ухо млекопитающего
Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain

Новое исследование медицинского кампуса Университета Колорадо в Аншуце ставит под сомнение выдвинутую десятилетиями гипотезу об адаптации — ключевой особенности того, как сенсорные клетки внутреннего уха (волосковые клетки) обнаруживают звук.

В статье, опубликованной сегодня в журнале Science Advances, исследуется, как волосковые клетки преобразуют механические силы, возникающие из звуковых волн, в нервный электрический сигнал, процесс, называемый механоэлектрической трансдукцией (МЭП). Волосковые клетки обладают внутренней способностью точно настраивать чувствительность процесса MET (так называемая адаптация), которая лежит в основе нашей способности обнаруживать широкий диапазон интенсивности и частот звука с чрезвычайно высокой точностью. К настоящему времени более 30 лет исследований убедили ученых, занимающихся слухом, в том, что молекулы и белки, отвечающие за адаптацию, выяснены. Впервые опубликованная в 1987 году преобладающая модель работы адаптации утверждала, что чувствительная к звуку «антенна» волосковой клетки (называемая пучком волос) претерпевает механические изменения во время адаптации, так что уменьшение жесткости пучка волос вызывает снижение чувствительности к МЕТ.

Дополнительные эксперименты, проведенные в последующие десятилетия, показали, что моторный белок миозин 1c необходим для адаптации MET. Проведя множество экспериментов и используя различные методы контроля, исследователи Anschutz определили, что эту существующую гипотезу необходимо пересмотреть; что, хотя для адаптации необходимы миозиновые двигатели, она не связана с механическими изменениями пучка волос.

Исследователи Anschutz провели серию сложных экспериментов, чтобы изучить взаимосвязь между механическими свойствами пучка волос и электрическим ответом волосковой клетки. Используя специально созданную технику высокоскоростной визуализации, Джиузи Капрара, доктор философии, научный сотрудник Медицинской школы Университета Колорадо и ведущий автор исследования, выполнил одновременную электрическую запись и визуализацию волосковых клеток в различных млекопитающих со скоростью 10 000 кадров в секунду, чтобы изучить механические изменения пучка волос во время адаптации, что является крайним отходом от экспериментов 1987 года, в которых использовались фотодиоды. «Причина, по которой это не было обнаружено ранее, заключается в том, что существует очень мало экспериментов, в которых проверялись механические свойства пучка волос», — говорит Энтони Пэн, доктор философии, ведущий автор и доцент кафедры физиологии и биофизики в Университете Колорадо. Школа медицины. «Технологии сделали это открытие возможным».

Понимание механизма адаптации важно для определения того, как работают сенсорные клетки внутреннего уха. Хотя исследование не носит прямого характера, это важный первый шаг в исправлении и замене функции улитки, потенциально ведущий к технологическим усовершенствованиям для улучшения обработки звука и лечения нарушений слуха в будущем.

«Открытие того, что исходная модель адаптации была неверной, важно в нескольких отношениях, — говорит Пэн. «В фундаментальной науке это открыло возможности для дополнительных исследований, в том числе для предложения новой модели того, как работает адаптация. Что еще более важно, чувствительность слуха и диапазон слышимости, которого мы можем достичь, зависят от этого процесса, поэтому понимание этого поможет нам лучше понимать различные типы потери слуха, с которыми сталкиваются люди. «/p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *