Kaltenbach等发现耳蜗背侧核在噪声暴露2-3周后,自发性放电较暴露前明显增高,而放电神经的频率与听力损伤的频率非常接近,放电的频率分布与损伤前耳蜗核接受到声刺激的分布非常相似,因而提出自发性放电增加可能就是导致耳鸣的神经信号。

Robertson等(2013)发现,在噪声暴露后几天内,下丘神经元的自发性放电显著下降,但在2周左右,自发性放电明显增加,而自发性放电增加的神经元,多分布在听力损伤的频率,与听力损伤的频率非常接近。

因而也提出下丘神经元兴奋性的增加可能与耳鸣的产生有关。因此提出中枢的超兴奋性是产生耳鸣的机制的假说。

图5.中枢听觉系统的超过兴奋性区域


5、音乐治疗的作用

从耳鸣超兴奋性模型的角度推测,降低中枢的兴奋性可能会对控制和消除耳鸣起到有些作用。

临床的研究中发现,对于很大多数有耳聋的耳鸣患者,佩戴适当的助听器对减少耳鸣有很大的帮助。其原理可能是助听器将外界声音放大,使听神经能够从新将信号输送给听觉中枢,从而恢复听觉抑制性神经元的活性,从而降低听觉中枢的兴奋性。

即使有些耳鸣患者没有达到需要佩戴助听器的听力受损程度,通过听一些经过处理的音乐,也降低耳鸣的困扰。

听觉的感知是一个很复杂的过程,我们对声音的解读也受到我们情感中心和其他功能区的影响,耳鸣的原理和治疗还不可能用一个超兴奋性模型所涵盖,了解听觉通路的功能和作用,对我们进一步揭示耳鸣,寻找解决方案至关重要。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/8EKx81JUurRGWU6jv1Z-nw

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