Schall wird von den Haarzellen der Cochlea (Innenohr) in ein elektrisches Signal umgewandelt, das dann in verschiedenen Hirnregionen weiterverabeitet wird. Im Gegensatz zum visuellen System, wo es keine Beeinflussung der Retina durch das Gehirn zu geben scheint, nimmt im auditorischen System das Gehirn sehr wohl Einfluß auf die Schalldetektion.
Fluoreszenz-Darstellung afferenter Synapsen an der Basis von Haarzellen in der Cochlea. Die Haarzellen selbst sind ungefärbt.
Efferenzen, d.h. Projektionen des Gehirns in die Cochlea, stammen aus dem auditorischen Hirnstamm. Entsprechende (deszendierende) Neurone lassen sich in Regionen des oberen Olivenkomplexes (superior olivary complex; SOC) darstellen. Andere Neurone desselben Gebiets projizieren (aszendierend) zum Colliculus inferior und bilden damit einen Teil der aufsteigenden Hörbahn.
Dieser Frontalschnitt durch den Hirnstamm zeigt den auditorischen oberen Olivenkomplex (SOC) in der Nissl-Färbung (Meerschweinchen). Die Zahlen bezeichnen die verschiedenen Subnuclei und Regionen des SOC: 1 dorsale perioliväre Region (DPO), 2 laterale superiore Olive (LSO), 3 medialer Nucleus des Trapezkörpers (MNTB), 4 mediale superiore Olive (MSO), 5 superiorer paraolivärer Nucleus (SPO), 6 ventraler Nucleus des Trapezkörpers (VNTB), py Pyramiden-Trakt, 4V Vierter Ventrikel, 7n Nervus facialis. Balken = 300 µm.
[aus: Reuss, Microscopy Research and Technique 51 (2000) 303-306]
[aus: Reuss, Microscopy Research and Technique 51 (2000) 303-306]
Wir haben in den letzten Jahren in mehreren Studien diese Neurone markiert, um ihre Transmitter zu untersuchen. Besonders interessant sind die von uns erstmalig gezeigten nitrergen Neurone, die Stickoxid (NO) bilden, in die Cochlea und zum Colliculus inferior projizieren und so zum Hörprozess beitragen. Wegen der besonderen Rolle von NO (wichtiger Transmitter, aber im Übermaß neurotoxisch) wird dieses Gebiet zur Zeit weiter untersucht. Methodisch kommen hierbei anterogrades und retrogrades neuronales Tracing, kombiniert mit Transmitter- bzw. Enzym-Immunhistochemie, in situ-Hybridisierung sowie diverse quantifizierende Methoden (u.a. RT-PCR) zum Einsatz.
Hochinteressant ist aktuell die Frage, ob und wie die Transmitter-Expression der auditorischen Regionen sich verändert (1) im alternden Gehirn, (2) nach Trauma, bzw. (3) bei Erkrankungen wie Tinnitus, Hörsturz und Altersschwerhörigkeit. Altersabhängige Veränderungen der Stickoxid-Produktion haben wir bereits festgestellt (Reuss et al., 2000; s.u.).
Für diese Projekte, an denen mehrere Doktoranden beteiligt sind, besteht eine Kooperation mit Priv.-Doz. Dr. med. R. Riemann, leitender Oberarzt der Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Städtische Klinik, Frankfurt-Höchst (r.riemann@skfh.de).
Ausgewählte Publikationen zum Thema
2005
Reuss S, (2005) Cochleäre Projektionen: Identifizierung und Charakterisierung von Neuronen des Hirnstamms
Zeitschrift für Audiologie, Supplementum VII., pp. 1-3
2003
Schaeffer DF, Reuss MH, Riemann R, Reuss S (2003) A nitrergic projection from the superior olivary complex to the inferior colliculus of the rat.
Hearing Research 183: 67-72
2000
Reuss S (2000) Introduction to the superior olivary complex.
Microscopy Research and Technique 51: 303-306
Reuss S, Riemann R (2000) Distribution and projections of nitric oxide synthase neurons in the rodent superior olivary complex.
Microscopy Research and Technique 51: 318-329
Reuss S, Schaeffer DF, Laages MH, Riemann R (2000) Evidence for increased nitric oxide production in the auditory brain stem of the aged dwarf hamster (Phodopus sungorus): An NADPH-diaphorase histochemical study.
Mechanisms of Ageing and Development 112: 125-134
1999
Reuss S, Disque-Kaiser U, De Liz S, Ruffer M, Riemann R (1999) Immunofluorescence study of neuropeptides in identified neurons of the rat auditory superior olivary complex.
Cell and Tissue Research 297: 13-21
Riemann R, Reuss S (1999) Nitric oxide synthase in trigeminal ganglion cells projeting to the cochlea of rat and guinea pig.
Neuroreport 10: 2641-2645
Riemann R, Reuss S (1999) Nitric oxide synthase in identified olivocochlear projection neurons in rat and guinea pig.
Hearing Research 135: 181-185
1998
Riemann R, Reuss S (1998) Projection neurons in the superior olivary complex of the rat auditory brainstem: A double retrograde tracing study.
Otorhinolaryngology 60: 278-282
Reuss S (1998) Nitric oxide synthase in the auditory brain stem.
Neuroreport 9: 3643-3647