Effect of Tissue Heterogeneity on the Transmembrane Potential of Type-1 Spiral Ganglion Neurons: A Simulation Study
Effect of Tissue Heterogeneity on the Transmembrane Potential of Type-1 Spiral Ganglion Neurons: A Simulation Study
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组织异质性对 1 型螺旋神经节神经元跨膜电位的影响：模拟研究
DOI：
10.1109/tbme.2017.2700361
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发表时间：
2018
影响因子：
4.6
通讯作者：
Ursula
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sriperumbudur;Kiran Kumar;Hans Wilhelm;van Rienen;Ursula
人工耳蜗电刺激听神经是治疗感觉神经性耳聋的一种成功的临床干预方法。在耳蜗管的这种病理状态下，Rosenthal管中的1型螺旋神经节神经元在动作电位的启动中起着至关重要的作用。对人类颞骨的各种形态研究表明，螺旋神经节神经元周围是由各种细胞和组织组成的异质结构。然而，现有的模拟模型在研究电场与螺旋神经节神经元的相互作用时，没有考虑罗森塔尔管内的组织异质性。与现有的模型不同，我们在二维有限元模型中使用了一种计算成本低的基于图像的方法来实现罗森塔尔管中的组织异质性。我们的模拟结果表明，周围组织的空间异质性影响了罗森塔尔管内的电场分布，从而改变了螺旋神经节神经元的跨膜电位。除了学术兴趣之外，这些结果还特别有助于理解最新的组织再生方法，如基因疗法和药物诱导的外周轴突再生，这些方法可能会改变Rosenthal管中组织的密度，从而影响人工耳蜗的功能。
Electric stimulation of the auditory nerve by cochlear implants has been a successful clinical intervention to treat the sensory neural deafness. In this pathological condition of the cochlea, type-1 spiral ganglion neurons in Rosenthal's canal play a vital role in the action potential initiation. Various morphological studies of the human temporal bones suggest that the spiral ganglion neurons are surrounded by heterogeneous structures formed by a variety of cells and tissues. However, the existing simulation models have not considered the tissue heterogeneity in the Rosenthal's canal while studying the electric field interaction with spiral ganglion neurons. Unlike the existing models, we have implemented the tissue heterogeneity in the Rosenthal's canal using a computationally inexpensive image based method in a two-dimensional finite element model. Our simulation results suggest that the spatial heterogeneity of surrounding tissues influences the electric field distribution in the Rosenthal's canal, and thereby alters the transmembrane potential of the spiral ganglion neurons. In addition to the academic interest, these results are especially useful to understand how the latest tissue regeneration methods such as gene therapy and drug-induced resprouting of peripheral axons, which probably modify the density of the tissues in the Rosenthal's canal, affect the cochlear implant functionality.
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影响因子：
2.8
作者：
J. E. Smit;T. Hanekom;A. Wieringen;J. Wouters;J. Hanekom
通讯作者：
J. Hanekom
用于预测正常和受损听众的表现极限的听觉神经模型
DOI：
10.1121/1.1387155
发表时间：
2001
期刊：
Acoustics Research Letters Online-arlo
影响因子：
--
作者：
M. Heinz;Xuedong Zhang;I. Bruce;L. Carney
通讯作者：
L. Carney
影响因子：
2.8
作者：
Rattay, Frank;Danner, Simon M.
通讯作者：
Danner, Simon M.
神经胶质细胞的电生理学。
影响因子：
18.2
作者：
G. Somjen
通讯作者：
G. Somjen
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DOI：
10.1023/a:1015628831641
发表时间：
2001
期刊：
Journal of Neurocytology
影响因子：
--
作者：
S. Tylstedt;H. Rask
通讯作者：
H. Rask