在一項針對失聰大鼠的新研究中，來自美國紐約大學醫學院的研究人員發現重新啟動大腦適應新環境的自然能力（即神經可塑性），可以提高人工耳蝸（cochlear implant）恢復聽力損失的效率。他們指出，這項研究可能有助于解釋人工耳蝸植入者所經歷的聽力改善方面的極端差異。相關研究結果于2022年12月21日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance”。

與可以放大、平衡和銳化傳入的聲音的助聽器不同的是，人工耳蝸直接向大腦發送代表聲音的電信號。專家說，不幸的是，要理解這些信號的含義可能需要時間。過去的研究已表明，雖然一些人工耳蝸植入者在收到他們的人工耳蝸幾小時后就能理解一些語音，但其他人需要幾個月或幾年才能做到。然而，決定大腦能多快適應植入物的機制一直不清楚。

在這項新的研究中，這些作者對大鼠進行的新研究評估了刺激位于哺乳動物腦干深處的神經可塑性的主要部位---藍斑核（locus coeruleus）---是否能提高它們學會使用它們的人工耳蝸的速度。結果表明，在接受人工耳蝸移植的短短三天內，得到額外刺激的大鼠能夠有效地完成需要準確聽力的任務。相比之下，那些沒有受到額外刺激的大鼠需要長達16天的時間才能做到這一點。

論文第一作者、紐約大學醫學院的Erin Glennon博士說，“我們的研究結果表明，神經可塑性的差異，特別是在大腦的某些部分，如藍斑核，可能有助于解釋為什么一些人工耳蝸使用者比其他人更快地改善聽力。”

在早前的研究中，科學家們已發現，電刺激嚙齒動物的藍斑核會增加神經可塑性，并改變大腦聽覺系統對聲音的表現方式。然而，這項新的研究首次證實，刺激這一大腦區域會加速人工耳蝸植入者的聽力改善。

在這項新的研究中，這些作者訓練聽力正常的大鼠在聽到特定的聲音后按下一個按鈕，如果聽到不同的音調，就忽略這個按鈕。一旦失聰，這些大鼠就無法完成任務。然后給它們植入人工耳蝸，重新訓練它們依靠該設備完成同樣的挑戰。

正常聽力的大鼠進行/不進行任務時的聽覺調節。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8。

在這些發現中，這項新的研究顯示，當這些大鼠學會使用它們的人工耳蝸時，藍斑核活動發生了顯著的變化。起初，當它們在聽到提示音并按下正確的按鈕后獲得食物時，該大腦區域最為活躍。在它們學會將按下按鈕與獲得獎勵聯系起來后，當它們只是聽到音調時，藍斑核活動就達到了高峰。值得注意的是，這種變化發生得越快，大鼠在任務中持續成功的速度就越快。

論文共同通訊作者、紐約大學醫學院神經科學家Robert Froemke博士說，“我們的結果表明，改善藍斑核的神經可塑性可能會加快和加強人工耳蝸的有效性。”Froemke說，該團隊接下來計劃探索非侵入性刺激人類中這個大腦區域的方法。

論文共同通訊作者、紐約大學醫學院的Mario Svirsky博士說，“由于我們的目標是激活藍斑核，我們需要確定哪些非侵入性機制可用于觸發大這個腦區域。”

Svirsky提醒說，這些大鼠的聽力是在一個簡單的任務中使用簡單的聲音來檢查的，而人類需要在嘈雜的環境中對細微的語言模式做出反應。他說，還需要進一步研究可能涉及的其他大腦區域。（ Bioon.com）

參考資料：

1. Erin Glennon et al. Locus coeruleus activity improves cochlear implant performance. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05554-8.

2. Brain Flexibility Might Speed Up Hearing Improvements from Cochlear Implants
https://nyulangone.org/news/brain-flexibility-might-speed-hearing-improvements-cochlear-implants