验证用于检测耳鸣的间隙惊跳范式：基于机器学习的CBA/CaJ小鼠研究

耳鸣是最常见的听觉障碍之一，影响约三分之一的美国人，其定义为在不存在声学刺激的情况下，个体在一侧或双侧耳中感知到嗡嗡声或铃声。啮齿动物耳鸣筛查的一种客观方法是声学惊跳反射的间隙前脉冲抑制（gap prepulse inhibition of the acoustic startle reflex，GPIAS），即在噪声中插入一段无声间隙后，由强烈听觉刺激所诱发的突然运动反应受到抑制。一般认为，嵌入窄带噪声中的间隙所引起的抑制减弱反映了耳鸣的主要音调，因为耳鸣会将该间隙“填充”。然而，Lobarinas等人（2013）指出了一个关键局限：在发生声学创伤或听力损失后，啮齿动物的声学惊跳反射往往会显著减弱，从而产生“地板效应”；即使间隙感知仍然完整，进一步的抑制也无法被检测到，进而导致耳鸣筛查结果出现假阳性。为解决这一局限，我们采用CBA/CaJ小鼠模型评估触觉气流刺激修饰方法的有效性，并使用机器学习算法对惊跳反应进行分类，在区分惊跳反应与非惊跳反应方面达到了98%的准确率。我们通过堵塞耳道诱导单侧传导性听力损失，发现小鼠的间隙检测能力增强，这与Lobarinas及其同事在大鼠中观察到的假阳性耳鸣指标形成对比。我们还通过水杨酸钠进行药理学诱导耳鸣，发现间隙检测模式出现频率特异性改变。我们的研究结果表明，数据分析方法的差异，尤其是采用机器学习算法筛除非惊跳反应，可能解释小鼠与大鼠模型之间的物种特异性差异，并显著提高GPIAS作为耳鸣筛查评估工具的有效性。

耳鸣是最常见的听觉障碍之一，影响约三分之一的美国人，其定义为在不存在声学刺激的情况下，个体在单耳或双耳中感知到嗡嗡声或铃声。啮齿动物耳鸣筛查的一种客观方法是声学惊跳反射的间隙前脉冲抑制（gap prepulse inhibition of the acoustic startle reflex，GPIAS），即在噪声中出现一个无声间隙后，由强烈听觉刺激所诱发的突发性运动反应受到抑制。一般认为，在窄带噪声中嵌入间隙后抑制作用减弱，反映了耳鸣的主要音调，这是因为耳鸣会将该间隙“填补”。然而，Lobarinas等人（2013）指出了一个关键局限：在声学创伤或听力损失之后，啮齿动物的声学惊跳反射通常会显著减弱，从而产生“地板效应”，即使间隙感知仍然完整，进一步的抑制也可能无法被检测到，进而导致耳鸣筛查结果呈假阳性。为应对这一局限，我们采用CBA/CaJ小鼠模型评估触觉气流刺激修饰方法的有效性，并使用机器学习算法对惊跳反应进行分类，在区分惊跳反应与非惊跳反应方面达到98%的准确率。我们通过堵塞耳道诱导单侧传导性听力损失，发现小鼠的间隙检测能力增强，这与Lobarinas及其同事在大鼠中观察到的假阳性耳鸣指标形成对比。我们还通过水杨酸钠诱导耳鸣，发现间隙检测模式出现频率特异性改变。我们的研究结果表明，数据分析方法的差异，尤其是采用机器学习算法筛除非惊跳反应，可能解释小鼠与大鼠模型之间的物种特异性差异，并显著提高GPIAS作为耳鸣筛查评估工具的有效性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.05.747694v1?rss=1

🏷️ 耳鸣检测 间隙惊跳前脉冲抑制 听觉惊跳反射 机器学习 小鼠模型