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85th Annual Meeting of the German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery

German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery

28.05. - 01.06.2014, Dortmund

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Optogenetische Stimulation der Cochlea

Meeting Abstract

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  • corresponding author Anna Gehrt - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Victor H. Hernandez - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Nicola Strenzke - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Kirsten Reuter - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Zhizi Jing - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Alejandro Mendoza Schulz - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Gerhard Hoch - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen
  • Matthias Bartels - Universität Göttingen / Institut für Röntgenphysik, Göttingen
  • Livia de Hoz - Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin, Göttingen
  • Tobias Moser - Universitätsmedizin Göttingen / InnenOhrLabor, Göttingen

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. 85. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. Dortmund, 28.05.-01.06.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. Doc14hnod350

doi: 10.3205/14hnod350, urn:nbn:de:0183-14hnod3507

Published: April 14, 2014

© 2014 Gehrt et al.
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Wenn Hören nicht funktioniert, kann Sprachverstehen durch auditorische Prothesen ermöglicht werden. Allerdings ist die Schallkodierung mit derzeit gebräuchlichen elektrischen Prothesen, aufgrund der Ausbreitung des Stroms im Gewebe, in ihrer Frequenzauflösung limitiert. Optische Stimulation von auditorischen Neuronen kann räumlich begrenzt werden und so die Frequenzauflösung verbessern. Zu diesem Zweck haben wir die optogenetische Stimulation des auditorischen Systems etabliert.

Mittels Channelrhodopsin-2 (ChR2), einem Licht-gesteuerten Ionen-Kanal, können Spiralganglien Neurone (SGNs) und Neurone der nachgeschalteten Hörbahn lichtempfindlich gemacht werden. Die optogenetische Aktivierung von SGNs wurde anhand von Einzelfaserantworten und Antworten von Neuronenpopulationen demonstriert.

In zwei Mausmodellen für menschliche Taubheit konnte durch optogenetische Stimulation auditorische Aktivität hergestellt werden. Zur Abschätzung der räumlichen Ausbreitung cochleärer Exzitation wurden Messungen des lokalen Feldpotentials im Colliculus Inferior (IC) als Antwort auf überschwellige optische und elektrische Stimuli durchgeführt. Die Ergebnisse legen eine bessere Frequenzauflösung von optogenetischer im Vergleich zu monopolarer elektrischer Stimulation nahe. Darüber hinaus etablierten wir den Virus-vermittelten Gentransfer von ChR2 in die SGNs.

Diese Studie demonstriert die Machbarkeit der optogenetischer Stimulation des auditorischen Systems in Nagetieren und bildet damit die Grundlage für den zukünftigen Einsatz von Optogenetik in auditorischen Prothesen und in der auditorischen Forschung.

Unterstützt durch: This work was supported by the German Federal Ministry of Education and Research (Bernstein Focus for Neurotechnology grant to T.M. and MED-EL Germany, 01GQ0810), by Competitive Research Program (CRP) funds from National Research Foundation, Singapore and the World Class Institute (WCI) Program of the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education, Science and Technology of Korea (MEST) (NRF Grant Number: WCI 2009-003).

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.