Тиннитус как результат компенсаторной реакции слуховой системы

| Теория диссонирующей дисфункции как причины тиннитуса

Нейрофизиологическая модель тиннитуса Павла Ястребова :: Тиннитус как результат компенсаторной реакции слуховой системы

Высокий уровень беспорядочной активности нейронов слуховых путей не воспринимается как звук.

Изучение электрической активности отдельных нейронов слуховых путей показало её высокий уровень, примерно 50 импульсов в секунду. Эта активность носит случайный характер и не воспринимается как звук. Её можно назвать «кодировкой тишины», не смотря на отсутствие какой бы то ни было систематичности. Уровень активности постоянно колеблется, так как ни один компонент центральной нервной системы не может быть абсолютно стабилен; впрочем, наш мозг постоянно адаптируется к таким колебаниям и не слышит звука. Когда мы слышим внешний звук, нейронная активность возрастает и становится более упорядоченной. В то же время слуховые пути отфильтровывают и подавляют спонтанную нейронную активность, чтобы она не достигла областей коры, ответственных за сознание, и мы не услышали лишних звуков.

Мы реагируем не на абсолютную, а на относительную силу стимула по сравнению с фоном.

В результате психологических экспериментов и ежедневного наблюдения был сделан еще один вывод. Даже слабый звук в тихом помещении (например, ход часов) кажется громким и отчетливым. Если точно такие же часы поместить в помещение с высоким уровнем фонового шума, звук их хода не будет так выделяться.

Это наблюдение позволяет сформулировать принцип, справедливый для любых ощущений: мы реагируем не на абсолютную, а на относительную силу стимула по сравнению с фоном. Наш слух, как и зрение, постоянно адаптируются к среднему уровню шума и освещенности среды, отражая принцип автоматического регулирования. Так, маленькая свеча будет казаться очень яркой в темном помещении, но будет почти незаметна при дневном свете.

В условиях тишины слуховая система обостряет восприятие, в результате чего звук кажется громче.

При низком уровне фонового шума слух становится более острым, чем в обычной звуковой среде. В тишине звуки, к которым мы привычны в условиях повседневной звуковой среды, кажутся намного громче.

Сигнал тиннитуса в сравнении с фоновой нервной активностью. Часть A Сигнал тиннитуса в сравнении с фоновой нервной активностью. Часть B

Рисунок 3 — Сигнал тиннитуса в сравнении с фоновой нервной активностью

Сила сигнала зависит от разницы между самим сигналом тиннитуса и фоновой активностью. Усиливая фон можно эффективно снижать силу тиннитуса.

Что произойдет, если мы намеренно резко снизим уровень фонового шума?

Подобный эксперимент был проведен Хеллером (Heller) и Бергманом (Bergman) в 1953 г. Восемьдесят испытуемых по очереди помещались в звукоизолированную комнату. В первые несколько минут испытуемые начинали слышать свое сердцебиение, дыхание, и все прочие звуки своего тела. Эти звуки быстро становятся громкими, отчетливыми и преобладают в звуковой среде. Наиболее интересным является то, что в течение пяти минут 94% испытуемых слышали звуки, идентичные тем, что описывают страдающие тиннитусом пациенты — шипение, жужжание, звон, гул, рев, свист, стрекот, морские волны и т.д. — которые исчезают после выхода из звукоизолированного помещения.

Возникновение тиннитуса и увеличение громкости звуков можно объяснить на примере исследования электрической активности слуховых путей животных. Эксперименты со снижением интенсивности поступающих на слуховые пути звуков в результате увеличивают чувствительность слуховых нейронов (Boettcher & Salvi, 1993; Gerken, 1992, 1993; Salvi, Wang & Powers, 1996). Когда уровень шума в окружающей нас звуковой среде ниже нормального, и слуховой аппарат относительно слабо стимулирован, на всех уровнях слуховой системы происходит усиление входного сигнала, что приводит к увеличению громкости всех воспринимаемых звуков. Таким образом, сколь угодно малые отклонения в работе слуховых путей воспринимаются как звук. В случае со звукоизолированной комнатой почти все начинают испытывать тиннитус.

Прием большой дозы аспирина или нахождение в звукоизолированном помещении провоцирует тиннитус практически у всех людей.

Так же из эксперимента следует, что тиннитус — не патологическая, а физиологическая реакция центральных слуховых путей на входные сигналы (либо их отсутствие). Общеизвестно, что любой человек может временно испытывать тиннитус, например, большая доза аспирина (или нахождение в звукоизолированном помещении) провоцирует тиннитус практически у всех людей. Встает вопрос — почему некоторые люди испытывают тиннитус и в нормальной звуковой среде? Почему одних тиннитус беспокоит, а других — нет? Очевидно, что между теми, кто страдает от тиннитуса и теми, кто проходил эксперимент в звукоизолированном помещении существует разница. Каков механизм, провоцирующий продолжительное восприятие тиннитуса?

Латеральная ингибиция – ситуация, в которой один нейрон оказывает тормозящее воздействие на все находящиеся рядом нейроны. Провоцирующая тиннитус нейронная активность, чем бы она не была изначально вызвана, усиливается латеральной ингибицией по мере прохождения сигналов по слуховым путям

Латеральная ингибиция — обычное для нервной системы явление. Это ситуация, в которой один нейрон оказывает тормозящее воздействие на все находящиеся рядом нейроны. Впервые этот механизм (Рис. 4) был описан фон Бекеси (von Bekesy).

Латеральная ингибиция

Рисунок 4 — Латеральная ингибиция.

На рисунке изображен слой связанных между собой слуховых клеток, длина стрелок пропорциональна силе сигнала входящего в клетку и выходящего из нее. Обратите внимание на перепад выходного сигнала при ступенчатом изменении входного. Иллюстрация справедлива для любого слухового ядра, принимающего тонотопические сигналы.

Этот механизм усиливает изменения (перепады) в пространственном распределении сигнала в нейронных сетях. Либерман и Кианг (Liberman and Kiang) в 1978 г. предположили, что именно этот механизм порождает тиннитус. В дальнейшем идея была поддержана и доработана Геркеном (Gerken) в 1996 г. Латеральная ингибиция может затронуть как один, так и сразу несколько слоев нейронов. Следует отметить, что латеральная ингибиция усиливает любую активность гетерогенного (рассогласованного) характера на уровне нейронной сети, вне зависимости от природы источника сигнала. Таким образом, провоцирующая тиннитус нейронная активность, чем бы она ни была вызвана, усиливается механизмом латеральной ингибиции во время обработки сигнала в слуховых путях.

| Теория диссонирующей дисфункции как причины тиннитуса

Содержание:

28.02.2017

Есть желание поддержать проект? Ознакомьтесь, что вы можете сделать.