サリチル酸およびノイズ誘発性耳鳴りと多動症の機能的神経解剖学

Functional Neuroanatomy of Salicylate- and Noise-Induced Tinnitus and Hyperacusis.

• Richard Salvi
• Benjamin D Auerbach
• Condon Lau
• Yu-Chen Chen
• Senthilvelan Manohar
• Xiaopeng Liu
• Dalian Ding
• Guang-Di Chen

抄録

耳鳴りと多動症は、加齢や激しい騒音や耳毒性のある薬への暴露に関連した衰弱性の疾患であることが多い。耳鳴りを誘発する最も信頼性の高い方法の一つは、アスピリンの有効成分であるサリチル酸ナトリウムの高用量投与である。高用量のサリチル酸ナトリウムは、耳鳴りや多動症の機能的な神経解剖学的研究に広く用いられてきました。高用量のサリチル酸塩は、動物モデルにおける耳鳴りおよび多動症の存在を検出するための新規な行動学的方法を開発するために使用されてきた。サリチル酸塩は通常、蝸牛の神経出力を大幅に低下させる約20dBの難聴を誘発します。蝸牛から出てくるこの弱い神経信号は、蝸牛核、下丘陵、内側帯状突起、および聴覚野に順次伝達されるため、超閾値音に対する神経反応は、信号が聴覚野に到達するまでに2～3倍に徐々に増幅され、これは中枢利得の増強と呼ばれる現象である。また、音誘発性亢進は、感覚刺激に感情的な意味を与える扁桃体という領域でも発生していた。安静時のBOLD信号の機能的磁気イメージングでは、サリチル酸による自発神経活動の増加が、扁桃体、網状体形成、小脳、その他の感覚野などの非聴覚野だけでなく、下側の小室、内側のgeniculate body、および聴覚野でも明らかになった。BOLD信号の機能的接続性を調べると、いくつかの聴覚野と扁桃体、小脳、網状体、海馬、尾状体、プータメンなどの非聴覚野との間の神経結合が増加していることが明らかになりました。これらの結果をまとめると、サリチル酸誘発性耳鳴りは、多くの聴覚中枢だけでなく、感情、覚醒、記憶、運動計画に関与する脳領域を含む複雑な神経ネットワークを破壊することが示唆される。これらの聴覚中枢は、耳鳴りの原因となる基本的な聴覚の知覚を豊かにしており、それが過呼吸にも寄与している可能性がある。

Tinnitus and hyperacusis are debilitating conditions often associated with aging or exposure to intense noise or ototoxic drugs. One of the most reliable methods of inducing tinnitus is with high doses of sodium salicylate, the active ingredient in aspirin. High doses of salicylate have been widely used to investigate the functional neuroanatomy of tinnitus and hyperacusis. High doses of salicylate have been used to develop novel behavioral methods to detect the presence of tinnitus and hyperacusis in animal models. Salicylate typically induces a hearing loss of approximately 20 dB which greatly reduces the neural output of the cochlea. As this weak neural signal emerging from the cochlea is sequentially relayed to the cochlear nucleus, inferior colliculus, medial geniculate, and auditory cortex, the neural response to suprathreshold sounds is progressively amplified by a factor of 2-3 by the time the signal reaches the auditory cortex, a phenomenon referred to as enhanced central gain. Sound-evoked hyperactivity also occurred in the amygdala, a region that assigns emotional significance to sensory stimuli. Resting state functional magnetic imaging of the BOLD signal revealed salicylate-induced increases in spontaneous neural activity in the inferior colliculus, medial geniculate body, and auditory cortex as well as in non-auditory areas such as the amygdala, reticular formation, cerebellum, and other sensory areas. Functional connectivity of the BOLD signal revealed increased neural coupling between several auditory areas and non-auditory areas such as the amygdala, cerebellum, reticular formation, hippocampus, and caudate/putamen; these strengthened connections likely contribute to the multifaceted dimensions of tinnitus. Taken together, these results suggest that salicylate-induced tinnitus disrupts a complex neural network involving many auditory centers as well as brain regions involved with emotion, arousal, memory, and motor planning. These extra-auditory centers embellish the basic auditory percepts that results in tinnitus and which may also contribute to hyperacusis.