Мир продолжает оставаться шумным местом, и исследователи из Университета Пердью обнаружили, что из-за всего этого фонового шума уши людей с нарушениями слуха работают по-другому.
"Погруженные в шум, нейроны внутреннего уха должны работать усерднее, потому что они слишком тонкие," сказал Кеннет С. Генри, постдокторант кафедры речи, языка и слуха Purdue. "Это сравнимо с включением дюжины телевизионных экранов и просьбой сосредоточиться на одной программе. Результат может быть нечетким, потому что эти нейроны отвлекаются на другую информацию."
Выводы Генри и Майкла Дж. Хайнц, доцент кафедры речи, языка и слуха, опубликованы в виде краткого сообщения по естественной нейробиологии. Работа финансировалась Национальным институтом здоровья и Национальным институтом глухоты и других коммуникативных расстройств.
"Предыдущие исследования того, как внутреннее ухо обрабатывает звук, не смогли найти связи между нарушением слуха и ухудшенным временным кодированием в волокнах слухового нерва, которые передают сообщения из внутреннего уха в мозг," сказал Хайнц, изучающий слуховую неврологию. "Разница в том, что такие более ранние исследования проводились в тихой обстановке, но когда те же тесты проводятся в шумной среде, существует физическая разница в том, как волокна слухового нерва реагируют на звук."
Потеря слуха, от которой страдают в той или иной степени 36 миллионов взрослых американцев, означает повреждение сенсорных клеток улитки, а также нейронов улитки. Улитка – это часть внутреннего уха, которая преобразует звук в электрические сообщения в мозг.
В этом исследовании исследователи измерили различные физиологические маркеры у шиншилл, у некоторых с нормальным слухом, а у других с улитковой тугоухостью, когда они слушали звуки в тихой и шумной обстановке. Шиншиллы используются, потому что у них такой же диапазон слышимости, что и у людей, а фоновый шум используется в исследовании для имитации того, что люди услышат в переполненной комнате.
"Исследование подтвердило, что практически нет изменений, даже для людей с потерей слуха, с точки зрения того, как нейроны улитки тихо обрабатывают тона, но после добавления шума мы действительно наблюдали уменьшение кодирования временной структуры," Генри сказал.
Исследователи сосредоточились на кодировании временной тонкой структуры звука, которая включает синхронизацию нервных разрядов с относительно быстрыми колебаниями звукового давления. Как кодирование быстрой информации о тонкой структуре, так и кодирование более медленных флуктуаций огибающей имеют решающее значение для восприятия речи в повседневной среде прослушивания.
"Когда шум был частью исследования, наблюдалось снижение того, насколько нейроны синхронизированы с тонкой временной структурой," Генри сказал.
Слуховая система фильтрует звук по ряду каналов, настроенных на разные частоты, и эти каналы различаются в зависимости от их частотной настройки. В обычной системе каналы резкие и сфокусированные, но они становятся шире и более разбросаны с нарушением слуха.
"Теперь, когда мы знаем, что основным физиологическим эффектом потери слуха является то, что волокна слухового нерва особенно отвлекаются фоновым шумом, это имеет значение для исследований и клинических исследований," сказал Хайнц, у которого также есть совместное назначение в биомедицинской инженерии. "Например, большинство аудиологических тестов, будь то лабораторные исследования или обследования потери слуха, проходят в тихой обстановке, но тестирование шумного, более реалистичного фона необходимо, чтобы по-настоящему понять, как ухо обрабатывает звук. Это также может повлиять на конструкцию слуховых аппаратов и вспомогательных технологий.
"Дизайнеры часто работают над улучшением временного кодирования сигнала, но это исследование предполагает, что основное внимание следует уделять улучшению алгоритмов шумоподавления, чтобы слуховой аппарат передавал чистый сигнал в слуховой нерв. Другие способы снижения фонового шума включают слуховые аппараты с индукционной петлей, которые используются в церквях и других общественных местах для обеспечения более чистого сигнала, избегая шума в помещении."
Затем исследователи планируют расширить исследование, чтобы сосредоточиться на большем количестве реальных шумов и кодировании медленной информации огибающей в звуке.
"Безусловно, необходимы дополнительные исследования, и есть другие, которые также изучают роль центральной нервной системы," Генри сказал. "Но в конечном итоге мы обнаружили, что потеря слуха ухудшает временное кодирование звуков в фоновом шуме в улитке, самом периферическом уровне слуховой обработки."