听力学 | 耳鸣的产生是由于耳蜗毛细胞的受损吗?

听力学 | 耳鸣的产生是由于耳蜗毛细胞的受损吗?

文章基本信息

Title: Dysregulation of Limbic and Auditory Networks in Tinnitus

Author: Amber M. Leaver, Laurent Renier, Mark A. Chevillet, Susan Morgan,Hung J. Kim, Josef P. Rauschecker

Publish Year: 2011

DOI: 10.1016/j.neuron.2010.12.002


导读

文章开头阐述了此实验的构想源于什么。

很多研究都已经证实耳鸣的出现与边缘性或中枢性听觉通路有关,但是听觉通路出现问题并非一定会导致耳鸣,例如有很多听力存在问题的患者并没有出现耳鸣。 同时还有其他实验发现,颈部问题,脑动脉供血不足等病症有时也会伴随耳鸣的发生,而且这些患者的听力大多数没有明显的损失。

所以仅仅是从听觉系统上出发,并不能令人信服地解释耳鸣的病理机制。

后来,临床医生们发现有些耳鸣病人会伴随情绪问题的发生,而情绪与边缘系统有密切的关系。

但是关于边缘系统对耳鸣的研究较少,且研究结论均各不相同。所以此实验则希望通过fMRI等影像手段证实:慢性耳鸣可能源于边缘调节异常听觉系统活动的受损。

此文的核心其实就是在讲述一个观点:边缘系统对耳鸣的产生机制是否有影响?

本文可能会涉及许多脑部的结构,大家可以自行搜索下文出现的部位。

文章拆解|快速阅读

OBJECTION

To test the recent proposal that chronic tinnitus involves compromised limbic regulation of aberrant auditory system activity.

HYPOTHESES

Human brain imaging studies identified tinnitus-related dysfunction in auditory areas. But unclear whether it is significant to cause chronic tinnitus.

Limbic system may be involved with tinnitus. But studies drew disparate sites.

METHODS

Participants:

  • Sex:11 patients, 6 female; 11 controls, 7 females.
  • Age: Patients: Mean = 44.4 SD = 16.0 Controls: Mean = 23 SD = 3.3
  • Duration of Tinnitus : M = 9.7 years SD = 17.6
  • THI: generally mild-to-moderate

MEASUREMENTS

Functional magnetic resonance imaging (fMRI), in

  • a corticostriatal limbic network
  • auditory cortex(AC)
  • thalamus

Voxel-based morphometry (VBM)

  • Assess potential differences in the gray and white matter.

RESULTS

fMRI

Auditory Cortex

  • Higher fMRI signal in the posterior superior temporal cortex (pSTC) among tinnitus patients for all stimulus frequencies.
  • Higher fMRI signal in the medial Heschl’s gyrus (mHG) among tinnitus patients in the TF.

Limbic System

  • Higher fMRI signal in the ventral striatum among tinnitus patients, specifically the nucleus accumbens(NAc), which specific for the tinnitus frequency (TF).

VBM

Subcallosal Region

  • Significantly reduced signal intensity for both modulated and unmodulated gray matter (GM) images.
  • Ventromedial Prefrontal Cortex (vmPFC)
    • Significantly reduced signal intensity for both modulated and unmodulated gray matter (GM) images.
    • An increase in vmPFC signal intensity in unmodulated white matter (WM).

Functional and structural differences in the limbic system and auditory cortex may be directly related in tinnitus patients.

  • A correlation between NAc fMRI signal and vmPFC VBM values in tinnitus patients.
  • Moderate correspondence between limbic abnormalities and primary auditory cortex hyperactivity in tinnitus patients.

FINDINGS

Both Auditory and Limbic Regions are involved in tinnitus.

Limbic System

  • The corticostriatal circuit is part of a general "appraisal network", affecting how (or whether) those sensations are experienced. Specifically, the NAc and vmPFC.
  • vmPFC and NAc
    • vmPFC exerts excitatory influence on the NAc, among other structures.
    • Reduced GM-markers in vmPFC demonstrate reduced functional output of vmPFC.
    • vmPFC projects to the thalamic reticular nucleus(TRN), which can inhibit communication between ACx and MGN.
    • Those patients with less amounts/concentrations of GM in vmPFC exhibit hyperactivity in NAc and mHG, thus reflecting a relatively less ability of the vmPFC to exert an inhibitory influence on the auditory system.

Auditory System

  • mHG and pSTC was hyperactive.
    • mHG may be the origin of the tinnitus, but the origin may differ from the site of perception of tinnitus.
    • pSTC hyperactivity could reflect the patients’ need to separate the tinnitus signal from the remainder of the acoustic environment.

Limbic corticostriatal structures (i.e. vmPFC and NAc) have also been linked to disordered appraisal of hedonic state in drug addiction and emotional state in mood disorders.


拙见|思考

很多时候,文章内的图片会有助于我们理解文章。而这篇文章中,我认为最重要的便是这幅图了。

(红色直线箭头为我后期添加的)

图中形象的表述了作者的耳鸣模型中,边缘系统和听觉系统如何相互作用。

首先在正常情况下,当暂时性的耳鸣信号产生后,会通过内侧膝状体(MGN)传入到听觉皮层(AC)。与此同时,该异常信号同时会通过MGN再次传入到杏仁核(amyg),伏隔核(NAc),腹侧苍白球(VP),在这些区域将会评估该信号的情绪内容(例如:是否对此信号有厌恶感)。

完成评估后,通过背内侧核(MDN)传入腹内侧前额叶皮层(vmPFC),由丘脑网状核(TRN)完成对异常信号的拦截,阻止其到达听觉皮层

而在此文的模型中,作者强调了腹内侧前额叶皮层的功能异常(inefficiency)是耳鸣产生的关键。腹内侧前额叶皮层对TRN的调控减弱,异常信号(例如:短暂的耳鸣)会通过内侧膝状体到达听觉皮层,从而导致了持续的丘脑皮层活动和持续性的耳鸣。

或许我们还可以进一步思考一个问题:此模型是否能够进一步解释许多耳鸣患者存在的情绪问题或心理障碍?

首先伏隔核的活动增强,既可能来源于腹内侧前额叶皮层的活动减弱导致的去抑制;也可能是由于来异常的听觉信号通过了杏仁核传入到了边缘系统。

无论是哪种结果,该区的增强活动都反映了对耳鸣信号的情感相关性(perceptual relevance)的评估。而其他实验也发现了情绪障碍的患者的腹内侧前额叶皮质和伏隔核存在结构上的异常。所以或许此模型能够进一步解释上面的问题。

但是对于很多耳鸣患者来说,耳鸣或许是这些问题的根源,但耳鸣的声音大小并不直接与情绪问题的严重性成正比。有些饱受折磨的病人,耳鸣的响度很小;而也有很多病人有耳鸣,但是却能够习惯这种声音。

所以,如果耳鸣的产生和耳鸣导致的情绪问题有可能来自于两个相对独立的机制。这个问题值得我们继续探究。


最后还有一个问题:边缘系统对耳鸣的产生机制到底有多大的影响,或者说如何作用?本文并没有涉及。

本文只是提出了一个简易的模型,对于模型内各结构之间的相互作用关系,并没有做出详尽的解释。

例如:边缘系统的丘脑网状核与边缘丘脑层面的结构、皮层结构、皮层下结构的相互作用是什么;腹侧苍白球的作用是什么;从伏隔核到腹内侧前额叶皮层再到伏隔核,这个循环的作用是什么?

对于这些问题的深入了解和研究,或许更有助于我们理解耳鸣的产生。 它并不仅仅是听觉通路上的问题,这更像是一个复杂系统的出错,牵一发而动全身。


如果你是学生,不知道本专业在学什么/不知道自己能做些什么提升专业能力/不知道如何设计科研实验/不知道如何才能继续(留学)深造?......

如果你是职场新人,不知道继续获取最新专业干货的渠道/不知道临床工作的难题找谁询问?......

关注我,让你在听力学的路上有人问,有人陪!

打开微信搜索或扫描下方二维码,关注公众号,获取最新文章!

本专栏所有文章均在微信公众号:每日一篇期刊文献 首发。


感谢你的阅读和支持

下期再见!

END


发布于 2019-08-08

文章被以下专栏收录