Estimulación Optogenética del nervio auditivo

Victor H. Hernandez; Anna Gehrt; Zhizi Jing; Gerhard Hoch; Marcus Jeschke; Nicola Strenzke; Tobias Moser

doi:10.3791/52069

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Artículo de método

Estimulación Optogenética del nervio auditivo

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DOI:

10.3791/52069

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8 de octubre de 2014

Victor H. Hernandez¹^,²^,⁵ , Anna Gehrt¹^,³ , Zhizi Jing³ , Gerhard Hoch¹ , Marcus Jeschke¹ , Nicola Strenzke³ , Tobias Moser¹^,²^,⁴

¹InnerEarLab, Department of Otolaryngology, University Medical Center Goettingen, ²Bernstein Focus for Neurotechnology, University of Goettingen, ³Auditory Systems Physiology Group, Department of Otolaryngology, University Medical Center Goettingen, ⁴Center for Nanoscale Microscopy and Molecular Physiology of the Brain, University of Goettingen, ⁵Department of Chemical, Electronic, and Biomedical Engineering, University of Guanajuato

En este artículo

Resumen

Los implantes cocleares (IC) permitir la audición por la estimulación eléctrica directa del nervio auditivo. Sin embargo, la mala frecuencia y la intensidad de la resolución limita la calidad de la audición con entidades de crédito. Aquí se describe la estimulación optogenética del nervio auditivo en ratones como estrategia alternativa para la investigación auditiva y el desarrollo de las futuras entidades de crédito.

Resumen

La estimulación eléctrica directa de las neuronas del ganglio espiral (NEG) por implantes cocleares (IC) permite la comprensión del habla abierto en la mayoría de los sujetos sordos implantados ^1-6. No obstante, la codificación de sonido con IC actuales tiene mala frecuencia y la resolución de intensidad debido a la amplia difusión actual de cada contacto de electrodo activación de un gran número de NEG lo largo del eje tonotópica de la cóclea ^{7 9.} Estimulación óptico se propone como una alternativa a la estimulación eléctrica que promete más espacialmente confinada activación de NEG y, por tanto, una mayor resolución de frecuencia de la codificación. En los últimos años, la iluminación de infrarrojos directa de la cóclea se ha utilizado para evocar respuestas en el nervio auditivo ^10. Sin embargo se requiere de altas energías que la estimulación eléctrica ^10,11 y la incertidumbre se mantiene en cuanto al mecanismo subyacente ^12. Aquí se describe un método basado en la optogenética para estimular NEGcon la luz azul de baja intensidad, el uso de ratones transgénicos con expresión neuronal de canalrodopsina 2 (ChR2) ¹³ o la expresión mediada por virus de la ChR2 variante Catch ^14. Utilizamos micro-diodos emisores de luz (μLEDs) y láseres de fibra acoplada para estimular NEG ChR2 expresan a través de una pequeña abertura artificial (cocleostomía) o la ventana redonda. Analizamos las respuestas por las grabaciones del cuero cabelludo de los potenciales evocados (luz optogenética de respuesta auditiva del tronco cerebral: oABR) o mediante grabaciones de microelectrodos de la vía auditiva y los comparamos con la estimulación acústica y eléctrica.

Introducción

Según la Organización Mundial de la Salud, 360 millones de personas en todo el mundo sufren de pérdida de la audición. En los sujetos sordos, la estimulación eléctrica directa de NEG por IC, permite la comprensión del habla abierta en la mayoría de ellos ^1,2,4,5. A pesar de que las entidades de crédito han sido implantadas en más de 200.000 personas, siendo así la neuroprótesis más exitoso, codificación de sonido conducido por los actuales implantes cocleares es limitado. IC se basan en la estimulación eléctrica por un cierto número de electrodos donde cada uno se activa una región tonotópico del nervio auditivo evitando así el órgano sensorial disfunciona....