تغيير جين واحد منح الفئران سمعًا فائق القوة

في جهد لفهم فقدان السمع بشكل أفضل، أنشأ العلماء فئرانًا بقدرات سمع فائقة.

وقد حقّق عالم الأعصاب بجامعة ميشيغان لينغتشاو جي وزملاؤه ذلك عن طريق زيادة تعبير الحيوانات المختبرة عن جين نمو الأعصاب المعروف باسم نيوروتروفين-3 (Ntf3).

سابقًا، أظهرت الأبحاث في مختبر ميشيغان أن زيادة تعبير جين Ntf3 يمكن أن يحسّن السمع في الفئران متوسطة العمر. كما يمكنه المساعدة في استعادة بعض السمع في الفئران التي تعاني من تلف في الأذن الداخلية.

وقد فعل ذلك عن طريق زيادة عدد الروابط، التي تُسمى المشابك العصبية، بين خلايا الشعر في قوقعة الأذن والدماغ. إذ تتفاعل خلايا الشعر مع اهتزازات الصوت وتحوّلها إلى إشارات، ثم تقوم المشابك العصبية بنقلها إلى الخلايا العصبية في الدماغ لتفسيرها.

يقول عالم الأعصاب بجامعة ميشيغان، غابرييل كورفاس: «كنا نعلم أن توفير Ntf3 للأذن الداخلية في الفئران الصغيرة يزيد من عدد المشابك العصبية بين خلايا السمع الداخلية والخلايا العصبية السمعية، لكننا لم نكن نعرف ما تأثير وجود المزيد من المشابك العصبية على السمع. لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أنه عند زيادة عدد المشابك العصبية، كان الدماغ قادرًا على معالجة المعلومات السمعية الإضافية. وأظهرت هذه الفئران أداءً أفضل من تلك المُتَحكّم بها في الاختبار السلوكي».

إن كثافة المشابك العصبية لا تغيّر رد الفعل الفزعي، لذا يظل الكشف الأولي عن الصوت نفسه طبيعيًا رغم العدد المنخفض من الروابط.

بدلًا من ذلك، يبدو أن كثافة المشابك العصبية تغيّر القدرة على التمييز بين الأصوات، مما يغيّر ما يُعرف بعتبة كشف الفجوة، وهي أقصر مدة للصمت بين صوتين يمكن أن تكون كافية لسماعهما كصوتين منفصلين بدلًا من صوت واحد.

تكون عتبة كشف الفجوة أطول عندما يكون هناك عدد أقل من المشابك العصبية في منطقة ما، كما أظهرت تجربة جي وفريقه مع الفئران التي لديها تعبير أقل عن جين Ntf3.

وهذا يشير إلى أن فقدان الاتصالات بين خلايا السمع الداخلية يسبّب تأخيرات في معالجة الدماغ لإشارات الصوت المختلفة، كما يتعرض لها بعض الأفراد الذين يواجهون تحديات في السمع. وتُصعّب هذه التأخيرات من عملية فهم الكلام، خاصةً عند وجود أصوات أخرى بمستوى الصوت نفسه.

إن زيادة تعبير Ntf3 في الفئران تسببت في زيادة كثافة المشابك العصبية لديها، مما ساهم بدوره في تحسين قدرتها على معالجة وبالتالي تمييز الأصوات ذات الخصائص المختلفة.

يشرح كورفاس: «إن الحيوانات التي تمتلك مزيدًا من المشابك العصبية في الأذن الداخلية لديها عتبات طبيعية، وهي ما يعتبره أخصائيو السمع كسمع طبيعي، لكنها قادرة على معالجة المعلومات السمعية بطرق تفوق الطبيعة».

لذا يعتقد الباحثون أن زيادة تعبير Ntf3 لديها القدرة على تحسين السمع لدى البشر أيضًا.

ويختم كورفاس: «إن بعض الاضطرابات العصبية المتناقصة تبدأ أيضًا بفقدان المشابك العصبية في الدماغ. لذا، يمكن أن تساعد الدروس المستفادة من الدراسات في الأذن الداخلية في العثور على علاجات جديدة لبعض هذه الأمراض المدمرة».