@phdthesis{Wiegner2016,
  author    = {Wiegner, Armin},
  title     = {Auswirkungen der gepaarten Stimulation des H{\"o}rnerven und des Nervus vagus auf die spektrale Plastizit{\"a}t im auditorischen Kortex der mongolischen W{\"u}stenrennmaus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135887},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das Cochlea-Implantat (CI) erm{\"o}glichte bereits >300 000 hochgradig h{\"o}rgesch{\"a}digten Menschen weltweit eine grunds{\"a}tzlich wiederhergestellte H{\"o}rfunktion. Es wird angenommen, dass sich das Sprachverst{\"a}ndnis von CI-Tr{\"a}gern verbessert, wenn die funktionale Trennung der CI-Kan{\"a}le erh{\"o}ht wird. Neben verschiedenen auf die auditorische Peripherie beschr{\"a}nkten Ans{\"a}tzen gibt es {\"U}berlegungen, eine verbesserte Kanaltrennung durch die Rehabilitation taubheitsinduzierter Degenerationen in der spektralen Verarbeitung im zentralen auditorischen System zu erreichen. Es konnte in ertaubten Tieren bislang allerdings kein ad{\"a}quates CI-Stimulationsmuster beschrieben werden, dass es erlaubte, eine gezielte neuronale Plastizit{\"a}t in der spektralen Verarbeitung zu induzieren. Die Arbeitsgruppe um M.P. Kilgard (UT Dallas, USA) zeigte in mehreren Studien in h{\"o}renden Tieren, dass auditorische Stimulation gepaart mit elektrischer Vagusnerv-Stimulation (VNS) zu einer gezielten kortikalen Plastizit{\"a}t f{\"u}hrt. Diese gepaarte Stimulation konnte die spektrale Verarbeitung von Signalen im auditorischen Kortex (AC) gezielt beeinflussen und so z.B. pathologisch verbreiterte Repr{\"a}sentationen von T{\"o}nen wieder verfeinern. Dieses hochgradige Potential f{\"u}r gezielte Plastizit{\"a}t im AC durch die gepaarte VNS scheint eine vielversprechende L{\"o}sung darzustellen, um die durch verbreiterte Repr{\"a}sentation im ertaubten AC verminderte CI-Kanaltrennung zu verbessern. Vor diesem Hintergrund sollte in der vorliegenden Promotion die {\"U}bertragbarkeit dieses hochgradigen Potentials auf das ertaubte und CI-stimulierte auditorische System evaluiert werden. Um die CI-Kanaltrennung zu untersuchen, wurde ein Multikanal-CI f{\"u}r die Mongolische W{\"u}stenrennmaus (Gerbil) entwickelt. Trotz der kleinen Ausmaße von Cochlea und AC im Gerbil und der generell breiten neuronalen Erregung durch intracochle{\"a}re elektrische Stimulation konnte eine tonotop organisierte und selektive Repr{\"a}sentation der neuronalen Antworten f{\"u}r mehrere CI-Kan{\"a}le im AC nachgewiesen werden. F{\"u}r die gepaarte CI/VN-Stimulation wurden die Tiere zus{\"a}tzlich mit einer Manschettenelektrode um den linken zervikalen Nervus vagus (VN) implantiert. Die chronischen Implantate erlaubten {\"u}ber mehrere Wochen hinweg eine stabile und zuverl{\"a}ssige elektrische Stimulation im frei-beweglichen Gerbil. Damit kombiniert das in dieser Promotion entwickelte Multikanal-CI-VNS-Modell die Vorteile einer tonotop selektiven und stabilen neuronalen Aktivierung mit den ethischen, kostenrelevanten und entwicklungsbezogenen Vorteilen, die der Einsatz von Kleinnagern bietet. Als n{\"a}chster Schritt wurde das grunds{\"a}tzliche Potential der gepaarten CI/VN-Stimulation f{\"u}r gezielte plastische Ver{\"a}nderungen im AC des Gerbils getestet. Engineer et al. (2011) hatten bereits in akustischen Studien in h{\"o}renden Ratten die kortikale {\"U}berrepr{\"a}sentation eines einzelnen chronisch mit VNS gepaarten Tones gezeigt. In der vorliegenden Promotion wurde versucht, die Ergebnisse aus der akustischen Studie in h{\"o}renden Ratten in zwei verschiedenen Studien im Gerbil zu reproduzieren. Analog zur gepaarten Ton/VN-Stimulation in der Ratte untersuchten wir zuerst in ertaubten Gerbils die Auswirkungen einkanaliger CI-Stimulation gepaart mit VNS. Im AC des Gerbils konnten keine Ver{\"a}nderung der zentralen Repr{\"a}sentation des VNS gepaarten CI-Kanals festgestellt werden. Um speziesspezifische (Ratte vs. Gerbil) und stimulusspezifische (akustisch vs. elektrisch) Unterschiede zwischen den Studien als m{\"o}gliche Gr{\"u}nde f{\"u}r das Ausbleiben der VNS induzierten Plastizit{\"a}t auszuschließen, wurde nun die gepaarte Ton/VN-Stimulation (Engineer et al., 2011) im h{\"o}renden Gerbil wiederholt. Eine kortikale {\"U}berrepr{\"a}sentation des VNS gepaarten Signals konnte aber auch im h{\"o}renden Gerbil nicht reproduziert werden. M{\"o}gliche Gr{\"u}nde f{\"u}r die Diskrepanz zwischen unseren Ergebnissen im Gerbil und den publizierten Ergebnissen in der Ratte werden diskutiert. Die generelle Funktionsf{\"a}higkeit der VNS in den chronisch stimulierten Tieren wurde durch die Ableitung VNS evozierter Potentiale (VNEP) kontrolliert. Ein speziesspezifischer Unterschied erscheint bei der biologischen N{\"a}he von Ratte und mongolischer W{\"u}stenrennmaus unwahrscheinlich, kann allerdings durch die vorliegenden Studien nicht vollst{\"a}ndig ausgeschlossen werden. Eine Abh{\"a}ngigkeit des plastischen Potentials der gepaarten VNS von der Stimulationsintensit{\"a}t ist bekannt. Da Ratten und Gerbils {\"a}hnliche VNEP-Schwellen zeigten und mit identischen VNS-Amplituden stimuliert wurden, gehen wir davon aus, dass Unterschiede im plastischen Potential gepaarter VNS zwischen beiden Spezies nicht auf die verwendete Stimulationsintensit{\"a}t zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Die beschriebene Diskrepanz im Potential f{\"u}r kortikale Plastizit{\"a}t durch gepaarte VNS weckt Zweifel an der {\"U}bertragbarkeit des f{\"u}r die Ratte publizierten Potentials auf andere Spezies, einschließlich des Menschen.},
  subject      = {H{\"o}rrinde},
  language  = {de}
}