尽管科学家是以小鼠为实验对象,但这并不会妨碍相关成果应用于人类身上,因为人类和小鼠的耳朵结构很相似。
一旦哺乳动物的听觉系统发育成熟,它就会开始工作:声波进入耳道,被耳蜗里的毛细胞检测到以后,就会耳蜗就会把声波转化成电脉冲,而电脉冲就会沿着听觉神经进入大脑的听觉区域。
美国约翰霍普金斯大学的神经生物学家德怀特 贝格斯(Dwight Bergles)和同事,在耳蜗尚未发育成熟的幼鼠身上发现了听觉系统的工作机理。尽管听觉系统还未成熟,但在幼鼠的与听觉有关的大脑区域上,仍然有神经活动。甚至在没有声音信号输入的情况下,神经活动还是会出现。
在随后的研究中,科学家发现非感觉性毛细胞(即支撑细胞,support cells)是上述现象的关键“人物”,也它能解释为什么在缺少必要听觉器官,甚至没有声音输入的情况下,幼鼠仍然能完成的“听”的动作。以前,科学家一直认为,支撑细胞只是一个旁观者,没有参与神经交流,但是,贝格斯却在试验中发现,幼鼠耳朵里的支撑细胞有很强的电活动。
贝格斯的小组发现,支撑细胞会本能地释放ATP(能量分子),触发一个连锁反应,生成的电脉冲会被输送给大脑。而在这个过程,根本不需要声音信号的输入。
贝格斯说:“当耳朵还未发育完全,或受到损伤检测不到声音时,ATP就像是声音的替代物。支撑细胞就像是在为听觉系统做热身运动,以便它在将来可以更好地传递信号给大脑。”
包括人类在内的哺乳动物,耳朵里都由支撑细胞,因此,在小鼠身上的发现同样适用于人类。
在孩子出生以前,支撑细胞很可能在长时间里制造噪音,贝格斯推测,支撑细胞的行为,是在为听觉系统投入使用而做准备工作。
幼鼠的听觉系统发育完全后,支撑细胞就会停止释放ATP,不会干扰耳朵对正常声音信号的检测。
耳鸣又是怎么发生的?贝格斯说,如果听觉系统出现故障,导致支撑细胞不规则的释放ATP,耳朵里就会出现嗡嗡的声音,尽管没有声音传入耳朵。