Dynamik des Inhibitionseinflusses bei der Prozessierung akustischer Signale im Cochleariskern (CN) und im Medial Trapezkörperkern (MNTB)

• Applicant: Professor Dr. Rudolf Rübsamen
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2006 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 27051715

In den letzten Jahren wurde die exzitatorische synaptische Übertragung an den endbulb of Held-Terminalen im anteroventralen Cochleariskern (AVCN) und an den Calyx-Terminalen im Medialen Trapezkörperkern (MNTB) als Modell zur Untersuchung synaptischer Transmission an identifizierten Synapsen im Säugergehirn etabliert. In einer Reihe von Studien (unter anderem auch aus dem eigenen Labor) wurde zudem der Nachweis geführt, dass akustisch evozierte Inhibition ganz wesentlich die synaptische Übertragung beeinflusst. Weitgehend ungeklärt, aber von entscheidender Bedeutung zur Klärung der Funktionalität der Signalprozessierung, ist die Frage nach der Dynamik der Inhibitionswirkung. Diese Aufklärung ist das Ziel des hier beantragten Vorhabens. Dies soll durch eine Verknüpfung unserer bisherigen Ergebnisse zum Nachweis akustisch evozierter Inhibition bei der zeitkritischen Signalverarbeitung spezialisierter Synapsen in AVCN und MNTB mit Daten zur Dynamik des Inhibitionseinflusses erfolgen. Mittels Einzelzellableitung sollen unter akustischer Stimulation simultan prä- und postsynaptische spektro-temporale rezeptive Felder (STRF) erfasst werden. Aus der Verrechung dieser Datensatzpaare lassen sich präzise Informationen über den jeweiligen Frequenzgang und den zeitlichen Verlauf der Inhibitionswirkung erfassen. Zusätzlich soll unter Nutzung des Zweiton-Stimulus-Paradigmas eine zeitlich variierende sinusförmig amplitudenmodulierte (SAM) Inhibition induziert werden, und mittels dieser Signalgebung die Dynamik der Inhibitionswirkung auf die ebenfalls akustisch evozierte Exzitation quantifiziert werden. Die pharmakologische Blockierung der Inhibition unter in vivo Messbedingungen soll die Differenzierung zwischen GABAerger und glycinerger Inhibitionswirkung ermöglichen. Da eine nichtlineare Verknüpfung zwischen der akustisch evozierten Exzitation und Inhibition zu erwarten ist, sind zur Charakterisierung der Wechselwirkung zwischen beiden Prozessen alle drei Versuchsvorhaben erforderlich: (1) Prä- und postsynaptische Erfassung spektro-temporaler rezeptiver Felder (2) SAM-Exzitation zusammen mit tonischer Inhibition im Vergleich zu tonischer Exzitation mit SAM-Inhibition (3) Pharmakologische Blockierung der Inhibition unter beiden vorgenannten Registrierbedingungen. Die Ergebnisse werden einen wesentlichen Beitrag zum Funktionsverständnis der Interaktion zwischen neuronaler Exzitation und Inhibition bei der Signalverarbeitung im auditorischen Hirnstamm liefern.

• DFG Programme: Research Grants