Johns Hopkins Medicine’deki araştırmacılar, yaşlı farelerin genç farelere göre ortam gürültüsünün varlığında aktif olarak ateşleyen belirli beyin hücrelerini “kapatma” konusunda daha az yetenekli olduğunu bulmuşlardır. Bu, beynin belirli bir sese odaklanmasını ve çevredeki gürültüyü filtrelemesini zorlaştıran “bulanık” bir ses aşamasıyla sonuçlanır. Araştırmacılar, yaşa bağlı işitme kaybının, bu nöronların aktivitesini azaltmak için beyni yeniden eğiterek tedavi edilebileceğini öne sürüyorlar.
Yaşlı ve genç farelerde işitme çalışması, beynin arka plan sesini filtrelemek için eğitilmiş olabileceğini düşündürmektedir.
Beynin yaşa bağlı işitme kaybının ortasında nasıl çalıştığına dair cevaplar arayan Johns Hopkins Medicine araştırmacıları, yaşlı farelerin ortam gürültüsünün ortasında aktif olarak ateşleyen belirli beyin hücrelerini “kapatma” konusunda genç farelere göre daha az yetenekli olduğunu keşfettiler. Sonuç, diyorlar, beynin bir tür sese – örneğin konuşulan sözcüklere – odaklanmasını ve çevredeki “gürültüyü” filtrelemesini zorlaştıran “bulanık” bir ses aşaması yaratıyor.
Bilim adamları, uzun süredir yaşa bağlı kaçınılmaz işitme kaybını, iç kulaktaki zamanla hasar gören veya yok olan tüylü hücrelere bağladılar.
Ancak Johns Hopkins araştırmacıları, 7 Aralık’ta açıklanan yeni çalışmalarının Nörobilim Dergisibeynin durumla çok ilgisi olduğunu ve bu tür işitme kayıplarını çılgınca ateşleyen nöronları bastırmak için beyni yeniden eğiterek tedavi etmenin mümkün olabileceğini gösterir.
Araştırmacılar, büyükbaba gürültülü bir tatil toplantısında kelimeleri duyamadığında, çok fazla beyin hücresinin aynı anda ateşleniyor olabileceğini söylüyor.
Johns Hopkins Üniversitesi ve Tıp Fakültesi’nde biyomedikal mühendisliği profesörü olan Ph.D. Patrick Kanold, “İşitmede kulaktan daha fazlası vardır” diyor. Kanold, çoğu insanın 65 yaşından sonra bir tür işitme kaybı yaşayacağına, örneğin bir barda veya restoranda bireysel konuşmaları seçememeye dikkat çekiyor.
Kanold ve ekibi, 12 yaşlı farenin (16-24 aylık) ve 10 genç farenin (2-6 aylık) işitsel korteks beyin bölgesindeki 8.078 beyin hücresinin veya nöronun aktivitesini kaydetti.
İlk olarak, araştırmacılar fareleri bir ses duyduklarında su musluğunu yalamaya şartlandırdılar. Daha sonra arka planda “beyaz gürültü” çalarken aynı egzersiz yapıldı.
Ortam gürültüsü olmadan, yaşlı fareler sesi duyduklarında genç fareler gibi su musluğunu yaladılar.
Araştırmacılar genel olarak beyaz gürültüyü tanıttığında, yaşlı fareler tonu algılamada ve musluğu yalamada genç farelere göre daha kötüydü.
Ayrıca, genç fareler tonun başlangıcında veya sonunda musluğu yalama eğilimindeydiler. Daha yaşlı fareler ton işaretinin başlangıcında onu yaladılar ama aynı zamanda ton sunulmadan önce yalama gösterdiler, bu da bir tonun olmadığı halde bir tonun var olduğunu düşündüklerini gösteriyor.
Daha sonra, işitsel nöronların bu tür işitme testleri sırasında doğrudan nasıl performans gösterdiğini görmek için, araştırmacılar farelerde işitsel korteksin içine bakmak için iki fotonlu görüntüleme adı verilen bir teknik kullandılar. Teknik, aynı anda yüzlerce nöronun aktivitesini belirlemek ve ölçmek için floresan kullanır.
Normal koşullar altında, ortam gürültüsü varlığında beyin devresi doğru çalıştığında, fareler tonu duyduğunda bazı nöron aktiviteleri arttı ve aynı zamanda diğer nöronlar bastırıldı veya kapatıldı. Bununla birlikte, eski farelerin çoğunda denge, çoğunlukla aktif nöronlara sahip olmaya yöneldi ve gürültülü bir arka planda ton çalındığında kapanması gereken nöronlar bunu yapamadı.
Ek olarak, araştırmacılar, ton işaretinden hemen önce, yaşlı farelerde, özellikle erkeklerde, genç farelere göre iki kata kadar daha fazla nöron aktivitesi olduğunu ve hayvanların ton başlamadan önce musluğu yalamasına neden olduğunu bulmuşlardır.
Kanold, bu sonucun olası bir nedeninin, “eski farelerde beynin bir ton yokken sanki bir ton varmış gibi ‘ateşliyor’ veya davranıyor olabileceğini söylüyor” diyor.
Ortam gürültüsüyle yapılan deneyler ayrıca, genç farelerin aktif nöronların aktif olmayan nöronlara oranında kaymalar yaşadığını, yaşlı farelerin ise genel olarak daha tutarlı aktif nöronlara sahip olduğunu ortaya çıkardı. Araştırmacılar, bu nedenle, genç farelerin ortam gürültüsünün nöral aktivite üzerindeki etkilerini bastırabildiğini, yaşlı farelerin ise bunu yapamayacağını söylüyor.
Kanold, “Yaşlı hayvanlarda, ortam gürültüsü, nöron aktivitesini daha ‘bulanık’ hale getirerek, bireysel sesleri ayırt etme yeteneğini bozuyor gibi görünüyor” diyor.
Öte yandan Kanold, memeli beyninin esnek öğrenme potansiyeli nedeniyle, insanlar da dahil olmak üzere yaşlı hayvanlardaki bulanıklığı ele almanın “öğretilebileceğine” inanıyor.
“Bir gürültü kakofonisi arasında beyni bireysel seslere odaklanması için eğitmenin yolları olabilir” diyor.
Kanold, ilgili beyin devreleri ve yaşla nasıl değiştikleri de dahil olmak üzere, belirli nöronları kapatamama ile ortam sesinde işitme kaybı arasındaki bağlantıyı ve ayrıca erkek ve dişi hayvanlar arasındaki potansiyel farklılıkları kesin olarak haritalamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu belirtiyor. .
Kaynak: Kelson Shilling-Scrivo, Jonah Mittelstadt ve Patrick O. Kanold, “İşitsel Kortekste Azalan Nüfus Korelasyonlarının Modülasyonu, Eski Farelerde Azalan İşitsel Algılama Performansıyla İlişkilidir”, 7 Aralık 2022, Nörobilim Dergisi.
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0955-22.2022
Araştırmaya katkıda bulunan diğer kişiler, Maryland Üniversitesi’nden Kelson Shilling-Scrivo ve Jonah Mittelstadt.
Araştırmanın finansmanı Ulusal Sağlık Enstitüleri (P01AG055365, RO1DC009607, RO1DC017785) tarafından sağlandı.