芭蕾舞演员轻松地跃入空中，像陀螺一样原地旋转，是人类身体在最壮观和受控状态下运动的景象。他们的大脑似乎也很特别，能够避开快速旋转通常会导致的眩晕。今年年初发表的一项研究中，研究人员发现，与普通人的大脑相比，舞者大脑中参与旋转感知的部位似乎不太敏感，这可能有助于他们抵抗眩晕。
对于数百万其他人来说，突然开始旋转的是他们的整个世界，而不是他们自己。当眩晕发作时，即使是最简单的任务，比如穿过房间，也可能变得不可能，而且这种情况可能会持续数月或数年。在美国，39岁以上的成年人中有 35%——即 6900 万人——曾经历过一次或多次眩晕，通常是因为内耳中感知身体位置的部分或将信息传递到大脑的神经受损。虽然药物和物理疗法可以帮助许多人，但仍有数万人无法从现有治疗中获益。“我们平衡感严重丧失的患者一遍又一遍地被告知，我们对此无能为力，”研究内耳疾病并指导约翰·霍普金斯前庭神经工程实验室的耳鼻喉科医生查尔斯·德拉·桑蒂纳说。
史蒂夫·巴赫的噩梦始于 2013 年 11 月。这位建筑经理当时在位于新泽西州帕西帕尼的家中。“突然间，房间像 78 转的唱片一样飞速旋转，”现年 57 岁的巴赫说道。当他的女儿发现他时，他正蜷缩在客厅地板上呈胎儿姿势，女儿拨打了 911。他在医院住了五天。“坐在床上，”他回忆道，“就像坐在六英尺高的梯子上。”巴赫的医生告诉他，他的左内耳因病毒感染而发炎。他接受了六个月的物理治疗，以训练他的大脑和他健康的右耳来补偿左耳功能的丧失。这有所帮助，他于 2014 年 5 月重返工作岗位。即便如此，今年春天，当他在建筑工地周围走动时，他仍然感到片刻的不稳。“无论你大脑中的什么东西告诉你你的脚何时着地以保持直立，我都没有 100% 的那种能力，”他说。眩晕还会引发严重的焦虑和抑郁、损害短期记忆、扰乱家庭生活和阻碍事业。
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德拉·桑蒂纳说，这种令人痛苦的困难正在促使医生们测试针对最严重的眩晕病例的新疗法。他正在开始一项针对内耳人工耳蜗植入体的临床试验。其他医生正在试验基因疗法来修复内耳损伤。而对舞者的研究开始揭示与平衡有关的大脑解剖结构的新方面，这些部位可能成为未来治疗的目标。
耳朵是让我们保持直立和稳定的关键，因为它们拥有一个被称为外周前庭系统的解剖学奇迹。这是一个微小的装置，在每个耳朵中，由充满液体的环、球和微小的毛细胞组成。毛发顶部覆盖着一层膜，膜上镶嵌着更小的碳酸钙晶体。当头部移动时，晶体拉动毛发，并与其他解剖结构结合，将有关运动、方向和速度的信息传递到前庭神经。神经将其传递到大脑茎部的区域，称为小脑，以及其他神经区域。然后，大脑激活各种肌肉和视觉系统来维持平衡。
这个精细系统可能出现问题的清单很长。内耳眩晕的原因包括肿瘤、细菌和病毒感染、某些抗生素的损害以及梅尼埃病，这是一种以反复发作的眩晕、听力丧失和耳鸣为特征的慢性病，专家估计，这种疾病还会影响另外 500 万人。最常见的前庭疾病是良性阵发性位置性眩晕症 (BPPV)。当游离的晶体脱落，漂浮到前庭环中并产生虚假的运动感时，就会发生这种情况。幸运的是，这种类型的问题通常可以通过物理疗法有效地治疗，物理疗法包括重复进行一组缓慢的头部运动，使晶体漂浮出环。
但是物理疗法并非对所有人都有帮助，或者像巴赫的案例一样，无法完全治愈患者。一些患者双耳前庭功能丧失。对于他们，德拉·桑蒂纳和他在约翰·霍普金斯大学的同事一直在开发一种植入物，用机械组件代替受损的内耳解剖结构。一旦研究人员获得美国食品和药物管理局的批准，他们将开始在人体上测试他们的发明，称为多通道前庭植入物。该设备以人工耳蜗植入体为模型，自 1982 年首次使用以来，人工耳蜗植入体已为成千上万的人恢复了听力。这些植入体使用麦克风拾取声音振动，并通过听觉神经将其传输到大脑。前庭植入物没有麦克风，而是有两个微型运动传感器，可以跟踪头部的运动。其中一个传感器是陀螺仪，用于测量头部向上、向下和环顾房间的运动。另一个传感器是线性加速度计，用于测量方向运动，例如直线行走或走下楼梯。运动传感器不是将声音分解为不同的频率分量并将其发送到听觉神经，而是将表示头部位置和运动的信号发送到前庭神经。
华盛顿大学对四名梅尼埃病患者进行的不同前庭植入物试验的结果好坏参半。虽然最初效果很好，但几个月后效果就逐渐减弱。但约翰·霍普金斯大学的设备设计不同，将用于治疗梅尼埃病以外疾病的患者，因此医生们希望结果会更好。
耳朵基因
正在人体上测试的另一种策略涉及一种控制内耳毛细胞生长的基因。在胚胎发育过程中，ATOH1 基因指导这些细胞的产生，这些细胞对于听力和平衡至关重要。该基因在出生时停止工作，使人类的毛发数量固定——如果毛发受损，就会出现问题。在堪萨斯大学耳鼻喉科医生欣里奇·施泰克领导的早期 FDA 批准的针对平衡和听力的临床试验中，研究人员正在全身麻醉下将该基因注射到 45 名严重听力丧失患者的耳朵中。在对内耳严重受损的小鼠进行的实验中，该化合物将毛细胞水平恢复到正常水平的 50%，听力有所改善。如果实验性化合物 CGF166 在人体中产生类似的效果，它可能会开启前庭疾病治疗的新纪元。
基因疗法需要谨慎处理；它会引发严重的免疫系统反应，并且在其他实验中，患者已经死亡。施泰克说，该试验中的安全因素包括一种只能在靶细胞中开启的基因，以及不会在体内循环的微量剂量。此外，他解释说，基因周围的病毒外壳有助于其穿透细胞，在之前使用不同基因进行的约 1,500 人的实验中，“没有出现安全问题”。
即使此类研究取得成功，我们对致残性眩晕的基本知识仍然存在重大差距。例如，医生不知道为什么耳晶体会首先脱落。这些差距是一些研究人员转向芭蕾舞演员的原因。其目的是研究特别强大的前庭系统，以更好地了解不健康系统的奥秘。
伦敦帝国学院的一个团队使用一系列测试和脑部成像技术来研究专业芭蕾舞演员在进行多次旋转时抵抗眩晕的能力。科学家们研究了 29 名平均接受 16 年训练的女性舞者——舞者在六岁或更早时开始训练——并将她们与女性赛艇运动员进行了比较。该小组今年在《大脑皮层》杂志上报告说，经验更丰富、训练有素的舞者在小脑中感知眩晕的部分神经元密度较低。研究人员认为，这种解剖结构较小，是因为舞者不断抑制对眩晕的感知。在旋转过程中，舞者尽可能长时间地将目光集中在一个固定点上。这种称为定点注视的技术限制了发送到大脑的感官信号。多年训练中“抵抗眩晕的主动努力”也使研究中的舞者在右脑半球处理这些信号的部分中，神经元连接网络更小、更慢。
科学家们认为，如果能够找到在非舞者中使用物理疗法来培养这种抑制能力的方法，这种抑制能力可能有一天会为慢性眩晕患者提供缓解。对于成千上万的患者来说，这将是一个好转。