人工耳蝸植入抑制耳鳴與聽覺中樞神經(jīng)調(diào)控

楊仕明 王倩

耳鳴作為一種在耳內(nèi)或頭顱內(nèi)自發(fā)產(chǎn)生的鳴響，一般分為客觀性耳鳴和主觀性耳鳴兩大類。主觀性耳鳴機制目前不明，且沒有確切的客觀記錄手段，在治療方面更有諸多困難。重度和極重度感音神經(jīng)性聾患者行人工耳蝸植入(cochlear implant,CI)術(shù)前常伴有耳鳴(有報道范圍在66%～88%[1])。已有研究發(fā)現(xiàn)，人工耳蝸不僅可幫助患者恢復(fù)聽力，還可對耳鳴產(chǎn)生有效的抑制作用[2～4]，甚至有研究者建議對嚴(yán)重耳鳴的患者行CI以治療耳鳴[5]。研究認(rèn)為CI抑制耳鳴的機制包括電刺激神經(jīng)理論和大腦皮層重塑理論等[6]。耳鳴患者的功能性腦成像顯示，耳鳴與中樞聽覺通路及非聽覺腦區(qū)都具有相關(guān)性。絕大部分CI患者術(shù)前為慢性耳鳴[7],由于聽力損失的發(fā)生時間大多很長，耳蝸去傳入被認(rèn)為是耳鳴的主要誘因，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)的后續(xù)變化被認(rèn)為是耳鳴持續(xù)的原因，這一過程與神經(jīng)可塑性有關(guān)[8]。另外，還有非聽覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參與耳鳴的發(fā)生，其所起的作用包括：①額葉頂區(qū)的意識/注意；②壓力/情緒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如前扣帶回皮層、腦島和杏仁核；③海馬和海馬旁區(qū)域參與癥狀感知、焦慮和相關(guān)痛苦的記憶/認(rèn)知[9]。這些腦區(qū)研究很需要核磁檢查，但CI術(shù)后行磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查的兼容性以及磁鐵在影像圖像上產(chǎn)生的偽影會給診斷帶來困難[10]。為探尋人工耳蝸抑制耳鳴的機制需探索其他技術(shù)手段，本文擬從聽覺中樞神經(jīng)調(diào)控及其研究方法方面進(jìn)行探討。

1 CI電極植入對耳鳴的影響

有學(xué)者觀察到CI電極插入對耳鳴產(chǎn)生影響，術(shù)前無耳鳴患者在術(shù)后出現(xiàn)急性耳鳴，發(fā)生率高達(dá)80%左右[11]。分析其機制，有學(xué)者認(rèn)為急性耳鳴是由于聽覺外周傳輸系統(tǒng)受到創(chuàng)傷,主要發(fā)生部位是耳蝸毛細(xì)胞[12]。毛細(xì)胞損傷后產(chǎn)生持久性去極化，使神經(jīng)興奮性增加、外周傳入增加，導(dǎo)致聽皮層產(chǎn)生異常信號[13]。耳部手術(shù)操作過程中，振動、噪聲、電鉆使用等都有可能引起外周傳入系統(tǒng)受損，傳入信息減少。特別在CI術(shù)中，電極插入內(nèi)耳的過程引起內(nèi)耳微環(huán)境改變，突觸電活動受影響，從而引起中樞改變，導(dǎo)致急性耳鳴[14]。但待急性創(chuàng)傷期恢復(fù)之后，耳鳴大多可減輕或消失。此外，圍手術(shù)期的精神心理因素所導(dǎo)致的邊緣系統(tǒng)異常放電，以及禁食水后患者血壓偏低等也可導(dǎo)致聽覺外周灌注不足，從而引發(fā)CI手術(shù)后短時間內(nèi)耳鳴加重。

2 CI開機對耳鳴的影響

以往研究更為關(guān)注CI術(shù)后耳鳴消失的患者群體，且大部分文章未明確區(qū)別耳鳴是在CI激活狀態(tài)還是關(guān)機狀態(tài)下消失的[15，16]。事實上，在關(guān)機狀態(tài)下耳鳴未消失的狀況占絕大多數(shù)(72.2%)，其中包括耳鳴較術(shù)前減弱、未變、加強，甚至術(shù)前沒有耳鳴而術(shù)后出現(xiàn)耳鳴的情況[4]。王倩等[4]對開機6個月的CI患者進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)在人工耳蝸處理器關(guān)機狀態(tài)下，27.8%(20/72)患者耳鳴完全消失；其余52例患者處理器開機狀態(tài)對85.8%同側(cè)及79.5%對側(cè)耳鳴產(chǎn)生有效抑制作用；同時，耳鳴的嚴(yán)重程度可影響患者對人工耳蝸使用的滿意度。Osaki等[17]通過正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(positron emission tomography，PET)發(fā)現(xiàn)患者在耳鳴感知期間右側(cè)小腦被激活；CI術(shù)后開機即對耳鳴產(chǎn)生抑制，從PET上可以看到右側(cè)前中回及頂回(Brodmann 21、38區(qū))有激活反應(yīng)。

3 CI電刺激對聽覺皮層的影響

既往研究結(jié)果顯示，長期佩戴人工耳蝸可以對耳鳴產(chǎn)生穩(wěn)定的抑制[1]，且單側(cè)CI可抑制雙側(cè)耳鳴[3]。考慮到聽覺中樞系統(tǒng)交叉?zhèn)鲗?dǎo)的存在，有學(xué)者認(rèn)為CI對對側(cè)耳鳴的影響與聽覺關(guān)聯(lián)皮層內(nèi)的可塑性變化有關(guān)[18]。神經(jīng)科學(xué)學(xué)者提出：與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)變化始于耳蝸核，并延伸到聽覺皮層和大腦以外的區(qū)域，導(dǎo)致中樞聽覺結(jié)構(gòu)中神經(jīng)元的自發(fā)放電率和同步性增加[19]。CI電刺激亦有其固有頻率，通過開機后長期刺激耳蝸聽神經(jīng)纖維達(dá)到有效抑制耳鳴。同時，CI術(shù)后聽力改善對患者術(shù)前的負(fù)面心理狀態(tài)，如：焦慮、抑郁等，可產(chǎn)生積極影響，從而改善與其相關(guān)的邊緣系統(tǒng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)[20]，緩解耳鳴。

陳敏等[21]使用一種新型耳蝸外電刺激儀(extracochlear electrical stimulation,EES)電刺激耳鳴豚鼠的耳蝸，采用間隙預(yù)脈沖抑制聲驚跳反射(gap-prepulse inhibition of the acoustic startle reflex，GPIAS)比率和耳鳴指數(shù)評估耳鳴；通過對囊泡谷氨酸轉(zhuǎn)運體1(VGLUT1)和VGLUT2的免疫染色，分別評估耳蝸核不同亞區(qū)聽覺和體感神經(jīng)支配的可塑性；結(jié)果顯示EES能顯著降低豚鼠耳鳴的GPIAS比率和耳鳴指數(shù)，表明耳鳴行為表現(xiàn)降低；同時，EES逆轉(zhuǎn)了耳蝸核異常的聽覺體感神經(jīng)支配。此外，Knipper等[22]發(fā)現(xiàn)耳鳴的產(chǎn)生與快速聽覺纖維(fast auditory fiber)活動有關(guān)，當(dāng)快速聽覺纖維活動缺失時，聽覺特異性回路中PV1中間神經(jīng)元活動介導(dǎo)的前饋和反饋抑制受到影響，導(dǎo)致耳鳴出現(xiàn)。人工耳蝸電刺激可能重建強直抑制網(wǎng)絡(luò)，從而抑制耳鳴，這種抑制性網(wǎng)絡(luò)在緩慢聽覺纖維受損后可增強聽覺中樞通路(神經(jīng)增益)中的聽覺反應(yīng)。

Song等[23]通過比較CI植入前后的定量腦電圖(qEEG)研究耳鳴患者大腦皮層變化。與術(shù)前基線相比，CI處理器激活后顯示患者δ頻帶的右側(cè)聽覺和眶額皮質(zhì)(orbitofrontal cortices，OFC)的活動顯著降低，以及δ/β2頻帶的聽覺皮質(zhì)/后扣帶皮質(zhì)之間的連通性降低。Basura等[24]報道了應(yīng)用非侵入性技術(shù)的功能近紅外光譜(functional near-infrared spectroscopy，fNIRS)對聽力損失、耳鳴或幻覺聲感知后的中樞聽覺可塑性研究。研究者常用方法為，通過觀察患者靜息狀態(tài)功能連接(resting state functional connectivity，RSFC)來評估兩個大腦半球區(qū)域之間的時空關(guān)系[25]。有學(xué)者通過fNIRS發(fā)現(xiàn)，在接受人工耳蝸刺激后，耳鳴患者的聽覺皮層和非聽覺皮層的RSFC增加，其結(jié)果支持聽覺皮層可塑性理論在解釋人工耳蝸抑制耳鳴機制中的重要性[26]。

4 CI編程刺激參數(shù)調(diào)節(jié)對耳鳴的影響

研究者通過研究耳鳴患者人工耳蝸術(shù)后編程過程，發(fā)現(xiàn)患者的耳鳴頻率會干擾人工耳蝸刺激參數(shù)的設(shè)置。Pierzycki等[27]指出，對于耳鳴患者的人工耳蝸編程可能需要特定的編程策略，并需要進(jìn)一步研究程序?qū)ρ哉Z感知等聽覺效果的潛在影響；同時其調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%的聽力學(xué)家和45%的患者指出，在人工耳蝸調(diào)機過程中耳鳴使閾值(T值)水平的測量更加困難，因為患者容易將耳鳴聲與人工耳蝸電刺激聲混淆；34%的聽力學(xué)家以及26%的患者表示大聲電刺激會加重耳鳴，從而影響最大舒適度(C值)刺激水平的測量。

學(xué)者們也通過嘗試不同人工耳蝸電刺激參數(shù)研究抑制耳鳴的有效編程方法。Chang等[28]觀察到CI電極刺激頻率、刺激區(qū)域皆可影響抑制耳鳴的效果。通過嘗試不同的試驗條件，在227項試驗中有37%的方案是成功的，患者的耳鳴受抑制達(dá)到30%以上。但對于不同個體，耳鳴抑制的有效刺激參數(shù)需要個性化設(shè)置[29]。Arts等[30]研究10例單側(cè)耳聾CI患者耳蝸內(nèi)環(huán)形電刺激(即不編碼環(huán)境聲音的刺激)對耳鳴的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中等至較大響度的刺激抑制耳鳴的效果明顯優(yōu)于低響度刺激，這可以部分解釋為掩蔽效應(yīng)。

5 展望

盡管目前學(xué)者們已觀察到CI對耳鳴有抑制效果，但學(xué)界尚未形成統(tǒng)一的臨床治療方案且需要被國家食品藥監(jiān)局(FDA)批準(zhǔn)才能成為臨床治療耳鳴的常規(guī)技術(shù)[30]。嚴(yán)重的耳鳴甚至?xí)绊懟颊邔I聽覺效果的滿意度[3]，但CI抑制耳鳴的安全性及長期穩(wěn)定性仍有必要進(jìn)行觀察。目前有許多學(xué)者希望通過臨床觀察，預(yù)測CI抑制耳鳴的效果，Kloostra等[31]使用序貫研究方法，通過助聽器效益簡表(APHAB)和耳鳴障礙問卷(THQ)建立的模型，預(yù)測CI對耳鳴的負(fù)面影響，結(jié)果表明術(shù)前耳鳴和聽力損失程度越輕，CI術(shù)后耳鳴加重的可能性越高。Dixon等[32]發(fā)現(xiàn)術(shù)前殘余聽力越差、聽力損失和耳鳴越重，術(shù)后耳鳴改善的幾率越高。CI抑制耳鳴的預(yù)估模型的建立，有助于為CI術(shù)前咨詢提供更有價值的參考信息，從而幫助患者對耳鳴治療效果建立合理的期望值。

未來對于CI抑制耳鳴的機制和臨床療效仍有較多空間需要繼續(xù)探究；盡管臨床已觀察到CI抑制耳鳴具有顯著效果，但仍需借助更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)一步研究以獲得更明確的作用機理；同時，更多的電刺激技術(shù)有待嘗試以便提高抑制耳鳴的效果。