В статье, опубликованной на этой неделе в научном журнале Ear and Hearing, исследователи из Техасского университета в Далласе впервые продемонстрировали, как потеря слуха, индуцированная шумом, влияет на восприятие мозгом звуков речи.
По данным Национального института глухоты и других расстройств коммуникаций, потерей слуха, связанная с шумом (ПССШ) страдает приблизительно 15 процентов американцев в возрасте от 20 до 69 лет.
Воздействие интенсивных громких звуков приводит к необратимому повреждению волосковых клеток, которые действуют как звуковые приемники в ухе. После повреждения волосковые клетки не восстанавливаются, что приводит к развитию ПССШ.
«С тех пор как мы сделали машины и электронные устройства более мощными, вероятность вызвать необратимые повреждения значительно выросла, – сказал Michael Kilgard, один из авторов работы,- даже небольшие MP3-плееры могут достигать уровня громкости, который губительно воздействует на слух в считанные минуты».
До этого исследования не было ясного представления о том, как мозг реагирует на речь при ПССШ.
Для имитации двух типов шумовой травмы, с которыми сталкиваются в клинической практике, ученые UT Dallas подвергли крыс воздействию умеренных или интенсивных уровней шума в течение часа. Одна группа слушала высокочастотный шум в 115 децибел, вызывающий потерю слуха, а вторая группа услышал низкочастотный шум в 124 децибел вызывающий серьезное снижение слуха.
Для сравнения, учёные продемонстрировали максимальный выход звук MP3-плеера или бензопилы около 110 децибел и сирены автомобиля в 120 децибел. Регулярное воздействие звуков больше, чем 100 децибел более минуты за один раз может привести к постоянной потере слуха.
Исследователи наблюдали, как эти два типа потери слуха влияет на обработку звука речи у крыс, путем записи ответа нейронов в слуховой коре через месяц после воздействия шума. Слуховая кора, одна из основных областей, которые обрабатывает звуки в мозге, организована по шкале, как на пианино. Нейроны в одном конце мозга отвечать на низкочастотные звуки, в то время как другие нейроны на противоположном конце реагируют на более высоких частотах.
В группе с тяжелой потерей слуха отреагировали на стимуляцию менее чем на одна треть из тестируемых слуховых сайтов коры, которые обычно реагируют на звук. В местах, которые действительно отвечали, были необычные паттерны активности. Нейроны отреагировали медленнее, звуки должны были быть громче и нейроны ответили на диапазоны частот уже, чем обычно. Кроме того, крысы не могли справиться с поведенческими задачами, которые они могли успешно завершить до потери слуха.
В группе с умеренным снижением слуха, площадь коры, отвечающей за звуки не изменились, но реакция нейронов пострадала. Большая площадь слуховой коры ответила на низкочастотные звуки. Нейронам, реагирующим на высокие частоты, необходимо было более интенсивное звуковое раздражение и отвечали они медленнее, чем у животных с нормальным слуховом. Несмотря на эти изменения, крысы были еще в состоянии различать звуки речи в поведенческих задачах.
«Несмотря на то, что ухо имеет решающее значение для слуха, это только первый шаг из многих этапов обработки, необходимый, для понимания речи», – сказал Kilgard. «Мы начинаем понимать, как повреждение слуха изменяет мозг и затрудняет его обработку речи, особенно в шумной обстановке».
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Amanda C. Reed, Tracy M. Centanni, Michael S. Borland, Chanel J. Matney, Crystal T. Engineer, Michael P. Kilgard. Behavioral and Neural Discrimination of Speech Sounds After Moderate or Intense Noise Exposure in Rats // Ear and Hearing – 2014
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
