Una investigación invalida la comprensión de cómo los humanos percibimos el sonido

Una pieza clave del modelo científico utilizado en los últimos 30 años para ayudar a explicar cómo perciben el sonido los seres humanos está equivocado, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford

La teoría largamente sostenida ayudó a explicar una parte del proceso de audición llamado «adaptación», o cómo los seres humanos pueden escuchar de todo, desde la caída de un alfiler a una explosión de motor a reacción con una alta agudeza, sin dolor o daño en el oído. Su vuelco podría tener un impacto significativo en la investigación futura en el tratamiento de la pérdida auditiva, dijo Anthony Ricci, PhD, Edward C. y Amy H. Sewall Profesor de Otorrinolaringología y autor principal del estudio.

«Yo diría que la adaptación es probablemente el paso más importante en el proceso de la audición, y este estudio demuestra que no tenemos idea de cómo funciona», dijo Ricci. «El daño causado por el ruido y por el envejecimiento de la audición puede apuntar a este proceso molecular en particular. Tenemos que saber cómo funciona, si vamos a ser capaces de arreglarlo.»

El estudio fue publicado el 20 de noviembre en la revista Neuron. El autor es el investigador postdoctoral Anthony Peng, PhD.

En el interior del oído, las células especializadas llamadas células ciliadas detectan las vibraciones causadas por las diferencias de presión del aire y las convierten en señales electroquímicas que el cerebro interpreta como sonido. La adaptación es la parte de este proceso que permite a estas células ciliadas sensoriales regular el rango de decibelios sobre el que operan. El proceso ayuda a proteger el oído contra sonidos demasiado fuertes mediante el ajuste de la sensibilidad de los oídos para que coincida con el nivel de ruido del entorno.

La explicación tradicional de cómo funciona la adaptación, basada en investigaciones anteriores sobre las ranas y las tortugas, es que está controlado por al menos dos mecanismos celulares complejos que requieren tanto la entrada de calcio a través de un canal iónico específico, sensible mecánicamente, en las células ciliadas auditivas. El nuevo estudio, sin embargo, encuentra que no es necesario el calcio para la adaptación en las células ciliadas auditivas de los mamíferos, y postula que uno de los dos mecanismos descritos antes está ausente en las células auditivas ciliadas cocleares.




Experimentando en especial en ratas, los científicos de Stanford utilizaron estimulación mecánica ultrarrápida para obtener respuestas de las células ciliadas, así como de alta imágenes de alta velocidad y resolución para seguir las señales de calcio rápidamente antes de que tuvieran tiempo de difundirse. Después de manipular el calcio intracelular de diversas maneras, los científicos se sorprendieron al encontrar que no era necesario el calcio para que se produzca la adaptación, desafiando así la hipótesis de 30 años de antigüedad, y abriendo la puerta a nuevos modelos de mecanotransducción (la conversión de señales mecánicas en señales eléctricas) y adaptación.

«Este hallazgo un tanto herético sugiere que al menos algunos de los mecanismos moleculares subyacentes para la adaptación debe ser diferente en las células ciliadas de la cóclea de mamíferos en comparación con las células de rana o tortuga, con las que se describió primero la adaptación», dijo Ricci.

El estudio se llevó a cabo para entender mejor cómo funciona el proceso de adaptación mediante el estudio de los mecanismos del oído interno que convierte las ondas sonoras en señales eléctricas.
«Para mí este es realmente un estudio sin precedentes», dijo Ulrich Mueller, PhD, profesor y director de Neurociencia Molecular y Celular en el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, quien no participó en el estudio. «Esto realmente cambia nuestra comprensión. El campo auditivo tiene estos modelos precisos… modelos que todo el mundo utiliza. Cuando uno de los modelos cae, es monumental.»

Los seres humanos nacen con 30.000 células ciliadas cocleares y vestibulares por oído. Cuando se pierde o se daña una gran cantidad de estas células, se producen trastornos de la audición o del equilibrio. La pérdida de células ciliadas se produce por múltiples razones, como el envejecimiento y el daño en el oído por los sonidos fuertes. Los daños o deterioros en el proceso de adaptación pueden dar lugar a una mayor pérdida de células ciliadas y, por tanto, de la audición. A diferencia de muchas otras especies, incluyendo las aves, los seres humanos y otros mamíferos son incapaces de regenerar espontáneamente estas células auditivas.

A medida que la población de los EEUU envejeció y la contaminación acústica se ha vuelto más grave, los expertos en salud estiman ahora que uno de cada tres adultos de más de 65 años ha desarrollado al menos algún grado de discapacidad auditiva a causa de la destrucción de este reducido número de células ciliadas.

«Es sólo mediante la comprensión de cómo funciona la maquinaria interna del oído que los científicos esperan encontrar finalmente maneras de arreglar las piezas que se rompen», dijo Ricci. «Por eso, cuando se demuestra que una pieza clave del rompecabezas es errónea, es de extrema importancia que los científicos trabajen para curar la pérdida de la audición.»

El estudioso postdoctoral de Stanford Thomas Effertz, PhD, es también autor del estudio.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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