เสียงจากหู

เสียงจากหู (otoacoustic emission, ตัวย่อ OAE)
เป็นเสียงที่หูชั้นในสร้างขึ้น
โดยนักวิทยาศาสตร์ได้พยากรณ์ว่ามี ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2491 แล้วต่อมาจึงพิสูจน์ด้วยการทดลองได้ในปี 2521
เสียงมีเหตุจากการทำงานของเซลล์และกลไกการทำงานของหูชั้นใน
งานศึกษาได้พิสูจน์แล้วว่า เสียง OAE จะหายไปหลังจากที่หูชั้นในเสียหาย และดังนั้น จึงมักจะใช้ในแล็บและคลินิกเพื่อตรวจสุขภาพหู
โดยทั่วไปแล้ว มีการปล่อยเสียงสองแบบ คือ การปล่อยเสียงเอง (spontaneous otoacoustic emission, SOAE) และการปล่อยเสียงเนื่องด้วยสิ่งเร้า (evoked otoacoustic emission, EOAE)
นักวิทยาศาสตร์บางพวกสันนิษฐานว่า เสียงที่เกิดขึ้นเป็นหลักฐานแสดงการขยายเสียงในหูชั้นใน เหมือนกับที่ระบบขยายเสียงหอนเมื่อทำงานเกิน
== กลไก ==
OAE พิจารณาว่าสัมพันธ์กับหน้าที่การขยายเสียงของหูชั้นในรูปหอยโข่ง (คอเคลีย)
เมื่อขาดสิ่งเร้าภายนอก การขยายเสียงของคอเคลียจะเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดเสียง
หลักฐานจากการศึกษาหลายแนวแสดงนัยว่า ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เซลล์ขนด้านนอก (outer hair cells, OHC) ของคลอเคลีย เป็นตัวเพิ่มความไวต่อเสียงและความถี่เสียง โดยเป็นตัวขยายเสียง
ทฤษฎีหนึ่งเสนอว่า OHC ช่วยทำให้แยกแยะเสียงต่าง ๆ ได้ดีขึ้นโดยลดเสียงกลบ (masking effect)
อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์พบว่า เมื่อกระตุ้น OHC ที่อยู่เดี่ยว ๆ ด้วยไฟฟ้า เซลล์จะสามารถยืดและหดได้โดยเป็นกระบวนการปรับทิศทางของโปรตีน prestin ที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเรียกว่า somatic electromotility (การเคลื่อนไหวของตัวเซลล์เองอาศัยไฟฟ้า)
แต่เนื่องจากว่า แม้แต่สัตว์ที่ไม่มี OHC ก็มีเสียง OAE จากหู ก็ไวเสียงที่ความถี่เฉพาะ ๆ และก็ไวเสียงค่อย ๆ เหมือนกัน ดังนั้น การเคลื่อนไหวของตัวเซลล์เองไม่น่าจะเป็นเหตุเดียวที่ให้เกิด OAE การทดลองในสภาพแวดล้อมเทียม (in vitro) แสดงว่า นอกจากจะมีหน้าที่ตรวจจับเสียงแล้ว ขนของเซลล์ขนยังสามารถออกแรงต่อหัวอุปกรณ์ทดลองภายใต้สถานการณ์บางอย่าง และจะทำงานใต้ภาวะไม่เสถียรที่เรียกว่า Hopf bifurcation ซึ่งแสดงถึงการกลับไปกลับมาของขนเซลล์ได้เอง สภาพเช่นนี้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของหูชั้นในรวมทั้งการขยายเสียง การตอบสนองต่อความถี่ในที่เฉพาะ ๆ การไวต่อระดับเสียงดังค่อยไม่เท่ากัน ความไม่เสถียรของขน และการปล่อยเสียงจากหู การขยับเองของเซลล์ขนเช่นนี้เรียกว่า การเคลื่อนไหวเองของมัดขน (hair-bundle motility) ซึ่งอาจเป็นเหตุให้เกิด OAE อีกอย่างหนึ่ง
== รูปแบบ ==
=== เกิดเอง ===
เสียงปล่อยจากหูเอง (Spontaneous otoacoustic emission, SOAE) เป็นเสียงที่หูสร้างขึ้นโดยไม่มีสิ่งเร้าภายนอก และสามารถวัดได้ด้วยไมโครโฟนไวเสียงในช่องหูด้านนอก
SOAE อย่างน้อยชนิดหนึ่งสามารถตรวจจับได้ในประชากรประมาณ 35-50%
โดยมีความถี่ที่เสถียรระหว่าง 500-4,500&nbsp;เฮิรตซ์ แต่มีระดับเสียงที่ไม่เสถียรระหว่าง -30-+10&nbsp;dB&nbsp;SPL
แม้คนโดยมากจะไม่รู้ว่าหูของตนสร้างเสียง แต่ก็มีคนประมาณ 1-9% ที่ได้ยิน SOAE โดยเป็นเสียงในหู (tinnitus)
มีงานศึกษาอื่นที่แสดงว่า 70% ของคนปกติทั้งในผู้ใหญ่และในเด็กอาจมี SOAE โดยเกิดจากกระบวนการขยายเสียงของหูชั้นใน เหมือนกับเครื่องขยายเสียงหอนเมื่อทำงานเกิน และต้องทำงานเช่นนี้เพื่อแก้สัญญาณเสียงที่ลดลงเนื่องจากต้องวิ่งผ่านน้ำและเนื้อเยื่อของหูชั้นใน มีแม้แต่รายงานจากแพทย์ว่า ได้ยินเสียงที่เกิดในหูของทารกเกิดใหม่
=== เร้าให้เกิด ===
เสียงปล่อยจากหูเองโดยเร้า (Evoked otoacoustic emission, EOAE) เกิดได้อย่างน้อยโดย 3 วิธี
Stimulus Frequency OAEs (SFOAEs) เป็นค่าที่วัดเมื่อเร้าด้วยเสียงความถี่เดียว โดยวัดความต่างกันระหว่างเสียงที่ใช้เร้าและเสียงที่มาจากหู
ส่วน Transient-evoked OAEs (TEOAEs หรือ TrOAEs) จะเกิดเมื่อใช้เสียงกริ๊กที่มีความถี่กว้าง หรือ toneburst ที่ใช้เวลาสั้น ๆ มีความถี่เดี่ยว
เสียงจากหูที่ได้จากเสียงกริ๊กมีความถี่จนถึงประมาณ 4&nbsp;กิโลเฮิรตซ์ ในขณะที่ toneburst จะทำให้เกิดเสียงในความถี่ที่ใกล้ ๆ กับความถี่เสียงที่ส่งแต่แรก
Distortion product OAEs (DPOAEs) จะเร้าด้วยเสียงคู่ที่ความถี่ f_1 และ f_2 โดยปกติดังที่ 65, 55 dBSPL หรือ 65 สำหรับทั้งสอง และมีอัตรา f_1\mbox{ }:\mbox{ }f_2
เสียงที่ปล่อยจากหูเพราะเสียงเร้าเหล่านี้อยู่ที่ความถี่ f_{dp} ซึ่งสัมพันธ์กันทางคณิต โดยความถี่สองอย่างที่ชัดที่สุดคือ f_{dp}=2f_1-f_2 ("cubic" distortion tone ซึ่งใช้เพื่อตรวจคัดกรองมากที่สุด) และ f_{dp}=f_2-f_1 ("quadratic" distortion tone หรือ distortion tone)
โดยย่อ ๆ แล้ว เสียงกริ๊กที่ส่งเข้าในหูจะทำให้หูชั้นในส่งเสียงตอบรับภายในไม่กี่มิลลิวินาที โดยปกติจะตอบจำกัดที่ความถี่โดยเฉพาะ ๆ ถ้าตอบสนองเป็นเสียงความถี่สูงจะตอบเร็วกว่า (5 มิลลิวินาที) ถ้าเป็นความถี่ต่ำจะตอบช้ากว่า (20 มิลลิวินาที) และนี่ไม่ใช่เป็นเพียงแค่เสียงสะท้อน แต่เป็นเสียงที่คอเคลียตอบสนองต่อเสียงโดยแรงกล
== ความสำคัญในการรักษา ==
เสียงจากหูสำคัญในการรักษาเพราะเป็นวิธีง่าย ๆ เพื่อตรวจสอบความพิการทางการได้ยินของทารกเกิดใหม่หรือเด็กเล็ก ๆ ที่ไม่สามารถให้ความร่วมมือในการทดสอบทั่วไปได้
ประเทศตะวันตกหลายประเทศปัจจุบันมีโปรแกรมตรวจคัดกรองการได้ยินของเด็กเกิดใหม่
และก็ยังมีโปรแกรมตรวจการได้ยินของเด็ก ๆ ที่ใช้เทคโนโลยี OAE ด้วย
โปรแกรมตัวอย่างหนึ่งก็คือ Early Childhood Hearing Outreach Initiative ที่ศูนย์ประเมินและการบริหารการได้ยินแห่งชาติ (NCHAM) ที่มหาวิทยาลัย Utah State University ที่ส่งเสริมโปรแกรมช่วยเหลือเด็กและครอบครัวที่ยากจน (Early Head Start) ทั่วสหรัฐอเมริกาเพื่อให้มีการตรวจคัดกรองแบบ OAE และปฏิบัติการอื่น ๆ เพื่อช่วยเด็กในเรื่องการศึกษาช่วงต้นชีวิต
การตรวจคัดกรองหลักจะทดสอบการมี click-evoked OAE นอกจากนั้นแล้ว เสียงจากหูยังสามารถช่วยวินิจฉัยอาการต่าง ๆ ของคอเคลียและการไม่ได้ยินทางประสาทได้ละเอียดยิ่งขึ้น (เช่น auditory neuropathy)
ได้มีการทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างเสียงจากหูกับเสียงในหู (tinnitus)
งานศึกษาหลายงานแสดงว่า คนปกติประมาณ 6-12% ที่มีทั้งอาการเสียงในหู และ SOAEs เสียงจากหูจะมีส่วนทำให้เกิดอาการเสียงในหู
งานศึกษาได้พบว่า บางคนที่มีอาการเสียงในหูมี EOAEs แบบขึ้น ๆ ลง ๆ หรือแบบสม่ำเสมอ แต่ในกรณีเหล่านี้ สันนิษฐานว่า เสียงจากหูและอาการเสียงในหูมีเหตุโรคอย่างเดียวกัน โดยเสียงจากหูไม่ได้เป็นเหตุ
นอกจากจะใช้ทดสอบระดับการได้ยินแล้ว เสียงจากหูยังสามารถใช้ตรวจจับความเปลี่ยนแปลงของการได้ยินอีกด้วย
งานศึกษาพบว่า การได้ยินเสียงดัง ๆ สามารถลดการตอบสนองด้วย OAE
คือ งานหนึ่งเปรียบคนงานอุตสาหกรรมที่ได้ยินเสียงระดับ 84.5 dBA เทียบกับคนงานที่ได้ยินระดับ 53.2 dBA โดยเปรียบเทียบเสียงเบาที่สุดที่ได้ยิน และ OAE ก่อนและหลังทำงานเป็นเวลา 5 วัน
งานศึกษานี้แสดงว่า เสียงเบาที่สุดที่ได้ยินและ OAE จะแย่กว่าอย่างมีนัยสำคัญในคนงานที่ได้ยินเสียงที่ดังกว่า
งานศึกษาหนึ่งพบว่า distortion product otoacoustic emissions (DPOAE’s) จะสามารถตรวจจับการเสียการได้ยินแบบน้อย ๆ ต่อเสียงความถี่สูงเทียบกับ transient evoked otoacoustic emissions (TEOAE)
ซึ่งชี้บอกว่า DPOAE สามารถช่วยตรวจจับการเสียการได้ยินที่เกิดจากเสียงดังได้
งานศึกษาหนึ่งที่วัดขีดเสียงเริ่มได้ยินและ DPOAE ในทหารพบว่า DPOAE ลดลงหลังจากได้ยินเสียงดัง แต่ขีดเสียงที่เริ่มได้ยินไม่เปลี่ยน
ซึ่งเป็นหลักฐานแสดงว่า OAE สามารถตรวจจับความเสียหายต่อหูที่เกิดจากเสียงได้เร็ว
== ความสำคัญทางชีวมิติ ==
ในปี 2552 นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันได้ทำงานวิจัยเพื่อใช้เสียงจากหูเป็นตัวระบุบุคคลทางชีวมิติ
โดยใช้อุปกรณ์ที่มีไมโครโฟนที่สามารถจับเสียงค่อย ๆ ที่ปล่อยจากหูเพื่อระบุบุคคล ดังนั้น ช่วยให้เปิดใช้อุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องใช้รหัสผ่านปกติ
แต่สันนิษฐานกันว่า หวัด การทานยา การตัดขนหู การอัดเสียงไว้แล้วเล่นเสียงใส่ไมโครโฟนจะสามารถหลอกระบบได้
== ดูเพิ่ม ==
Auditory brainstem response
== เชิงอรรถและอ้างอิง ==
== แหล่งข้อมูลอื่น ==
M.S. Robinette and T.J. Glattke (eds., 2007). Otoacoustic Emissions: Clinical Applications, third edition (Thieme).
G.A. Manley, R.R. Fay, and A.N. Popper (eds., 2008). Active Processes and Otoacoustic Emissions (Springer Handbook of Auditory Research, vol. 30).
S. Dhar and J.W. Hall, III (2011). Otoacoustic Emissions: Principles, Procedures, and Protocols (Plural Publishing).
สวนศาสตร์
การได้ยิน
วิธีดำเนินการทางหู