Schwerhörigkeit im Alter: Was steckt dahinter?

WI SSENSCHA F T 341 Neurowissenschaften Schwerhörigkeit im Alter: Was steckt dahinter? CHRISTINE KÖPPL, GEORG KLUMP DEPARTMENT FÜR NEUROWISSENSCHAFTEN, UNIVERSITÄT OLDENBURG Age-related hearing loss is of increasing concern in our ageing society. However, a causal understanding of the manifold degenerative processes in the cochlea and auditory brain, and their relation to specific hearing problems, is still in its infancy. Gerbils that are trained to perform auditory tasks show very similar auditory perception to humans, including in tests with speech-like signals. This offers a unique opportunity to experimentally probe age-related changes in perception and the underlying neural pathologies. DOI: 10.1007/s12268-023-1947-2 © Die Autorinnen und Autoren 2023 ó Schwerhörigkeit betrifft etwa zwei Drittel der Menschen über siebzig Jahre [1] und kann zu sozialer Isolation und verminderter Lebensqualität führen. Neueste Metastudien zeigen sogar einen erheblichen Beitrag zur Entstehung von Demenzkrankheiten [2]. Altersbedingte Schwerhörigkeit ist also ein ernst zu nehmendes Problem, das angesichts weltweit steigender Lebenserwartung eher zu- als abnehmen wird. Was genau versteht man unter altersbedingter Schwerhörigkeit? Der Routinetest ist eine Bestimmung der Hörschwelle: Wie leise kann ein Ton sein, A um in Stille gerade noch wahrnehmbar zu sein? Der Verlust von Hörempfindlichkeit beginnt typischerweise im hohen Frequenzbereich und schreitet mit zunehmendem Alter zu immer tieferen Tönen fort [1]. Menschen mit altersbedingtem Hörverlust kämpfen aber auch mit Defiziten bei verschiedensten komplexeren Höraufgaben – Probleme, die sich nicht unbedingt direkt mit der verminderten Hörempfindlichkeit erklären lassen. Häufig wird über verminderte Sprachverständlichkeit geklagt [3], insbesondere in Situationen mit viel Hintergrundgeräuschen und Personen, die durcheinander sprechen. Die Diagnose von B solch subtileren, altersbedingten Schwerhörigkeiten steht zurzeit noch ziemlich am Anfang. Wie entsteht altersbedingte Schwerhörigkeit? Die Ursachen altersbedingter Schwerhörigkeit liegen zu einem wesentlichen Teil in der Innenohrschnecke oder Cochlea. Dort werden die vielfältigen Geräusche aus der Umwelt in einen Code aus elektrischen Impulsen übersetzt, der im Gehirn wieder decodiert wird und schließlich zur bewussten Wahrnehmung des Gehörten wird. Eine normal funktionierende Cochlea fußt auf einem fein abgestimmten Zusammenspiel vieler Teilkomponenten [4]. Mit zunehmendem Alter bröckelt dieses Zusammenspiel an vielen Stellen. Klassische Arbeiten von H. F. Schuknecht, der menschliche Schläfenbeine post mortem untersuchte, mündeten in einer ersten differenziellen Kategorisierung von Pathologien in der alternden Cochlea: Degeneration der Stria vascularis (striale Presbyakusis), Verlust der Sinneszellen (Haarzellen; sensorische Presbyakusis) und Degeneration der afferenten Nervenzellen zum Gehirn (neurale Presbyakusis) [5]. Presbyakusis ist dabei ein Sammelbegriff für alle alters- und umweltbedingten Prozesse, die im Laufe eines Lebens zu Hörverlust führen. Die relative Bedeutung der verschiedenen C ˚ Abb. 1: Verlust von neuronalen Verbindungen zwischen Cochlea und Gehirn im Alter. A, Stark vergrößerte, mikroskopische Aufnahme von wenigen inneren Haarzellen (IHZ) aus der Cochlea einer Wüstenrennmaus. Die afferenten Synapsen am unteren Ende jeder Haarzelle sind fluoreszent markiert und als kleine rot-grüne Punkte sichtbar. B, Ausschnittvergrößerung. C, Die Anzahl dieser Synapsen nimmt signifikant mit dem Alter ab [13]. BIOspektrum | 04.23 | 29. Jahrgang 342 W I S S EN S CH AFT A B ˚ Abb. 2: Wahrnehmung von Logatomen durch Mensch und Wüstenrennmaus. A, Tier auf der Warteposition in der Versuchsapparatur hört den Logatomen zu und läuft zum Futternapf, wenn es einen Unterschied wahrnimmt. Foto: C. Jüchter. B, Ergebnis einer MDS-Analyse der Unterscheidung von Vokalen (KVK-Logatome). Nah beieinander liegende Vokale sind schwierig zu unterscheiden, weit auseinander liegende Vokale können leicht unterschieden werden. Die zwei Dimensionen repräsentieren die Formanten. Das MDS-Ergebnis von Mensch und Wüstenrennmaus ist sehr ähnlich [10]. Pathologien für eine konkrete Hörstörung ist jedoch umstritten. Lange Zeit ging die Hörforschung davon aus, dass das Absterben von Haarzellen immer dem Verlust der afferenten Nervenzellen der Cochlea voraus geht. Erst kürzlich wurde klar, dass der Verlust von synaptischen Verbindungen zwischen inneren Haarzellen und afferenten Neuronen, auch cochleäre Synaptopathie genannt, das erste Anzeichen einer cochleären Schädigung ist [6]. Mit ein Grund warum Synaptopathie so lange unerkannt blieb ist, dass selbst der Verlust eines erheblichen Anteils der synaptischen Verbindungen keine Auswirkungen auf die Hörempfindlichkeit (also den Standardhörtest) hat. Rasch hat sich dafür der Begriff „versteckter Hörverlust“ (hidden hearing loss) etabliert A B und die Suche nach spezifischen Tests für cochleäre Synaptopathie und dem vermuteten, versteckten Hörverlust ist ein Brennpunkt aktueller Hörforschung [7]. Von (Wüstenrenn-)Mäusen und Menschen Um die Ursachen von Altersschwerhörigkeit genauer aufzuschlüsseln und zu verstehen, ist Forschung an Tiermodellen unverzichtbar. Bei unseren Arbeiten im Rahmen des Exzellenzclusters „Hearing4all“ steht deshalb die Wüstenrennmaus Meriones unguiculatus, ein kleines Nagetier, im Mittelpunkt. Sie ist ein sehr geeignetes Tiermodell für die Untersuchung altersbedingter Cochlea-Defizite und den Konsequenzen für die Hörwahrnehmung [8]: Wüstenrennmäuse haben eine relativ kurze Lebenserwartung von etwa 36 Monaten, sodass Alterungsstudien experimentell in einem planbaren Zeitrahmen durchführbar sind. Zudem hört die Wüstenrennmaus gut tiefe Frequenzen, die den Bereich menschlicher Sprache einschließen. Und schließlich lässt sich die Wüstenrennmaus gegen Belohnung leicht für verschiedenste Hörtests dressieren, was den Brückenschlag zur menschlichen Hörwahrnehmung und Presbyakusis ermöglicht. Aufbauend auf klassischen Experimenten von R. A. Schmiedt und Kollegen an der alternden Wüstenrennmaus [9] konzentrieren wir uns auf Alterungsprozesse des Gehörs unter bewusster Vermeidung zusätzlicher akustischer oder toxikologischer Schäden. Die Tiere leben und altern in einer kontrolliert leisen Umgebung. Im greisen Alter von 3 Jahren zeigen sie dann einen überwiegend hochfrequenten Empfindlichkeitsverlust, der allerdings individuell stark variieren kann – genauso wie beim Menschen. Zudem sind die cochleären Pathologien – strial, sensorisch und neural (Abb. 1) – zumindest in Grundzügen gut bekannt [8, 9]. Im Folgenden erläutern wir einige Beispiele aus unserer aktuellen Forschung mit Wüstenrennmäusen. Übergeordnetes Ziel der Arbeiten ist, altersbedingte Defizite in der Hörwahrnehmung besser zu charakterisieren und den zugrunde liegenden, degenerativen Prozessen in der Innenohrschnecke und im Gehirn zuzuordnen. Langfristig wird dies zu verbesserter (...truncated)