Ученые из Университета Рочестера обнаружили, что гормон эстроген играет ключевую роль в том, как мозг обрабатывает звуки.
Результаты, опубликованные в сегодняшнем выпуске журнала Neuroscience, впервые показывают, что половой гормон может напрямую влиять на слуховую функцию, и указывают на возможность того, что эстроген контролирует и другие типы сенсорной обработки. Понимание того, как эстроген изменяет реакцию мозга на звук, говорят авторы, может открыть дверь к новым способам лечения нарушений слуха.
"Мы обнаружили, что эстроген делает что-то совершенно неожиданное," говорит Рафаэль Пино, доцент кафедры мозга и когнитивных наук в Университете Рочестера и ведущий автор исследования. "Мы показываем, что эстроген играет центральную роль в том, как мозг извлекает и интерпретирует слуховую информацию. Он делает это в нейронах в миллисекундах, в отличие от дней, месяцев или даже лет, когда, как известно, эстроген влияет на организм."
Предыдущие исследования указали на связь между эстрогеном и слухом у женщин с низким уровнем эстрогена, что часто бывает после менопаузы, говорит Пино. Однако никто не понимал, что эстроген играет такую прямую роль в определении слуховых функций в головном мозге, говорит он. "Теперь ясно, что эстроген является ключевой молекулой, несущей сигналы мозга, и что правильный баланс уровней гормонов у мужчин и женщин важен по причинам, выходящим за рамки его роли в качестве полового гормона," говорит Пино.
Пино, вместе с Лийзой Тремер, доцентом-исследователем кафедры мозга и когнитивных наук, и Джин Чжон, научным сотрудником лаборатории Пино, продемонстрировали, что повышение уровня эстрогена в областях мозга, обрабатывающих слуховую информацию, вызывает повышенную чувствительность нейронов обработки звука, которые закодированы более сложные и тонкие особенности звукового стимула. Возможно, более удивительным, говорит Пино, является то, что, блокируя либо действие эстрогена напрямую, либо препятствуя выработке эстрогена клетками мозга в слуховых центрах, передача сигналов, необходимых мозгу для обработки звуков, по существу отключается. Команда Пино также показывает, что эстроген необходим для активации генов, которые заставляют мозг сохранять воспоминания об этих звуках.
"Оказывается, эстроген играет двойную роль," говорит Пино. "Он мгновенно модулирует усиление слуховых нейронов и запускает клеточные процессы, активирующие гены, участвующие в обучении и формировании памяти."
Пино и его группа наткнулись на эти открытия, исследуя, как эстроген может помочь изменить нейронные цепи, чтобы сформировать воспоминания о знакомых песнях у птиц, которые обычно используются для понимания биологии голосового общения. "Основываясь на наших выводах, мы должны теперь рассматривать эстроген как центральный регулятор слуха," он говорит. "Он одновременно определяет, насколько тщательно должен обрабатываться звук, и активирует внутриклеточные процессы, которые происходят глубоко внутри клетки, чтобы сформировать воспоминания о звуковых переживаниях."
Пино и его команда продолжат свою работу, исследуя, как нейроны адаптируют свои функции при встрече с новой сенсорной информацией и как эти изменения могут в конечном итоге способствовать формированию воспоминаний. Они также продолжат изучение конкретных механизмов, с помощью которых эстроген может влиять на эти процессы.
"Хотя в настоящее время мы проводим дальнейшие эксперименты, чтобы подтвердить это, мы считаем, что наши выводы можно экстраполировать на другие сенсорные системы и виды позвоночных," говорит Пино. "Если это так, мы на пути к тому, чтобы показать, что эстроген является ключевой молекулой для обработки информации, поступающей от всех органов чувств."
Источник: Университет Рочестера (новости: в сети)