文摘

噪音性听力丧失(NIHL)及其引发的并发症如主观性耳鸣是现代社会常见疾病。一种物质对NIHL证明是有效的动物模型银杏叶提取银杏叶提取物的761。进一步提取的影响神经系统的细胞和系统性水平使它成为一个有前途的候选人不仅对防止NIHL也为次要并发症像耳鸣。由于早先研究中我们这里测试的潜在有效性预防性治疗NIHL银杏叶提取物的761和耳鸣的发展长爪沙鼠。我们监控的影响银杏叶提取物761和噪音伤害变化对听觉系统中信号处理的行为和电生理学方法。我们发现显著降低NIHL耳鸣发展银杏叶提取物的761个应用程序,而车辆对待动物。这些保护作用的银杏叶提取物的761人与听觉处理的变化,在外围和中心的水平。我们提出一个模型的两个主要影响银杏叶提取物761听觉处理,首先,增加听觉脑干活动导致丘脑的输入增加初级听觉皮层(AI)其次,AI的不对称对侧抑制的影响。

1。介绍

现代社会的一个普遍特征,在发展中国家和发达国家,是稳步增加的噪声暴露水平在我们的工作环境和在闲暇时间活动(审查[1])。因此,越来越多的人患有听力障碍,结果从一个过度暴露于噪音,噪音性听力损失(NIHL)。统计数据显示,2000年约9%的人群在美国显示听力障碍(2]。类似的数据发表在2006年为德国,8%的18岁到79岁的成年人似乎听障(3]。更令人担忧的是当前数据在学龄儿童和青少年的听力损失。从北美和欧洲的一些研究报告多达15%的这个年龄段很容易显示重要的听力赤字(4),这反映了增加10%左右的听力损失儿童和青少年(2,3]。听力障碍的患病率随年龄增长,它似乎是合理的假设,当这些孩子长大有听力障碍的病人的数量在未来将大幅增加。此外,听力损失可能病因负责一些次要的疾病的发展,如听觉过敏(审查[5]),耳鸣6,7),由于社会隔离(或抑郁8),NIHL应该的问题非常越来越重要。的5%和15%之间的耳鸣,一般人群报告和1%左右状态的影响,他们的生活质量是相当受他们的持久的幽灵的声音9]。

有效的策略来保护措施对噪声暴露后听力损失的发展因此获得越来越多的相关性在卫生保健政策。在这种情况下,两个主要类型的策略有:噪声暴露减少技术措施或预防NIHL通过药理干预措施的发展。而许多技术措施,例如,在工作环境或公共降噪,有一个好处,那就是它们可以有效的对很多人来说,他们往往非常昂贵,如果没有影响噪声的来源是自己造成的10]。

在过去的几年里大量的物质被测试在动物和人类研究寻找一个强大的药物,可以防止NIHL。根据他们对NIHL生理机制的有效性,许多物质类可能是杰出的。其中,抗氧化剂,氧化应激减少消除活性氧(ROS) (11)、糖皮质激素和物质改善耳蜗血流量(审查[12[]),激活抑制性发射机系统13),或阻止在毛细胞凋亡通路是最成功的使用(审查[14])。

一种物质,已被证明对豚鼠NIHL是保护银杏叶提取银杏叶提取物的76115,16]。斯坦格和同事证明动物服用银杏叶提取物761之前暴露他们不同类型的噪声减少创伤表现出较小的听神经复合动作电位(CAP)比未经处理的控制。银杏叶提取物的761是一个植物提取物,由大约80个不同的化合物部署不仅一个不同的机制推测抵消NIHL的发展。证据充分的保护神经元线粒体ATP合成的氧化应激(17,18],红血球膜对氧化损伤的保护,从而降低血液粘度,改善血液流动(19,20.),并通过凋亡神经保护属性(21- - - - - -25]。此外,提取显示数量的影响可能抵消的发展二级NIHL像耳鸣的后果。这些包括增加细胞外多巴胺水平在前额叶皮层26),这可能会减少抑郁行为可能会增强耳鸣(27),通过部分抑制去甲肾上腺素转运体(28]或成年海马神经元的神经发生29日),另外两个可能导致认知增加效果。在临床试验中,化合物的安全性是类似于安慰剂(30.]。因此,银杏叶提取物的761年是一个有前途的候选人物质对NIHL防护措施及其后果。

上面详细的后果之一NIHL可能耳鸣认知的发展。在之前的研究中我们描述了噪音的伤害引起耳鸣的发展长爪沙鼠行为和神经生理学水平(31日]。我们能够探测到的神经可塑性改变听觉脑干和大脑皮层与耳鸣认知的发展与良好的行为范式(测试32]。特别是我们可以证明一个神经元对耳鸣的发展倾向。我们能够表明动物开发这样一个mispercept声创伤后显示显著减少皮质活动已经在健康状态相比tinnitus-resistant动物。后者动物能够抵消噪音创伤后耳鸣发展而动物没有这个能力开发一个慢性耳鸣认知。

在研究人类不同银杏叶提取到目前为止未能表现出任何可靠的对耳鸣的影响感知后,鉴于其发展(34,35),我们这里测试预防性治疗的有效性与银杏叶提取物的上下文中的761 NIHL耳鸣发展这种动物模型。我们描述761年的银杏叶提取物的提取的影响,在行为层面上(声惊吓反应(ASR)听力测定)、听觉脑干水平(听觉脑干反应(ABR)的电生理记录),和中央水平(局部场电位的电生理记录(LFP)和单一和复合的反应在听觉皮层(AC))。我们的结果指出,大规模神经可塑性的影响银杏叶提取物761听觉处理外围和中心的水平。在处理这些变化可能观察到的保护作用与NIHL背后,耳鸣的结果发展。

2。材料和方法

2.1。道德的声明和动物

蒙古沙鼠(梅里恩unguiculatus)标准动物被安置在机架(Bio A.S.发泄光,Ehret Labor-und Pharmatechnik, Emmendingen,德国)每2到3组动物笼子里免费的水和食物在20到24°C室温下12/12 h黑/光周期。批准的使用和照顾动物的巴伐利亚州(Regierungsprasidium Mittelfranken, Ansbach,德国)。

36十——twelve-week-old男性沙鼠从查尔斯河实验室购买Inc . (Sulzfeld、德国)被用于这项研究。所有方法中使用本文前面描述的(银杏治疗(36];耳鸣模型、行为测听法和电生理学31日]),但仍将重现在这里更容易理解。

2.2。治疗时间和银杏叶提取物的761政权

银杏叶提取物的761是一个干燥的提取物银杏叶叶子(35 - 67:1),提取溶剂:丙酮60% (w / w)。22.0% - -27.0%银杏黄酮的提取调整计算的银杏黄酮苷和5.0% - -7.0%萜烯内酯组成的2.85% - -3.4% ginkgolides A, B, C和2.6% - -3.2% bilobalide,包含少于5 ppm银杏酸。

银杏叶提取物的761提供的博士Willmar施瓦贝制药学(德国卡尔斯鲁厄)在2%琼脂稀释水。如图1动物要么是联邦储备银行每日的提取琼脂(100毫克/公斤体重)提取通过喂养插管结束前两周开始的实验动物(银杏叶提取物的761年银杏E组,17),或者他们是美联储在同一时间只同样体积的琼脂(车辆对照组V, 19动物)。

在测量开始口服(参看下面和图1)。其中包括行为测试的应用程序的第一个星期,pretrauma听觉脑干反应(ABR)测量,并从AC pretrauma记录的第二周内物质管理。随后,2 kHz的声创伤是造成所有postmeasurements创伤后7到8天内完成。

2.3。行为测量

行为测试,动物被放在一个透明的丙烯酸管(长度:10厘米;内径4.3厘米)。这个管子从扬声器放置10厘米(广州+ X系列2)到一个霍尼韦尔FSG15N1A压电式力传感器(灵敏度0.24 mV /克;零在±25°C±1 mV;力范围0到1500克),组装在一个IAC声学室TMC低振动表。管的前端被关闭的不锈钢格栅(钢丝网宽0.5毫米)允许声刺激,没有可检测失真(信号噪声比至少70 dB)。声压级控制通过b和k 2610型测量放大器美联储4190 b和k型2669前置放大器/ b和k型电容式传声器的组合。刺激生成和数据采集控制使用定制的Matlab 2008项目(美国马MathWorks,纳蒂克;刺激/记录采样率20 kHz)。声音代演讲者被校准的频率响应函数生成一个输出频谱持平在±1 dB。

三种不同类型的前脉冲抑制(PPI)调制听觉惊吓反应(ASR)范例31日)进行评估,首先,听力能力(行为听力图,(37),第二,可能存在耳鸣认知(38)噪声后创伤(参看下文)。获取行为听力阈值我们使用PPI的ASR范式在所有的动物。我们使动物有90分贝纯色调(6 ms长度包括2 ms起伏坡道)从0.5千赫至16赫兹在八度的步骤和使用相同的纯色调prestimulus探针从0到50分贝在10 dB惊吓刺激之前步骤100 ms。每个纯音频率和强度prestimulus重复15次。这个过程进行声创伤和前一周之后的事件。被眼睛检查获得的数据通过一个定制的Matlab程序;试验动物的移动在100 ms惊吓刺激之前被丢弃;在有效的试验只有峰振幅的反应惊吓刺激发病后第一个50毫秒内被用于进一步分析。评估由主要研究者和独立进行技术助理,无视动物的状态。评估的实验导致相同的结果。 This reduction of data led to a final valid trial number of 12260 of 20520 (59.7%) in the V group and 10719 of 18360 (58.4%) in the E animals. We made sure that the animals were always (pre- and posttrauma = trauma status) responding to the 90 dB SPL startle stimulus (cf. Figure2)。PPI的验证效果prestimuli我们1-factiorial进行方差分析的有效响应振幅依赖于prestimulus强度为每个频率和创伤状态分别为每个单独的动物。所有36动物的平均反应(19 V, 17 E)之前和之后的创伤在图2。反应在这个阈值模式是配备了一个s形的玻耳兹曼函数为每个频率、创伤状态,分别和动物。听力阈值被定义为转折点的声级玻耳兹曼函数在每个频率的创伤(之前和之后33),是描绘在图3。

耳鸣测试我们使用两个修改ASR范例之前和之后所有动物创伤。这些由90分贝纯音惊吓刺激1 kHz, 2 kHz,或4 kHz 50分贝内连续的白噪声,或90分贝点击惊吓脉冲在一个50分贝带通中心频率的噪声过滤1 kHz, 2 kHz,或4 kHz和一个八度的频带宽度(cf。31日])。在这两种情况下,一个沉默20 ms差距在惊吓刺激前的噪声100 ms担任前脉冲。这些范式是一种动物的理性感知在间隙检测耳鸣会受损,因为它会听到自己的耳鸣在沉默的差距(cf。32])。因此,当使用一个缺口前脉冲,有耳鸣的动物应该比动物产生较小的PPI的ASR没有耳鸣(cf图4)。如果发现耳鸣,所使用的不同的音调频率和噪声谱应该给一个粗略的估计的谱耳鸣认知的内容。每个频率和间断条件重复15次,每次测试之前和之后执行声创伤。再次检查了眼睛获得的数据通过上述两个实验一样通过一个定制的Matlab程序。试验动物的移动在100 ms惊吓刺激之前被丢弃;在有效的试验只有峰振幅的反应惊吓刺激发病后第一个50毫秒内被用于进一步分析(31日]。数据的减少导致了最终有效试验的4582 6840 V组(67.0%)和3630 E 6120(59.3%)的动物。这种方法允许的决心可能frequency-specific耳鸣相关行为在一个八度的精度。我们测试的间隙效应响应幅度分别在每个动物创伤前后为每个测试频率测试(),发现在所有pretrauma显著PPI效应(即数据。,a reduction of startle amplitude in the condition with the gap in the background noise) in each individual animal ()。创伤后只动物的一部分显示一个不受干扰的间隙效应频率测试而其他动物没有间隙效应在一些但不是全部频率(cf图4),给第一次暗示可能耳鸣认知但尚未用作动物的最终分类耳鸣或nontinnitus组(参看下文)。为了避免可能影响不同的刺激频率的声创伤惊吓反应所有数据的归一化方差最小化响应振幅。如前所述(执行规范化31日,39];短暂,我们每个振幅除以相应的中位数90分贝的振幅条件(这反映了动物的完整的惊吓反应最大的条件在每个特定频率,灰色区域图2)。因此我们能够控制的差异产生的惊吓振幅频率听力损失的创伤。这个正常化还保证减少ASR声创伤后反应不是由于听力损失而不是耳鸣认知(39]。最后,PPI ASR的健康动物(创伤之前)和创伤后计算和PPI的变化相对于pretrauma(%)测试对0(没有变化)为每个单独的频率以及()。PPI显著正值变化反映PPI受损,因此表明耳鸣认知的发展。只有这些动物可能因此分为感知耳鸣(T组)显示至少一个创伤后受损频率独立影响频率的本身。结果,在所有情况下,耳鸣是根据检测到的两个gap-ASR范例使用,第二个gap-ASR范式也是阳性耳鸣。只有影响频率可以gap-ASR范式之间的不同。动物没有显著增加PPI变化分为nontinnitus感知动物(元组)(cf图5)。事实证明,动物分为T或NT基于这些行为措施也不同神经生理学反应措施(ABR和交流;例如,数据7和12),从而加强分类也(参看[40])。

2.4。声创伤和听觉脑干录音(上)

双边声创伤在2千赫(广州+ X系列2扬声器额在10厘米距离动物头,115分贝在动物头,75分钟时间)在深氯胺酮麻醉甲苯噻嗪(氯胺酮、甲苯噻嗪、氯化钠、阿托品的混合比9:1:8:2,初始剂量:0.3毫升南卡罗来纳州。继续应用在0.2到0.3毫升/小时)的速度被用来诱导frequency-specific NIHL在所有36动物和可能的后续发展耳鸣认知。动物的体温在37°C的变暖保持不变。

核测量通过皮下放置薄的银电极线(0.25毫米直径)使用Plexon多通道采集处理机(HLK2 Plexon Inc .、达拉斯、TX,美国)放大后由JHM NeuroAmp 401(带通滤波器400赫兹到2000赫兹,50赫兹陷波滤波器)和存储在一个定制的Matlab程序(10千赫采样率)。听觉刺激了自由场一次一只耳朵通过频率响应函数修正扬声器(Kaltenkirchen SinusLive neo 25年代,专业音响,德国)在大约0.5厘米距离动物的耳廓,而侧耳朵夯实了耳朵塞如前所述[41]。刺激了点击(0.1毫秒时间)和纯色调(4毫秒时间包括1 cos²兴衰女士*)从0.5到16.0 kHz half-octave步骤。120刺激了对两相倒置刺激(intrastimulus间隔100毫秒)和一个interstimulus间隔500毫秒之间的刺激对。刺激pseudo-randomized使用一个固定的列表的所有组合刺激频率和声压水平(0到90分贝5 dB步骤)。获得ABR-based听力图意味着ABR波比较平均振幅刺激前200 - 100 ms(基线)。由一个定制的Matlab程序自动阈值被定义在最高诱发的衰减幅度提高了超过2个标准差的基线;数据被丢弃的频率,这个过程是不可能的,例如,在低信号噪声比。额外的均方根(RMS)价值分析ABR信号计算从1到5 ms刺激后发病。为进一步分析每个动物使用的数据来自两个耳朵。

行为听力图使用PPI ASR(参见上图)可以多faster-although获得较低的频率分辨率ABR录音(1.5 h相比6 h)我们决定测量精密听力图之前和之后立即噪音创伤。为以后听力图测量我们依赖行为只听力图(cf。图1)。我们演示了早些时候(33),这些不同的方法来评估听力图在我们的动物模型产生不同的绝对阈值但相同的相对噪声外伤后听力阈值的变化。在这项研究中我们只比较相对变化(cf图3)这是不会引入任何偏见这里给出的解释我们的发现。

2.5。电生理单位记录在初级听觉皮层(AI)

在36个动物的一个子集(761年3车,4银杏叶提取物)在本研究中我们进行电生理记录用于听觉皮层除了上述行为和ABR测量。两到三天后获得基线ASR和ABR数据,也就是说,在声创伤,麻醉动物的头骨是欺骗让左听觉皮层。一个2.5厘米铝船首柱固定和记录室被植入。记录下深ketamine-xylazine麻醉手术后开始两天。音调单一和复合的反应被记录在初级听觉皮层(AI)使用敏锐地插入单钨微电极(1 MΩ阻抗,1 - 2μ齿顶圆直径,Plexon微电极plx -我- w - 3 - pc - 3 - 1.0 - 254)。验证记录网站是使用神经元响应特性(延迟,调优锐度()、时间响应模式(阶段/主音),音质组织(42])。我们集中调查单位与相位的响应模式。

刺激由纯粹的音调(200 ms包括1 cos²兴衰女士*)从0.25到16.0 kHz quarter-octave或half-octave步骤提出了伪随机在70分贝500 ms interstimulus间隔。除了这些iso-intensity测量,调整曲线记录使用纯音调的频率范围被提及,但在不同强度从0到90分贝。记录单元活动和定制的Matlab分析了IDL程序(7.06 IDL, Exelis视觉信息解决方案,麦克莱恩,弗吉尼亚州,美国)。最好的频率(男朋友;频率最高放电率在70分贝)以及自发率(平均活动前50毫秒的时间窗内刺激发病),诱发率男朋友,和诱发率测试刺激强度和频率计算每个单元单独(诱发率是计算平均发射率在一个时间窗口组成发生反应,通常从刺激开始刺激后60 ms发病)。统计数据进行Statistica 8 (StatSoft,汉堡,德国)。在适当情况下,参数统计(学生的以及,一- 2的阶乘方差分析与图基事后考验)或非参数统计(Kolmogorov-Smirnov-test、克鲁斯卡尔-沃利斯与事后Median-test方差分析和Mann-Whitney以及应用。

3所示。结果与讨论

3.1。影响761年预防性银杏叶提取物治疗NIHL和耳鸣出现

我们使用PPI ASR获得行为的听力图从所有36前后动物声创伤。反应不同prestimulus强度被为每个频率和创伤1)方差分析检查状态(创伤之前或之后),分别为每个单独的动物。概述不同的响应特性创伤前后19车辆的平均响应振幅和17银杏叶提取物治疗761治疗动物图2。注意,我们发现不同的响应特性依赖于刺激频率和创伤的状态,但总能找到显著prestimulus PPI的强度效应,也就是说,ASR振幅随着prestimulus强度下降,这不仅适用于个人的平均响应也反应。这些个人响应我们安装反曲的玻尔兹曼函数获取个人行为听力阈值为每个频率。

额外的这些行为我们获得个人ABR阈值为基础的听力阈值前后麻醉创伤。有趣的是,当车辆比较银杏叶提取物的761的ABR阈值处理和对待动物,治疗导致了低频略提高听力阈值介于0.5和1.4 kHz之间已经感应NIHL之前(图3(一个)离开,圆形和开放的方形,职责),而在所有频率,只倾向于更好的听力(图3(一个)中心)可以被发现。对待动物之间后(参看下文)开发了一种耳鸣认知动物(T)和那些没有动物(NT)没有显著差异(图整体听力水平3(一个)右)。

2 kHz的凄凉纯音导致重大和频率具体NIHL创伤事件后立即在761年的银杏叶提取物治疗组(E)和车辆治疗对照组(V)(图3 (b))。在两组中,重要的听力阈值可以发现海拔1.4和5.6千赫之间的频率,显示更强的影响高频范围比低频范围相对于凄凉纯质的音调(灰色区域图3 (b)左)。然而,听力阈值上的创伤的影响明显增强集团V E组相比(图3 (b)中心)。而所有频率在V组均值阈值增加了27.8%相对于“pretrauma”(= 9.0 dB),只有19.8% (= 4.7 dB)在E组(图3 (b)中心)。没有区别相对NIHL NT和T动物(图3 (b)右)。此外,NIHL,发达的程度不同V和E组之间在创伤后第一周(数字3 (c)和3 (d))。而频率特异性NIHL消失的两组导致平NIHL功能,整体阈值变动在E组完全康复了,导致听力图不显著不同pretrauma条件创伤后7天。相比之下,NIHL V组在同一时间增加(图3 (d))。NT和T之间的时间发展是完全不同的动物(数字3 (c)对的,3 (d)右)。在NT动物显示没有外伤后听力损失只有1天,所有车辆对待动物和T E组的动物显示增加NIHL创伤后,直到第七天。注意,我们展示了相对pretrauma水平相比,听力损失我们要保持听力阈值水平的两种不同的方法测量具有可比性。为我们展示了在一个早期的研究(33)ABR和ASR阈值差异绝对值以便听力图显示平行向上或向下转移。相对变化由于听力损失另一方面对这两种方法都是相同的。

如上所述,银杏叶提取物的761和车辆治疗组包含T和NT的动物。作为模范地的平均响应振幅gap-ASR模式四种动物都是描绘在图4。这两个上动物治疗与车辆和两个低的物质。在动物KS 51和KS 16个重大差距检测(测试,创伤之前和之后)被发现在所有频率测试。动物KS 42和KS 07年以前只有这样的创伤,在声学检测创伤差距4 kHz受损或2 kHz和4 kHz,分别。这个障碍是第一个提示这两个动物的分类到耳鸣组(cf。部分2)。所有这些动物的意思是惊吓反应振幅声波创伤前后是描绘在图5(一个)。四个2的阶乘方差分析发现,两组动物尤其是在NT的(图5(一个)后,左面板)显著增加惊吓振幅创伤在指导和条件的差距(2的阶乘方差分析;V组:创伤状态:,;差距的存在:,;交互创伤现状和差距的存在:,;E组:创伤状态:,;差距的存在:,;交互创伤现状和差距的存在:,在T动物(图)5(一个),右面板)条件的差距表明振幅显著升高(2的阶乘方差分析;V组:创伤状态:,;差距的存在:,;交互创伤现状和差距的存在:,;E组:创伤状态:,;差距的存在:;交互创伤现状和差距的存在:,)。请注意,在这个情节我们展示了动物的非规范响应振幅的方法。的gap-effect-especially“pretrauma”条件并不总是可见的。我们使用个人数据的每只动物分别和计算了PPI变化相对于pretrauma平均振幅给只有一个原始的分类方法(例如,个人数据见图4)。很明显,而相对变化在PPI创伤相对于pretrauma条件导致更强的或无意义的PPI NT动物(图的变化5 (b)左面板),相对PPI振幅显著降低在T动物(图5 (b)右面板;注意,一个积极的相对PPI图的变化5 (b)指绝对posttrauma PPI振幅)的减少。因此,在NT动物2的阶乘方差分析显示无显著交互的集团在PPI (V和E)和频率变化(图5 (b)左面板),也没有区别1)!分析的一部分(V和E,,)。由于个人的分类数据,没有能找到PPI的重要障碍。有趣的是,明显降低PPI变化出现在1 kHz E组而不是V组动物(测试与0),表示一种改进的PPI在这个组。另一方面,两组T动物的PPI数据显示2的阶乘显著交互方差分析(图5 (b)右面板),表明光谱不同认知的动物在E组与V组相比,即耳鸣频率较低的格言。相比之下,在所有频率我们没有找到任何两组之间的显著差异(,)。应该指出,自761年银杏叶提取物治疗显然提供了相当大的防范NIHL, tinnitus-inducing事件影响了听觉系统的影响不太严重的E组与组V .因此我们发现少了动物在E组开发了耳鸣认知组相比,V (cf图5 (c))。而在V组84%(16/19)的动物会出现明显的耳鸣行为范式,显著减少(测试中,),即在E组35%(6/17)的动物似乎已经开发出耳鸣。

3.2。761年预防性银杏叶提取物治疗人工智能神经生理学的影响

3.2.1之上。整体神经元活动

总共663台可以记录在7 36治疗动物(418台4 E动物;245台3 V的动物。注意,这一段是基于单元的所有统计数据,数字,不是动物数字)。我们首先研究了应用程序的一般作用的银杏叶提取物的提取761皮质反应和汽车相比治疗组和一个对照组(U) 6早期研究的动物(627台)31日]。神经生理学反应音调单一和复合的人工智能显示银杏叶提取物的761和车辆之间的显著差异数量动物(E组与V),治疗前的感应NIHL V和在应对噪声创伤组显示几乎相同的反应美国动物(2的阶乘方差分析:组:,;创伤状态:,;交互:,)。事后图基之前测试结果显示显著差异意味着响应之间的创伤U和E ()和V和E (U和V(之间),但不),也适用于创伤后的反应(U和E:;V和E:;U和V:)。图6概述人工智能神经元放电活动的刺激频率的函数和创伤的地位。我们这里比较预处理和posttrauma诱发反应在所有刺激频率组与2的阶乘方差分析。治疗组(图的反应6(一))没有改变意味着(±标准差)预处理和posttrauma响应率平均在所有频率(之前:spk /秒;后:spk /秒;,),但频率依赖项(,),而这两个因素之间的相互作用(,)表明变化的反应依赖于频率和创伤的地位。基本上我们看到相同的结果在车里治疗组(图6 (b))无损伤状态对平均响应率的影响(之前:;后:;,),但频率依赖项(,)和两因素的显著的交互作用(,),证明处理和车辆治疗本身对我们的测量没有影响。761年的银杏叶提取物治疗动物(图6 (c))表现出一定程度上限制了响应当比较它与其他两组(参见上图)分析;反应没有表现出整体效果的创伤(之前:spk /秒;后:spk /秒;,),尽管他们确实显示频率依赖性(,),但没有互动(,)。

7动物的单一单元交流响应记录在这项研究中,唯一一个在E组开发了耳鸣认知两个V组,因此以下详细分析有一个初步的性格,但正如组V和组U显示基本上相同的响应模式在NT和T动物仍似乎我们发现一个有效的影响在我们的动物模型。图7概述人工智能的活动刺激频率的函数和创伤的地位。平均响应率在所有记录单位完全未经处理的动物(图7(一),改建的数据31日)、车辆控制(图处理7 (b)(图)和银杏叶提取物761对待动物7 (c))进行了比较。电池板在左列显示数据从动物,没有出现耳鸣认知(NT);右面板描述数据从这些动物,并开发NIHL后耳鸣(T)由行为gap-noise范例。

的数据组V非常类似于我们的最近发表的结果(31日(图)与未经处理的动物7 (b)对比图7(一))。车辆对待动物的AI,我们找到了一个比较整体活动前后创伤,对动物有和没有耳鸣(意思是应试者在所有频率按耳鸣分组状态,测试总是)。再次,耳鸣的发展倾向,明显的从一个整体降低大脑皮层活动之前创伤,相比动物组不开发耳鸣NIHL之后,可以证明。此外,还原最初的高响应率在低频率范围在创伤后NT组类似车辆治疗和治疗组和未见的T组动物,开发一个耳鸣认知(测试之前和之后,低频率范围(平均(±标准差)):未经处理的NT: 14.6 (±15.9) spk /秒和7.5 (±8.7)spk /秒,;车辆NT: 12.3 (±11.9) spk /秒和6.2 (±5.5)spk /秒,;未经处理的T: 8.4 (±11.7) spk /秒和8.5 (±16.5)spk /秒,;车辆T: 10.4 (±12.3) spk /秒和12.0 (±21.8)spk /秒,)。我们假设这个高响应率的关联机制,防止耳鸣在这些动物的发展31日]。相反,T组动物显示增加posttrauma响应率高频率高于创伤频率范围,对应于耳鸣认知的行为确定频率范围(31日)(测试之前和之后,高频率范围:未经处理的NT: 3.9 (±6.9) spk /秒和3.9 (±7.9)spk /秒,;车辆NT: 1.8 (±2.7) spk /秒和1.9 (±2.4)spk /秒,;未经处理的T: 4.5 (±7.8) spk /秒和7.2 (±16.2)spk /秒,;车辆T: 4.2 (±4.1) spk /秒和7.4 (±8.7)spk /秒,)。我们从这种比较的结论和车辆对待动物仅仅处理与车辆有关的动物(或银杏叶提取物761)在人工智能管理没有影响整体活动,既不“前置”也posttrauma。

与这种高度相似性的数据未经处理和车辆对待动物,巨大差异被发现在整个活动的单位在761年AI的银杏叶提取物治疗动物(E组,图7 (c))。在NT动物(图7 (c)左面板),我们观察到低整体活动类似于活动的集团V-NT后创伤(图7 (b)左面板,红色曲线)之前造成创伤(图7 (c)左面板,蓝色曲线)。同时,整个活动在人工智能作为刺激频率的函数在集团E-NT创伤也类似于集团V-T之前创伤(图7 (c)左面板,蓝色曲线对比图7 (b)右面板,蓝色曲线)。然而,与后者相比,761年的银杏叶提取物治疗组不显示增加反应率在创伤后的高频区域(图7 (c)左面板,红色曲线对比图7 (b)右面板,红色曲线),没有开发行为耳鸣的迹象。相反,AI的意思是活动组E-NT显示创伤后无显著变化(2的阶乘方差分析:之前和之后:,;交互:,),因此耐似乎对这种NIHL诱导塑性。银杏叶提取物的761对整体活动的稳定作用AI似乎不是很有效组E-T(2的阶乘方差分析:之前和之后:,;交互:,;也参见数据8和10(b)),导致更多的噪声频率响应函数组E-NT相比(图7 (c),右面板),这可能是为什么这组动物V不能承受NIHL诱发耳鸣的发展。

3.2.2。光谱调优

除了这些整体人工智能活动的变化,我们还发现塑料改变音质组织的人工智能,意味着BF(图的明显变化8(图)和男朋友频率分布9)。这些都是不同E T和V和NT的动物。在NT动物之前我们已经看到了761年的银杏叶提取物治疗NIHL的感应。对待动物的BFs显示频率分布明显转移到更高的频率范围相比,车辆控制(图处理8(一个):图基事后考验,;和图9,比较在第一和第三列:蓝色酒吧Kolmogorov-Smirnov-test,)。在这两个元组(V-NT E-NT), NIHL介绍意味着BF(图上没有进一步的影响8(一个);图基post-hoc-tests,),但一个重要的压扁的男朋友频率分布后创伤(图4 - 5天后9第三列;Kolmogorov-Smirnov-test,)。相比之下,在T动物没有发现显著差异在BF V和E组之间分布NIHL(图8 (b);图基事后考验,;和图9;比较蓝色酒吧在第二和第四列;Kolmogorov-Smirnov-test,),指出可能的神经生理学相关部门761年的银杏叶提取物治疗动物急救员和nonresponders(蓝色圆圈图8;也比较蓝色曲线在图7 (c))。NIHL, V-T动物显示,音质组织干扰,明显的显著变化意味着BF(图8 (b);图基事后考验,);和男朋友频率分布(图的变化9,第二列天0和1 - 2天;Kolmogorov-Smirnov-test,4到5天后),规范化。E-T组中,没有这样的变化(图8右面板;图基事后考验,;参见图9第四列;Kolmogorov-Smirnov-test,)。注意,在集团E-T没有数据可以衡量创伤后4 - 5天由于问题记录室后第三天创伤后T E组的动物。

3.2.3。神经元阈值和光谱调优锐度

NIHL和银杏叶提取物的761治疗也影响神经元的阈值和谱锐度调优以人工智能(图10)。意味着神经阈值在人工智能比较各实验小组,V和E之间没有显著差异观察动物,无论是之前还是之后NIHL(图10 ()左面板;图基post-hoc-tests,所有)。有趣的是,当T和NT动物(图分别进行了分析10 ()、中、右面板),另一个可能的倾向的发展后耳鸣NIHL的V组:NT动物的神经元的阈值更高的人工智能NIHL之前相比,T动物(学生以及,)。这些低阈值V-T NIHL后增加(图基事后考验,),而没有显著变化观察到V-NT动物(图基事后考验,)。761年的银杏叶提取物治疗组,这些pre-NIHL差异消失了,导致一个中间层次的神经元阈值T和NT动物之间没有差别(学生的以及,)和保持稳定甚至在NIHL(图基post-hoc-tests,)。

光谱分析调优指定的清晰度值显示另一个pre-NIHL影响761年的银杏叶提取物治疗(图10 (b)):E动物显示显著增加调优锐度在大多数实验测试组和条件(图基post-hoc-tests,),除了V-T与E-T比较,在图基post-hoc-tests显示。至少在NT组,E动物神经较低阈值与对照组相比,这个结果指向一个神经重塑过程引发的银杏叶提取物761治疗,这是有效off-BF频率范围。

3.2.4。响应延迟和响应时间

我们的细节分析颞神经反应特性音调在人工智能在图所示11。这图(11日)概述的响应延迟测量的频率分布V动物(开放酒吧)和E(满酒吧)之前NIHL NIHL感应(红色)(蓝色)和之后总结所有录音创伤后从0到5天。所显示的Kolmogorov-Smirnov测试分布的比较和Mann-Whitney测试比较的中间值(见insets)没有前置的差异与post-NIHL延迟分布V或E动物。然而,E动物明显短延迟比V动物在两种条件下。在分析NT和T分别动物(图11 (b)克鲁斯卡尔-沃利斯与因果Median-tests方差分析),意味着延迟的差异在NT动物5 ms NIHL之前和3 ms之后。这种差异在T动物未见,指着另一个可能的银杏叶提取物的761急救员和nonresponders的区别。相比之下,当比较反应持续时间(图11 (c)),没有明显差异和post-NIHL条件,无论是在V-NT还是E-NT组,尽管后者可能存在一种趋势创伤(图后较短的响应时间11 (c)左面板)。T组另一方面,NIHL诱导显著缩短响应时间控制虽然诱导银杏叶提取物的761年治疗后显著增加响应时间。

3.3。神经生理学的影响761年预防性银杏叶提取物治疗:对比Rate-Intensity脑干和听觉皮层的功能

最后,我们比较了意味着rate-intensity功能基于语调诱发ABR作为衡量脑干活动(图12);局部场电位(LFP)在人工智能,人工智能输入(图的估计13;尽管LFP反映丘脑皮层以及输入(43]);和神经元计数在人工智能,人工智能的测量输出(图14)。在这些数据中,数据给出了V(左)和E组(右)和每一个分别为NT(第一和第三列)和T动物(第二和第四列)。此外,数据被分组为应对三个范围的刺激频率,即低(上一行,0.5到1.4 kHz ABR和0.25至1.4千赫锂飙升活动),中等(中间行,2.0到4.0 kHz)和高(低行,5.6至16.0千赫)音调频率。在每一个面板中,NIHL对神经元活动的影响可以通过比较pretrauma估计条件(蓝色)与posttrauma状态(红色)。一个2的阶乘方差分析用于这种比较。除了这种比较预处理与post-NIHL神经元活动如图12来14,相同的数据在数字改建15来18分别以允许更容易比较的神经元活动团体V(开放的符号)和E(符号)。也就是说,数据12来14显示NIHL神经元活动的影响在整个听觉系统;数据15来18显示761年预防性银杏叶提取物治疗的效果在这个活动。Insets在每个面板这些数字给整个各自rate-intensity平均值函数(1)2的阶乘的一部分方差分析)。

一般来说,NIHL和761年预防性银杏叶提取物治疗导致rate-intensity显著变化函数各级听觉通路(脑干,AI突触前,AI突触后),并在所有频率范围进行了分析。这些变化可能是明显的绝对变化的函数(在平均值显著变化2的阶乘方差分析),不同形状的函数(2的阶乘显著交互方差分析),或两者兼而有之。为更好的可读性和所有测试的值只显示在相应的数据,而不是在文本中再次提到。

评估变更的听觉脑干(数字12和15),一般在神经活动减少NIHL显然在所有组除了组V-NT(图12第一列),略有增加神经元活动是观察到显化在高刺激强度。银杏叶提取物的761治疗导致听觉脑干略有增加活动在所有组NIHL之前(图和频率范围15蓝色,比较函数右边左边的蓝色的功能)。NIHL导致脑干减少活动在所有E动物(图12右),但降低更强的动物,没有出现耳鸣(集团E-NT图12,第三列),这显然是不同于上述V-NT ABR。换句话说,而ABR在T动物反应类似的银杏叶提取物的761和车辆对待动物,NT组动物V和E显然部署不同的神经可塑性机制的听觉脑干NIHL后预防耳鸣的发展。

当寻求突触输入AI进一步上游听觉通路(数字13和16相比),情况就变得不那么清晰的听觉脑干。对照组V,影响NIHL一般似乎指向相反的方向为ABR测量:我们刚刚描述的地方我们看到增加活动NIHL后核(图12,NT动物,第一列(图)我们现在找到减少LFP活动13第一列),反之亦然(数字12和13T动物,第二列)。在脑干活动,联赛再次变化主要局限于高刺激强度。761年的银杏叶提取物治疗动物,ABR结果相比,NIHL-induced变化更加具体和局限于小范围的频率和强度。在E-NT动物,例如,(图13,第三列),重要的活动也只看到中等频率的减少在50到60分贝,指着一个非常具体的机制集中在创伤频率范围,防止耳鸣的发展。有趣的是,活动之前已经明显的变化的感应NIHL(图16第一列)。预防性治疗与银杏叶提取物的前761导致联赛活动强劲增长噪音创伤,可能使系统与联赛减少集中NIHL创伤反应频率范围,防止耳鸣的发展。E-T组(即变化。,animals that were not able to prevent the development of tinnitus) after NIHL were much less focused and showed increases in activity rather than decreases (Figure13第四列)。此外,在这一组中,我们没有观察到在联赛活动增加噪音创伤,这不同于E-NT组(图16第二列),至少在中低频率范围,指着另一个可能的银杏叶提取物的761急救员和nonresponders之间的区别。

最后,分析人工智能输出活动(数据14和17),我们通常发现类似的效果NIHL V组,除了高频率刺激T动物。那里,在联赛的强劲增长明显(图数据13第二列,下半部分)变成一个普遍降低飙升(图输出功能14,第二列,下半部分)。E组,画面又类似于人工智能输出相比,人工智能输入函数在NT动物,除了增加人工智能响应后NIHL低刺激频率(cf图14,第三列和图13第三列)。E-T动物NIHL-induced另一方面表现出强烈的差异变化,人工智能输入和输出功能,与一般的AI飙升反应增加刺激频率范围,在联赛的功能尚不明显,可能是一个关联的耳鸣。注意,飙升的增加活动从低到高增加刺激频率;也就是说,它是特别强劲与行为相对应的频率决定认为耳鸣频率(31日]。评估银杏叶提取物的761年治疗的效果在AI(图活动激增17),上升利率往往是增加对大多数的频率和强度范围E-NT V-NT动物相比,前后NIHL。相比之下,在E-T动物,我们通常看到减少诱发率飙升在AI NIHL相比V-T动物。E-T NIHL后,差异和V-T动物不同刺激频率的函数,用最小差异出现在低刺激频率和最强的高刺激频率的差异。

3.4。银杏叶提取物的761年生理效应

银杏叶提取物的761是一个标准化提取干的绿叶银杏叶。它包含很多不同的化合物(见部分2和[17,19,44])。许多不同的生理效应描述的银杏叶提取物的76119,20.),但鉴于等植物提取物的本质是由各种不同的组件,它并不容易(如果可能的话)属性特定效果单一化合物(尽管在一些情况下至少可以确定有效化合物类,(26,28,45])。在本研究的背景下,四个生理效应描述为银杏叶提取物的761似乎是最重要的预防作用NIHL耳鸣发展报道。第一,稳定线粒体呼吸链的新陈代谢和ATP生产由于抗氧化效果,减少消除活性氧氧化应激(17,18];第二,增加前额叶皮层的细胞外多巴胺的水平,可以改善情绪,从而减少压力(26),通过去甲肾上腺素转运体(基于阻断多巴胺再摄取28];第三,减少激素促肾上腺皮质激素释放激素的应激反应,减少(CRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH),或皮质甾酮46];第四,改善血液流动(47,48]。

在最后的部分中,我们将讨论如何将这些已知的银杏叶提取物的761可能是有益的生理效应在减少耳鸣NIHL和中部发展。

3.5。银杏叶提取物的761对NIHL保护作用的可能机制和噪音伤害引起耳鸣

许多研究已经证明,预防性使用一些抗氧化物质可以减少NIHL [14,49]。模型NIHL认为密集的耳蜗受损机械噪音,此外,通过活性氧代谢应激诱发的头发细胞死亡,它激活凋亡通路。根据这些病理机制抗氧化物质被认为保护耳蜗毛细胞缺失的密集的噪声暴露后通过减少活性氧。在过去的几年里已经无数次证明这种策略能够成功应用使用不同抗氧化剂(50- - - - - -58]。因此合理假设描述的抗氧化作用对银杏叶提取物的761负责保护作用的提取物对NIHL报道(图3)和(早些时候15,16]。此外,由于噪音创伤也能减少人工耳蜗血流量(59银杏叶提取物的761后),改善血液流动管理(19)也可能增加耳蜗提取的保护作用。

因此,似乎不证自明的数量减少的NIHL也会导致动物减少的百分比,噪音伤害引起耳鸣(图发展5)。在这种情况下还不清楚如果耳鸣我们观察到动物模型已经在这项研究中反映急性耳鸣或慢性耳鸣的表现。但独立于类型的耳鸣,我们观察到只有在T动物增加一个孤立的响应幅度的差距(cf图5(一个)声创伤后),通常在NT动物显示类似的预处理和posttrauma差距反应。我们知道从我们以前的研究31日]中央神经可塑性改变AC与耳鸣的发展我们的动物模型是局限于创伤后第一周,尽管耳鸣认知本身是稳定至少16周。因此可能是这样,在这个模型中系统慢性耳鸣已经体现在一周后的创伤。然而,这仍然是一个悬而未决的问题,需要在将来的研究中得到解决。独立于这个问题,我们可以描述许多附加的影响提取中央听觉处理,这使得它不太可能所有有利影响我们观察到NIHL和耳鸣发展可能是完全基于上述保护作用外周听觉系统,也就是说,毛细胞。

在之前出版耳鸣发展在未经处理的动物31日在人工智能),我们提出了一个全球抑制机制应该能够成功地抵消耳鸣的发展动物减少的一个子集在AI整体活动。在这个报告中,我们发现政府的银杏提取物在创伤已经导致减少人工智能活动,这是与创伤后观察治疗动物(cf图7)。然而,仔细检查的数据表明,银杏叶提取物的761的pretrauma影响中枢听觉系统的活动不像posttrauma机制,防止一些未经处理的动物耳鸣的发展。重要的是,我们看到一个活动增加听觉脑干创伤前761年银杏叶提取物治疗动物,而有轻微减少ABR振幅在创伤后未经处理的动物(31日)(cf图14)。此外,银杏叶提取物的761年治疗导致增加意味着石,这表明塑料音质的变化组织的AI在未经处理的动物未见没有耳鸣。

基于这些差异我们这里提出假说,银杏叶提取物治疗761激活侧抑制机制,而不是一个全球抑制机制提出了未经处理的动物。图18说明了该模型的细节。的模型假定两个主要影响银杏提取物对中枢听觉处理,即增加获得听觉脑干,从增加ABR振幅明显(图15),皮层的激活侧抑制,如调优锐度增加(表所示1,)。我们相信增加ABR活动增加了丘脑的人工智能的输入,负责神经元阈值的减少我们观察银杏治疗后(表1上面一行;图18)。银杏叶提取物的761年治疗后减少响应延迟可能是这些阈值降低的结果。然而,作为人工智能的诱发反应率却降低了,同时一些皮层抑制必须被激活。增加值指向本地,侧抑制的影响,而意味着男朋友点转移到非对称分布的侧抑制,在低频端较强抑制比高频率的调谐曲线(图14,下半部分)。主要减少整体活动的AI在低频率而不是在高频率范围(图7左栏;图18上面板)是符合这个解释。因此,银杏叶提取物761诱导的变化活动在整个听觉系统似乎导致人工智能处理特点,更加稳定(数据7 (c),8和10),因此不易发展中央耳鸣后噪音创伤(图5)。大多数的这些影响761年的银杏叶提取物治疗人工智能活动并没有在动物身上做开发耳鸣和大多数pretrauma变化保持稳定在T动物(NT但不表1,第三行)让我们推测,这些中心效应的银杏叶提取物的761急救员nonresponders相比大幅增加保护作用的抗氧化特性的耳蜗抵消NIHL,但揭示的确切机制需要进一步调查。

最后,可以推测这些机制的银杏叶提取物的761年导致中枢听觉处理如上所述的变化。在这种情况下可能是一个因素增加多巴胺水平在761年前额叶皮层下发现了银杏叶提取物治疗(26]。多巴胺是培养几个神经可塑性的过程(60- - - - - -62年),这样就有可能,多巴胺影响也参与了神经可塑性这里描述下治疗,虽然触发这种可塑性的机制仍不清楚。此外,多巴胺被认为改善情绪,当结合了银杏叶提取物的761对荷尔蒙的应激反应的影响,这些因素可能导致动物减少压力,也可以是有益的在耳鸣的背景下发展(63年]。

如上所述,增加了侧抑制的确切机制,导致761年人工智能与银杏叶提取物治疗后仍不清楚。但这个概念,这样的侧抑制可能抵消tinnitus-especially中部的发展后的急性期一个噪音trauma-seems中央耳鸣(简单的基于当前的模型64年),已经用于新的有前景的治疗策略在两种动物模型对耳鸣65年)和人类患者(66年]。可能,额外的银杏叶提取物的761年政府可能进一步改善的结果这样的治疗方案。

4所示。结论

在这个报告中我们可以证明动物的预防性治疗银杏叶提取银杏叶提取物761抒发一些保护作用的发展NIHL以及主观耳鸣,外围以及中央的听觉通路水平。虽然事实只有一个子集的动物行为特征也可以进行详细的电生理记录可能对这项研究构成限制(银杏叶提取物的761只动物:3元,1 T;车辆动物:1元、2 T),观察到的影响银杏叶提取物的761中央听觉处理仍然发现了一些显著的变化响应参数,使我们能够猜测这些变化的潜在神经生理学机制。这些影响的定性概述在表1。

一般来说,当比较银杏叶提取物761 NT和T动物之间的影响(在表上两行和下两行1在NT)很明显,动物更重要的影响比T动物提取可以看到。此外,影响被发现在动物,他们有时指出成相反的方向在NT动物(表1阈值),或者没有影响NT动物(如表1、响应时间)。根据这些差异,特别是那些已经见过创伤,动物可以分离银杏叶提取物761急救员和nonresponders。这种区别似乎与NT和T动物之间的区别。提取,如果预防性应用,显然能够减少NIHL(图3)和概率发展主观耳鸣后噪音创伤(图5),这一结果是基于整数的神经生理学效应(数字7来17)。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

康斯坦丁·Tziridis, Sabine Korn同样研究方面做出了贡献。

确认

作者感谢茱莉亚步进照顾动物和帮助进行数据分析。他们感谢教授斯蒂芬·m·樵夫(Martin-Luther-University Halle-Wittenberg,德国)仔细校对论文和有用的讨论。这项工作是支持的博士Willmar施瓦贝gmbh co。公斤,德国卡尔斯鲁厄。作者承认支持德意志Forschungsgemeinschaft和Friedrich-Alexander-Universitat埃(能力)在开放获取出版资助项目。