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Projekt
Zeitliche Auflösung der binauralen Integration im Lateralen Oberen Olivenkern und deren Implikationen für die elektrische Wiederherstellung des Richtungshörens
Antragsteller
Privatdozent Dr. Michael Pecka
Fachliche Zuordnung
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279586062
Die zeitlich präzise Integration synaptischer Eingänge stellt ein grundlegendes Prinzip sensorischer Verarbeitung in neuronalen Netzwerken dar. Im Hörsystem detektieren beispielsweise Neurone des Hirnstamms kleinste Unterschiede im Mikrosekundenbereich zwischen erregenden und hemmenden Eingängen, und ermöglichen somit eine genaue Lokalisierung von Schallquellen. Diese grundlegende Funktion unseres Hörsinns ist sowohl für Kommunikation (z.B. bei einer Unterhaltung in Mitten vieler anderer Gespräche) als auch für die Orientierung (z.B. beim Überqueren einer belebten Straße) unentbehrlich. Gleichwohl sind die Vorgänge im Gehirn, die dieser Fähigkeit zu Grunde liegen, nicht ausreichend erforscht. Insbesondere sind die zeitlichen Grenzen und die funtionelle Rolle der synaptischen Hemmung innerhalb des Integrationsprozesses nicht bekannt. Eine besseres Verständnis dieses Aspekte des Verarbeitung im Hörsystem ist jedoch höchst erstrebenswert, sowohl um die Prinzipien der neuronalen Integration im Allgemeinen besser zu verstehen, als auch aus einer klinischen Perspektive: die Wiederherstellung des Richtungshörens stellt derzeit eines der zentralen Probleme bei Cochlea Implantaten (CI) dar.Basierend auf unserer großen Expertise sowohl von der Physiologie als auch der Phylogenie des auditorischen Hirnstamms in Säugetieren, beabsichtigen wir die grundlegende Rolle der synaptischen Hemmung bei der Schallortung, insbesondere deren zeitliche Präzision, zu erforschen. Mittels eines konzeptionell neuartigen Ansatzes werden wir in elektrophysiologischen Ableitungen in vivo an Mongolischen Gerbils (Meriones unguiculatus) die funktionellen Grenzen der zeitlichen Auflösung von synaptischen Eingängen bei Neuronen untersuchen. Diese Charakterisierungen werden wir sowohl an dem Kerngebiet durchführen, in dem die binaurale Integration vollführt wird, sowie an deren monauralen Input-Gebieten. Des Weiteren werden wir parallel zu akustischer Stimulation auch einen komplementärer Datensatz mit elektrischer Stimulation der Cochleae erheben. Dies wird uns zusätzlich zu den Erkenntnissen zur zeitlichen Auflösung der binauralen Integration auch die Identifikation von Prinzipien ermöglichen, die die schnelle Informationsverarbeitung bei elektrischer Stimulation betreffen und damit letztendlich zur Wiederherstellung des Richtungshörens bei CI Trägern beitragen können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
