引言
越来越多的担忧表明,许多人可能正受到隐性听力损失(HHL)的影响。HHL的特征是在正常纯音听力图条件下仍难以在噪声环境中理解言语(Brungart et al., 2025; Liberman et al., 2016; Liu et al., 2024; Plack et al., 2014)。这一担忧甚至延伸到年轻听者群体,因为休闲噪声暴露日益普遍(Goyal et al., 2026; Narne et al., 2023; Upreti et al., 2025)。此类困难可能反映了常规听力图未能捕捉到的不同听觉变化,包括扩展高频听力损失、内毛细胞功能障碍以及内侧橄榄耳蜗传出功能受损(Axe et al., 2026; Fontan et al., 2026; Maison et al., 2013; Micheyl and Collet, 1996; Mishra et al., 2022; Monson et al., 2019; Motlagh Zadeh et al., 2019; Polspoel et al., 2022; Sivaprakasam et al., 2026)。被提出的另一项HHL贡献因素是耳蜗突触病变,即内毛细胞(IHC)与I型听神经纤维(ANF)之间的带状突触丢失(Kujawa and Liberman, 2009; Liberman and Kujawa, 2017; Sergeyenko et al., 2013)。由于这种病理可能在阈值敏感度相对保持完整的情况下,在较高声级下降低神经编码能力,因此它被提议为噪声环境中言语感知缺陷的贡献因素(Bharadwaj et al., 2015; Bramhall and McMillan, 2024; Garrett et al., 2020)。
关于耳蜗突触病变的证据主要来自动物研究(Liberman and Kujawa 2017)。仅产生暂时性阈值偏移的噪声暴露仍可导致持续的耳蜗去传入,即使阈值恢复且毛细胞未受影响(Kujawa and Liberman 2009)。此前在大鼠中的研究进一步表明,低自发率(SR)纤维可能对噪声引起的突触病变尤为脆弱(Furman et al., 2013)。这种选择性脆弱性与突触特性和兴奋性相关,包括低自发率纤维在内毛细胞上独特的基底极定位、其与较大突触前带状体和较小突触后受体斑的关联,以及其较高的工作阈值(Liberman, 1982; Liberman and Kujawa, 2017; Merchan-Perez and Liberman, 1996; Yin et al., 2014)。分子和解剖学研究已鉴定出不同的I型螺旋神经节神经元亚型(Petitpré et al., 2018; Shrestha et al., 2018; Sun et al., 2018),以及这些亚型在噪声暴露后差异性脆弱性的证据(Franco et al., 2026)。然而,噪声引起的突触病变后低SR优先脆弱性的直接功能证据仍然有限,最强支持来自大鼠研究。在小鼠中,另一种具有可比较SR特异性AN记录的物种,噪声引起的突触病变并未表现出低SR纤维的明确优先丢失,这使人们开放性地提出这一模式是否能推广至大鼠以外(Suthakar and Liberman, 2021)。突触丢失的持续程度似乎也因物种和品系而异,在大鼠中观察到暴露后突触恢复的证据,而在C57BL/6J小鼠中恢复程度大于CBA/CaJ小鼠(Hickman et al., 2021, 2020; Kaur et al., 2019; Manickam et al., 2023; Wu et al., 2024)(Hickman et al. 2020, 2021; Kim et al. 2019; Kaur et al. 2019; Manickam et al., 2023; Wu et al., 2024)。衰老和药物诱导的模型为AN纤维亚型的选择性脆弱性提供了额外支持,包括在老龄沙鼠中高特征频率下低自发率活动减少,以及沙鼠耳毒性模型中与低SR纤维更大脆弱性一致的量效依赖性丢失(Bourien et al., 2014; Schmiedt et al., 1996)。在雪貂中,爆震暴露也被证明可产生耳蜗突触病变,根据突触染色而非直接听神经(AN)记录推断可能存在SR选择性丢失(Hickman et al., 2018)。
耳蜗神经退行性变也已在尸检人耳蜗中被观察到,支持了这一病理的转化相关性(Makary et al., 2011; Viana et al., 2015; Wu et al., 2019)。然而,由于无法在活体人类中直接评估突触完整性,耳蜗突触病变与感知缺陷之间的关系仍然难以建立。人类研究因此依赖于间接的生理和行为标志物(Bharadwaj et al., 2019; Fontan et al., 2026; Oxenham, 2016)。尽管脑干听觉诱发电位(ABR)波I、掩蔽ABR、包络跟随反应(EFR)、耳蜗电图和中耳肌反射等指标已被探索作为耳蜗突触病变的候选指示器,但结果不一,尚无单一指标成为确定性的活体检测方法(Bramhall, 2021; Liberman et al., 2016; Mehraei et al., 2017, 2016; Shaheen et al., 2015; Suthakar and Liberman, 2022; Valero et al., 2016)。这种不确定性可能反映了这些指标的间接性质,以及它们的反应可受突触丢失以外的多种周围和中枢因素影响(Bramhall et al., 2019; Hickox et al., 2017)。与此同时,动物研究允许对突触丢失进行直接的组织和生理评估,在某些模型中还可纳入行为测试,使得能够在同一框架下研究突触丢失、生理学和感知。这使得在与哺乳动物耳蜗生理学和听力功能相关的模型中研究耳蜗突触病变尤为重要。
雪貂动物模型在机制性动物研究与转化听力研究之间提供了有用的桥梁。雪貂与人类共享多个关键的耳蜗特征,包括相似的耳蜗圈数、损伤后毛细胞无法再生以及听力范围与人类大量重叠。此外,雪貂在听觉研究中拥有悠久历史,具有听觉系统广泛的解剖学和生理学表征、听觉任务中稳定的行为测量指标,以及数十年来在噪声性听力损失研究中的应用(Trevino et al., 2019)。在之前的工作中,我们已经证明在引起暂时性阈值偏移(TTS)的噪声暴露后,雪貂可发生耳蜗突触病变(Bharadwaj et al., 2022)。尽管其他动物模型的研究已报道耳蜗突触病变后存活的ANF的声诱反应特性发生改变(Diuba et al., 2025; Suthakar and Liberman, 2022, 2021),但这些效应跨物种和阈值以上神经编码不同方面的普遍一致性仍不明确。特别是,对于已恢复的TTS诱导突触病变如何影响更广泛的ANF反应特性(包括时间包络编码),了解甚少。跨动物模型和神经反应指标表征这些效应对解释无创生理测量和将突触病变与感知结果联系起来至关重要。在本研究中,我们通过将诱发电位和耳声发射的无创测量与单单元AN记录、神经编码分析和带状突触组织学相结合,在雪貂中研究了这些问题。
Afagh Farhadi|Vijaya Prakash Krishnan Muthaiah|Michael G. Heinz