Perda Auditiva: Novo Estudo Revela Caminhos No Cérebro Para a Cura

Pesquisadores estudaram como o cérebro controla a audição através de nervos chamados eferentes, que enviam sinais para a cóclea. Eles descobriram que, a longo prazo, esses sinais ajudam a compensar a perda auditiva, tornando os sons mais audíveis. No entanto, essa adaptação pode causar efeitos colaterais como zumbido e sensibilidade excessiva ao som. Já no curto prazo, esses nervos não ajustam a audição com base no nível de atenção do cérebro. Esses achados podem ajudar no desenvolvimento de novos tratamentos para problemas auditivos.

A cóclea, a parte do ouvido interno responsável pela audição, usa células ciliadas sensoriais para detectar ondas sonoras no ar e, em seguida, convertê-las em sinais elétricos que o cérebro pode processar. A maioria dos nervos cocleares carrega informações da cóclea para o cérebro, mas cerca de 5% enviam sinais na direção oposta: do cérebro para a cóclea. 

O papel exato dessas fibras tem sido um mistério, porque os pesquisadores têm se esforçado para medir a atividade coclear em humanos ou animais enquanto estão acordados.

Em curto prazo, acredita-se que ajudem a ajustar a audição de acordo com a atenção da pessoa, enquanto em longo prazo, podem proteger contra danos causados por sons altos. No entanto, testar essas funções tem sido difícil porque medir diretamente os efeitos dos sinais eferentes em animais acordados é um desafio técnico. 

Para entender melhor o papel dessas fibras eferentes, os pesquisadores estudaram camundongos, tanto acordados quanto anestesiados. O estudo foi possível graças a uma ferramenta de imagem inovadora que permitiu aos pesquisadores capturar imagens em tempo real da cóclea em animais acordados pela primeira vez.

Eles focaram em um grupo específico de nervos chamado sistema eferente olivococlear medial (MOC), que se comunica com células especializadas da cóclea. O objetivo era analisar como esses nervos afetam a amplificação do som dentro do ouvido interno.

Os cientistas usaram duas abordagens principais: efeitos de longo prazo (crônicos) e efeitos de curto prazo (imediatos).

Para entender como a perda de sinais nervosos altera a audição ao longo do tempo, os pesquisadores usaram camundongos geneticamente modificados para desativar certos tipos de conexões nervosas.  

Em um grupo, eles removeram apenas os sinais aferentes (que levam informações da cóclea para o cérebro), utilizando camundongos chamados VGLUT3-/-. Em outro grupo, removeram tanto os sinais aferentes quanto os eferentes, usando camundongos chamados VGLUT3-/- Alpha9-/-.

Ao comparar esses grupos, descobriram que a amplificação do som na cóclea aumentava quando apenas os aferentes eram removidos, mas apenas se os eferentes estivessem funcionando normalmente. Isso sugere que o sistema eferente olivococlear medial pode atuar para compensar a perda de sinais auditivos ao longo do tempo.

Para investigar se o sistema eferente olivococlear medial ajusta a audição em tempo real, de acordo com o estado do cérebro (por exemplo, se o animal está mais ou menos atento), os cientistas mediram vibrações na cóclea enquanto monitoravam mudanças no tamanho da pupila dos camundongos. 

O tamanho da pupila é um indicador do nível de alerta do cérebro. No entanto, os resultados mostraram que a amplificação coclear não variava com mudanças no estado cerebral. Por outro lado, efeitos dessas mudanças foram observados em uma parte do cérebro chamada colículo inferior, que processa sons depois que eles passam pela cóclea e pelo tronco encefálico.

Os resultados indicam que o sistema eferente olivococlear medial tem um papel importante na  regulação da audição a longo prazo, mas não responde rapidamente a mudanças no nível de atenção do cérebro. 

Isso significa que ele pode ajudar a compensar a perda auditiva ao longo do tempo, tornando os sons mais audíveis quando há menos sinais chegando ao cérebro. No entanto, essa compensação também pode ter efeitos colaterais, como aumentar a probabilidade de sintomas como zumbido (percepção de sons inexistentes) e hiperacusia (sensibilidade excessiva a sons). 

Esse achado ajuda a entender melhor os mecanismos que envolvem a audição e pode abrir caminhos para novas abordagens no tratamento da perda auditiva e seus sintomas associados.

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The medial olivocochlear efferent pathway potentiates cochlear amplification in response to hearing loss

Patricia M. Quiñones, Michelle Pei, Hemant Srivastava, Ariadna Cobo-Cuan, Marcela A. Morán, Bong Jik Kim, Clayton B. Walker, Michael J. Serafino, Frank Macias-Escriva, Juemei Wang, James B. Dewey, Brian E. Applegate, Matthew J. McGinley and John S. Oghalai

Journal of Neuroscience. 21 February 2025, e2103242025;

DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2103-24.2025

Abstract: 

The mammalian cochlea receives efferent feedback from the brain. Many functions for this feedback have been hypothesized, including on short timescales, such as mediating attentional states, and long timescales, such as buffering acoustic trauma. Testing these hypotheses has been impeded by an inability to make direct measurements of efferent effects in awake animals. Here, we assessed the role of the medial olivocochlear (MOC) efferent nerve fibers on cochlear amplification by measuring organ of Corti vibratory responses to sound in both sexes of awake and anesthetized mice. We studied long-term effects by genetically ablating the efferents and/or afferents. Cochlear amplification increased with deafferentation using VGLUT3-/- mice, but only when the efferents were intact, associated with increased activity within OHCs and supporting cells. Removing both the afferents and the efferents using VGLUT3-/- Alpha9-/- mice did not cause this effect. To test for short-term effects, we recorded sound-evoked vibrations while using pupillometry to measure neuromodulatory brain state. We found no state dependence of cochlear amplification or of the auditory brainstem response. However, state dependence was apparent in the downstream inferior colliculus. Thus, MOC efferents upregulate cochlear amplification chronically with hearing loss, but not acutely with brain state fluctuations. This pathway may partially compensate for hearing loss while mediating associated symptoms, such as tinnitus and hyperacusis.