Computersimulationen versprechen neuen Ansatz zur Behandlung von Tinnitus
Rauschunterdrückende Neuronen könnten bei der bekannten Hörkrankheit eine wichtige Rolle spielen
Wissenschaftler der Technischen Universität München sind durch Computermodelle der Ursache des mysteriösen "Zwicker-Tons" auf die Spur gekommen. Dieser Ton wird oftmals unmittelbar nach dem Abschalten einer Rauschquelle wahrgenommen. Die Forscher glauben, dass rauschunterdrückende Neuronen im Gehirn für die Entstehung dieses Phantom-Tons verantwortlich sind. Über die Theorie, die auch Konsequenzen für die Behandlung des Tinnitus haben könnte, berichtet das Fachmagazin Physical Review Letters (Band 90, Nummer 178103).
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Wenn Versuchspersonen dem unspezifischen Rauschen einer weißen Rauschquelle – Schallwellen mit einem breiten Frequenzspektrum – ausgesetzt sind, so hören sie oftmals unmittelbar nach dem Abschalten der Quelle einen genau definierten Ton. Dieser sogenannte "Zwicker-Ton" tritt nur dann auf, wenn das breite Frequenzspektrum des Rauschens eine Lücke besitzt. Obwohl keine Schallwellen mit Frequenzen innerhalb dieser Lücke das Ohr erreichen, fällt die Frequenz des Zwicker-Tons interessanterweise genau innerhalb diese Lücke.
Forscher spekulieren daher schon seit einigen Jahren, dass die Ursache des Zwicker-Tons nicht in dem Innenohr oder dem daran angeschlossenen Hörnerv zu suchen ist – schließlich strahlte die Schallquelle ja keine Wellen mit den Frequenzen dieses Tons aus. Die Ursache muss vielmehr im Gehirn selber liegen, genauer gesagt in den Neuronen.
Jan-Moritz Franosch und seine Kollegen an der TU München haben nun durch Computermodelle herausgefunden, dass der Zwicker-Ton wohl durch spezielle Nervenzellen verursacht wird. Die Funktion der betreffenden Neuronen liegt gewöhnlich darin, ein Hintergrundrauschen zu unterdrücken, so dass Schallwellen, die Informationen beinhalten, besser wahrgenommen werden können.
Die Aktivität der rauschunterdrückenden Neuronen kann allerdings nun von Neuronen, die auf Töne genau bestimmter Frequenzen reagieren, unterdrückt werden. Wenn ein derartiges Neuron auf die Frequenz des ihm zugeordneten Tons reagiert und feuert, werden nämlich nicht nur die rauschunterdrückenden Neuronen für genau diese Frequenz deaktiviert. Vielmehr wird auch die Aktivität der Neuronen, die Rauschen benachbarter Frequenzen unterdrücken, herabgesetzt. Wenn der reine Ton nun abgeschaltet wird, bleiben die rauschunterdrückenden Neuronen benachbarter Frequenzen nun für kurze Zeit in diesem "Schlafzustand", so dass sie das natürliche Rauschen der Umgebung nicht unterdrücken. Dies wird als ein Phantom-Ton wahrgenommen.
Franosch glaubt, dass ein ähnlicher Prozess auch eine mögliche Ursache der bekannten Tinnitus-Erkrankung ist. An dieser Krankheit leiden oftmals Personen, die Töne innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs nicht mehr mit dem Hörsinn erfassen können. Interessanterweise nehmen sie allerdings einen konstanten Ton genau innerhalb dieses Frequenzbereichs wahr.
Stefan Maier
