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编号:10279973
从神经电生理的研究探讨耳鸣的发病机制
http://www.100md.com 《听力学及言语疾病杂志》 1999年第2期
     作者:梁勇

    单位:同济医科大学附属协和医院耳鼻咽喉科(武汉 430022)

    关键词:

    听力学及言语疾病杂志990222

    钟乃川 审校

    耳鸣是高级听觉中枢错误地将听觉通路的异常神经活动感知为“声音”,而听觉神经系统的电活动则是耳鸣形成的神经生理基础。早在六、七十年代,就曾有人对耳鸣患者的ECochG和ABR进行过研究,从中解释了一些耳鸣的发病机制。此后,又在动物实验的基础上,结合临床研究对耳鸣的神经电生理机制进行了多方面的深入研究。现就这些研究的现状作一综述。

    1 耳鸣神经电生理的实验研究

    自从临床上发现了水杨酸制剂可引起耳鸣以来,就为耳鸣的研究提供了可能的动物实验,在动物体内注射大剂量的水杨酸已成为目前研究耳鸣神经电活动的主要实验方法之一。由于水杨酸引起的听力下降和耳鸣是可逆的,因此具有在实验前、中、后进行比较和反复试验的优点,而且这种大剂量药物作用的可逆性在人体也可存在[1]
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    1.1 水杨酸对耳蜗神经纤维电活动的影响

    Evans[1]观察了给予水杨酸钠(血药浓度>200~300 mg/L)后的在体单个耳蜗神经纤维的动作电位,用药2分钟内反应阈增加3 dB,10分钟内升高13~21 dB,50分钟达27 dB的最高值,说明用药后出现了听阈暂时性升高。还观察到这些纤维的自发放电率在用药后迅速下降,且很快恢复。同时发现自发性活动有二种形式,一种自发放电率低于每秒15~10次,另一种高于每秒15~20次。当低自发放电率的纤维活动无明显的变化时,高自发放电率的纤维就会在用药后很快增加其放电率。这些自发放电率的增加可能是耳鸣形成的机制。但Shehata-Deiler等[2]对鸽子进行蜗管内含水杨酸的人工外淋巴灌注后发现,有的单纤维自发放电率增加(4/7),有的不变(2/7),有的则轻度下降(1/7)。

    1.2 水杨酸对下丘神经元电活动的影响
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    Jastreboff等[3~5]的研究发现,给药后二小时的下丘神经元平均放电率由用药前的29 Hz增至83 Hz;而以同一动物和同法记录在生理上与下丘相关联的非听觉结构小脑蚓部第五叶则未见自发放电率有明显的改变,用生理盐水注射后下丘神经元的自发放电率也无明显改变[4]。说明水杨酸对听觉神经系统某一部位有特异性作用[1]。Jastreboff等[3,]的另一项研究是,在收集了数百个下丘神经元单位后,将它们分组,分别在用药前后和给予生理盐水前后记录神经电活动。根据神经元的反应性分为兴奋性、抑制性、对单耳刺激无反应性和短间期型(short interval mode,SI)细胞,并确定每个神经元单位的特性频率。结果发现,水杨酸可使具有4 kHz和12 kHz特性频率的下丘神经元单位的比例由16%增至27%,而12 kHz以上特性频率的下丘神经元单位则由38%将降至18%;用药前58%的抑制神经元单位为SI型,而用药后则降为0;对单耳刺激无反应的神经元单位用药前无一个为SI型,用药后则有58%。这些结果与SI型神经元单位表现出频繁的放电、放电间期缩短的结果是一致的,说明此时的下丘神经元的神经活动性增加。作者还发现,下丘外侧核处的SI型神经元数量比例较高。以上结果表明水杨酸引起的下丘神经元单位的异常放电活动可能与耳鸣有关,而且主要是在下丘的外侧核。
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    1.3 水杨酸对初级听皮质神经活动的影响

    Ochi等[6]经腹腔注射水杨酸后,记录了猫的初级听皮层内单位个神经元单位用药前后的神经活动。发现用药二小时后在7~17 kHz的特性频率范围内,神经元活动的阈值升高了20~30 dB;低自发放电率的神经单位自发放电率增加,而高自发放电率的神经单位自发放电率则降低。作者认为水杨酸是通过改变膜的钙电导通透性,影响钙激活的钾电流,导致自发活动出现激活后的抑制期延长,并导致皮层细胞的异常同步性放电,二者的变化均与耳鸣的发生机制相关。

    2 耳鸣神经电生理的临床研究

    2.1 耳鸣对听觉的掩蔽的作用

    耳鸣作为主观存在的声感是否有类似于外部声音对听觉的掩蔽效应,Hosoda等[7]采用伴发负变异(contingent negative variation,CNV)诱发电位测试进行了研究。他们对12名耳鸣患者先用耳鸣声频率测出CNV阈值,并与纯音测听相比较,得出二者差值为-0.76±1.35 dB。再经静脉注射利多卡因,用药后耳鸣减轻者CNV阈值也下降(2~6 dB),耳鸣无变化者CNV阈值几乎无变化,说明耳鸣存在时对CNV的阈值有影响,提示耳鸣可能具有类似外部声一样的掩蔽效应。
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    2.2 外源电活动对耳鸣神经电活动的影响

    听觉通路的电刺激既可引起听觉也可抑制听觉[8],因此耳鸣的神经电活动也有可能受到其它电活动的影响。Soussi等[8]观察了18例患有神经纤维瘤病(neurofibromatosis双侧听神经瘤),术后行听觉脑干植入(auditory brainstem implant,ABI)的患者,发现这种类似于耳蜗植入、置于耳蜗核复合体上的四脑室入口处、可输出类似声波的电模拟信号的双电极、单通道的言语装置,可使大部分患者的耳鸣明显减轻。由于患者为双侧传入神经切除,且术后仍有耳鸣,ABI的作用可能是一种中枢抑制效应。至于耳蜗植入可抑制耳鸣的现象早在七十年代中期就有报道,此后又有人发现耳蜗植入对耳鸣的抑制作用与它的脉冲率、电极部位及电极间距离有关[9]。外源电活动对耳鸣的抑制作用给耳鸣的治疗提供了一条新的途径。Hazell等[10]选择插入圆窗电极,利用单通道耳蜗植入的正弦波耳鸣抑制器进行电耳鸣抑制治疗取得了一定的效果。作者认为正极的直流电流电位受抑制提示了听神经纤维的超极化,降低了自发放电率。交流电抑制耳鸣则很可能是由于那些表面电极不能测出的正弦电流轻度整流而在耳蜗内形成了净正电荷。该作者的进一步研究发现,这种耳鸣电抑制的阈值为12~50 dB,耳鸣抑制的最有效电流频率为20~50 Hz[11]
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    2.3 发源于蜗后的耳鸣的ECochG和ABR变化

    Mller等[12]对位于听神经出入脑干部位受邻近微血管压迫所引起的耳鸣患者,在手术中直接从暴露的第Ⅷ脑神经颅内段记录ECochG和ABR后发现,CAP的N1和N2波潜伏期在有耳鸣又有高频听力损失和有高频听力损失但无耳鸣的患者间无显著性差异,ABR的V波潜伏期在二组患者间亦无差异,只有耳鸣者的V波潜伏期比无耳鸣者要略长(有统计学意义)。说明这种耳鸣的发生部位可能在介于耳蜗核和下丘之间较高的中枢段内[13]

    2.4 丘外听觉系统对耳鸣神经电活动的影响

    Jastreboff等[4]和Mller等[12,13]都发现了丘外听觉系统参与耳鸣的发生。Mller等[13]给26例中度和重度耳鸣者用电刺激中间神经时,可引起患者耳鸣响度的变化。可以认为丘外听觉系统可从体感系统中获取输入信号,体感系统的刺激可以影响丘外系统内的听觉信息传递过程。因为上行听觉通路丘外系统部分与丘外系连接将听觉信息传递到大脑皮质,投射到初级听皮质区,丘外系统则投射到相关的皮质区,这种被称为“连接系统”的丘外系在生理和病理上必然与丘系存在着联系。丘外系统对听觉的影响来源于它的外周部分受刺激,损伤或刺激听觉系统的外周部分可导致高层结构的过度活动,也可能引起听神经的过度活动。这种发病机制类似于激发现象,犹如半面痉挛、位置性眩晕、舌咽神经痛、三叉神经痛等的发病过程[13]。受刺激的神经纤维间“伪突触”形成、相互作用,形成“窜音”,导致神经自发活动的相锁,而被中枢解释为类似于声诱发的神经活动[12,13]。另一种观点则认为,耳鸣是由于这些神经纤维通过同步性放电的时锁而在某些中枢核内引起声感[12,13]。Jastreboff等[4]描述这种现象为癫痫样神经电活动,实验研究发现一些神经细胞具有癫痫样的神经电活动,临床上抗癫痫药有时也可用于治疗耳鸣。
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    2.5 内侧橄榄-耳蜗系统与耳鸣

    内侧橄榄-耳蜗系统(medial olivo-cochlear system,MOC)是耳蜗传出神经系统——橄榄耳蜗束的内侧系统,由内侧橄榄束附近发出纤维,在脑干交叉至对侧,随前庭下神经走行,终止于耳蜗外毛细胞。对侧声刺激通过兴奋MOC抑制外毛细胞后可对耳声发射产生抑制作用,当MOC功能障碍时,这种抑制作用就被减弱或消失,临床上已发现耳鸣患者常伴有MOC功能障碍[14、15]

    2.6 心理因素对耳鸣神经电生理的影响

    从心理声学的角度上讲,可以把耳鸣的形成过程分为以下三个阶段,即为①发生(generation):一连串的异常信号根据不同的发病机制及其相互作用导致耳鸣感;②觉察(detection):从神经自发活动的背景中觉察出与耳鸣有关的信号,这一发生于皮层下的过程与模式识别原理有关,在具有信息编码作用的神经网络和神经系统的可塑性上很有意义;③感受(perception)和评价(evaluation):这一过程有几个皮层区和边缘系统的参与,表现出的耳鸣与听觉记忆的模式有关,并在边缘系统的参与下与情绪状态相关联[16]。心理因素的影响可使耳鸣在一些病人的中枢神经系统内留下极强的印象,甚至产生恐惧感。因此在临床上有的患者尽管耳鸣的发生部位在很大程度上已被抑制,而耳鸣却无变化[16]。如有的耳蜗或听神经病变的患者,在切除了听神经后对耳鸣的改善并无帮助[1]。这些现象单纯用神经电生理的原理是很难作出解释的。Oliveira等[18]进行的包括毛细胞、耳蜗神经元、盖膜、血管纹、内淋巴容积、内外淋巴液染色和沉积物等在内的病理学研究发现,耳鸣患者与无耳鸣者间无显著性差异,这也佐证了耳鸣不是一个简单的病理和病理生理过程。
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    Jastreboff等[17,18]以神经生理学和心理学原理为基础,提出了耳鸣的神经生理学模式:听觉通路和一些非听觉系统,尤其是边缘系统(与情绪有关)的不同平面是耳鸣发生的基本部位,产生不同程度的耳鸣,并决定着耳鸣的厌烦程度,听觉系统的内神经元活动的病变(最常见的为耳蜗损害)是在听觉系统内的低层水平上被察觉的,此信号进一步被皮层下中枢加强,传入听皮层作为一种“声音”——耳鸣而被感受,然后再由中枢进行评价。

    通过采用神经电生理的方法对耳鸣的研究已取得了一定的成果,但由于影响耳鸣的因素很多,机制复杂,许多问题尚待继续探讨。在研究中有可能面临的一个难点就是,目前尚无法精确地判断耳鸣信号开启和关闭的瞬间[10],因此如何把握进行神经电反应记录的时机,无疑对是否捕捉到了真实的耳鸣神经电活动的信息起着至关重要的作用。对于今后的研究方向,有不少作者提出了设想,其中有代表性的是:在建立有效的动物模型的基础上[14,16,17,20],进一步揭示神经机制、神经递质、受体和离子通道等与耳鸣发病机理的关系[4]
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    作者简介:梁勇现为上海医科大学眼耳鼻喉科医院博士后

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    (1998-11-10收稿 1998-12-15修回), 百拇医药