Nature：刺激大脑中的蓝斑核有望改善人工耳蜗使用者恢复听力的效率

在一项针对失聪大鼠的新研究中，来自美国纽约大学医学院的研究人员发现重新启动大脑适应新环境的自然能力（即神经可塑性），可以提高人工耳蜗（cochlear implant）恢复听力损失的效率。他们指出，这项研究可能有助于解释人工耳蜗植入者所经历的听力改善方面的极端差异。相关研究结果于2022年12月21日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance”。

与可以放大、平衡和锐化传入的声音的助听器不同的是，人工耳蜗直接向大脑发送代表声音的电信号。专家说，不幸的是，要理解这些信号的含义可能需要时间。过去的研究已表明，虽然一些人工耳蜗植入者在收到他们的人工耳蜗几小时后就能理解一些语音，但其他人需要几个月或几年才能做到。然而，决定大脑能多快适应植入物的机制一直不清楚。

在这项新的研究中，这些作者对大鼠进行的新研究评估了刺激位于哺乳动物脑干深处的神经可塑性的主要部位---蓝斑核（locus coeruleus）---是否能提高它们学会使用它们的人工耳蜗的速度。结果表明，在接受人工耳蜗移植的短短三天内，得到额外刺激的大鼠能够有效地完成需要准确听力的任务。相比之下，那些没有受到额外刺激的大鼠需要长达16天的时间才能做到这一点。

论文第一作者、纽约大学医学院的Erin Glennon博士说，“我们的研究结果表明，神经可塑性的差异，特别是在大脑的某些部分，如蓝斑核，可能有助于解释为什么一些人工耳蜗使用者比其他人更快地改善听力。”

在早前的研究中，科学家们已发现，电刺激啮齿动物的蓝斑核会增加神经可塑性，并改变大脑听觉系统对声音的表现方式。然而，这项新的研究首次证实，刺激这一大脑区域会加速人工耳蜗植入者的听力改善。

在这项新的研究中，这些作者训练听力正常的大鼠在听到特定的声音后按下一个按钮，如果听到不同的音调，就忽略这个按钮。一旦失聪，这些大鼠就无法完成任务。然后给它们植入人工耳蜗，重新训练它们依靠该设备完成同样的挑战。

正常听力的大鼠进行/不进行任务时的听觉调节。图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8。

在这些发现中，这项新的研究显示，当这些大鼠学会使用它们的人工耳蜗时，蓝斑核活动发生了显著的变化。起初，当它们在听到提示音并按下正确的按钮后获得食物时，该大脑区域最为活跃。在它们学会将按下按钮与获得奖励联系起来后，当它们只是听到音调时，蓝斑核活动就达到了高峰。值得注意的是，这种变化发生得越快，大鼠在任务中持续成功的速度就越快。

论文共同通讯作者、纽约大学医学院神经科学家Robert Froemke博士说，“我们的结果表明，改善蓝斑核的神经可塑性可能会加快和加强人工耳蜗的有效性。”Froemke说，该团队接下来计划探索非侵入性刺激人类中这个大脑区域的方法。

论文共同通讯作者、纽约大学医学院的Mario Svirsky博士说，“由于我们的目标是激活蓝斑核，我们需要确定哪些非侵入性机制可用于触发大这个脑区域。”

Svirsky提醒说，这些大鼠的听力是在一个简单的任务中使用简单的声音来检查的，而人类需要在嘈杂的环境中对细微的语言模式做出反应。他说，还需要进一步研究可能涉及的其他大脑区域。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Erin Glennon et al. Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8.

2. Brain Flexibility Might Speed Up Hearing Improvements from Cochlear Implants
https://nyulangone.org/news/brain-flexibility-might-speed-hearing-improvements-cochlear-implants