Infrared Photoactivation of Inner-Ear Hair Cells

内耳毛细胞的红外光激活

基本信息

  • 批准号:
    8183950
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-07-19 至 2014-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): We have recently shown that pulsed infrared radiation (IR) applied to the semicircular canal crista ampullaris in vivo evokes dramatic and highly controllable responses of first order afferent neurons. Many afferents phase lock to the stimulus and fire an action potential for each IR pulse. This allows IR stimuli to be used to control the timing and rate of action potentials transmitted by the 8th nerve to the brain. The cellular response is robust, even under long-term stimulation. Our in vitro data using cardiomyocytes indicates that IR evokes mitochondrial Ca2+ flux via the uniporter and the Na+/Ca2+ exchanger. It is not know if mitochondrial IR excitability also underlies the exquisite sensitivity of hair-cell sensory epithelia to IR, or if some other mechanism is at play. The mechanism of IR action will be determined through examination of 4 specific aims. We will 1) establish dose-response functions for pulsed IR and heat across a broad parameter space, 2) quantify cellular electrophysiological and [Ca2+] responses to IR, 3) record postsynaptic potentials and currents in afferent nerve endings evoked by IR applied to hair cells, and 4) examine the mitochondrial component of IR excitability. Results are expected to determine the fundamental mechanism of IR photosensitivity in hair cells. Knowing the mechanism will have immediate impact on how pulsed IR is used for basic science (e.g. to evoke mitochondrial Ca2+ transients vs. membrane depolarizing currents). Results also have potential for significant impact on the development of new IR therapeutic interventions and prosthetic devices that take advantage of the mechanism of IR action. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: Our results show that pulsed infrared radiation (IR) applied to inner-ear sensory hair-cell epithelia can be used to control the timing and rate of afferent nerve action potentials. If IR excitability has primary origins in hair-cell mitochondrial Ca2+ currents, as indicated by our data, the stimulus would have potential for high impact as a basic science tool, and would offer opportunities for development of new types of therapeutics and neural interfaces.
描述(由申请人提供):我们最近显示,脉冲红外辐射(IR)应用于体内的半圆形管Crista ampullaris,引起一阶传入神经元的戏剧性和高度可控的反应。许多传入的相位锁定到刺激上,并为每个IR脉冲发射动作潜力。这允许使用IR刺激来控制第八神经传递到大脑的时机和作用速率。即使在长期刺激下,细胞反应也是可靠的。我们使用心肌细胞的体外数据表明,IR通过Uniporter和Na+/Ca2+交换器唤起线粒体Ca2+通量。不知道线粒体IR兴奋性是否也构成了发胶感觉上皮对IR的精致敏感性,或者是否有其他一些机制正在发挥作用。 IR作用的机制将通过检查4个特定目标来确定。我们将1)在广泛的参数空间中建立脉冲IR和热量的剂量反应函数,2)量化细胞电生理学和[Ca2+]对IR的反应,3)记录在IR诱发的传入神经末端的突触后电位和电流的记录。细胞和4)检查IR兴奋性的线粒体成分。预计结果将确定毛细胞中IR光敏性的基本机制。知道该机制将对基础科学的脉冲IR如何使用(例如,唤起线粒体Ca2+瞬变与膜去极化电流)有直接影响。结果还可能对利用IR作用机制的新型IR治疗干预措施和假肢设备的开发产生重大影响。 公共卫生相关性:我们的结果表明,适用于内耳感觉发胶上皮的脉冲红外辐射(IR)可用于控制传入的神经动作电位的时间和速率。如我们的数据所示,如果IR兴奋性在线粒体CA2+电流中具有主要起源,那么刺激将具有高影响力作为基础科学工具的潜力,并将为开发新型的治疗疗法和神经界面提供机会。

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 }}

RICHARD D RABBITT其他文献

RICHARD D RABBITT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('RICHARD D RABBITT', 18)}}的其他基金

Focused Ultrasound Activation of Vestibular Otolith Organs
前庭耳石器官的聚焦超声激活
  • 批准号:
    9372395
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Infrared Photoactivation of Inner-Ear Hair Cells
内耳毛细胞的红外光激活
  • 批准号:
    8303231
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Infrared Photoactivation of Inner-Ear Hair Cells
内耳毛细胞的红外光激活
  • 批准号:
    8490340
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
  • 批准号:
    8441599
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物力学
  • 批准号:
    7755028
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物力学
  • 批准号:
    6872804
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biophysics and Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物物理学和生物力学
  • 批准号:
    8578071
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biophysics and Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物物理学和生物力学
  • 批准号:
    8889328
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物力学
  • 批准号:
    8212302
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Biophysics and Biomechanics of the Semicircular Canals
半规管的生物物理学和生物力学
  • 批准号:
    8995198
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:

相似国自然基金

面向类脑智能感知的编码运算一体化柔性电子传入神经元的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同刺灸法激活的穴位传入神经元及时间-空间反应特性
  • 批准号:
    81973967
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有髓传入神经纤维相应DRG神经元中Cav3.2通道N-糖基化在DPN触诱发痛发生发展中的作用机制研究
  • 批准号:
    81801219
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
通过内皮素-1探索初级传入神经元感受疼痛或搔痒的细胞机制
  • 批准号:
    81171040
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

High content analgesic screening from human nociceptors
从人类伤害感受器中筛选高含量镇痛剂
  • 批准号:
    10578042
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Feedforward-feedback integration in the posterior parietal cortex
后顶叶皮层的前馈-反馈整合
  • 批准号:
    10654017
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Feedforward-feedback integration in the posterior parietal cortex
后顶叶皮层的前馈-反馈整合
  • 批准号:
    10493902
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
LIGHT and Lymphotoxin induced modulation of trigeminal ganglia sensory neuron excitability
光和淋巴毒素诱导三叉神经节感觉神经元兴奋性的调节
  • 批准号:
    10177229
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
Pulsed infrared excitability of inner ear: molecular mechanisms and therapeutics
内耳脉冲红外兴奋性:分子机制和治疗
  • 批准号:
    8887896
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 35.05万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了