La flexibilité du cerveau peut accélérer les améliorations auditives des implants cochléaires

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Relancer la capacité naturelle du cerveau à s’adapter à de nouvelles circonstances, ou neuroplasticité, améliore l’efficacité avec laquelle un implant cochléaire peut restaurer la perte auditive, selon une nouvelle étude chez des rats sourds. L’enquête, selon les chercheurs, peut aider à expliquer l’extrême variation des améliorations auditives subies par les porteurs d’implants.

Contrairement aux aides auditives, qui amplifient, équilibrent et aiguisent le son entrant, les implants cochléaires envoient des signaux électriques qui représentent les sons directement au cerveau. Malheureusement, disent les experts, cela peut prendre du temps pour comprendre la signification des signaux. Des études antérieures avaient montré que, si certains utilisateurs d’implants cochléaires comprennent quelques heures de parole après avoir reçu leur appareil, d’autres ont mis des mois ou des années à le faire. Cependant, les mécanismes qui déterminent la rapidité avec laquelle le cerveau peut s’adapter à un implant ne sont pas clairs.

Dirigée par des chercheurs de NYU Langone Health, la nouvelle enquête sur des rats a évalué si la stimulation du locus coeruleus, un site majeur de neuroplasticité profondément dans le tronc cérébral des mammifères, améliorait la rapidité avec laquelle ils apprenaient à utiliser leurs appareils. Il a montré que dans les trois jours suivant la réception de leurs implants, les rongeurs bénéficiant d’un coup de pouce supplémentaire pouvaient efficacement accomplir des tâches nécessitant une audition précise. En revanche, ceux qui n’étaient pas stimulés avaient besoin de 16 jours pour le faire.

« Nos résultats suggèrent que les différences de neuroplasticité, en particulier dans certaines parties du cerveau telles que le locus coeruleus, peuvent aider à expliquer pourquoi certains utilisateurs d’implants cochléaires s’améliorent plus rapidement que d’autres », déclare l’auteur principal de l’étude et neuroscientifique Erin Glennon, PhD, étudiante en médecine à École de médecine NYU Grossman.

Dans une enquête antérieure, l’équipe de recherche a découvert que la stimulation électrique du locus coeruleus chez les rongeurs augmente la neuroplasticité et modifie la façon dont le système auditif du cerveau représente le son. Cependant, la nouvelle étude, publiée en ligne le 21 décembre dans la revue La nature, est le premier à démontrer que la stimulation de cette région du cerveau accélère l’audition chez les porteurs d’implants cochléaires, selon Glennon.

Pour l’enquête, les auteurs de l’étude ont entraîné des rats normo-entendants à appuyer sur un bouton après avoir entendu un son particulier et à ignorer le bouton s’ils entendaient une tonalité différente. Une fois assourdis, les rats étaient incapables d’accomplir la tâche. Ensuite, ils ont reçu des implants cochléaires et ont été recyclés pour relever le même défi en s’appuyant sur l’appareil.

Parmi les résultats, l’étude a montré que l’activité du locus coeruleus changeait de façon spectaculaire à mesure que les rats apprenaient à utiliser leurs implants. Au début, la région du cerveau était la plus active lorsque les animaux recevaient de la nourriture après avoir entendu le son et appuyé sur le bon bouton. Au fur et à mesure qu’ils apprenaient à associer le fait d’appuyer sur le bouton à la réception de la récompense, l’activité a atteint son maximum lorsqu’ils ont juste entendu les tonalités. Notamment, plus ce changement s’est produit rapidement, plus les rats ont réussi systématiquement à la tâche.

« Nos résultats suggèrent que l’amélioration de la neuroplasticité dans le locus coeruleus peut accélérer et renforcer l’efficacité des implants cochléaires », déclare le co-auteur principal de l’étude et neuroscientifique Robert Froemke, PhD, professeur de génétique de la Fondation Skirball au Département de neurosciences et de physiologie de NYU Langone.

Froemke dit que l’équipe prévoit ensuite d’explorer des moyens de stimuler la région du cerveau chez l’homme qui ne nécessitent pas de chirurgie invasive. Froemke est également professeur au département d’oto-rhino-laryngologie – chirurgie de la tête et du cou à NYU Langone.

« Puisque notre objectif est d’activer le locus coeruleus, nous devons déterminer quels mécanismes non invasifs peuvent être utilisés pour déclencher la région du cerveau », explique le co-auteur principal de l’étude, Mario Svirsky, PhD. Svirsky est professeur Noel L. Cohen de sciences de l’audition au département d’oto-rhino-laryngologie – chirurgie de la tête et du cou à NYU Langone.

Svirsky, également professeur au département de neurosciences et de physiologie de NYU Langone, prévient que l’ouïe des rats a été examinée à l’aide de sons simples dans une tâche simple, tandis que les humains doivent répondre à des modèles de parole nuancés dans des environnements bruyants. D’autres recherches, dit-il, sont nécessaires dans d’autres régions du cerveau qui pourraient être impliquées.

Le financement de l’étude a été fourni par les subventions F30DC017351, T32GM007308, R01DC003937, R01DC012557, P30CA016087 et P41EB017183 des National Institutes of Health. Un soutien financier supplémentaire a été fourni par Cochlear Ltd, un fournisseur de NYU, qui vend également du matériel et une assistance technique à NYU Langone. Les modalités de ces ententes sont gérées conformément aux politiques du système de santé.

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