耳聋基础研究中的系统控制思路
作者：赵明光 张金钟 高永中 李江 刘彦
单位：赵明光(天津医科大学，天津 300070)；张金钟(天津医科大学，天津 300070)；高永中(天津医科大学，天津 300070)；李江(天津医科大学，天津 300070)；刘彦(阜新市公安医院，辽宁 阜新123000)
关键词：
医学与哲学000210中图分类号：R764.43 文献标识码：A
文章编号：1002-0772(2000)02-0027-02
控制论原理具有普遍性，在能源、电子和信息等领域发挥了巨大作用。这一原理对耳聋的基础研究同样具有重要的指导意义。
1 听觉系统的可控性
, 百拇医药
近年来解剖学及生理学的发展为听觉系统的可控性提供了物质形态学基础[1]。
听觉系统不仅具备声源定位和音频选择机制，而且对外界损伤性刺激如噪音等具有自我防御功能，这正是其可控性的典型表现之一。下面仅以上橄榄核簇(superior olivary complex ,SOC)及其在听觉形成中的作用为例，具体阐述听觉系统的可控性。
哺乳动物的SOC位于脑桥下部被盖的腹外侧区，可分为4个亚核：内侧上橄榄核、外侧上橄榄核、斜方体核及橄榄周核。从已知资料看，各亚核之间在细胞学构筑、纤维联系和神经信息物质等方面存在明显差异，它们在听觉中的作用也不十分相同。作为脑干初级听觉中枢，SOC不仅能够对听信息进行初步整合与传导，而且具有重要的调控作用[2，3]。电生理研究表明，外侧上橄榄核神经元对双侧耳蜗传入声刺激的强度差极为敏感，而内侧上橄榄核神经元主要对低频音发生反应，对两耳间微小的时相差很敏感，它们在功能上相辅相成，同时接受下丘以及听皮质的下行调控。斜方体核通过向外侧上橄榄核传递对侧耳声信号也参与这一功能过程，另外它还是镫骨肌和鼓膜张肌反射环路的中枢组成部分，从而与听敏反射和听觉形成有关。现认为这一反射
, 百拇医药
环路主要由螺旋神经节——蜗神经核——斜方体核及脑桥网状结构的细胞——面神经核与三叉神经核等几级神经元组成。橄榄耳蜗束(olivocochlear bundle OCB)是听觉下行通路的最后一环，是自橄榄周核至耳蜗毛细胞的传出纤维，也是迄今为止听觉下行通路中研究最多的一部分。根据细胞学构筑、纤维联系和突触构成等可将OCB分为内、外侧两个系统。这两个系统存在不同的空间定位和音频排列特征，说明它们之间既分工细致又相互协调，以抑制或易化形式共同调节耳蜗毛细胞的电生理活动。实验表明，电刺激猫第四脑室底部交叉的OCB纤维，可以降低或遏止螺旋器和蜗神经由声刺激引起的活动，提示OCB可以抑制某些频率音响的传导，而未受影响的冲动则相对加强，这对听觉形成及听觉系统的自我防护是十分重要的[4]。
2 控制论原理对耳聋基础研究的指导意义
临床上中耳手术可以为大多数传导性耳聋的患者除病复聪，但迄今为止重度感音神经性耳聋仍是困扰耳科医师的一大难题。临床实践的发展离不开基础理论的支持，并不断向原有理论提出挑战，因此耳聋基础研究任重道远。多年来，人们对各种致聋因素如药物、创伤、感染和衰老等损害听力的研究一直着眼于听觉系统的受控部位——耳蜗和中耳，注重听觉信息的感受和传入过程，而对于其控制部位——听觉中枢有无影响研究甚少。在最早观察致聋动物的模型中，发现有耳蜗毛细胞的粘连、倒伏和缺失及血管纹细胞水肿、变性等病理改变。随着医用电镜、放射免疫分析和分子生物学技术的发展和应用，近年来人们开始从细胞及分子水平对耳聋进行实验研究。目前结果表明，致聋动物的耳蜗细胞在微细结构、能量代谢、离子水平和内、外淋巴液含量及成分等方面有明显改变。例如，分离的耳蜗毛细胞在受到传出神经递质及温度变化等因素影响时，其内钙离子浓度可发生明显波动[5，6]；已发现许多遗传性耳聋是由于基因突变所致，而在某些由氨基糖甙类抗生素引起的耳聋患者，存在线粒体DNA异常[7]。有关耳聋的“耳蜗病变”学说进一步得到肯定和共识，随后临床上电子耳蜗技术应运而生，曾被认为是耳聋患者的救星。它的原理是模拟耳蜗的能量转换功能，将适宜频率的外界声刺激转变为神经冲动，可恢复部分语言功能。但是，该项技术的临床应用前景并不乐观，有资料统计电子耳蜗只对不足40%的耳聋患者有效。晚近发现，多数老年性耳聋患者的耳蜗Corti器和血管纹是正常的[8]，这一结果似乎与传统观念相悖。
, http://www.100md.com
任何药物或毒素只有通过血脑屏障(BBB)并达到局部有效浓度时才能引起听觉中枢的直接损伤，而药物动力学研究表明，许多耳毒性药物如常用的氨基糖甙类抗生素等不易通过BBB。受此影响，人们在研究耳毒性聋(ototoxic deafness)时很少考虑听觉中枢的病变。目前实验证实，BBB并不是一直关闭着的，而是处于关闭和开放不断交替的动态变化中，多种因素可以诱发BBB的可逆性开放[9]。另外，脑内某些部位如松果体、下丘脑正中隆起和延髓最后区等部位缺乏BBB，很可能成为耳毒性药物进入脑内并到达听觉中枢的一条直接途径。最近许珉等[10]采用免疫组织化学方法探讨了庆大霉素耳中毒时豚鼠脑干听觉核团(蜗核)SP免疫反应阳性神经元的胞体截面积及细胞数的变化，结果提示致聋豚鼠蜗核神经元的变化和耳蜗的病变可能同时发生或蜗核早于耳蜗病变，所以临床上治疗氨基甙类抗生素所致耳聋应兼治中枢病变并尽早实施。
作者简介：赵明光(1972～)，男，1999年毕业于西安医科大学，医学硕士，人体解剖学专业。研究方向：神经发育生物学。现为天津医科大学99级神经外科博士研究生。
, http://www.100md.com
参考文献：
[1]张培林.神经解剖学[M].北京：人民卫生出版社，1987，230～240.
[2]Caird D,Klinke R.Processing of binaural stimuli by cat superior olivary complex neurons[J].Exp Brain Res,1983,52:385～396.
[3]Irving R,Harrison J M.The superior olivary complex and audition:a comparative study[J].J Comp Neural,1962,130:77～89.
[4]Fex J.Efferent inhibition in the cochlea related to hair cell DC activity:study of postsynapic activity of the crossed olivocochlear fibers in the cat[J].J Acoust Soc Am,1967,41:666～679.
, http://www.100md.com
[5]韩维举，张素珍，姜泗长，等.温度变化对离体前庭毛细胞内钙离子浓度的影响[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1998，33：10～13.
[6]Yamashita T,Ohnishi S,Ohtani M,et al.Effect of efferent neurotransmitters on intracellular Ca concentration in vestibular hair cells of the guinea pig[J].Acta Otolaryngol(stockh),1993(Suppl 500):26～30.
[7]袁慧军，姜泗长，杨伟炎，等.氨基糖甙类抗生素致聋家系线粒体DNA1555G点突变分析[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1998，33：67～70.
[8]Otte J.Ganglion cell populations in normal and pothological human cochlear:implication for cochlear implantation[J].Laryngoscope,1978,88:1 233～12 339.
[9]王耀明.血脑屏障的可逆性开放[J].国外医学*神经病学神经外科学分册，1998，25：64～69.
[10]许珉，胡海涛，朱宏亮，等.庆大霉素中毒豚鼠蜗核SP免疫反应阳性神经元的变化[J].西安医科大学学报，1999，20：363～366.
收稿日期：1999-12-02, 百拇医药
单位：赵明光(天津医科大学，天津 300070)；张金钟(天津医科大学，天津 300070)；高永中(天津医科大学，天津 300070)；李江(天津医科大学，天津 300070)；刘彦(阜新市公安医院，辽宁 阜新123000)
关键词：
医学与哲学000210中图分类号：R764.43 文献标识码：A
文章编号：1002-0772(2000)02-0027-02
控制论原理具有普遍性，在能源、电子和信息等领域发挥了巨大作用。这一原理对耳聋的基础研究同样具有重要的指导意义。
1 听觉系统的可控性
, 百拇医药
近年来解剖学及生理学的发展为听觉系统的可控性提供了物质形态学基础[1]。
听觉系统不仅具备声源定位和音频选择机制，而且对外界损伤性刺激如噪音等具有自我防御功能，这正是其可控性的典型表现之一。下面仅以上橄榄核簇(superior olivary complex ,SOC)及其在听觉形成中的作用为例，具体阐述听觉系统的可控性。
哺乳动物的SOC位于脑桥下部被盖的腹外侧区，可分为4个亚核：内侧上橄榄核、外侧上橄榄核、斜方体核及橄榄周核。从已知资料看，各亚核之间在细胞学构筑、纤维联系和神经信息物质等方面存在明显差异，它们在听觉中的作用也不十分相同。作为脑干初级听觉中枢，SOC不仅能够对听信息进行初步整合与传导，而且具有重要的调控作用[2，3]。电生理研究表明，外侧上橄榄核神经元对双侧耳蜗传入声刺激的强度差极为敏感，而内侧上橄榄核神经元主要对低频音发生反应，对两耳间微小的时相差很敏感，它们在功能上相辅相成，同时接受下丘以及听皮质的下行调控。斜方体核通过向外侧上橄榄核传递对侧耳声信号也参与这一功能过程，另外它还是镫骨肌和鼓膜张肌反射环路的中枢组成部分，从而与听敏反射和听觉形成有关。现认为这一反射
, 百拇医药
环路主要由螺旋神经节——蜗神经核——斜方体核及脑桥网状结构的细胞——面神经核与三叉神经核等几级神经元组成。橄榄耳蜗束(olivocochlear bundle OCB)是听觉下行通路的最后一环，是自橄榄周核至耳蜗毛细胞的传出纤维，也是迄今为止听觉下行通路中研究最多的一部分。根据细胞学构筑、纤维联系和突触构成等可将OCB分为内、外侧两个系统。这两个系统存在不同的空间定位和音频排列特征，说明它们之间既分工细致又相互协调，以抑制或易化形式共同调节耳蜗毛细胞的电生理活动。实验表明，电刺激猫第四脑室底部交叉的OCB纤维，可以降低或遏止螺旋器和蜗神经由声刺激引起的活动，提示OCB可以抑制某些频率音响的传导，而未受影响的冲动则相对加强，这对听觉形成及听觉系统的自我防护是十分重要的[4]。
2 控制论原理对耳聋基础研究的指导意义
临床上中耳手术可以为大多数传导性耳聋的患者除病复聪，但迄今为止重度感音神经性耳聋仍是困扰耳科医师的一大难题。临床实践的发展离不开基础理论的支持，并不断向原有理论提出挑战，因此耳聋基础研究任重道远。多年来，人们对各种致聋因素如药物、创伤、感染和衰老等损害听力的研究一直着眼于听觉系统的受控部位——耳蜗和中耳，注重听觉信息的感受和传入过程，而对于其控制部位——听觉中枢有无影响研究甚少。在最早观察致聋动物的模型中，发现有耳蜗毛细胞的粘连、倒伏和缺失及血管纹细胞水肿、变性等病理改变。随着医用电镜、放射免疫分析和分子生物学技术的发展和应用，近年来人们开始从细胞及分子水平对耳聋进行实验研究。目前结果表明，致聋动物的耳蜗细胞在微细结构、能量代谢、离子水平和内、外淋巴液含量及成分等方面有明显改变。例如，分离的耳蜗毛细胞在受到传出神经递质及温度变化等因素影响时，其内钙离子浓度可发生明显波动[5，6]；已发现许多遗传性耳聋是由于基因突变所致，而在某些由氨基糖甙类抗生素引起的耳聋患者，存在线粒体DNA异常[7]。有关耳聋的“耳蜗病变”学说进一步得到肯定和共识，随后临床上电子耳蜗技术应运而生，曾被认为是耳聋患者的救星。它的原理是模拟耳蜗的能量转换功能，将适宜频率的外界声刺激转变为神经冲动，可恢复部分语言功能。但是，该项技术的临床应用前景并不乐观，有资料统计电子耳蜗只对不足40%的耳聋患者有效。晚近发现，多数老年性耳聋患者的耳蜗Corti器和血管纹是正常的[8]，这一结果似乎与传统观念相悖。
, http://www.100md.com
任何药物或毒素只有通过血脑屏障(BBB)并达到局部有效浓度时才能引起听觉中枢的直接损伤，而药物动力学研究表明，许多耳毒性药物如常用的氨基糖甙类抗生素等不易通过BBB。受此影响，人们在研究耳毒性聋(ototoxic deafness)时很少考虑听觉中枢的病变。目前实验证实，BBB并不是一直关闭着的，而是处于关闭和开放不断交替的动态变化中，多种因素可以诱发BBB的可逆性开放[9]。另外，脑内某些部位如松果体、下丘脑正中隆起和延髓最后区等部位缺乏BBB，很可能成为耳毒性药物进入脑内并到达听觉中枢的一条直接途径。最近许珉等[10]采用免疫组织化学方法探讨了庆大霉素耳中毒时豚鼠脑干听觉核团(蜗核)SP免疫反应阳性神经元的胞体截面积及细胞数的变化，结果提示致聋豚鼠蜗核神经元的变化和耳蜗的病变可能同时发生或蜗核早于耳蜗病变，所以临床上治疗氨基甙类抗生素所致耳聋应兼治中枢病变并尽早实施。
作者简介：赵明光(1972～)，男，1999年毕业于西安医科大学，医学硕士，人体解剖学专业。研究方向：神经发育生物学。现为天津医科大学99级神经外科博士研究生。
, http://www.100md.com
参考文献：
[1]张培林.神经解剖学[M].北京：人民卫生出版社，1987，230～240.
[2]Caird D,Klinke R.Processing of binaural stimuli by cat superior olivary complex neurons[J].Exp Brain Res,1983,52:385～396.
[3]Irving R,Harrison J M.The superior olivary complex and audition:a comparative study[J].J Comp Neural,1962,130:77～89.
[4]Fex J.Efferent inhibition in the cochlea related to hair cell DC activity:study of postsynapic activity of the crossed olivocochlear fibers in the cat[J].J Acoust Soc Am,1967,41:666～679.
, http://www.100md.com
[5]韩维举，张素珍，姜泗长，等.温度变化对离体前庭毛细胞内钙离子浓度的影响[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1998，33：10～13.
[6]Yamashita T,Ohnishi S,Ohtani M,et al.Effect of efferent neurotransmitters on intracellular Ca concentration in vestibular hair cells of the guinea pig[J].Acta Otolaryngol(stockh),1993(Suppl 500):26～30.
[7]袁慧军，姜泗长，杨伟炎，等.氨基糖甙类抗生素致聋家系线粒体DNA1555G点突变分析[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1998，33：67～70.
[8]Otte J.Ganglion cell populations in normal and pothological human cochlear:implication for cochlear implantation[J].Laryngoscope,1978,88:1 233～12 339.
[9]王耀明.血脑屏障的可逆性开放[J].国外医学*神经病学神经外科学分册，1998，25：64～69.
[10]许珉，胡海涛，朱宏亮，等.庆大霉素中毒豚鼠蜗核SP免疫反应阳性神经元的变化[J].西安医科大学学报，1999，20：363～366.
收稿日期：1999-12-02, 百拇医药