Az infrahang expozíció hatása az endolimfatikus víztartalom mérésére

Az infrahangot az emberi testben olyan folyamatok generálják, mint a légzés és a szívizom összehúzódása. A külső források közé tartoznak a természetes eredetűek, például a szél és a földrengések, valamint az emberi eredetűek, például az autómotorok és a nehézgépek. A szélturbinákról ismert, hogy a szélsebességtől függően 1 Hz alapfrekvenciájú infrahangot bocsátanak ki, amelynek intenzitása megközelíti a 100 decibelt (dB). Csak az Egyesült Államokban több mint 75 000 szélturbinát telepítettek 2003 és 2015 között. Mivel a környezeti infrahang expozíció gyakorisága és intenzitása nőtt az olyan technológiák megjelenésével, mint a nagyméretű szélturbinák, új figyelem irányul az infrahangnak a kitett személyekre gyakorolt ​​hatásaira.

Mivel a hallható küszöb alá esik, a hagyományos bölcsesség azt diktálja, hogy az infrahang nincs hatással az emberekre. Egyes szélturbinák közelében élő egyének azonban dózis-válasz módban fokozott bosszúságot és alvászavart tapasztalnak. Az infrahang expozíció egyéb jelentett tünetei közé tartozik a hallás teltsége, fülzúgás, szédülés és szédülés. Egyes kutatók azt feltételezik, hogy ezek a fülgyógyászati ​​tünetek a szélturbina zajának infrahangos összetevőivel kapcsolatosak, amelyek befolyásolják a belső fül működését. Mivel azonban a mechanizmust vagy az ok-okozati szerepet még nem állapították meg, mások az ilyen tüneteket pszichoszomatikus vagy "nocebo" hatásnak tulajdonítják (pl. a negatív várakozások okozta súlyosbodó tünetek). Ahogy a szélerőművek és más infrahang-generáló források széles körben elterjednek, most kritikus igény van az infrahang belső fül működésére gyakorolt ​​hatásának meghatározására.

Embereken végzett vizsgálatok megerősítették, hogy az infrahangnak mérhető hatásai vannak a fülkagylóban. Hensel és munkatársai 6 és 12 Hz-es infrahangokat mutattak be 130 dB hangnyomásszinten (SPL), miközben egyidejűleg mérték a torzítási termék otoakusztikus kibocsátását (DPOAE). Jelentős növekedést figyeltek meg a DPOAE amplitúdóiban infrahang jelenlétében ahhoz képest, amikor ezek a hangok hiányoztak. A szerzők ezt a hatást a cochlearis partíció elmozdulásának tulajdonították az infrahang expozíció során. Továbbá Dommes és munkatársai aktivitást mutattak ki az elsődleges hallókéregben a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás során az infrahang expozíció során, bizonyítékot szolgáltatva arra, hogy az infrahang észlelése ismert hallási útvonalakon keresztül történik.

Számos tengerimalac modellben az endolimfatikus tér reverzibilis hidropikus változásait figyelték meg rövid távú infra- és alacsony frekvenciájú hanghatások során. Flock és Flock explantált tengerimalac halántékcsont-modellt használtak az endolimfatikus tér tágulásának megjelenítésére konfokális mikroszkóppal, miközben 140 Hz-es hangkitöréseket alkalmaztak 88-112 dB között. Röviddel e munka után a Salt endolimphatic hydropsra utaló változásokat észlelt in vivo a tengerimalacok endolimfatikus terébe iontoforizált térfogat- és áramlási markerek segítségével 3 perces 200 Hz-es hangkitörések 115 dB SPL mellett. Az endolimfatikus térben megfigyelt áramlási és térfogatváltozások reverzibilisek voltak. A felépülési félidő ebben a vizsgálatban 3,2 perc volt. Salt és munkatársai későbbi munkái kimutatták, hogy az 5 Hz-es infrahang nagyobb endolimfatikus potenciált generált a harmadik cochleáris fordulatban, mint az 50-500 Hz-es hallható tartományban. Ez annak ellenére történt, hogy a megjelenési szint várhatóan a tengerimalacok hallásküszöbe alatt marad. Ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy az infrahangok és az alacsony frekvenciájú hangok mérhető hatást gyakorolnak a belső fül fiziológiájára, még a küszöb alatti hallásszinteken is.

Bár bizonyíték van arra, hogy az emberi fülkagylót infrahang stimulálja, nem ismert, hogy az infrahang indukál-e endolymphatic hydropsot az emberben. A javasolt munka azt a központi hipotézist fogja tesztelni, hogy a rövid távú infrahang expozíció reverzibilis endolimfás hidropát indukál az emberi belső fülben. Ez a hipotézis a bemutatott állatkísérletek megfigyelésein, valamint a hallási és vesztibuláris tünetek megfigyelt kombinációján alapul, amelyekről számoltak be, hogy az infrahang expozícióhoz kapcsolódnak.

A hipotézis élő embereken történő tesztelése érdekében a javasolt tanulmány elektrofiziológiai teszteket használ, amelyeket jelenleg klinikai tesztekként alkalmaznak az endolimfás hidropszimulációra. A tesztek kombinációjával mind a cochleában, mind a vestibularis rendszerben a hydrops bizonyítékát keresik.

1. Elektrokochleográfia (ECoG). Az ECoG a cochlearis funkció elektrofiziológiai vizsgálata. Az olyan állapotok, mint például a Ménière-kór, amelyekre endolimfatikus hidropózis jellemző, az elektrokochleográfián (ECoG) megnövekedett összegző potenciál/akciós potenciál (SP/AP) arányt mutatnak. Az SP AP-hoz viszonyított növekedése feltehetően a basilaris membrán helyzetének a scala tympani felé való elhajlásából fakad. Ennek megfelelően a kóros ECoG összefüggést mutatott ki a cochlearis hydrops (a bazális fordulatban) észlelésével a gadolíniummal javított MRI-n.
2. Vestibuláris kiváltott miogén potenciálok (VEMP-k). A VEMP-k az otolit szervek és a hozzájuk kapcsolódó vesztibuláris neuronok hang által kiváltott aktiválódásából származnak. A cervicalis VEMP (cVEMP) és az ocularis VEMP (oVEMP) elméletek szerint a saccule-ból, illetve a utriculából származik. A küszöbértékek, amelyeket a legalacsonyabb ingerintenzitásként határoznak meg, amelynél a válasz látható, több tesztinger-frekvencián (250, 500, 750, 1000 Hz) érhető el, és küszöb-válaszgörbék készíthetők. A válasz kiváltásának legalacsonyabb küszöbe általában 500 Hz-nél látható mind az oVEMP, mind a cVEMP esetében. Hidropikus állapotokban, mint például a Ménière-kór, a VEMP-küszöbök minden vizsgált frekvencián megemelkedhetnek vagy hiányozhatnak. Ezenkívül a VEMP hangolási görbéi eltolhatók úgy, hogy a legalacsonyabb küszöbértéket egy másik tesztelt frekvencián (pl. 750 vagy 1000 Hz). Feltételezik, hogy az otolitikus szervek rezonanciafrekvenciájának eltolódása az endolimfatikus térben bekövetkező nyomásváltozások miatt okozza ezeket a változásokat.

A tanulmány céljainak sikeres teljesítése lehetővé teszi az infrahang belső fülműködésre gyakorolt ​​lehetséges hatásainak jobb megértését. Ennek a munkának az eredményei az infrahangexpozíció kockázatainak további vizsgálatát fogják ösztönözni, és ösztönözhetik az egyéni és környezeti expozíció csökkentésére irányuló erőfeszítéseket. Egy újonnan leírt mechanizmus a kutatók, a szabályozó hatóságok és az érdekképviseleti csoportok számára biztosítaná a korábban hiányzó és döntő fontosságú megértést az infrahang belső fülműködésre gyakorolt ​​hatásáról a politika kidolgozása, az új technológiák tervezése és a kitett személyek biztonságának biztosítása során.