Optical and biophysical characterization of the vestibular periphery

前庭周边的光学和生物物理特征

基本信息

  • 批准号:
    9894783
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-01 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Prior research demonstrates that afferent responses from semicircular canal cristae and otolith organ maculae deviate from the coherent mechanical stimulation imparted by their overlying accessory structures. This implicates further processing by hair cells (HCs), primary afferents, and the HC - afferent synapse. Processing is complicated by the parallel modes of synaptic transmission between HCs and afferents, and the convergence of multiple HCs onto a single afferent. In the vestibular periphery progress towards describing variations in afferent discharge in terms of the time course of underlying voltage- and ion-sensitive conductances has been impeded by two major anatomical features of the vestibular epithelia: 1) access to HCs and afferents in their native bi-ionic (endolymph - perilymph) environment is mechanically impeded, so there are few in situ recordings to serve as controls for pathophysiology in recordings made from isolated cells or epithelial explants; and 2) analysis of integration at the level of a ramifying afferent is complicated by multiple HC convergence onto each, and the impossibility of using a single patch-electrode to space-clamp a distributed afferent arbor. To overcome the inaccessibility problem associated with obtaining physiological data for vestibular HCs in their native environment, we will measure voltages using slow, potentiometric (Nernstian) dyes, whose equilibrium partition (concentration) is voltage-dependent. These dyes will be superfused across the vestibular and auditory epithelia in a turtle half-head preparation. The voltage-dependent fluorescence of slow redistributive dyes will be measured using multiphoton microscopy (MPM), and calibrated using microelectrode recordings from HCs, afferents and supporting cells via the readily accessible perilymphatic space of the auditory papilla. The type I HC/calyceal afferent synapse is relatively compact electrically, but HC convergence onto a single afferent over distances of 10s to 100s of microns makes it difficult to address the passive and active properties of an afferent arbor. As a consequence, it remains problematic to characterize afferent integration using conventional electrophysiological techniques. We will examine afferent convergence by patch recording single afferents using electrodes filled with electrochromic voltage-sensitive dyes (VSDs). Steady-state depolarizations and hyperpolarizations of the afferent via the patch electrode will be used to optically characterize the passive cable properties of the ramifying afferent using lattice light sheet microscopy (LLSM). Pulses of current injected through the patch electrode, or electrical stimulation of the nerve - phase-locked to image acquisition on the LLSM - will be used to image and average orthodromic and antidromic AP propagation in the parent axon and throughout the afferent arbor. We propose novel approaches to make highly significant measures that are currently unavailable. By using optical and electrode recordings to characterize the cellular potentials and the afferent convergence, these experiments have the potential to make large and durable contributions to the field.
项目摘要 先前的研究表明,半圆形管骨和耳石器官的传入反应 黄斑偏离其上覆的附件结构所赋予的相干机械刺激。这 毛细胞(HC),主要传入和HC传入突触的进一步处理。加工 HCS和传入者之间的突触传播的平行模式以及收敛性使其复杂化。 多个HC在单个传入上。在前庭外围方面的进展 从基础电压和离子敏感电导的时间过程中,传入的放电一直是 前庭上皮的两个主要解剖特征阻碍:1)访问其HCS和传入者 机械阻碍了天然双离子(内晶 - 围膜)环境,因此在原位记录中很少 用作由孤立细胞或上皮外植体的录音中的病理生理学的控制;和2) 通过多个HC收敛到每个,分析在分析传入级别的集成级别是复杂的 以及不可能使用单个斑块电极来空间钳A分布的传入植物植物。克服 与在其本地获得前庭HC的生理数据相关的无法访问性问题 环境,我们将使用缓慢的电位测量(Nernstian)染料测量电压,其平衡分区 (浓度)是电压依赖性的。这些染料将在前庭和听觉上皮中被超级融化 在乌龟半头准备中。缓慢再分配染料的电压依赖性荧光将是 使用多光子显微镜(MPM)测量,并使用HCS的微电极记录进行校准 通过听觉乳头的易于访问的围绕空间,传入和支撑单元。这 I型HC/Calyceal传入突触相对紧凑,但HC收敛到单个传入 超过10至100秒的距离,很难解决一个被动和主动特性 传入Arbor。结果,使用常规的传入集成表征传入集成仍然存在问题 电生理技术。我们将通过使用补丁记录单个传入来检查传入收敛 充满电染色电压敏感染料(VSD)的电极。稳态去极化和 通过贴片电极的传入的超极化将用于光学地表征无源电缆 使用晶格光片显微镜(LLSM)的分支传入的特性。电流注入的脉冲 斑块电极或神经的电刺激 - 相锁在LLSM上的图像采集 - 将 用于图像和平均正常粒子和抗抗胶粒AP在父轴突和整个过程中 传入的Arbor。我们提出了新颖的方法来制定目前的高度重要措施 不可用。通过使用光学和电极记录来表征细胞电位和传入 收敛性,这些实验有可能对该领域做出大型耐用的贡献。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

JONATHAN JAMES ART其他文献

JONATHAN JAMES ART的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('JONATHAN JAMES ART', 18)}}的其他基金

Synaptic Physiology of the Vestibular Periphery
前庭周围突触生理学
  • 批准号:
    10693357
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Synaptic Physiology of the Vestibular Periphery
前庭周围突触生理学
  • 批准号:
    10488245
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Synaptic Physiology of the Vestibular Periphery
前庭周围突触生理学
  • 批准号:
    10342422
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Multiphoton Facility for Intravital Imaging
用于活体成像的多光子设施
  • 批准号:
    7794462
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    2733698
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    6379400
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    6030206
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    6176804
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    2391138
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
CELLULAR BASIS OF TUNING IN THE COCHLEA
耳蜗调节的细胞基础
  • 批准号:
    3216916
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:

相似国自然基金

儿童脊柱区腧穴针刺安全性的发育解剖学及三维数字化研究
  • 批准号:
    82360892
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于次生乳管网络结构发育比较解剖学和转录组学的橡胶树产胶机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
亚热带典型阔叶树种径向生长的解剖学特征及其碳分配调控机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于垂体腺瘤海绵窦侵袭模式的相关膜性解剖学及影像学研究
  • 批准号:
    82201271
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
亚热带典型阔叶树种径向生长的解剖学特征及其碳分配调控机制
  • 批准号:
    32201547
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

The neural underpinnings of speech and nonspeech auditory processing in autism: Implications for language
自闭症患者言语和非言语听觉处理的神经基础:对语言的影响
  • 批准号:
    10827051
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
  • 批准号:
    10656110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Integrative Analysis of Adaptive Information Processing and Learning-Dependent Circuit Reorganization in the Auditory System
听觉系统中自适应信息处理和学习依赖电路重组的综合分析
  • 批准号:
    10715925
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Functional and structural characterization of human auditory cortex using high resolution MRI
使用高分辨率 MRI 表征人类听觉皮层的功能和结构
  • 批准号:
    10728782
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
Neuroprotective Potential of Vaccination Against SARS-CoV-2 in Nonhuman Primates
SARS-CoV-2 疫苗对非人灵长类动物的神经保护潜力
  • 批准号:
    10646617
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 23.99万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了