【内耳病理研究】耳鸣的动物模型-《武汉协和医院内耳病理研究》第54期

- 第54期 -

1. 慢性主观性耳鸣

慢性主观性耳鸣是指在没有内外部声源的情况下对声音的感知。这是一种常见病，可能影响到三分之一的成年人口，其中3e5%的患者寻求专业治疗。虽然“耳鸣”这一常见名称暗示了听觉器官是耳鸣的根源，但这并不完全准确。的确，耳鸣往往伴随着听力损失，因此与耳部病理有关。耳朵受损也可能导致耳鸣的病理生理。但这种感觉的实际来源，即耳鸣的产生者，是在中枢听觉系统中。从人体成像研究和动物研究中获得的当代证据表明，导致耳鸣的生理状况比直觉所认为的要复杂得多，并且它分布在包括传统定义的听觉脑区和非听觉脑区的神经网络中。主要关注的两个问题是耳鸣通常对治疗有抵抗力，其生理基础尚不完全清楚。这些问题无疑是相互关联的，并为利用动物进一步了解耳鸣感知的神经科学提供了动力。通常，当实验室动物模型可用时，对疾病的理解就会取得进展。将研究几种模型的优点和局限性。

2. 动物能经历耳鸣吗?

耳鸣是一种原始的感觉，几乎总是与听力损失有关。由于耳鸣直接或间接地作为声音传导退化的病理结果出现，因此没有先验的理由可以解释为什么动物不应该经历耳鸣，因为它们的听觉系统与人类有许多相同的特征。神经性疼痛在许多方面与慢性耳鸣相似，事实上已经提出了一种假设，即耳鸣可能是听觉系统对慢性疼痛的感知。耳鸣和神经性疼痛都是无法直接测量的主观感觉，通常也都没有直接的物理关联。虽然疼痛和耳鸣通常是由外周损伤引起的，但在直接损伤消除后，它们通常会持续存在。如果组织损伤会引起疼痛，那么像耳蜗这样的特殊感觉器官的损伤很可能同样会产生急性和持久的病理影响。这对人类来说当然是正确的，而且似乎耳鸣的感觉既不需要认知功能，也不需要语言功能。考虑到人类和动物有许多共同的生理系统，它们共享许多感觉状态是完全合理的。哺乳动物的听觉系统，如小鼠、大鼠、豚鼠、龙猫和猫，已经被广泛地研究过。听觉生理学的许多方面首先是在动物实验中确定的，后来才在人类身上得到证实。例如，声音转导的基本过程，脑干中声音信息的神经提取，以及中枢听觉组织，都是通过动物实验来理解的。因此，如果耳鸣是由于听觉通路中一个或多个层次的基本病理机制引起的，那么耳鸣应该出现在与人类有听觉系统共性的动物身上。

3. 动物模型概述

动物模型已被开发，以提供可靠的客观测量耳鸣在非语言受试者。动物研究相对于人类临床研究的优势有几个，最显著的是:(a)对病史和病因的直接控制，(b)大量实验工具的可用性，从行为延伸到分子，(c)必要时，使用不适合人类的侵入性方法，以及(d)将受试者随机分配到实验组和对照组，从而能够使用更强大的推理统计以及原因归因。所有模型面临的核心问题是可靠性和有效性的建立。一个稍微容易解决的问题是耳鸣诱导，因为许多耳鸣的原因已经被描述为人类，其中大多数相对简单地适用于动物。Jastreboff及其同事首次报道了耳鸣动物模型。这个模型的一个关键特征，也是所有后续模型中都包含的一个特征是，虽然耳鸣对动物(或人类)来说可能听起来像任何东西，但从定义上讲，它听起来不可能像寂静。贾斯-treboff等人利用了这一特征，他们测试了舔嘴取水的大鼠，随机插入一段沉默，打断原本连续的背景声音(宽带噪声，BBN, 60 dB, SPL)。在测试之前，所有大鼠在消音期间喝水时都被给予轻微电击。然后，在测试前，一些动物被全身注射高剂量(300毫克/公斤)的水杨酸钠(阿司匹林的同系物)。高剂量的阿司匹林总是会在人体内产生暂时的主观耳鸣。服用水杨酸盐的老鼠表现得好像听不到沉默期，继续舔(在测试期间电击被关闭)。相比之下，未服用水杨酸盐的对照组动物在沉默期突然停止舔食。解释是，服用水杨酸盐的大鼠因为耳鸣而听不到沉默期。对照组老鼠的舔音抑制持续了数天，但最终正如预期的那样，如果没有偶然的沉默期电击，这种抑制就会消失。在这一点上，水杨酸对照差异消失，测试不再区分耳鸣和非

耳鸣动物。Jastreboff等人在一个信息丰富且必要的控制程序中证明，当动物在服用水杨酸盐时进行舔抑制训练时，会产生相反的效果(Jastreboff等人，1988)。在这种变体中，与对照组相比，接受水杨酸治疗的大鼠在发声期间更彻底地抑制了舔舐行为，持续时间也更长。其解释是，在消声期，耳鸣是一个显著的抑制信号。对Jastreboff结果的解释是相当直观的，面部有效性是由自变量提供的，即高剂量水杨酸，这是一种已建立的诱导人类暂时耳鸣的方法。除了使用沉默作为关键的刺激特征外，Jastreboff模型还有其他几个特征在所有后续的动物模型中得到了延续。该模型是行为性的:虽然已经建立了确定动物感觉能力和知觉状态的心理物理，即行为程序(Stebbins, 1970)，但目前还没有确定的耳鸣生理、细胞或分子标记，可以排除其他潜在的混淆条件，如听力损失或听觉亢进。正如Jastreboff模型一样，所有后续模型都试图控制听力损失带来的不受欢迎的混乱。Jastreboff模型以及随后的所有其他模型的另一个特点是，至少包含一个正常听力组作为对照比较。人类报告有耳鸣，部分原因是他们在其他人(即对照组观察者)没有报告的情况下听到了“声音”。Jastreboff模型的最后一个重要特征是，它是一个例子，在目前的评论中，将被称为一个疑问性模型。

4. 疑问性与反应性动物模型

耳鸣没有标准的动物模型。每种模型都有其优点和局限性。在本综述中，动物模型被分为两大类：探索动物听觉经验的疑问性模型和以与耳鸣状态一致的方式检查听觉反射修饰的反射性模型。在操作上，疑问性模型评估耳鸣对受声环境影响的自愿或发射行为的影响。这些模型具有依赖听觉感知的优势。动物被要求对所听到的东西进行评估，并在评估的基础上做出不同的反应。因为询问式方法要求动物报告自己听到的声音，所以它们与人类耳鸣患者的评估有概念上的共同特征，即“你听到的是什么?”疑问性还可能触及到许多大脑区域的功能，包括那些通常不被定义为听觉的区域。虽然问询模型的这一方面看起来可能是一个缺点，但它实际上是一个优点。如前所述，当代研究表明耳鸣是由广泛分布的脑功能改变介导的。因此，在试图剖析和理解该网络的各种组成部分时，包含导致耳鸣的分布式网络活动的分析应该是有用的。疑问性动物模型的一个缺点是它们既需要训练，也需要动机管理。这两种方法都很耗时，而且需要仔细的实验控制。与疑问模型相比，反身性动物模型依赖于非条件反射，如声惊反射，既不需要训练，也不需要动机管理。

5. 特定模型

在本节中，我们将回顾几个特定的疑问和反身模式的独特特征。特定模型的变体模型虽然具有开创性，但也有其局限性:它使用了消光程序，这意味着该方法在几次测试中(即大约一周的日常测试)就会失去灵敏度。这源于在没有舔视性厌恶刺激(冲击)的情况下测试对沉默期的反应的必要性。因此，该模型不能用于测量长时间内的耳鸣，而不使用大量的动物细分为单独的队列，仅在有限的时间内进行测试。第二个限制是使用高剂量的全身性水杨酸盐诱导耳鸣。水杨酸诱发耳鸣的生理机制可能与高水平声音暴露、听力损失等更为临床相关的过程有很大不同。人们普遍认为，高剂量水杨酸降低了耳蜗对声音的反应，但其中心效应似乎更加多变，在初级听觉皮层(A1)报告的活动既减少又增加。请注意，双侧听力阈值升高，如由高剂量水杨酸引起的，在行为性耳鸣检测中将是一种侵入性混淆。使水杨酸的使用进一步复杂化的是，在使用的高全身剂量(300mg /kg或更高)下，动物表现出毒性的行为体征，包括嗜睡、呼吸急促和体温过低(个人观察)。这些因素在行为试验中是侵入性的。最近有一篇全面的综述讨论了水杨酸盐在耳鸣模型中的药理学(Stolzberg et al.，2012)。Jastreboff方法的第三个限制是使用lick - suppression作为因变量。舔抑制带来了两个必须考虑的因素:在啮齿动物中，舔食水是偶发的。即使在非常口渴的时候，老鼠在舔水的时候也会自发地暂停，随着动物吃饱，暂停的频率和持续时间也会增加。抑制舔食的措施必须控制这种潜在的混杂因素。

此外，除了稍后讨论的烦渴模型外，舔舐管理需要限水，通常为24小时。因此，缺水造成的生理应激成为一个因素。研究表明，限制啮齿动物饮水24小时会导致抗利尿激素和血管诱导的中枢神经变化，这些变化反映在生理应激指标和行为功能障碍上(Faraco et al.， 2014)。一个衍生的疑问句模型，试图通过修改几个程序来解决Jastreboff模型的局限性特征。在Bauer模型中，耳鸣是由单一的单侧高水平声音暴露引起的，通常持续1小时。单侧暴露很重要，因为听力损失会以类似耳鸣的方式影响心理物理表现。当使用自由场声音进行耳鸣测试时，保留一只耳朵的听力是一种有效的控制方法。在该模型中，与jastreboff模型一样，耳鸣使用条件抑制范式进行评估，但方法在几个基本方面有所不同。动物被训练成按可变间隔强化时间表进行杠杆按压食物颗粒，这是一个有充分记录的时间表，用于产生低方差高速率的杠杆按压。动机是通过饮食限制来管理的，这种操作可以促进包括啮齿动物在内的多种物种的长寿。每天进行一小时的测试，其中动物获得其24小时口粮的主要部分。初始杠杆按压使用自动成形程序进行训练，需要1至5次训练。在可变间隔强化计划(中位数强化间隔为20秒，上限和下限分别为30秒和6秒)上，在额外的20次训练中获得接近渐近的稳态杠杆按压。一旦达到稳态杠杆按压，60秒的放声周期被随机引入到60 dB (SPL) BBN的不变背景中。随杠杆按压的食物总是可用的，但在放音期间按压杠杆会在放音期结束时产生轻微的足部冲击(0.5 mA, 1s)。当声音关闭时，大鼠和龙猫在第1e2次实验中学会了完全抑制杠杆按压。抑制训练实现了几个目标：动物习惯于警惕地关注他们的听觉环境，他们的感知是通过抑制比来量化的，即声音关闭时杠杆按压相对于声音打开时的比例。令人惊讶的是，假设耳鸣的声音暴露动物和假设听力正常的未暴露动物对声音信号的条件抑制同样好。然而，当使用不同频率和水平的音调对动物进行测试时，抑制行为就会出现差异。测试音调被随机替换为一些发声周期，并且在测试音调期间按压杠杆从不伴随着足部电击。频域出现时，暴露的动物比未暴露的对照组抑制更多，如图1所示。

图1

值得注意的是，暴露动物和对照动物之间的差异通常直到暴露后23个月才明显出现。对Bauer模型的解释是，有耳鸣的动物与没有耳鸣的动物的消音训练在主观上是不同的，这在后来的测试表现中得到反映。不像未暴露的对照组那样，沉默作为条件抑制刺激，有耳鸣的动物将其耳鸣感觉作为抑制信号。因此，与耳鸣感觉相似的测试刺激会通过刺激泛化产生更大的抑制。与Jastreboff实验(Jastreboff等人，1988)一样，在Bauer模型中，如果在诱导耳鸣之前对动物进行训练和初步测试，则会获得相反的效果。在这种变体中，耳鸣动物习惯于将沉默作为它们的抑制信号，因此当它们不再能听到沉默时，它们的抑制程度低于未暴露的对照组。在Bauer模型中需要注意的另一个特点是，在整个测试过程中，由杠杆压下的声音产生的足部冲击仍然存在。这种训练和测试的结合使该模型能够在动物的整个生命周期中以不降低的灵敏度使用。该模型已被证明可用于筛选潜在的治疗药物，以及研究耳鸣的神经生理特征，利用功能成像绘制潜在的耳鸣网络)，以及定位潜在的细胞标记。与疑问式方法相比，特纳及其同事开发了一种基于快速反射的方法。

特纳方法利用了声惊吓反射，并通过之前的简短声学事件(如声音的音调)来衰减它。一个简短的高强度声音脉冲(例如，宽带噪声，110 dB SPL，20毫秒)会引起无条件惊吓反射，这可以在动物身上使用安装在力传感器上的测试室来测量。不同的测量方法包括测量豚鼠的反射性耳抽搐或人类的反射性眨眼)。当惊吓声之前(50e100毫秒)有一个较低水平的声音脉冲(例如，16 kHz音调，60 dB，SPL)，惊吓反射幅度减小。这是脉冲前抑制(PPI)。一个无声的间隙(例如，50毫秒的持续时间)，嵌入一个中等水平的包络(例如，16 kHz的音调在60dB SPL)，产生类似的惊吓抑制。这就是声惊吓的声间隙抑制，简称GPIAS。改变声间隙包络的频率和/或水平，使该方法能够检测到可能与耳鸣状态相关的频率特异性时间处理缺陷。该方法之所以有效，是因为耳鸣似乎干扰了对声间隙的检测。在早期使用GPIAS的研究中，假设耳鸣填补了声音间隙，从而使间隙不那么明显。当声膜和耳鸣相似时，应该会发生这种情况。这种解释最近受到了一项人体实验的挑战，该实验发现声间隙惊吓抑制并不像预测的那样依赖于间隙包络频率。人体验证实验具有信息性，因为与动物不同，人类可以通过口头询问来独立确认耳鸣的存在。也有报道称，在人类中，直接声间隙检测(不是惊吓抑制)不受耳鸣频率的影响。Hebert等人认为，脑干介导的时间加工可能在耳鸣受试者中受损，这可以解释GPIAS耳鸣效应。这一问题仍有待解决。然而，研究表明，使用条件抑制行为范式检测耳鸣的动物也表现出耳鸣的GPIAS证据，即它们的惊吓反应不会因声音间隔而减弱(。与Bauer模型一样，GPIAS采用单侧声音暴露诱导耳鸣。然而，一个必要的控制程序是测量PPI与GPIAS。这通常是通过在一个疗程中包括PPI试验和GPIAS试验来完成的。PPI试验用于测量非特异性效应和混杂因素，如嗜睡、习惯化、适应和听力损失。听力损失是一个值得关注的问题，因为它同样会影响GPIAS，也就是说，如果受试者听力很差，那么嵌入的间隙就不太容易被察觉，而且抑制声惊的效果也不太好。对于有耳鸣但没有听力损失的动物来说，理想的GPIAS特征是在相同的声学范围(即低惊吓)下，惊吓(即高惊吓)的声间隙抑制的频率特异性降低，同时PPI不降低。当脉冲前控制试验的声音参数与间隙试验相匹配时，数据可以表示为GPIAS/ PPI比率。在这种情况下，耳鸣动物的GPIAS/ PPI比率高于听力正常的对照动物或单纯听力损失的动物。尽管GPIAS在耳鸣检测中的机制尚未明确，但与疑问模型相比，GPIAS模型具有三个优势:(a)不需要特殊训练或(b)动机状态管理;(c)快速。GPIAS模型是目前在动物耳鸣研究中应用最为广泛。然而，其机制、敏感性和可靠性仍存在问题。对于GPIAS模型来说，声惊吓反射的习惯化是一个额外的经验问题(Lobarinas等人，2013)。非条件反射，如声惊吓，在反复诱发时振幅会减弱。这种效应在会话内和会话间都很明显，是习惯化的结果，习惯化是一种原始形式的条件反射，不同于感觉适应、疲劳、饱足或反应消退(Rankin et al.，2009)。所有这些过程表面上彼此相似，并通过减少的行为反映出来。在习惯化过程中，特定刺激引起的反应会被原始的刺激-反应学习过程积极地抑制。在感觉适应中，对重复或连续刺激的感觉通过感觉器官敏感性的丧失而减弱。这就是传入衰减。疲劳是由于反复努力而使运动输出减少。是输出衰减。在在消失中，一种条件反射的行为在强化停止后下降。它是习得关联的衰减。

由于习惯化，GPIAS的灵敏度受到测量底效应的影响。在某一时刻，经过反复测试，声惊吓反射会习惯到低于仪器灵敏度阈值的水平。对于一些动物来说，习惯化似乎是相当戏剧性的。这个问题的解决方案是存在的，但它们是以实验功率为代价的。一种解决方案是通过减少测量试验的次数来减少惊吓刺激的暴露。另一种方法是排除那些没有表现出强烈初始惊吓的受试者。尽管这些理论和实证问题必须得到解决，但研究人员仍在继续使用和完善GPIAS模型。因为该模型具有吸引人的实验特征和明显的人脸有效性。

在目前使用的动物耳鸣模型中，Bauer疑问性和Turner反应性GPIAS 模型的效率谱为最高。为了提高疑问句模型的效率，实验者使用了各种策略。舔喷嘴取水几乎不需要训练，而且使用喷嘴接触传感器或光束中断很容易量化。通过限制取水也很容易管理动机，通常在测试前23小时。虽然喷口舔舐不需要训练，但动物在声学事件中抑制舔舐需要训练。抑制，或同源行为，是提示耳鸣的必要条件。如前所述，声学事件通常是环境声音的停止。在放声期结束时，对壶嘴或笼底施加轻微的电击。啮齿类动物很快就学会了条件抑制。Zheng等人将lick suppression整合到Bauer-like模型中，并成功应用该模型测试了潜在疗法对大鼠慢性耳鸣的影响。Zheng等人通过相对简短的15分钟测试来解决之前提到的偶发性舔舐问题，在此期间舔舐倾向于保持高且稳定的速度。这可能是一个有效的解决方案，但它会牺牲实验功率。Heffner将舔舐与条件位置偏好相结合来指示仓鼠的耳鸣。在这种方法中，给这些动物提供两个可以喝水的喷口，每个喷口位于不同的位置，并训练它们在同侧外部声音存在的情况下使用非首选喷口。然后在没有外部声音的情况下测试声创伤性耳鸣的存在。

在外部声音关闭时，舔有声音条件的(非首选的)喷口，表明耳鸣。Heffner使用这种方法的一种变体，训练老鼠从视觉-听觉提示的左边或右边的水口舔水。实验开始时，老鼠从中间的喷水口饮水。一旦这些动物被训练得很好，可以从中心喷水口向左或向右走到声音处，声音就会被关闭，视觉线索就会变得模糊。在使用单侧声音暴露诱发急性耳鸣后，Heffner能够使用左或右喷嘴选择来指示耳鸣及其外侧定位。在一系列诱导声和测试声频率范围内，耳鸣被定位于同侧耳，如喷口选择所示。未暴露的对照大鼠没有表现出一致的左或右选择。然而，这个信息丰富的实验需要大量的训练，从而减轻了基于舔的程序的一些效率优势。

与之前描述的Heffner研究类似，从条件位置偏好法中衍生出了几个模型。条件位置偏好是药理学中确定动物药物刺激特性和药物寻求的成熟方法。Yang等人使用条件位置偏好来确定大鼠的耳鸣，方法是训练动物进入黑暗或明亮的隔间，以避免轻微的足部休克。在诱导耳鸣之前对动物进行了训练，因此每只动物都作为它们自己的耳鸣前对照。在训练过程中，以不同频率和不同水平为中心的自由场八度频带声音和纯音被呈现，并作为条件刺激。当声频在4 kHz或以上时，照明隔间是安全的;当声音频率低于4kHz时，暗室是安全的。一旦达到稳定的性能，测试探针试验在没有外部声音的情况下进行，或脚震动，以及位置偏好(照明vs黑暗隔间)被确定。然后使用高水平双侧声暴露诱发耳鸣。10天后，在有和没有声音和电击刺激的情况下对这些动物进行了重新测试。声音暴露后的消声位置偏好变化被视为耳鸣的证据。由此产生的暴露后偏好转移是向照明的，即高频侧，表明高音耳鸣。这种方法的一个优点是，啮齿类动物在没有经过广泛训练的情况下就能获得条件位置偏好。另一个优点是，至少在理论上，表现不应该受到双侧听力损失的影响，这一点在本研究中的动物中得到了清晰的体现。缺点是，作为一个离散的试验程序，动物必须在试验之间被处理和移动，这引入了潜在的误差来源。此外，如果没有未暴露的对照组，自发偏好转移的速度以及听力损失的任何不可预见的后果仍然是未知的。Yang等人的主要目的是确定伴随耳鸣的中枢听觉通路的改变。使用体内电生理记录，他们发现了大量的皮层张力图重组，并且使用体外记录，明显失去了强直性和阶段性皮层抑制。使用GABA激动剂vigabatrin进行全身治疗能够逆转耳鸣行为。

Stolzberg等人开发的离散试验操作模型结合了位置偏好的特征和先前描述的Heffner模型。试验启动由安装在面板上的灯发出信号，随后是条件行为序列。该序列的初始环节要求动物在位于中心的端口戳鼻子并按住鼻子。一旦训练有素，这段时间就被用于清醒时的电生理记录。在可变的时间延迟之后，一个自由场听觉刺激提示动物移动到右边或左边的食物杯。选择正确的食物，由听觉刺激来定义:窄带噪声(随机中心频率为4、8、16、22.6或32 kHz)表明左正确，而振幅调制的BBN或沉默表明右正确。当动物没有遵循正确的顺序时，它们会被暂停，房间里的灯会被关掉，意外事件也会被关闭。在一项概念验证研究中，在沉默测试试验中，通过选择食物杯来指示水杨酸引起的耳鸣(Stolzberg等人，2013)。右位置的选择表明沉默或调幅噪声的感觉，而左位置的选择表明窄带噪声的感觉。服用水杨酸盐时的测试显示，左位置选择显著增加，同时听觉皮层场电位振荡升高，两者都与耳鸣的存在相一致。与其他位置条件反射模型相比，该模型的优势在于，作为一项操作性任务，动物在测试期间不需要处理。该模型还被明确设计为适应清醒行为的电生理记录。缺点包括任务复杂和随之而来的大量训练，以及缺乏慢性耳鸣测试。

如前所述，缺水方法是以生理应激为代价的。物种对缺水反应的差异也必须考虑在内。许多啮齿类动物都是在吃饭时喝水的。缺水会对食物摄入水平和饮食平衡产生负面影响。同样需要考虑的是，一些物种，如沙鼠，不太适合采用舔抑制方法，因为它们的摄水量要求低;沙鼠在喂食干饲料时的自由饮水量约为6 ml/24 h，而大鼠则为25e50 ml/24 h。Lobarinas及其同事开发了一种有趣的舔抑制方法，不需要限制水分，也不需要随之而来的生理应激。通过定期喂食“免费”食物颗粒，诱导大鼠舔水的动机。虽然这些动物必须被剥夺食物，但它们不必被剥夺水或被广泛训练来舔水。由于大鼠是饮食者，分散的食物递送会诱导舔食，因此出现了计划性诱食多饮回避条件反射(SIPAC)。一旦饮酒稳定下来，舔食行为可以在声音信号中被抑制，使用电击。然后可以在有耳鸣的动物和没有耳鸣的动物之间进行比较，期望有耳鸣的动物会比没有耳鸣的动物做更少的发声舔，因为它们的耳鸣为抑制提供了听觉信号。然而，随着时间的推移和受试者之间的表现变化一直是该模型的一个问题。

到目前为止描述的疑问性动物模型都共同使用了正强化(如食物或水)和惩罚程序(如足部电击)的组合。众所周知，厌恶刺激控制比积极控制更具有时间快速性(LeDoux, 2000)。一些动物模型专门使用厌恶刺激控制来提高效率。Guitton等人开发的模型训练老鼠在声音信号出现时从通电的笼子地板跳到绝缘的杆子上(Guitton等人，2003)。由于这项任务是中等强度的，因此在没有足部电击的情况下，这些动物的自发跳跃率很低。在水杨酸治疗后，这些动物在没有声音的情况下进行了测试，并记录了自发的极点跳跃，跳跃次数增加表明耳鸣。使用该模型，可以进行组和个体比较，动物作为自己的对照。这个模型非常节省时间，因为在老鼠身上进行逃避训练是很快的。一个限制是，该方法不适合测试慢性耳鸣，而且作为一个离散的试验程序，通常必须在试验之间处理动物，以便启动新的试验。处理引入了一个潜在的错误来源，可能无法通过治疗盲法完全控制，因为自发跳跃次数的增加会使实验者恢复失明。完全依赖于厌恶控制也会插入压力因素。压力可以被认为是一个积极的特征，因为人们经常评论说压力会加剧他们的耳鸣。从消极的一面来看，当使用这个模型来确定耳鸣的生理方面时，压力可能会引入混淆的生理因素。

6. 局限性和未来方向

寻求耳鸣治疗的人会被这种情况所困扰。这表明，对于一些人来说，耳鸣不仅仅是一种背景听觉:它也有情感和认知的成分。迄今为止，动物模型在描述耳鸣的感觉特征方面已经取得了相当大的成功，并已被用于揭示意想不到的复杂神经生理学。尽管取得了这样的成功，但动物模型并没有解决耳鸣潜在的认知和情感方面的问题。可以肯定的是，如果这些耳鸣的感觉被完全消除，人们就不会寻求治疗了。虽然完全消除耳鸣感觉是一个治疗目标，但并不能保证这一目标可以普遍实现。考虑到这一点，如果可以用动物来检查和进一步了解耳鸣的情感和认知方面，将是有用的。

目前尚不清楚现有的动物模型如何适用于研究与耳鸣相关的情绪因素。GPIAS方法似乎不适合研究情绪成分，因为声惊吓不涉及强制性的情绪回路。由于其他原因，疑问式模型似乎也不适合。如前所述，疑问性耳鸣模型包含厌恶刺激来控制对耳鸣和耳鸣样声音的反应。即使对于那些为了最小化厌恶控制而开发的模型也是如此(Ruttiger et al.， 2003)。因此，即使可以测量动物对耳鸣的情绪反应，它也可能是一个诊断伪影。

开发动物模型来解决认知因素的线索，来自于一个重要的、经常被忽视的临床观察:大多数经历过慢性耳鸣的人并不会为此感到困扰。当被问及他们的耳鸣时，他们通常会报告说，在大多数情况下，他们没有注意到这一点。作为一种毫无意义的、或多或少恒定的背景声音，新心理学研究预测，个体应该习惯了耳鸣，不再注意这种感觉(Hallam et al.，1984)。为什么一个亚群体不能习惯并继续将注意力集中在他们的耳鸣上，这一点尚不清楚。似乎可以利用动物模型来阐明注意力在耳鸣中的作用。Zheng报告说，有耳鸣心理物理证据的大鼠，在5项选择的视觉注意任务中，表现出冲动增加，但它们的注意力与没有耳鸣的动物没有什么不同(Zheng等，2011)。由于本实验中的任务是基于视觉的，因此结果表明，总体而言，注意力是正常的。但问题是，听觉注意力是否会特别受到耳鸣的影响。为了解决这个问题，使用警戒范式开发了一个简单的操作性动物模型(Brozoski et al.，2015)。老鼠被训练成在环境声音存在的情况下杠杆按压食物。只要有声音，就有食物。周围环境的声音中不时出现不可预测的30秒的断音，在此期间没有食物。没有使用令人厌恶的刺激(如足部电击)。动物很快学会了区分声音的开启和关闭，这表明在声音关闭期间停止按压杠杆，而在声音打开期间恢复按压杠杆。据推测，对声级变化(即停音)的反应潜伏期将反映听觉注意的各个方面，而不会强加沉重的辨别、记忆或运动需求。只要声级变化超过差分检测阈值，杠杆压率的变化就会与声级变化同步。

谷氨酸能和胆碱能拮抗剂已被证明会干扰注意力(Rezvani et al.，2008a, 2008b)，并可用于研究耳鸣感知是否会受到注意调节的影响。一个积极的结果将提示一种新的治疗方法。减少对耳鸣信号的关注可能与减少耳鸣信号本身一样有效，甚至更有效。为了支持这一猜想，尽管未来的治疗方法可能会减少耳鸣的感觉，但它们可能不会完全消除耳鸣的感觉(Bauer和Brozoski, 2006)。值得注意的是，一些抱怨恼人耳鸣的患者的心理物理决定的感觉水平非常低(3e5 dB) (Tyler and Stouffer, 1989)。一种减少耳鸣水平但不消除耳鸣的治疗方法对这类患者是无效的，而重新定向注意力可能有效。

最近研究耳鸣和丘脑功能之间关系的工作揭示了耳鸣和注意力相互作用的潜在机制。Kalappa等人记录了有或没有gpias定义的耳鸣的清醒大鼠听觉丘脑(内侧膝状体，MGB)的单神经元活动。MGB之所以引起人们的兴趣，是因为它在控制进出大脑皮层的感觉信息方面起着重要作用。作为一个智能路由器，丘脑被认为是调节觉醒和注意力的中心。Kalappa等人记录了MGB中单个神经元自发和声音驱动的活动，包括腹侧、背侧和内侧核。在听觉脑干中发现的镜像结果，清醒的耳鸣大鼠的MGB自发活动升高。这种升高在腹侧核(或左核)中尤为明显(Kalappa等人，2014)。在耳鸣动物中也发现自发性神经元破裂的升高，并与动物的GPIAS耳鸣评分呈正相关。爆发是特别有趣的，因为在丘脑回路中，它被解释为切换注意力的中断信号，即选择一个新的及其同事在GPIAS定义的耳鸣动物的脑切片中体外检测了丘脑回路功能。他们把重点放在小脑腹侧核(MGBv)上，因为它包含了通往大脑皮层的主要直接听觉通路。与Kalappa等人的发现相呼应，与未暴露的对照组或暴露的非耳鸣动物相比，耳鸣动物的MGBv神经元明显更容易爆裂。出乎意料的是，在抑制性神经递质激动剂，选择性突触外g-氨基丁酸(GABA)激动剂gabaxodol的存在下，破裂是最明显的。许多研究表明，在动物模型中，全身性GABA激动剂可以减少耳鸣。丘脑突触外GABA受体具有独特的结构组成和高GABA亲和力，负责强直抑制。与预测相反，Sametsky等人发现，在听觉丘脑中，抑制的增加而不是减少导致了爆发。信使RNA分析提供了额外的支持，该分析显示，在耳鸣动物的MGBv中，突触外GABA受体的蛋白质标记物升高(Sametsky等人，2015)。从这些丘脑实验中得出的慢性耳鸣的图像表明，MGBv的病理性突发模式放电可能使A1敏感于受声波过度暴露影响的其他脑区活动的改变。这个过程是由超极化爆发的MGBv神经元驱动的，可能是与耳鸣相关的注意力功能障碍的基础。继续进行这方面的研究可能会揭示为什么耳鸣是一些人关注的焦点，而不是另一些人。这项研究还表明，控制MGB爆发模式放电可能提供一种独特的治疗方法。

7. 总结

耳鸣动物模型为耳鸣的神经科学研究做出了重要贡献。虽然没有一个单一的模型作为标准出现，每个模型都有自己的优点和缺点，但总的来说，这些模型已经突出了这种疾病的系统、细胞和分子特征。动物模型相对于人类临床研究的优势有几个，包括对病因的控制，随机分组分配，以及使用不适合人类的调查方法。

迄今为止，动物模型仅限于探索耳鸣的感觉/知觉特征。考虑到耳鸣是一种感觉/知觉功能障碍，这是适当的。使用声学过度暴露诱发耳鸣的动物模型，或检查老年性耳聋影响的动物模型，可能比药物诱导程序（如依赖高剂量耳鸣剂如水杨酸盐或奎宁）更真实地反映了在人类条件下起作用的因素。如果模型反映的是长期或慢性耳鸣，而不是急性的暂时性状态，则临床相关性进一步增强。动物模型揭示了耳鸣的许多病理生理特征。仅考虑独立证实耳鸣存在的研究，这些特征包括耳蜗背核(DCN)自发和/或刺激驱动的活动升高，后腹侧耳蜗核，下丘，内侧膝状体，小脑絮群和小脑旁和听觉皮层。耳鸣病理在DCN内的多种潜在机制已被确定，包括甘氨酸能的下调和gabaergy抑制性神经传递，体感事件的兴奋性输入升高，抑制性钾电流降低以及由长时程增强驱动的突触兴奋性升高。耳蜗毛细胞的丧失与耳蜗螺旋神经节神经连接的丧失相比，耳蜗过度暴露导致耳鸣更为重要。了解“非听觉”脑区对耳鸣的贡献是一个相当有趣的话题。Bauer等人利用锰增强磁共振功能成像技术报道了有耳鸣心理物理证据的大鼠小脑小叶和小叶旁神经活动升高。小脑活动的升高与单极刷状细胞的上调有关，单极刷状细胞是一种在前庭-小脑和DCN背侧高密度发现的兴奋性谷氨酸局部回路中间神经元。单极刷状细胞包括前馈增益控制电路，并可能为未来的治疗发展提供另一种谷氨酸能靶点。前庭-小脑的谷氨酸能阻断提供了支持证据，可以可逆地减弱耳鸣的行为证据和小脑活动的升高。总而言之，动物模型对耳鸣的神经科学做出了重大贡献，并将在未来继续这样做。

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