与年龄相关的听觉神经损伤会引发听觉系统中的中枢增益效应：这种效应与大脑皮层的微观结构及言语识别能力之间存在关联

《Neurobiology of Aging》：Age-related auditory nerve deficits propagate central gain throughout the auditory system: Associations with cortical microstructure and speech recognition

研究49名老年人（平均66岁）和26名年轻人（平均24岁）的听觉神经（AN）、脑干和皮层功能，发现老年人AN响应减弱，但脑干和皮层响应增强（中枢增益）。通过扩散张量成像（DKI）发现，老年人听觉皮层（AC）FA（各向异性分数）降低，MD、AD、RD（扩散各向异性）升高，且FA降低与AC增益及言语噪声识别能力下降相关。表明传入神经功能下降导致AC微结构损伤，进而影响中枢增益和言语识别。

　　这项研究探讨了与年龄相关听力损失相关的感知困难不仅仅源于耳蜗损伤，还受到中枢神经系统变化的影响。研究人员对49名年长者（其中29名为女性）和26名年轻人（其中20名为女性）进行了电生理（EEG）反应和扩散峰度成像（DKI）的检测，以确定年长者听神经（AN）功能的下降如何影响整个听觉系统在功能和结构上的变化。研究发现，年长者表现出较小的听神经反应，相似的脑干反应，以及较大的听觉皮层（AC）反应，表明存在逐步增强的“中枢增益”现象。此外，研究还发现，听神经功能的下降可以预测听觉皮层微结构的改变，如听觉皮层的分数各向异性（FA）降低，这与微结构退化有关。这些较低的FA值还预测了较大的听觉皮层反应和更显著的中枢增益。年长者在听觉皮层的FA、峰度FA、平均扩散率（MD）和径向扩散率（RD）方面均显著低于年轻人，而轴向扩散率（AD）则相对较高。听觉皮层的这些扩散参数在年长者中都是显著的预测因子，能够预测他们在嘈杂环境中识别语音的能力。

研究结果表明，年长者听神经输入的减少不仅导致听觉系统功能上的变化，如中枢增益，还进一步影响听觉皮层的结构完整性，这可能是导致年长者在嘈杂环境中语音识别能力下降的原因之一。通过理解年龄、听神经输入减少、中枢增益和听觉皮层微结构变化如何共同影响语音识别能力，可以为改善年长者语音识别能力提供新的治疗方向。研究强调了这些因素之间的复杂相互作用，表明听觉系统的适应性变化可能在不同层次上表现出不同的特征，如听神经、脑干和听觉皮层。

在研究方法上，参与者来自南卡罗来纳州查尔斯顿的社区，年龄跨度较大，涵盖了从18岁到82岁的个体。所有参与者均为英语母语者，并且在认知功能方面表现良好。排除了有头部创伤、癫痫、传导性听力损失或耳部疾病史的个体，以及无法安全进行磁共振成像（MRI）的参与者。研究中使用的电生理测量包括听神经复合动作电位（CAP）的N1反应、脑干听觉反应（ABR）的波V和听觉皮层的P1-N1反应。此外，研究还使用了扩散峰度成像（DKI）技术，以评估听觉皮层的微结构完整性，包括FA、峰度FA、MD、AD和RD等参数。这些扩散参数的计算基于个体的MRI数据，并通过特定的软件包进行处理。

在实验设计和统计分析方面，研究使用了R语言进行数据分析，并应用了广义线性混合效应模型（GLMM）和一般线性模型（GLM）。通过这些方法，研究人员能够探讨年龄组、听神经功能、脑干反应和听觉皮层反应之间的关系。研究还特别关注了听觉皮层的微结构变化如何影响语音识别能力，特别是在嘈杂环境中的表现。结果显示，听觉皮层的FA值是年长者语音识别能力下降的重要预测因子，而其他扩散参数如MD、AD和RD在年长者中同样显示出与语音识别能力相关的趋势。

研究还发现，听神经功能的下降在年长者中与听觉皮层的微结构变化存在显著关联。听神经反应的减少可以预测听觉皮层FA值的降低，而这种降低又与听觉皮层反应的增强有关。这种现象在年长者中尤为明显，表明听觉系统的适应性变化可能受到年龄和听神经功能下降的双重影响。此外，研究还探讨了听觉皮层的微结构变化如何影响中枢增益，进而影响语音识别能力。这些发现支持了研究假设，即听觉神经输入的减少不仅导致听觉系统功能的改变，还进一步影响听觉皮层的结构完整性，从而对语音识别能力产生负面影响。

研究还指出，尽管听神经功能的下降与听觉皮层的微结构变化存在关联，但听神经功能对听觉皮层其他扩散参数的影响并不显著。这表明，听觉皮层的微结构变化可能在一定程度上是独立于听神经功能的。同时，研究还发现，听觉皮层的FA值与中枢增益之间存在显著的正相关，而其他扩散参数如峰度FA、MD、AD和RD则未显示出类似的预测能力。这些结果强调了听觉皮层FA值在预测中枢增益和语音识别能力方面的重要性。

研究进一步探讨了听觉皮层微结构变化与语音识别能力之间的关系。结果显示，听觉皮层的FA值下降与语音识别能力的下降存在显著的正相关，而其他扩散参数如MD、AD和RD则与语音识别能力的下降存在负相关。这表明，听觉皮层的微结构变化，特别是FA值的降低，可能是导致年长者在嘈杂环境中语音识别能力下降的关键因素。同时，研究还发现，这些微结构变化在年长者中更为显著，这可能与年龄相关的中枢增益有关。

研究的局限性在于，由于磁共振成像的视野限制，无法全面评估脑干的微结构变化。因此，研究结果主要集中在听觉皮层的微结构变化及其对中枢增益和语音识别能力的影响。此外，研究中使用的扩散峰度成像（DKI）技术虽然能够反映白质的完整性，但也可能受到其他因素的影响，如纤维分散和炎症。因此，未来的研究可能需要采用更具体的成像技术，如髓鞘水成像，以更准确地评估髓鞘完整性对中枢增益和语音识别能力的影响。

总体而言，这项研究揭示了年龄相关听力损失对听觉系统功能和结构的复杂影响，强调了听神经输入减少、中枢增益和听觉皮层微结构变化之间的相互作用。这些发现不仅加深了我们对年龄相关听力损失的理解，还为未来的干预措施提供了新的方向。通过针对这些因素进行干预，可能有助于改善年长者的语音识别能力，尤其是在嘈杂环境中。研究还指出，未来需要更多的研究来探索这些因素之间的具体机制，以及如何通过改善髓鞘完整性来提高年长者的语音识别能力。