Zabýváme se studiem mechanismů zpracování zvukových podnětů ve sluchovém systému savců a vývojovou plasticitou sluchové dráhy za normálních a patologických podmínek. Při experimentální práci používáme elektrofyziologické, imunohistochemické, behaviorální a in vivo zobrazovací metody u zvířat a audiometrické testy u člověka. Výsledky získané studiem sluchové dráhy zvířat mají širší uplatnění při poznání obecných molekulárních mechanismů přenosu signálů v nervovém systému.
Vliv stárnutí, ztráty sluchu a tinnitu na bílou hmotu v lidském sluchovém systému odhalený pomocí fixelové analýzy
Identifikovali jsme věkem a patologií vyvolané změny v nervových drahách spojujících vybrané oblasti centrálního sluchového systému se strukturami limbického systému. Výsledky získané u 79 dobrovolníků pomocí 3T MRI ukázaly negativní vliv stárnutí, nikoli však ztráty sluchu nebo tinnitu, na plochu průřezu a hustotu nervových vláken. Naše zjištění prokazující plasticitu anatomických spojení mezi sluchovým a limbickým systémem by mohla pomoci pochopit patofyziologické mechanismy presbyakuze.
Výsledky fixelové analýzy v traktech spojujících oblasti sluchového a limbického systému. Redukce drah bílé hmoty spojujících sluchové (Inferior colliculus, IC; Heschlův gyrus, HG; planum temporale, PT) a limbické struktury (přední insula, INS; hipokampus, HIP; amygdala, AMY) v obou hemisférách (vlevo červeně a vpravo modře) vyjádřená v % (tabulka) nebo tloušťkou spojovacích linií v grafech. (A) hustota vláken, (B) logaritmická míra průřezu vláken, (C) míra hustoty a průřezu vláken.
Publikace:
Svobodová, V., Profant, O., Škoch, A., Tintěra, J., Tóthová, D., Chovanec, M., Čapková, D., Syka, J.: (2024) The effect of aging, hearing loss, and tinnitus on white matter in the human auditory system revealed with fixel-based analysis. Frontiers in aging neuroscience 15: 1283660.
Úloha receptorů GABAB v subkortikálních drahách sluchového systému savců
Shrnujeme současné poznatky o distribuci a funkci GABA-B receptorů v hlemýždi a centrální sluchové dráze. Receptory se podílejí na procesech nezbytných pro správnou funkci sluchu, jako je modulace kochleárního zesilovače, regulace spontánní aktivity, binaurální a časové zpracování informací a prediktivní kódování. Naopak dysfunkce GABA-B hraje roli u některých patologických stavů sluchového systému, včetně různých forem ztráty sluchu.
Schematické znázornění GABA-B receptoru a spřažení jeho podtypů s efektory v centrálních synapsích. (A) Funkční receptor je tvořen jako heteromer z podjednotky GB1, která nese vazebné místo pro agonisty, a GB2, která váže G-proteiny. Sushi domény (SD) na N-konci GB1 (u varianty GB1a, ale ne u GB1b) interagují s několika proteiny (APP, AJAP-1, PIANP), regulujími subcelulární trafficking receptorů. Aktivita GABA-B je modulována kinázami CaMKII, PKC, AMPK, PKA a GRK4, které fosforylují různá místa na C-konci GB1 nebo GB2, a interakcemi s proteiny KCTD, 14-3-3, ATF/CREB, NSF a kapsaicinovým receptorem TRPV1. (B) Podtypy GABA-B obsahující odlišné varianty GB1 (GABAB1a/2 a GABAB1b/2) lokalizují rozdílně do presynaptické a postsynaptické části excitačních (Glu), ale ne inhibičních (GABA) synapsí. Pre- a postsynaptické receptory prostřednictvím efektorových enzymů a iontových kanálů (adenylylcykláza, VGCC, GIRK) regulují uvolňování neurotransmiterů a neuronální excitabilitu. Heteroreceptory na excitačních synapsích jsou aktivovány GABA (modře) přelévající se ze sousedních inhibičních synapsí.
Publikace
Tureček R, Melichar A, Králíková M, Hrušková B. (2023) The role of GABAB receptors in the subcortical pathways of the mammalian auditory system. Front. Endocrinol. 4:1195038. doi: 10.3389/fendo.2023.1195038
Vliv stárnutí, sluchové ztráty a tinnitu na morfologii korové šedé hmoty, amygdaly a hippocampu
Zkoumali jsme funkční a morfologické změny v mozku vyvolané věkem, sluchovou ztrátou a tinnitem. Skupiny subjektů různého věku, s různým stupněm presbykuze, a nebo tinnitu byly vyšetřeny audiometrickými metodami a metodou MRI. Bylo zjištěno, že stárnutí je doprovázeno zeslabením vrstvy šedé hmoty, dále že sluchová ztráta způsobuje minimální strukturální změny a že tinnitus je doprovázen strukturálními změnami hlavně v limbickém systému a insule.
Charakteristika neuronů colliculus inferior u myší s podmínečnou absencí Isl1 (Isl1CKO) je odlišná od kontrolních myší.
Obohacení akustického prostředí v kritickém období postnatálního vývoje pozitivně moduluje schopnosti detekce zvukové pauzy a frekvenčního rozlišování u dospělých potkanů
Studovali jsme účinky vystavení obohacenému akustickému prostředí během 14. až 28. postnatálního dne na sluchovou funkci dospělých potkanů. Exponovaná zvířata vykazovala výraznější inhibici úlekové reakce vyvolanou změnou frekvence tónu pozadí nebo pauzou v hluku pozadí. Výsledky ukázaly, že akusticky obohacené prostředí v kritickém období vývoje ovlivňuje frekvenční a časové zpracování zvukových podnětů ve sluchovém systému a že tyto změny přetrvávají až do dospělosti.
Projekty
1. 3. 2026 – 28. 2. 2029
Úloha GABAergní inhibice v mechanismech narušeného zpracování komplexních zvuků při senzorineurální ztrátě sluchu
Oddělení neurofyziologie sluchuFilová I.Pysanenko K.Tavakoli M.Vochyanova S.Dvořáková M.Bohuslavová R.Smolík O.Fabriciová V.Hrabalová P.Benešová Š.Valihrach L.Černý J.Yamoah E.N.Syka J.Fritzsch B.Pavlinková G.
2022
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 119(37): e2207433119.
2026
Hear Res . 2026 Jan:469:109484. doi: 10.1016/j.heares.2025.109484. Epub 2025 Nov 20.
