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Nueva investigación pone al revés el conocimiento de cómo perciben los seres humanos el sonido
La pieza clave del modelo científico empleado en los pasados 30 años para ayudar a explicar como los seres humanos perciben el sonido, esta errado, de acuerdo a un nuevo estudio realizado por investigadores del Stanford University School of Medicine.
La teoría que por largo tiempo ayudó a explicar una parte del proceso de la audición, llamada "Adaptación", o cómo los seres humanos pueden escuchar desde la caída de un alfiler a una explosión de reactor con alta precisión, sin dolor o daño para el oído, se ha derrumbado, lo que puede tener un impacto importante en futuras investigaciones para el tratamiento de la pérdida auditiva, según expreso Anthony Ricci, PhD, Edward C y H Amy.
"Argumentaría que la adaptación es probablemente el paso más importante en el proceso de la audición, y este estudio muestra que no tenemos idea de cómo trabaja", expreso Ricci. "El daño a la audición causado por el ruido y por el envejecimiento puede centrarse en este proceso molecular especial. Tenemos que saber cómo trabaja para poder corregirlo."
El estudio fue divulgado el 20 de noviembre en la revista Neuron. El autor principal es el PhD Anthony Peng.
En la profundidad del oído, células especializadas denominadas células ciliadas detectan las vibraciones causadas por las diferencias de presión atmosférica y las convierten en señales electromecánicas que el cerebro interpreta como sonido. La adaptación es la parte de este proceso que permite que estas células sensoriales regulen el rango de decibeles sobre el cual operan. El proceso ayuda proteger al oído contra sonidos que son demasiado fuertes, ajustando la sensibilidad de los oídos en correspondencia al nivel de ruido del entorno.
La explicación tradicional de cómo trabaja la adaptación, basada en antiguas investigaciones en ranas y tortugas, es que es controlada por al menos dos mecanismos celulares complicados que requieren la entrada de calcio por un canal iónico específico y mecánicamente sensible en las células ciliadas. El nuevo estudio, sin embargo, descubre que no se requiere calcio para la adaptación en las células ciliadas de los mamíferos y postula que uno de los dos mecanismos antes descritos está ausente en las células ciliadas de la cóclea.
Experimentando principalmente con ratas, los científicos de Stanford usaron estimulación mecánica ultra rápida para obtener respuestas de las células ciliadas así como alta velocidad, la obtención de imágenes de alta resolución del rastro de las señales del calcio, realizado de forma rápida antes de que tuvieran tiempo de difundirse. Después de manipular el calcio intracelular por diversas vías, los científicos se sorprendieron al descubrir que el calcio no era necesario para que se produjera la adaptación, lo cual cambia una vieja hipótesis de 30 años y abre la puerta a nuevos modelos de transducción mecánica (conversión de las señales mecánicas en señales eléctricas) y la adaptación.
"Esta conclusión algo herética indica que por lo menos algunos de los mecanismos moleculares subyacentes en la adaptación deben ser diferentes en las células ciliadas de la cóclea de los mamíferos al ser comparado con las células ciliadas de la rana o de la tortuga, donde la adaptación fue descrita primero", expreso Ricci.
El estudio fue dirigido a tener una mejor comprensión de cómo trabaja el proceso de adaptación investigando la maquinaria del oído interno que convierte las ondas sonoras en señales eléctricas.
"Para mí éste es realmente un estudio histórico", expreso Ulrich Mueller, PhD, profesor y catedrático en neurociencia molecular y celular del laboratorio de investigación Scripps en La Jolla, quien no estuvo involucrado en el estudio. "Cambia nuestro conocimiento realmente. El campo de la audición posee tales modelos precisos - modelos que todos usan. Cuando uno de estos modelos cae, es monumental."
Los seres humanos nacen con 30,000 células ciliadas cocleares y vestibulares en cada oído. Cuando un número significativo de estas células se pierden o dañan, ocurren trastornos de la audición o del equilibrio. La pérdida de células ciliadas ocurre por múltiples razones, incluyendo el envejecimiento y el daño para auditivo por sonidos intensos. El daño o déficit del proceso de la adaptación podría resultar en la pérdida adicional de células ciliadas y consecuentemente de la audición. A diferencia de otras muchas especies, incluyendo aves, los seres humanos y otros mamíferos son incapaces de regenerar estas células auditivas espontáneamente.
Como la población de los EE.UU ha envejecido y la contaminación acústica ha aumentado enormemente, los expertos de salud calculan que uno de cada tres adultos por encima de los 65 años de edad ha desarrollado algún grado de incapacidad auditiva debido a la destrucción de este limitado número de células ciliadas.
"Disponer una justa comprensión de como trabaja la maquinaria interna del oído da esperanzas a los científicos de encontrar eventualmente las maneras de arreglar las partes dañadas", expreso Ricci. "Así que cuando una pieza clave de un rompecabezas muestra estar equivocado, es de extrema importancia para los científicos que trabajan en la cura de la pérdida auditiva." 23 de noviembre de 2013. ScienceDaily
Anthony W. Peng, Thomas Effertz, Anthony J. Ricci. Adaptation of Mammalian Auditory Hair Cell Mechanotransduction Is Independent of Calcium Entry. Neuron, 2013 , 80(4) pp. 960 - 972 DOI: 10.1016/j.neuron.2013.08.025
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