Foto kredit: Ben Husmann (CC oleh 2.0)

Dunia modern kita nyaring. Hanya duduk di mobil, atau pesawat terbang, atau menonton preview film, kita dibombardir dengan suara. Bahkan saat suara-suara itu tidak merusak mikrofon sensitif yang ada di telinga kita, sistem pendengaran kita terus-menerus diaktifkan. Apa akibatnya?

Salah satu alasannya adalah masalah yang berkaitan dengan tinnitus. Tinnitus, atau dering di telinga, sangat umum, mempengaruhi 10 persen dari populasi. Bagi sebagian orang, bisa cukup parah untuk mengganggu kehidupan sehari-hari.

Sensasi dering sepertinya berasal dari otak, tidak di telinga . Tapi dari mana aktivitas yang keliru itu dimulai, dan adakah cara untuk menghentikannya? Jika kita bisa menentukan asal, mungkin bisa membantu kita mencari cara untuk mencegah atau mengobati tinitus.

Memahami bagaimana sistem pendengaran berhubungan dengan suara keras akan memiliki implikasi besar, karena kita semua sering terpapar suara keras, terkadang untuk waktu yang lama.

Saya seorang peneliti yang mempelajari tempat pertama bahwa aktivitas dari telinga memasuki otak. Murid-murid saya dan saya tertarik dengan pertanyaan-pertanyaan ini karena kami telah lama bertanya-tanya bagaimana sistem pendengaran berhubungan dengan lingkungan yang keras.

Menjalankan sinaps

Kami berharap suara keras akan menguras komponen penting dalam proses pendengaran. Komponen penting itu terletak pada hubungan antara sel saraf, yang disebut sinapsis. Dalam pendengaran, sinapsis adalah penanda gerbang penting untuk mentransmisikan informasi tentang suara dari telinga ke otak. Sinaps bekerja saat impuls listrik dalam satu sel memicu pelepasan paket bahan kimia kecil, yang disebut neurotransmiter, yang menyebabkan perubahan listrik pada sel berikutnya di sinaps.

Paket-paket neurotransmitter tersebut memerlukan waktu untuk diisi ulang. Itu berarti jika sel otak yang membawa informasi dari telinga sangat aktif, neurotransmiter bisa habis, jadi tidak cukup untuk mengaktifkan target mereka di otak, dan sinyal akan hilang.

Ini adalah masalah tertentu saat sinyal terjadi lebih cepat daripada sinaps yang bisa dilepas. Untuk sel dalam sistem pendengaran, ini bisa menjadi masalah nyata, karena mereka mengalami tingkat aktivitas tercepat, terutama saat dikenai suara yang kuat.

Jadi bagaimana kita terus mendengar di lingkungan yang keras, jika sinapsis kita bisa kehabisan neurotransmitter?

Beradaptasi dengan suara keras

Untuk menjelajahinya, kita pasang tikus di lingkungan yang keras sekitar seminggu. Suara itu sekeras pengering rambut, cukup untuk menggerakkan sistem pendengaran tanpa merusak telinga dengan baik.

Pada akhir minggu, kami melihat perubahan sinaps yang terbentuk oleh saraf pendengaran, yang membawa sinyal dari telinga ke otak. Sinapsis berubah dari situasi normal semakin cepat habisnya neurotransmitter hingga hampir tidak menipis.

Sinapsis juga semakin besar dan meningkatkan stok neurotransmitter mereka. Kedua perubahan ini bisa melindungi sinapsis dari kehabisan neurotransmitter saat tingkat aktivitasnya tinggi. Memang, kami menemukan bahwa setelah terpapar kebisingan, impuls saraf meningkatkan keberhasilan mereka ditransmisikan melintasi sinaps, ketika biasanya mereka sering gagal melakukannya.

Gagasan beradaptasi dengan aktivitas ini sudah tidak asing lagi, seperti bagaimana otot mengembang setelah berolahraga. Tapi tidak diketahui bahwa sinapsis di otak juga merasakan aktivitas mereka. Hal ini menimbulkan banyak pertanyaan tentang cara kerjanya.

Perubahan ini tampak menguntungkan sementara hewan tetap dalam suara keras, tapi apa yang terjadi setelah kembali ke kondisi normal yang sepi? Kami menemukan bahwa sinapsis berubah kembali menjadi normal saat tikus kembali ke kondisi tenang, tapi ini tampaknya memakan waktu beberapa jam atau hari.

Jadi, segera setelah kembali ke lingkungan yang sepi, sinaps akan overprepared dan tidak akan kehabisan neurotransmitter seperti biasa. Hal ini dapat menyebabkan hiperaktifasi target saraf pendengaran di otak, yang bisa dianggap sebagai suara meski tanpa suara, yaitu tinnitus.

Pengalaman saya sendiri adalah bahwa tinnitus saya memburuk setelah perjalanan panjang atau mobil. Salah satu kemungkinannya adalah sinapsis saya beradaptasi dengan kondisi suara keras, yang menyebabkan hiperaktif setelah perjalanan berakhir. Untuk melihat bagaimana pemaparan kebisingan yang terbatas pun menyebabkan tinnitus, kami baru saja memulai kolaborasi dengan Micheal Dent dan labnya, karena mereka ahli dalam kemampuan mendengar tikus. Studi pada tikus ini dapat membantu kita untuk memahami apakah ini adalah faktor risiko tinnitus yang tidak diketahui pada manusia.

Beradaptasi dengan tenang

Studi ini juga membuat kita bertanya-tanya: Jika suara bising menyebabkan perubahan sinaptik, bagaimana dengan penurunan suara? Anak kecil biasanya mengalaminya menurun dalam suara, karena sekitar setengah dari mereka mengalami infeksi telinga, biasanya dalam dua tahun pertama mereka. Infeksi telinga menyebabkan penumpukan cairan di belakang gendang telinga, yang mengurangi kemampuan suara untuk mendapatkan dari bagian luar telinga hingga ujung bisnis terselip di dalamnya.

Bagi beberapa anak, bisa terjadi konsekuensi jangka panjang dari kekurangan uang, di mana mereka memiliki masalah bahasa pemrosesan.

Kita sudah mulai memeriksa bagaimana sinapsis saraf pendengaran pada tikus terpengaruh saat telinga mereka berada terpasang. Menariknya, kita melihat kebalikan dari apa yang terjadi dengan kebisingan. Setelah penyisipan satu minggu, sinapsis menjadi lebih kecil, dan toko neurotransmiter menyusut, menyebabkan deplesi lebih cepat dari biasanya.

Kami pikir perubahan ini membantu memaksimalkan efisiensi. Sejumlah besar neurotransmiter yang tidak terpakai akan boros saat aktivitas rendah, sehingga sinaps bisa menyusut. Selain itu, aktivitas rendah berarti sinapsis akan memiliki lebih banyak waktu untuk mengisi kembali rangkaian neurotransmiter minimal di antara bout sinyal.

Setelah paparan kebisingan berakhir atau telinga dicabut, sinapsis pulih normal. Itu sepertinya kabar baik, tapi kita tidak bisa memastikannya, namun tidak ada beberapa efek residu kecil yang bisa menjadi lebih jelas dengan lebih banyak eksperimen. Juga, beberapa putaran paparan atau penyumbatan suara dapat menyebabkan efek residual menumpuk.

Hal ini mendorong saya untuk memikirkan keluarga saya sendiri. Putriku rentan terhadap infeksi telinga saat dia masih kecil. Tampaknya setiap beberapa bulan kita akan pergi ke dokter anak, yang akan menunggu sampai ada penumpukan cairan di belakang gendang telinga sebelum meresepkan antibiotik untuk menyembuhkan infeksi. Hal ini bisa dimaklumi, karena kekhawatiran tentang penggunaan antibiotik berlebihan yang menyebabkan resistensi.

Tapi saat episode ini akan terjadi, kita tidak pernah benar-benar menguji pendengaran putri saya untuk mengetahui sejauh mana atau durasi gangguan pendengaran. Sekarang saya tahu bahwa sinapsis saraf pendengarannya cenderung berubah. Apakah ada perubahan ini menjadi permanen? Saya tidak berpikir dia memiliki masalah dalam bahasa pemrosesan, tapi saya bertanya-tanya tentang aspek pemrosesan pendengaran lainnya.

Karya ini memberi kita apresiasi baru untuk sinapsis saraf pendengaran. Mereka dianggap sebagai mesin yang tugasnya menyampaikan informasi secara dependably. Sekarang kita tahu pekerjaan itu tidak sesederhana itu. Sinapsis terus menilai aktivitas mereka dan menyesuaikan diri untuk mengoptimalkan dan menghemat kinerja mereka. Kami pikir perubahan ini atau yang serupa dengan sinapsis lain dapat menyebabkan konsekuensi jangka panjang untuk pemrosesan tinnitus dan bahasa.

Tentang Penulis

Matthew Xu-Friedman, Profesor Biologi Associate, Universitas di Buffalo, Universitas Negeri New York

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait:

at Pasar InnerSelf dan Amazon