Afferent-efferent interactions in the developing cochlea

项目总结： 耳蜗区由两类主要的神经细胞支配：第一类是螺旋神经节和神经元传入，第二类是神经节和神经元传入。 将信息从耳部传递到大脑，传递到耳蜗神经元区(OCN)的传出，由OCN提供信息。 反馈从大脑到耳朵。在听觉和脑干中，OCNs由两个不同的小种群组成。 胆碱能神经元中的一个亚群是将轴突沿着第八神经分支发送到耳蜗神经，最后进入耳蜗神经内侧。 橄榄耳蜗神经(MOC)的传出纤维可以延伸到有髓的轴突，这些轴突与SGN的传入纤维成束状分布在放射状的神经束中。 另一个亚群是外侧橄榄耳蜗管(LOC)。 传出纤维可能会形成更薄、更无髓的神经轴突，这些轴突也会沿着放射状神经束生长，但不会终止。 在第一类神经元的末梢上，SGN传入神经元与内侧毛发细胞联系，共同连接LOC神经元和MMOC神经元。 调节双耳耳蜗机的输出功率，从而改善双耳听力，保护双耳耳蜗机不受伤害。 过度的噪音和老化的影响。通过调查LOC和MMOC的神经元是如何发展和建立的。 连接，我们可以从中获得宝贵的洞察力，了解耳蜗线是如何连接的，并在接下来的一生中保持正常。 听力。这一新的知识体系将进一步提高人工耳蜗术的技术水平，并将确定新的生物分子技术切入点。 为了重新布线，他们损坏了耳蜗线。 OCN轴突将在与新加坡政府的密切合作中开发神经，这似乎将为欧洲的增长提供一个新的脚手架。 在耳蜗区内。反过来，OCN传出对SGN活动的影响既是间接的，也是通过形成暂时性的。 通过在I型和外周血细胞上形成突触，与IHC在发育、发育和移植过程中直接形成突触。 这些程序表明，他们可以通过解雇他们的财产来更好地监管成熟的SGN。这些程序是基于这些人之间的亲密关系。 两个不同的群体，我们假设，传出的人和传入的人之间的互惠互动塑造了最终的结果。 为了更好地研究这一想法，我们建议启动一个新的、旨在解决这一问题的新的智能研究项目。 定义OCN轴突何时与SGN传入细胞相互作用的方式，既包括在最高细胞水平，也包括在最低分子水平。 水平。我们将从使用新的遗传技术方法开始，记录传入-传出的相互作用与高度的空间信息。 以及时间分辨率。同时，我们还将使用新的可用的分子生物学技术来进一步识别。 这些基因在LOC和MMOC的神经元中没有差异表达，包括那些可能不直接表达的基因。 人们倾向于在人工耳蜗中寻找不同的目标。这些研究将得到更多的重点研究分析的补充。 在OCNs中，我们发现GATA3是正常的耳蜗神经支配所必需的转录因子GATA3。 随着二次效应对SGN的影响，传入神经的增长速度和目标定位。这些拟议的实验的结果将会公布。 为进一步研究中国OCNs的发展趋势和功能定位建立一个新的框架，为我们提供对中国发展的新见解。 分子神经通路将引导传入和传出对耳蜗神经的双重支配作用。

Project Summary  The cochlea is innervated by two main classes of neurons: the spiral ganglion neuron (SGN) afferents, which  transmit information from the ear to the brain, and the olivocochlear neuron (OCN) efferents, which provide  feedback from the brain to the ear. Housed in the auditory brainstem, OCNs comprise two small populations  of  cholinergic  neurons  that  send  axons  along  the  eighth  nerve  and  into  the  cochlea.  One  subset,  the  medial  olivocochlear (MOC) efferents, extend myelinated axons that fasciculate with SGN afferents in radial bundles  and  terminate  on  outer  hair  cells  in  the  organ  of  Corti.  The  other  subset,  the  lateral  olivocochlear  (LOC)  efferents, develop thinner, unmyelinated axons that also follow along the radial bundles, but terminate instead  on the endings of Type I SGN afferents contacting the inner hair cells. Together, the LOC and MOC neurons  modulate the output of the cochlea, thereby improving binaural hearing and protecting the cochlea from the  effects  of  excess  noise  and  aging.  By  investigating  how  LOC  and  MOC  neurons  develop  and  establish  connections,  we  can  gain  valuable  insights  into  how  the  cochlea  is  wired  and  maintained  for  a  lifetime  of  hearing.  This  knowledge  will  improve  cochlear  implant  technology  and  identify  new  molecular  entry  points  for rewiring the damaged cochlea.  OCN axons develop in tight association with the SGN afferents, which appear to provide a scaffold for growth  within  the  cochlea.  In  turn,  OCN  efferents  influence  SGN  activity  both  indirectly,  by  forming  transient  synapses  with  the  IHCs  during  development,  and  directly,  by  forming  synapses  on  Type  I  peripheral  processes  that  can  regulate  mature  SGN  firing  properties.  Based  on  the  intimate  relationship  between  these  two  populations,  we  hypothesize  that  reciprocal  interactions  between  efferents  and  afferents  sculpt  the  final  wiring  pattern  of  the  cochlea.  To  investigate  this  idea,  we  propose  to  launch  a  new  research  project  aimed  at  defining how and when OCN axons interact with SGN afferents, both at the cellular level and at the molecular  level.  We  will  start  by  using  genetic  approaches  to  document  afferent‐efferent  interactions  with  high  spatial  and  temporal  resolution.  In  parallel,  we  will  use  newly  available  molecular  biology  techniques  to  identify  genes  that  are  differentially  expressed  in  LOC  and  MOC  neurons,  including  those  that  might  direct  each  population towards distinct targets in the cochlea. These studies will be complemented with a focused analysis  of  the  transcription  factor  Gata3,  which  we  found  is  required  in  OCNs  for  proper  innervation  of  the  cochlea,  with  secondary  effects  on  SGN  afferent  growth  and  targeting.  Results  from  the  proposed  experiments  will  establish a framework for studying the development and function of OCNs and provide new insights into the  molecular pathways that guide the dual innervation of the cochlea by afferents and efferents.