Cellular diversity underlying timing- and intensity-based sound localization in the superior olivary complex

上橄榄复合体中基于时间和强度的声音定位的细胞多样性

基本信息

  • 批准号:
    10817312
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-05-01 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project abstract The superior olivary complex (SOC) in the brainstem of mammals integrates information from the two ears to localize sound sources and enable selective auditory attention. The lateral superior olive (LSO) plays a critical role in these functions. Principal neurons (PNs) of the lateral superior olive (LSO) compare excitatory inputs driven by the ipsilateral ear with inhibitory inputs driven by the contralateral ear. The cellular properties of LSO PNs are fundamental to how they encode and transmit information; however, critical cellular mechanisms are not yet resolved. The classical view of the LSO is that it extracts ongoing interaural level differences (ILDs). Recent reports challenge this thinking, suggesting the major function of LSO is encoding interaural time differences (ITDs) for brief sounds or amplitude modulations. Currently it is not clear whether the LSO is primarily performing one of these functions or both, however, these roles place disparate demands on the cellular properties of LSO neurons. Furthermore, there is cellular diversity among LSO PNs that is not fully explored. Our overarching hypothesis is that there are LSO PN populations adapted for ILD and ITD coding and that their intrinsic properties, transmitter systems, and projection patterns provide a means to organize this information in higher centers. This project will yield foundational insights into the cellular organization of the SOC which may be disrupted in poorly understood disease states such as auditory processing disorder. There are inhibitory (I) and excitatory (E) LSO PNs that exhibit different projection patterns. A major gap in our knowledge is that intrinsic cellular differences between these I/E cell types has not been examined. We will target I/E cells for ex vivo experiments using established reporter mouse lines. Aim 1 will examine the intrinsic properties of I/E LSO PNs using ex vivo patch-clamp and two-photon imaging in brain slices from transgenic reporter mice, in situ hybridization, tract tracing, and transcriptomic approaches. Synaptic drive and integrative properties of LSO neurons could accentuate or offset intrinsic differences. In Aim 2 we will examine the number, strength, and short-term dynamics of synaptic inputs onto I/E cell types. Biophysically-based computational models that facilitate the systematic study of synaptic differences and firing types on ILD/ITD coding strategies will complement our ex vivo experiments. How signals propagate in dendrites is a critical component of integrative functions in neurons. Almost nothing is known of the dendritic physiology of LSO neurons. In Aim 3 we will use dual dendritic/somatic patch-clamp technique in targeted LSO neuron types to analyze local responses as well as signal transformations that occur with propagation. Higher throughput two-photon calcium imaging methods will also be used to assess signal propagation. Together these experiments will expand our view of the functional role of LSO cell types and sound localization coding strategies. This proposal is conceptually innovative in its treatment of the LSO as a diverse group with cellular properties tuned for multiple functional roles and methodologically innovative in our use of transcriptomics and dendritic patch-clamp.
项目摘要 哺乳动物脑干的上级橄榄络合物(SOC)将两只耳朵的信息整合到 本地化声音来源并引起选择性听觉的关注。横向上级橄榄(LSO)发挥着关键 在这些功能中的作用。横向上橄榄(LSO)的主神经元(PNS)比较兴奋性输入 由同侧耳朵驱动,并由对侧耳朵驱动。 LSO的细胞特性 PNS是它们如何编码和传输信息的基础;但是,关键的细胞机制不是 尚未解决。 LSO的经典观点是它提取了正在进行的跨层间差异(ILD)。最近的 报告挑战了这一思维,表明LSO的主要功能是编码室内时间差异 (ITD)用于简短的声音或振幅调制。目前尚不清楚LSO是否主要执行 但是,这些功能之一或两者兼有,这些角色对LSO的细胞性质提出了不同的需求 神经元。此外,LSO PNS之间存在细胞多样性。我们的总体 假设是有适用于ILD和ITD编码的LSO PN种群 属性,发射器系统和投影模式提供了一种在较高中组织此信息的方法 中心。该项目将对SOC的细胞组织产生基本见解,这可能是 在知识渊博的疾病状态(例如听觉加工障碍)中被破坏。 有抑制性(i)和兴奋性(e)LSO PN,它们表现出不同的投影模式。一个主要差距 我们的知识是,尚未检查这些I/E细胞类型之间的固有细胞差异。我们将 靶向I/E细胞,用于使用已建立的报告鼠标线的体内实验。 AIM 1将检查固有的 I/E LSO PNS的特性,使用离体贴片夹和转基因中的脑切片中的两光片成像 记者小鼠,原位杂交,道跟踪和转录组方法。突触驱动和综合驱动器 LSO神经元的特性可以突出或抵消固有差异。在AIM 2中,我们将检查数字, 突触输入I/E细胞类型的突触输入的强度和短期动力学。基于生物物理的计算 促进ILD/ITD编码策略的突触差异和发射类型的系统研究的模型 将补充我们的离体实验。信号如何在树突中传播是 神经元中的综合功能。 LSO神经元的树突生理学几乎一无所知。在目标3中我们 将在靶向LSO神经元类型中使用双重树突/体细节钳技术来分析局部反应 以及传播发生的信号转换。较高的吞吐量两光子钙成像 方法还将用于评估信号传播。这些实验将共同扩大我们对 LSO细胞类型和声音定位编码策略的功能作用。该建议在概念上是 在将LSO作为多元化群体的治疗中,具有多种功能作用的细胞特性的创新性 以及我们对转录组学和树突状贴剂钳的使用方面的创新。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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

{{ 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 }}

Bradley D Winters其他文献

Aspects of Cortico-Accumbens Processing Cortically Activated Interneurons Shape Spatial
伏隔皮质处理皮质激活的中间神经元形状空间的方面
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    E. Powell;Amber M. Asher;D. Lodge;K. Czaja;J. Krueger;Yanhua H. Huang;O. Schlüter;Yan Dong;Bradley D Winters;Juliane M. Krüger;Xiaojie Huang;Zachary R. Gallaher;Masago Ishikawa
  • 通讯作者:
    Masago Ishikawa

Bradley D Winters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('Bradley D Winters', 18)}}的其他基金

Cellular properties mediating specialization of lateral superior olive principal neuron types for timing and intensity based sound localization
介导外侧上橄榄主要神经元类型专业化的细胞特性,用于基于时间和强度的声音定位
  • 批准号:
    9919441
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
Synaptic plasticity and development of inhibition in the medial superior olive
内侧上橄榄突触可塑性和抑制的发展
  • 批准号:
    9249394
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
Synaptic plasticity and development of inhibition in the medial superior olive
内侧上橄榄突触可塑性和抑制的发展
  • 批准号:
    9124201
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:

相似国自然基金

人机共驾模式下驾驶人监管注意力弱化-恢复规律与调控机理
  • 批准号:
    52302425
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
逆全球化下跨国企业动态能力形成的微观机理研究:高管注意力配置视角
  • 批准号:
    72302220
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
注意力感知驱动的车载多模态传感器在线协同校正
  • 批准号:
    42301468
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于两阶段注意力深度学习方法的系统性金融风险测度与预警研究
  • 批准号:
    72301101
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
采用多种稀疏自注意力机制的Transformer隧道衬砌裂缝检测方法研究
  • 批准号:
    62301339
  • 批准年份:
    2023
  • 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 Noisy Life of the Musician: Implications for Healthy Brain Aging
音乐家的喧闹生活:对大脑健康老化的影响
  • 批准号:
    10346105
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
Dynamic circuit motifs underlying multimodal interactions in primate auditory cortex
灵长类听觉皮层多模态相互作用的动态电路基序
  • 批准号:
    10586804
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
Dynamic circuit motifs underlying multimodal interactions in primate auditory cortex
灵长类听觉皮层多模态相互作用的动态电路基序
  • 批准号:
    10705822
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
The Noisy Life of the Musician: Implications for Healthy Brain Aging
音乐家的喧闹生活:对大脑健康老化的影响
  • 批准号:
    10659111
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
Volitional control of neural activity in the oculomotor system
动眼系统神经活动的意志控制
  • 批准号:
    9901948
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 20.28万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了