Neurobiología y neurofisiología auditiva

Presentación

Las pérdidas de audición constituyen hoy en día un problema creciente de salud que limita la calidad de vida. El grupo de investigación en Neurobiología y Neurofisiología Auditiva del IDINE centra sus intereses y actividad investigadora en el estudio experimental de los mecanismos biológicos que permiten al cerebro interpretar las señales de comunicación acústica procedentes del entorno y las consecuencias de las alteraciones patológicas de dichos mecanismos. El énfasis de la actividad investigadora descansa en desentrañar los mecanismos celulares y moleculares de la transducción de señales acústicas en el receptor auditivo, su procesamiento en los circuitos neuronales del cerebro y sus modificaciones patológicas. Para ello utilizamos una combinación de técnicas de biología molecular, biología celular e histología y registros electrofisiológicos que nos permiten obtener una visión integrada, estructural y funcional, del funcionamiento del sistema auditivo en condiciones normales y patológicas producidas por el ruido, fármacos o envejecimiento. Las derivaciones de esta actividad investigadora son numerosas. Permiten avanzar en la comprensión de mecanismos de pérdida de audición causada por ruido, fármacos y envejecimiento y su prevención y tratamiento. Asimismo, permiten avanzar en la comprensión de mecanismos de neuroplasticidad, a través de los cuales el cerebro se adapta a modificaciones en la entrada de señales sensoriales, lo cual a su vez presenta múltiples derivaciones en patologías neurológicas, para lo cual el sistema auditivo constituye un excelente modelo de estudio experimental.

Hearing loss is a growing health problem, which greatly limits the quality of life. The research group in Neurobiology and Auditory Neurophysiology at IDINE focuses its research interests and activity on the experimental study of the biological mechanisms that allow the brain to interpret the signals of acoustic communication coming from the environment and the consequences of the pathological alterations of these mechanisms. The emphasis of the research activity lies in unraveling the cellular and molecular mechanisms of the transduction of acoustic signals in the auditory receptor, its processing in the neural circuits of the brain and its pathological modifications. We use a combination of molecular biology, cell biology and histology techniques and electrophysiological recordings that allow us to obtain an integrated, structural and functional vision of the functioning of the auditory system in normal and pathological conditions, produced by noise, drugs or aging. The derivations of this research activity are numerous. They allow to advance in the understanding of mechanisms of hearing loss caused by noise, drugs and aging and their prevention and treatment. Likewise, they allow advancing in the understanding of neuroplasticity mechanisms, through which the brain adapts to changes in the input of sensory signals, which in turn presents multiple derivations in neurological pathologies, for which the auditory system constitutes an excellent model of experimental study

Miembros

Nombre	Puesto	Mail	Ext.
José Manuel Juiz Gómez	Catedrático de Universidad/Investigador del IDINE	josemanuel.juiz@uclm.es	2930
Juan Carlos Alvarado Romero	Profesor Titular de Universidad/Investigador del IDINE	juancarlos.alvarado@uclm.es	2941
Verónica Fuentes Santamaría	Profesor Titular de Universidad/Investigador del IDINE	veronica.fuentes@uclm.es	2933
Alberto Recio Spinoso	Investigador del programa INCRECYT/Investigador del IDINE	alberto.recio@uclm.es	2992
José Julio Cabanes Sanchis	Técnico III (administración especial laboratorios campus AB)	josejulio.cabanes@uclm.es	2934
Mari Cruz Gabaldón Ull	Técnico de Laboratorio	mcruz.gabaldon@uclm.es	2934

-Efectos del ruido sobre el sistema auditivo (periférico y central), y su prevención/tratamiento con terapias antioxidantes, estimulación eléctrica y otros tratamientos reparativos.

-Efectos tóxicos de fármacos (antibióticos y antitumorales) sobre el sistema auditivo (periférico y central), y prevención/tratamiento con terapias antioxidantes y otros tratamientos reparativos

-Cambios plásticos en neuronas, células de glia y circuitos sinápticos centrales tras daño del receptor auditivo.

-Bases celulares del envejecimiento auditivo y la pérdida de audición asociada a la edad y su prevención/tratamiento con terapias antioxidantes.

-Vínculos entre sordera, demencia y enfermedad de Alzheimer: bases celulares.

-Effects of noise on auditory system (peripheral and central), and its prevention/treatment with antioxidant therapies, electrical stimulation and other reparative therapies.

- Toxic effects of drugs (antibiotics and antitumor) on auditory system (peripheral and central), and prevention/treatment with antioxidant therapies and other reparative therapies.

- Plastic changes in neurons, glia cells and central synaptic circuits after damage to the auditory receptor.

- Cellular foundations of auditory aging and age-related hearing loss and its prevention / treatment with antioxidant therapies.

-Links among deafness, dementia and Alzeihmer´s disease: cellular foundations.

Los investigadores integrantes del grupo de investigación acumulan décadas de experiencia en el estudio de la estructura y función del sistema nervioso auditivo. Han realizado contribuciones relevantes para comprender la organización funcional de las conexiones sinápticas de los núcleos auditivos centrales y de los cambios plásticos moleculares y celulares en núcleos auditivos tras sordera experimental. Los logros recientes más destacables incluyen:

-Ofrecer evidencias experimentales de que las sorderas producidas por ruido pueden revertir al menos parcialmente con la administración oral de vitaminas antioxidantes y Mg++ y posibles mecanismos de este efecto

-Ofrecer evidencias experimentales de que las sorderas producidas por antibióticos ototóxicos y cisplatino pueden revertir al menos parcialmente con la administración oral de vitaminas antioxidantes y Mg++ y posibles mecanismos de este efecto.

-Ofrecer evidencias experimentales de que las sorderas relacionadas con el envejecimiento pueden revertir al menos parcialmente con la administración oral de vitaminas antioxidantes y Mg++ y posibles mecanismos de este efecto.

-Ofrecer evidencias experimentales del papel de las células de glía en mecanismos plásticos de adaptación a sorderas.

Researchers in the lab accumulate decades of experience in the study of the structure and function of the auditory nervous system. They have made relevant contributions to understand the functional organization of the synaptic connections of the central auditory nuclei and of the molecular and cellular plastic changes in auditory nuclei after experimental deafness. The most notable recent achievements include:

-Offer experimental evidence that deafness produced by noise can revert at least partially with the oral administration of antioxidant vitamins and Mg ++ and possible mechanisms of this effect

-Offer experimental evidence that deafness produced by ototoxic antibiotics and cisplatinum can reverse at least partially with the oral administration of antioxidant vitamins and Mg ++ and possible mechanisms of this effect.

-Offer experimental evidence that deafness related to aging can revert at least partially with the oral administration of antioxidant vitamins and Mg ++ and possible mechanisms of this effect.

-Offer experimental evidences of the role of glia cells in plastic mechanisms of adaptation to deafness.

Publicaciones más relevantes

Fuentes-Santamaría V, Alvarado JC, Melgar-Rojas P, Gabaldón-Ull MC, Miller JM, Juiz JM. The Role of Glia in the Peripheral and Central Auditory System Following Noise Overexposure: Contribution of TNF-α and IL-1β to the Pathogenesis of Hearing Loss. Front Neuroanat. 2017 Feb 23;11:9. doi: 10.3389/fnana.2017.00009. eCollection 2017.

Alvarado JC, Fuentes-Santamaría V, Melgar-Rojas P, Valero ML, Gabaldón-Ull MC, Miller JM and Juiz JM (2015) Synergistic effects of free radical scavengers and cochlear vasodilators: a new otoprotective strategy for age-related hearing loss. Front. Aging Neurosci. 7:86. doi: 10.3389/fnagi.2015.00086

Alvarado JC, Fuentes-Santamaría V, Gabaldón-Ull MC, Blanco JL and Juíz JM (2014) Wistar rats: a forgotten model of age-related hearing loss. Front. Aging Neurosci. 6:29. doi: 10.3389/fnagi.2014.00029

Fuentes-Santamaría V, Alvarado JC, Gabaldón-Ull MC, Manuel Juiz J. Upregulation of insulin-like growth factor and interleukin 1β occurs in neurons but not in glial cells in the cochlear nucleus following cochlear ablation. J Comp Neurol. 2013 Oct 15;521(15):3478-99. doi: 10.1002/cne.23362.

Lamas V, Alvarado JC, Carro J, Merchán MA. Long-term evolution of brainstem electrical evoked responses to sound after restricted ablation of the auditory cortex. PLoS One. 2013 Sep 16;8(9):e73585. doi: 10.1371/journal.pone.0073585. eCollection 2013. Erratum in: PLoS One. 2013;8(11). doi:10.1371/annotation/07ec3908-23dd-4c31-926d-9d73a2815032.

Alvarado JC, Fuentes-Santamaría V, Jareño-Flores T, Blanco JL, Juiz JM. Normal variations in the morphology of auditory brainstem response (ABR) waveforms: a study in Wistar rats. Neurosci Res. 2012 Aug;73(4):302-11. doi:10.1016/j.neures.2012.05.001.

Publicaciones más recientes

Poveda CM, Valero ML, Pernia M, Alvarado JC, Ryugo DK, Merchan MA, Juiz JM (2020) Expression and Localization of Kv1.1 and Kv3.1b Potassium Channels in the Cochlear Nucleus and Inferior Colliculus After Long-Term Auditory Deafferentation. Brain Sci
. 2020 Jan 8;10(1):35. doi: 10.3390/brainsci10010035

Fuentes-Santamaría V, Alvarado JC, Rodríguez-de La Rosa L, Juiz JM and Varela-Nieto I (2019) Neuroglial Involvement in Abnormal Glutamate Transport in the Cochlear Nuclei of the Igf1 −/− Mouse. Front. Cell. Neurosci. 13:67. doi: 10.3389/fncel.2019.00067. eCollection 2019.

Alvarado JC, Fuentes-Santamaría V, Gabaldón-Ull MC and Juiz JM (2019) Age-Related Hearing Loss Is Accelerated By Repeated

Short-Duration Loud Sound Stimulation. Front. Neurosci. 13:77. doi: 10.3389/fnins.2019.00077. eCollection 2019.

Alvarado JC, Fuentes-Santamaría V, Gabaldón-Ull MC, Juiz JM. An Oral Combination of Vitamins A, C, E, and Mg ⁺⁺ Improves Auditory Thresholds in Age-Related Hearing Loss. Front Neurosci. 2018 Jul 31;12:527. doi: 10.3389/fnins.2018.00527. eCollection 2018.

Pernia M, Estevez S, Poveda C, Plaza I, Carro J, Juiz JM, Merchan MA. c-Fos and Arc/Arg3.1 expression in auditory and visual cortices after hearing loss: Evidence of sensory crossmodal reorganization in adult rats. J Comp Neurol. 2017 Aug 15;525(12):2677-2689. doi: 10.1002/cne.24233. Epub 2017.

Actualmente el grupo cuenta con los siguientes proyectos vivos, financiados de manera competitiva.

-Una combinación de estimulación transcraneal y otoprotección como nueva perspectiva para el tratamiento de sorderas neurosensoriales (SAF 2016 78898 C2-1-R). Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Gobierno de España (IPs: José M. Juiz/Verónica Fuentes)

-Sorderas neurosensoriales y fármacos ototóxicos: nuevas estrategias traslacionales para el tratamiento de un problema de salud y calidad de vida en Castilla-La Mancha (SBPLY/17/180501/000544). Consejería de Educación y Cultura, Gobierno de Castilla-La Mancha (IPs: José M. Juiz/Juan C. Alvarado).

Currently the group has the following funded projects, financed in a competitive manner.

-A combination of transcranial stimulation and otoprotection as a new perspective for the treatment of sensorineural deafness (SAF 2016 78898 C2-1-R). Ministry of Science, Innovation and Universities, Government of Spain (IPs: José M. Juiz / Verónica Fuentes)

-Sensorineural hearing loss and ototoxic drugs: new translational strategies for the treatment of a health and quality of life issue in Castilla-La Mancha (SBPLY / 17/180501/000544). Regional Ministry of Education and Culture, Government of Castilla-La Mancha (IPs: José M. Juiz / Juan C. Alvarado).