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Nichtlineare Entwicklung der c-Fos-exprimierenden Neuronenpopulation im auditorischen Hirnstamm der Ratte bei monotoner CI-Stimulation
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Veröffentlicht: | 22. April 2010 |
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Einleitung: Das Immediate-Early-Gene c-fos ist eines der ersten infolge sensorischer oder elektrischer Cochleastimulation exprimierten Gene im auditorischen System. Als Komponente des Aktivator-Protein-1 Signalweges ist es über Regulation verschiedener Gene an neuroplastischen Umbauprozessen beteiligt.
Methoden: Durch unilateralen Einsatz eines Cochlea-Implantats (CI) in die mediale Windung der Cochlea oder durch das Runde Fenster und anschließender anhaltender, elektrischer interacochleärer Stimulation (EIS) für 45min bis 5h bei 50Hz, erforschen wir das c-Fos Expressionsmuster auf Ebene des anteroventralen Cochleariskerns (CN) und dem Colliculus inferior (IC) von anästhesierten Ratten. Die Effektivität der Stimulation wurde durch Messung der elektrischen auditorischen Hirnstamm Antworten überprüft.
Ergebnisse: Infolge zeitlich variierender EIS konnte im CN der stimulierten Seite für jeden Zeitpunkt tonotope c-Fos Expression beobachtet werden. Zudem zeigte die Anzahl c-Fos positiver Zellkerne im CN eine Nichtlinearität mit hohen c-Fos Dichten nach 2 und 5h EIS und einem signifikanten Minimum nach 3.15h, wobei sich die c-Fos Dichte im zentralen Gebiet des CN von 2 nach 5h signifikant erhöht, während die angrenzenden lateralen und medialen Regionen des CN keine Änderungen der Kerndichte aufweisen. Im IC ist nach EIS tonotope c-Fos Expression nur auf der kontralateralen Seite zu beobachten.
Schlussfolgerung: Bei einseitiger monotoner CI-Stimulation tritt eine dynamische Nichtlinearität (Zunahme und Umverteilung) von c-Fos exprimierenden Neuronen im CN der implantierten Seite ein. Offenbar werden bei anhaltender Stimulation der Hörbahn verschiedene Neuronenpopulationen zeitversetzt einem plastischen Umbau des zentralen auditorischen Systems unterworfen.
Unterstützt durch: Cochlear GmbH, Hannover