PNAS：听到巨响后，为什么会短暂性失聪？

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在生活中我们常常会遇到这样的事，当我们突然听到很响的声音后，比如在身边炸开的鞭炮，或是音响中突然窜出的刺耳电流声，我们会出现耳朵嗡嗡作响听不到任何声音的情况，不过在过了一段时间后我们的听力又会慢慢恢复。相信大家对于这种经历都并不陌生，但是有多少人想过这其中的原理呢？

最近来自瑞典林雪平大学（Linköping University）大学的研究团队就探索了其中的机制，并将其工作于发表于PNAS（journal Proceedings of the national Academy of Science）上。

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“许多人都经历过听到巨响之后耳朵发麻听力出现受损的情况，而一段时间过后我们的听力又会恢复到正常水平。对于这个现象，我们在研究后发现，我们耳朵内有一种名为耳蜗覆膜（tectorial membrane, TM）的微小结构，在这一过程中起到了十分重要的作用。耳蜗覆膜在耳中起着储存钙离子的功能，当我们听到超过某一分贝的音量后，耳蜗覆膜便会释放储存的钙离子从而影响了临近的感受器细胞（sensory cell）正常的生理功能，让我们丧失了对声音的敏感性。”这项研究的负责人Anders Fridberger教授说道。

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在我们的内耳中，有一种与蜗牛壳十分相像结构被称为耳蜗，在这里聚集着许多感受器细胞，感受器细胞上具有着纤毛结构，从外界传入的声音能够使得这些细胞的纤毛震动，从而使声音从机械波的形式被转化为神经冲动信号传入我们的大脑。而在整个听觉过程中，钙离子能够调控耳内感受器细胞的纤毛摆动，是能够影响听力功能的十分重要的调控分子。

在此之前的研究表明，耳蜗结构中的感受器细胞周围细胞外液中，钙离子浓度往往维持着较低水平。由此研究者提出了一个大胆的想法，在我们的耳朵经历高分贝刺激后，耳蜗中感受器细胞的细胞外液中，钙离子浓度会不会出现了什么变化影响了感受器细胞的功能从而影响了我们的听力呢？

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为此，研究团队找来了豚鼠（guinea pigs）作为研究的实验动物，豚鼠不仅在外表上十分可爱，在耳朵的生理结构上与人类也十分相似。

首先，研究人员向已分离的豚鼠耳内注入了一种名为Asante Calcium Red的荧光染料，这种染料在488nm的激光波长激发下会出现红色荧光，且荧光强度随着钙离子浓度的增加而增强。

在这之后，他们发现在耳蜗中，紧紧挨着感受器细胞的耳蜗覆膜（tectorial membrane）较周围环境有着更高的荧光强度，这也就意味着耳蜗覆膜中有着更高的钙离子浓度。

而当他们使用140Hz，98dB的高分贝高频率噪声刺激了豚鼠的耳朵之后，发现耳蜗覆膜中的钙离子浓度出现了大幅度下降，且感受器细胞对于外界的声音刺激也变得不敏感了。这个结果说明，感受器细胞对于声音的敏感程度与耳蜗覆膜中的钙离子浓度有关。

目前一般认为在我们的听觉过程中，MET离子通道（MET channal）对于调节感受器细胞的功能起到了十分重要的作用，而MET通道又是Ca2+相关通道。当我们听到高分贝声音之后，引起了耳蜗覆膜中的钙离子大量释放，从而使得MET通道暴露在十分高浓度的Ca2+离子浓度下，导致MET通道在一段时间内出现“过载”的情况，而我们的听力能力在这段时间内也就出现了下降。

 “当我们把分离的内耳暴露在实验室的噪声环境下后，耳蜗覆膜中的钙离子浓度出现了下降，感受器细胞停止了工作。在一段时间过后，钙离子浓度重新回到了原本正常的浓度，而且感受器细胞又开始正常工作了。”Anders Fridgberger教授描述道。

在此之前，大多数科学家们认为耳蜗覆膜这一膜结构是通过震动或者其他机械方式来发挥生理功能的，而来自林雪平大学的研究则发现了耳蜗覆膜中储存了大量钙离子，其更有可能是通过调节结构内部的钙离子浓度来影响我们的听力功能。

“我们目前已经知道耳蜗覆膜对于正常听力功能来说是十分必要的了，听力功能维持正常必须要确保耳蜗覆膜结构完整且没有出现移位，但往往耳蜗覆膜出现损伤之后，我们的听力也会出现下降，对于这一问题的探究是我们下一步需要做的。”该研究团队的成员Pierre Hakizimana说道。

研究者们目前下一步计划探索与年龄相关的听力受损是否也是由耳蜗覆膜中钙离子浓度异常导致的，而这一项目也受到了来自瑞典国家科学协会，Torsten Söderberg基金会，Tysta Skolan基金会以及AFA Försäkrings AB保险的资助，期望在未来他们能够取得突破性的成果。

参考文献：

Clark Elliott Strimbu, Sonal Prasad, Pierre Hakizimana, Anders Fridberger. Control of hearing sensitivity by tectorial membrane calcium. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201805223 DOI: 10.1073/pnas.1805223116