研究人员已经识别出与耳鸣严重程度相关的生物标志物,这些标志物可以通过视频录制捕捉到微妙的面部动作和瞳孔扩张。到目前为止,还没有客观的方法来测量耳鸣的严重程度,临床医生依赖患者的调查问卷。研究人员计划利用这些生物标志物开发和测试新疗法,以减少或消除由耳鸣引起的幻听(即耳中嗡嗡声)。
麻省总医院布莱根医学中心的研究人员通过测量与耳鸣引起的痛苦程度相关的瞳孔扩张和微妙的面部运动,识别出了耳鸣的新生物标志物。研究结果发表在《科学转化医学》上,这些发现可能导致安慰剂对照治疗研究,这在缺乏客观测量的情况下基本上不可行。
“想象一下,如果癌症严重程度是通过给患者问卷来确定的——这就是耳鸣等一些常见神经疾病的现状,”通讯作者、麻省眼耳医院基础科学研究副主任兼伊顿-皮博迪实验室主任的丹尼尔·波利(Daniel Polley)博士说。“这是我们第一次直接观察到耳鸣严重程度的特征。当我们开始这项研究时,我们不知道声音是否会引发面部动作;因此,发现这些动作不仅发生,而且可以提供迄今为止耳鸣痛苦的最有信息量的测量,这令人非常惊讶。”
耳鸣表现为持续的幻听,例如嗡嗡声、嘶嘶声或点击声,影响约12%的人群和25%的65岁及以上的人群。尽管许多人学会与之共存并认为这是一种麻烦,但估计有15%的患者的耳鸣如此严重,以至于影响睡眠、心理健康和日常功能。到目前为止,没有客观的方法可以区分这些经历。
除了更标准的听力和听觉大脑功能测量外,波利和他的团队还将注意力转向交感神经系统——身体的“战斗、逃跑或冻结”机制——寻找耳鸣患者身上可能“隐藏在明显失踪”中的外在不自主的痛苦迹象。他们知道瞳孔扩张是唤醒增加的迹象,而不自主的面部运动可以提供威胁评估的窗口。
研究人员假设,患有严重耳鸣的人在警觉模式下处于慢性状态,对日常声音的反应就像它们是威胁。为了测试这个假设,他们招募了97名听力正常的参与者,其中包括47名耳鸣和声敏感程度不同的参与者,以及50名健康志愿者作为对照。
在参与者听愉悦、中性或令人不安的不愉快声音(如咳嗽、喊叫或婴儿哭泣)时进行了视频录制。利用人工智能(AI)驱动的软件,他们检测到了快速且微妙的不自主面部运动——脸颊、眉毛或鼻孔的抽动——与报告的耳鸣痛苦程度相关。当与瞳孔扩张数据结合时,预测能力进一步增强。
在严重耳鸣患者中,所有声音(愉悦、中性或不愉快)下的瞳孔扩张异常宽,而对相同声音的面部运动反应则减弱。相比之下,没有耳鸣或耳鸣影响较小的人仅对最不愉快的声音表现出夸张的瞳孔扩张和面部运动。这些测量还预测了对声音敏感性严重程度的个体问卷评分,尽管结果不如耳鸣严重程度准确。
“真正令人兴奋的是,这种观察耳鸣严重程度的视角不需要高度专业的脑扫描仪;相反,这种方法相对低技术,”波利说,他同时也是麻省眼耳医院劳尔耳鸣研究中心的主任。“如果我们能将这种方法调整为消费级电子产品,它们可以在听力健康诊所中使用,在临床试验中作为客观措施,并被公众广泛采用。”
研究的主要限制是参与者池。为了证明他们基于视频的方法的潜在用途,研究人员不得不排除许多有听力损失、高龄或心理健康挑战等共病问题的人群,这些问题通常与复杂和严重的耳鸣相关联。未来的研究将旨在纳入这些更高风险的人群。
波利和他的实验室现在正在利用这些生物标志物开发新的疗法,将神经刺激与旨在消除或显著减少耳鸣幻听声音强度的沉浸式软件环境相结合。
“这些生物标志物触及痛苦的根源,”波利说。“虽然成像可能显示耳鸣患者的大脑区域过度活跃,但这些生物标志物揭示了身体范围内超出正常范围运作的威胁评估系统,导致他们体验到的痛苦症状。”