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Increase in the density of the primary auditory Cortical Extracellular Matrix after noise Trauma is only detectable in animals with Tinnitus

Abstract

Here we investigate tinnitus-related adaptations in the auditory cortex (AC) 13 days after its induction by quantifying the density of the extracellular matrix (ECM) in the primary fields of the AC of Mongolian gerbils. ECM density has been shown to be important for neuroplastic processes in the cortex and can be considered a marker for the stability of synapses in a given area.
We used mild monaural acoustic noise trauma (2 kHz, 115 dB SPL, 75 min) in 9 animals, or monaural control noise exposure (2 kHz, 65 dB SPL, 75 min in 3 animals). A possible tinnitus perception was investigated with the GPIAS paradigm (Gap Prepulse Inhibition of Acoustic Startle); 4 trauma animals showed tinnitus-related changes in the GPIAS paradigm (T group), the remaining 5 animals (NT group) as well as the 3 control animals did not show this. ECM density was quantified using immunofluorescence luminance of Wisteria floribunda lectin-fluorescein-5-isothiocyanate (WFA-FITC) on multiple histological sections of the primary AC relative to reference areas.
We found that the WFA-FITC luminance of ACs from NT animals was not significantly different from that of control animals. On the other hand, we found a significant increase in ECM density in the ACs of T animals (p=0.001) compared to those of NT or control animals. This effect was found exclusively on the AC side contralateral to the T

Hier untersuchen wir tinnitusbedingte Anpassungen im auditorischen Kortex (AK) 13 Tage nach seiner Induktion, indem wir die Dichte der Extrazellulärmatrix (EZM) in den Primärfeldern des AK von mongolischen Wüstenrennmäusen quantifizieren. Es hat sich gezeigt, dass die EZM-Dichte für neuroplastische Prozesse im Kortex von Bedeutung ist und als Marker für die Stabilität von Synapsen in einem bestimmten Gebiet angesehen werden kann.

Wir verwendeten ein mildes monaurales akustisches Lärmtrauma (2 kHz, 115 dB SPL, 75 min) bei 9 Tieren, oder eine monaurale Kontrollschallexposition (2 kHz, 65 dB SPL, 75 min bei 3 Tieren). Eine mögliche Tinnitus-Wahrnehmung wurde mit dem GPIAS-Paradigma (Gap Prepulse Inhibition of Acoustic Startle) untersucht; 4 Trauma- Tiere zeigten Tinnitus bezogene Veränderungen im GPIAS-Paradigma (T-Gruppe), die übrigen 5 Tiere (NT-Gruppe) sowie die 3 Kontrolltiere zeigten dies nicht. Die EZM-Dichte wurde mit Hilfe der Immunfluoreszenz-Luminanz von Wisteria Floribunda Lectin-Fluorescein-5-Isothiocyanat (WFA-FITC) auf multiplen histologischen Schnitten des primären AK relativ zu Referenzflächen quantifiziert.

Wir stellten fest, dass sich die WFA-FITC-Luminanz der AKs von NT-Tieren nicht signifikant von derjenigen der Kontrolltiere unterschied. Andererseits fanden wir eine signifikante Erhöhung der EZM-Dichte in den AKs der T-Tiere (p=0,001) im Vergleich zu denen der NT- oder Kontrolltiere. Dieser Effekt fand sich ausschließlich auf der AK-Seite kontralateral zum Trauma-Ohr (p=0,002), während auf der ipsilateralen Seite keine signifikanten Unterschiede festgestellt wurden (p=0,24).

Diese Ergebnisse deuten auf einen Prozess der Stabilisierung synaptischer Verbindungen im primären AK hin, der an der chronischen Manifestation des Tinnitus beteiligt sein könnte.

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.