Einfluss von kombinierter Stimulation der Cochlea und des Nervus vagus auf spektrale Plastizität im auditorischen Cortex

In hörenden Ratten wurde die Kombination von akustischer Stimulation mit elektrischer Stimulation des Nervus vagus (VNS) erfolgreich eingesetzt, um die spektrale Verarbeitung von Signalen im auditorischen Kortex (AC) gezielt zu beeinflussen und pathologisch verbreiterte Frequenzabstimmungen nach Lärmtrauma zu renormalisieren (Engineer et al., Nature 2011). Analog hierzu untersucht die vorliegende Studie, ob sich durch Kombination von elektrischer Stimulation der Cochlea mit VNS (CI/VNS) ertaubungsinduzierte Degradationen in der CI-Kanaltrennung umkehren lassen.

Adulte Gerbils wurden bilateral ertaubt und mit einem Multikanal-CI und einer Elektrode um den ipsilateralen (linken) Nervus vagus implantiert. Ähnlich zu vorherigen Kombinationen von Reintönen und VNS wurde eine einkanalige CI-Stimulation mit VNS-Pulsen über mehrere Wochen gepaart. Akut-ertaubte Gerbils und Gerbils mit alleiniger CI-Stimulation dienten als Kontrollen. Mikroelektrodenableitungen wurden eingesetzt, um spektrale Karten für mehrkanalige CI-Stimulation im AC zu erstellen.

Bei ertaubten Gerbils hatte CI/VNS keinen Effekt auf die spektrale Selektivität im AC. Um speziesspezifische (Ratte vs. Gerbil) und stimulusspezifische (akustisch vs. elektrisch) Unterschiede als mögliche Ursachen für fehlende VNS-induzierte Plastizität zu evaluieren, wurde bei hörenden Gerbils VNS mit Tönen gepaart. Auch hier gab es keine Veränderungen in der corticalen Repräsentation des VNS-gepaarten Signals.

Zusammenfassend führte bei Gerbils weder die Kombination von elektrischer noch akustischer Stimulation der Cochlea mit VNS zu funktioneller Plastizität im AC. Das plastische Potential von gepaarter VNS ist möglicherweise speziesspezifisch. Weitere Faktoren für die fehlende Replikation der Studien mit Ratten werden diskutiert.

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Publication Date:
18 April 2018 (online)