В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Ear and Hearing, исследователи впервые продемонстрировали, как потеря слуха, вызванная шумом, влияет на распознавание звуков речи мозгом.По данным Национального института глухоты и других коммуникативных расстройств (NIDCD), потеря слуха, вызванная шумом, достигает всех слоев населения, затрагивая примерно 15 процентов американцев в возрасте от 20 до 69 лет.
Воздействие очень громких звуков приводит к необратимому повреждению волосковых клеток, которые действуют как приемники звука в ухе. После повреждения волосковые клетки больше не растут, что приводит к NIHL.«По мере того, как мы делали машины и электронные устройства более мощными, возможность нанести необратимый ущерб значительно выросла, — сказал доктор Майкл Килгард, соавтор и профессор Маргарет Фонде Йонссон из Школы поведенческих наук и наук о мозге. «Даже небольшие MP3-плееры могут достичь уровня громкости, который сильно повреждает ухо, за считанные минуты».
Перед исследованием ученые не совсем понимали прямое влияние NIHL на то, как мозг реагирует на речь.Чтобы смоделировать два типа шумовой травмы, с которой сталкиваются клинические группы, ученые UT Dallas подвергали крыс воздействию шума умеренного или интенсивного уровня в течение часа. Одна группа слышала высокочастотный шум 115 децибел, вызывающий умеренную потерю слуха, а вторая группа слышала низкочастотный шум на уровне 124 децибел, вызывающий серьезную потерю слуха.Для сравнения, Американская ассоциация речи, языка и слуха указывает максимальную мощность MP3-плеера или звук цепной пилы на уровне около 110 децибел, а сирены на машине скорой помощи — на уровне 120 децибел.
Согласно NIDCD, регулярное воздействие звуков мощностью более 100 децибел в течение более одной минуты может привести к необратимой потере слуха.Исследователи наблюдали, как два типа потери слуха влияют на обработку звука речи у крыс, записывая нейронный ответ в слуховой коре через месяц после воздействия шума.
Слуховая кора, одна из основных областей мозга, обрабатывающих звуки, организована по шкале, как у фортепиано. Нейроны на одном конце коры реагируют на низкочастотные звуки, в то время как другие нейроны на противоположном конце реагируют на более высокие частоты.В группе с тяжелой потерей слуха менее одной трети протестированных участков слуховой коры, которые обычно реагируют на звук, реагируют на стимуляцию. На сайтах, которые действительно ответили, наблюдались необычные модели активности.
Нейроны реагировали медленнее, звуки должны были быть громче, а нейроны реагировали на частотные диапазоны более узкие, чем обычно. Кроме того, крысы не могли различать звуки речи в поведенческой задаче, которую они могли успешно выполнить до потери слуха.
В группе с умеренной потерей слуха область коры головного мозга, реагирующая на звуки, не изменилась, но изменилась реакция нейронов. На низкочастотные звуки реагирует большая часть слуховой коры. Нейроны, реагирующие на высокие частоты, нуждались в более интенсивной звуковой стимуляции и реагировали медленнее, чем у нормальных слышащих животных.
Несмотря на эти изменения, крысы все еще могли различать звуки речи в поведенческой задаче.«Хотя ухо критически важно для слуха, это всего лишь первый шаг из многих этапов обработки, необходимых для поддержания разговора», — сказал Килгард. «Мы начинаем понимать, как нарушение слуха влияет на мозг и затрудняет обработку речи, особенно в шумной обстановке».