De inhoud van dit hoofdstuk is voor een belangrijk deel gebaseerd op een lezing, gegeven door Pim van Dijk, tijdens een door de FENAC georganiseerd symposium over tinnitus op 14 oktober 2005.

7.2.5.1(2). Inleiding

Het horen van geluid in het oor, zonder dat er geluid wordt aangeboden is voor veel mensen een bekend fenomeen. Dit geluid in het oor, ‘oorsuizen’ of ‘tinnitus’ genoemd, kan voortdurend en hinderlijk aanwezig zijn, maar het kan ook tijdelijk optreden, b.v. wanneer men enige tijd naar harde muziek heeft geluisterd. Soms is tinnitus zelfs ondraaglijk. In de meeste gevallen is tinnitus geassocieerd met een meer of minder groot perceptief gehoorverlies.

In het voorafgaande Hfdst.7.2.4 is een aantal kenmerken van tinnitus en in de praktijk toegepaste therapieën besproken. Een algemene verklaring van het verschijnsel is daar niet aan de orde geweest. Inmiddels is de stand van de wetenschap op dit gebied zodanig dat niet alleen een – voorlopig – sluitende verklaring van het verschijnsel tinnitus beschikbaar is, maar ook een bij deze verklaring aansluitende mogelijkheid voor therapie. Elektrofysiologisch onderzoek in de verschillende kernen van het centrale auditieve systeem (bij geconditioneerde proefdieren) en het gebruik van afbeeldingstechnieken (‘neuro-imaging’) zoals fMRI (‘Functionele Magnetische Resonantie Imaging’) en PET (‘Positron-Emissie-Tomografie’) hebben aan de totstandkoming van deze verklaring en behandeling veel bijgedragen.

In het voorliggende hoofdstuk worden de resultaten van deze nieuwe ontwikkelingen besproken. Het hoofdstuk is te beschouwen als een aanvulling op het voorafgaande hoofdstuk. Vier aspecten zullen achtereenvolgens aan de orde komen:

1. Theorieën over de oorzaak van tinnitus
2. Psychoakoestische eigenschappen van tinnitus
3. Meting van tinnitus m.b.v. neuro-imaging (fMRI)
4. Therapieën

Voorafgaand daaraan worden twee figuren getoond die oriëntatie in het centrale auditieve systeem en daarmee het begrip van de leerstof kunnen bevorderen. Fig.1.  geeft een overzicht van de locatie van enkele kernen in het centrale auditieve systeem bij een coronale doorsnede door de hersenen.

In Fig.2.  is een fMRI (‘functionele Magnetische Resonantie Imaging’) te zien van enkele kernen in het centrale auditieve systeem bij stimulatie van het rechter oor (rood gekleurd) en van het linker oor (blauw gekleurd).

7.2.5.2(2). Theorieën over de oorzaak van tinnitus

Gedurende lange tijd hebben onderzoekers de gedachte gehad dat tinnitus veroorzaakt werd door een toename van de spontane activiteit in de neuronen van hetzij de gehoorzenuw, hetzij de meer centrale kernen van het auditieve systeem, in de auditieve cortex. Omdat tinnitus kan optreden als gevolg van een lawaaitrauma en tevens na toediening van ototoxische stoffen zoals salicylaten heeft veel onderzoek zich gericht op het meten van de spontane activiteit in de gehoorzenuw en de gehoorkernen van geconditioneerde proefdieren.

Tabel I biedt een overzicht van de effecten van aspirine en van een lawaaitrauma op de mate (in het Engels ‘rate’) van spontane activiteit in de neuronen van enkele kernen in het centrale auditieve systeem bij proefdieren.

De gegevens in Tabel laten zien dat er, bij aanwezigheid van tinnitus, in de gehoorzenuw geenverhoging van spontane activiteit optreedt. De toename daarvan, in Tabel I, voor de meer centrale kernen duidt erop dat veranderingen in het centrale auditieve systeem verantwoordelijk lijken te zijn voor het fenomeen tinnitus . Na vele jaren van onderzoek begint duidelijk te worden dat tinnitus veroorzaakt wordt door zowel een toename van de spontane activiteit (Tabel I) als een toename van de synchroniciteit in de vuringen van naburige neuronen in de auditieve cortex en centrale kernen, zoals de colliculus inferior. Een en ander is het gevolg van het wegvallen van de auditieve input, b.v. als gevolg van een lawaaitrauma en na toediening van ototoxische stoffen, in het ‘aangedane’ frequentiegebied. Voor een goed begrip van wat men denkt dat er gebeurt is het nodig twee gevolgen – in de auditieve cortex – van het wegvallen van de auditieve input afzonderlijk te belichten:

1. Het wegvallen van excitatie
2. Het wegvallen van inhibitie

1. Het wegvallen van excitatie
   Fig.3a laat tonotopische ‘maps’ zien in de primaire auditieve cortex van twee katten (hetzelfde gebied). De linker figuur (i) is het resultaat voor een normaalhorende kat. De gekleurde rondjes geven de karakteristieke frequenties van de betreffende locaties aan. Het hele frequentiebereik (2.5–35 kHz) is vertegenwoordigd. Het rechter plaatje (ii) is afkomstig van een kat met een lawaaibeschadiging. Hier ontbreekt dus de input voor de hoge frequenties. In dit geval is er geen tonotopie voor frequenties hoger dan 15 kHz. Ook is te zien dat de gebieden die normaal responderen op de hoge frequenties, ‘overgenomen’ zijn door lagere frequenties, waarvoor – op cochleair niveau – geen gehoorverlies aanwezig is .
   
   
   

   Fig.3a. Tonotopische ‘maps’ in de primaire auditieve cortex van de kat, een normale map voor een normaalhorende kat in de linker afbeelding (i) en een afwijkende map voor een kat met een lawaaibeschadiging in de rechter afbeelding (ii). De gekleurde rondjes geven de karakteristieke frequenties van de betreffende locaties aan. In afbeelding (ii) ontbreken responsies op de hogere frequenties, als gevolg van het ontbreken van input vanuit lagere centra, veroorzaakt door de lawaaibeschadiging. In plaats daarvan zijn karakteristieke frequenties vertegenwoordigd waarvoor – op cochleair niveau – geen gehoorverlies aanwezig is. Deze hebben de betreffende gebieden dus ‘overgenomen’. AES staat voor ‘anterior ectosylvanian sulcus’ en PES voor ‘posterior ectosylvanian sulcus’. Richting van AES naar PES: van caudaal naar rostraal.
   Fig.3b geeft een meer schematisch beeld van het hiervoor besprokene. De ‘lagere’ frequenties (5), (6) en (7) breiden zich uit naar de gebieden waarvoor op dit corticale niveau geen input van de lagere gehoorcentra aanwezig is.[br][br]

2. Het wegvallen van inhibitie
   Onder normale omstandigheden is er in het ‘hoogfrequente’ gebied in de auditieve cortex een balans tussen excitatie en inhibitie. Als gevolg van deze balans blijft de omvang van de projecties van de afzonderlijke frequentiegebieden beperkt (zie Hfdst.6.2.2(2), Par.6, Fig.9). Het wegvallen echter van excitatie in de hoogfrequent gebieden leidt ook tot het wegvallen van de inhibitie in die gebieden.

De aanname is nu dat de tinnitus veroorzaakt wordt door toename van spontane activiteit in de ‘hoogfrequente’ neuronen van de auditieve cortex, als gevolg van het wegvallen van inhibitie. De afname van inhibitie (punt 2) weegt dus zwaarder dan de uitbreiding van excitatie door de lagere frequenties (punt1), zoals afgebeeld in Fig.3a-ii. De toename van spontane activiteit in het gebied dat geen auditieve input (meer) ontvangt levert een tinnitus met een tonaal karakter, zonder dat daar een stimulus aan ten grondslag ligt. Het percept komt overeen met de oorspronkelijke functie van de neuronen in dit frequentiegebied van het gehoorverlies. Vanwege de parallellie met fantoomsensaties en fantoompijn benoemt men tinnitus als een ‘betekenisloos fantoomgeluid’ . Vergelijkbare processen als beschreven zijn aanwezig in lagere kernen, zoals het MG en de IC.

Niet alleen een toename van spontane activiteit in het aangedane (hoogfrequente) gebied van de auditieve cortex kan verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van tinnitus, maar ook de toename van de synchroniciteit in de vuringen van naburige neuronen in dat gebied. Uitkomsten van elektrofysiologisch onderzoek ondersteunen dit. Neuronen in de auditieve cortex in het aangedane frequentiegebied vertonen niet alleen een vergrote spontane activiteit maar ook een grotere synchroniciteit (bij afwezigheid van een externe stimulus – Seki, 2003 en Noreña, 2003). Op de grotere synchroniciteit wordt hier niet verder ingegaan.

De hiervoor beschreven vorm van tinnitus is een gevolg van veranderingen in het perifere gehoororgaan, nadat men langdurig blootgesteld is aan lawaai of wanneer ototoxische stoffen werkzaam zijn. Delen van de auditieve banen verliezen dan hun functionaliteit. Daarnaast kunnen veranderingen in andere gebieden in de hersenen van invloed zijn op het ontstaan van tinnitus of de omvang ervan beïnvloeden. Een voorbeeld hiervan is de ‘blikrichtingstinnitus’ (‘gaze-evoked tinnitus’ GET). Patiënten kunnen in sommige gevallen de hoogte en de sterkte van hun tinnitus beïnvloeden d.m.v. oog- en kaakbewegingen. GET kan zich ontwikkelen na de chirurgische verwijdering van een tumor of na andere vormen van hoofd en nekchirurgie. Ook emoties kunnen van invloed zijn op de sterkte van de tinnitus.

7.2.5.3(2). Psychoakoestische eigenschappen van tinnitus

In de voorafgaande paragraaf is, op basis van m.n. de uitkomsten van elektrofysiologisch onderzoek, gesteld dat tinnitus een gevolg is van een toename van spontane activiteit in de hoogfrequente neuronen van de auditieve cortex. Men kan zich afvragen of de psychoakoestische eigenschappen van tinnitus bij deze theorie passen. In het algemeen blijkt het moeilijk de tinnitus te ‘matchen’ met een extern aangeboden toon of smalle ruisband. De variabiliteit is groot, zowel binnen een sessie als tussen sessies, maar de gematchte frequenties zijn altijd afkomstig uit het aangedane gebied. Frequenties waarvoor het gehoor normaal is komen in ieder geval in het tinnitusspectrum niet voor (Noreña, 2002), ook niet frequenties in de buurt van de laagfrequente rand van het gebied van de lawaaibeschadiging. Wel is opvallend dat in het ‘aangedane’ frequentiegebied, de frequentiediscriminatie beter is dan men op basis van het gehoorverlies zou verwachten (Thai-Van, 2003).

Tinnitus kan vaak gemaskeerd worden door extern aangeboden stimuli (‘tinnitusmaskers’). Het meest effectief daarbij zijn maskeerfrequenties in het gebied van de tinnitus. Kennelijk kan externe stimulatie de oorspronkelijke organisatie herstellen. In dit verband wordt vermeld dat bij het dragen van een hoortoestel, ter compensatie van hoogfrequente gehoorverliezen zoals bij presbyacusis, de tinnitus kan verminderen. Wanneer de externe stimulatie wordt beëindigd komt na een periode van seconden tot minuten de tinnitus weer terug (Henry, 2000). Deze tijdelijke vermindering heet ‘residual inhibition’.

Interessant in dit verband is de bevinding (Norena, 2002) dat wanneer mensen met tinnitus een training in frequentiediscriminatie ondergaan met zuivere tonen in het frequentiegebied van de tinnitus, de mate van tinnitus vermindert.

7.2.5.4(2). Meting van tinnitus m.b.v. neuro-imaging (Functionele Magnetische Resonantie Imaging, fMRI)

De meetbaarheid van tinnitus wordt hier gedemonstreerd m.b.v. fMRI beelden van de Colliculus Inferior (IC) van enkele mensen met eenzijdige tinnitus. Men kan verwachten dat bij het horen van een tinnitus in het rechter oor de linker IC spontaan ‘actief’ is en andersom. Bij een eenzijdige tinnitus in het rechter oor en achtereenvolgens stimulatie van het rechter en linker oor met geluid zal er een verschil optreden tussen de fMRI beelden van de twee colliculi. Fig.4 laat dit voor vier proefpersonen zien. Wanneer het rechter oor gestimuleerd wordt met ruis van 55 dB SPL is in de IC waar de tinnitus vandaan komt (de linker IC) veel minder activiteit te zien dan – bij stimulatie van het linker oor – in de rechter IC. De resultaten in de rechter kolom van Fig.4.  zijn vergelijkbaar met die bij mensen zonder tinnitus.

De interpretatie van de verschillen tussen de resultaten afgebeeld in de twee kolommen van Fig.4. is gebaseerd op de het niveau van de spontane activiteit in de twee IC’s. In dit verband is het nodig te weten dat de activiteit van neuronen of van groepen van neuronen een bepaalde drempel en een verzadigingspunt heeft (een bepaalde dynamische karakteristiek). In de normale situatie is het hele dynamisch bereik beschikbaar om het effect van een externe stimulus zichtbaar te maken. Deze situatie, die van toepassing is op de rechter colliculus (geen tinnitus in het linker oor), is schematisch weergegeven in het linker gedeelte van Fig.5. Aangenomen wordt nu dat in de linker IC het niveau van de spontane activiteit hoog is (het ‘tinnitus’ oor). Deze sterke spontane activiteit brengt echter de activiteit in het betreffende gebied van de IC snel op een niveau nabij het verzadigingspunt. Als gevolg hiervan heeft stimulatie van dit gebied met een externe stimulus veel minder effect dan normaal. Deze situatie is weergegeven in het rechter gedeelte van Fig.5.

Het feit dat de tinnitus zelf op de fMRI geen ‘beeld’ geeft is een gevolg van de procedure van de fMRI. Bij een fMRI worden altijd twee activiteitspatronen bepaald, één in aanwezigheid van de stimulus en één zonder stimulus. Het verschil levert het patroon dat door de stimulus wordt opgewekt. De verhoogde spontane activiteit die met tinnitus correspondeert wordt op indirecte wijze, via de ‘externe’ stimulus, aangetoond.

7.2.5.5(2). Behandeling van tinnitus d.m.v. neurostimulatie

In sommige gevallen is het mogelijk door middel van neurostimulatie (elektrostimulatie) van de gehoorzenuw tinnitus te onderdrukken . Bij neurostimulatie wordt gebruik gemaakt van een elektrode die rond de gehoorzenuw of in de omgeving (promontorium, ronde venster) daarvan geplaatst wordt en die elektrische impulsen aflevert. De actiepotentialen die vervolgens gegenereerd worden activeren de ‘gereorganiseerde’ gebieden in de auditieve kernen. De gedachte is dat deze stimulatie de verstoorde balans tussen excitatie en inhibitie weer enigszins herstelt. Het principe is afkomstig uit de pijnbestrijding (tinnitus is analoog aan fantoompijn). Verder zijn er parallellen met de stimulatie van de gehoorzenuw in cochleaire implantaten, al zijn de stimulatieniveaus bij neurostimulatie veel lager. Inmiddels is er ook stimulatie op het niveau van de colliculi mogelijk.

In zijn algemeenheid bestaat het systeem uit een pulsgenerator met batterij, één of meer geleidende draden en – aan het eind van die geleider – een aantal elektrodepunten. De laatste twee onderdelen zijn afgebeeld in het rechter gedeelte van Fig.6. De geleidende draden zijn verbonden met de pulsgenerator (links in Fig.6) waarin zich ook de batterij bevindt. Het geheel wordt onder de huid geplaatst . De aanwezigheid van meerdere elektrodepunten maakt het mogelijk variatie aan te brengen in de vorm van de stimulatie, zowel spatieel als temporeel, om zo het effect te maximaliseren. Bij elektrostimulatie van de gehoorzenuw bevinden de elektrodepunten zich in een ringetje (met een opening) dat rond de zenuw wordt aangebracht. Door de elektrische prikkeling van de gehoorzenuw wordt een zacht geluid gehoord.

7.2.5.6(2). Links

http://www.ned-ver-audiologie.nl/downloads-en-publicaties/
http://www.oorsuizen.info/

Literatuur

1. Eggermont JJ, Roberts LE. The neuroscience of tinnitus. Trends in Neurosciences 2004;27:676-682.
2. Henry JA, Meikle MB. Psychoacoustic measures of tinnitus. J Am Acad Audiol 2000;11:138-155
3. Holm AF, Staal MJ, Mooij JJA, Albers FWJ. Neurostimulation as a new treatment for severe tinnitus: A pilot study. Otol Neurotol 2005;26:425-428.
4. Jastreboff PJ, Brennan JF, Coleman JK, Sasaki CT. Phantom auditory sensation in rats: An animal model for tinnitus. Behav Neurosci 1988;102:811-822.
5. Langers DRM, Backes WH, van Dijk P. Spectrotemporal features of the auditory cortex: the activation in response to dynamic ripples. NeuroImage 2003;20:265-275.
6. Langers, D. R. M., van Dijk, P., and Backes, W. H. 2005. Lateralization, connectivity and plasticity in the human central auditory system. NeuroImage 28, 490–499.
7. Melcher JR, Sigalovski IS, Guinan JJ, Levine RA. Lateralized tinnitus studied with Functional Magnetic Resonance Imaging: Abnormal Inferior Colliculus activation. J Neurophysiol 2000;83:1058-1072.
8. Noreña AJ, Micheyl C, Chéry-Croze S, Collet L. Psychoacoustic characterization of the tinnitus spectrum: Implications for the underlying mechanisms of tinnitus. Audiol NeuroOtol 2002;7:358-369.
9. Noreña AJ, Tomita M, Eggermont JJ. Neural changes in cat Auditory Cortex after a transient pure-tone trauma. J Neurophysiol 2003;90:2387-2401.
10. Thai-Van H, Micheyl C, Moore BCJ, Collet L. Enhanced frequency discrimination near the hearing loss cut-off: a consequence of central auditory plasticity induced by cochlear damage? Brain 2003;126:2235-2245.
11. Seki S, Eggermont JJ. Changes in spontaneous firing rate and neural synchrony in cat primary auditory cortex after localized tone-induced hearing loss. Hear Res 2003;180:28-38.

Auteur

Lamoré

Revisie

november 2011