Számos korábbi megfigyelés utal arra, hogy a nucleus cochlearisban (CN) működő jelfeldolgozásban kolinerg neuromodulációnak is van szerepe. Mindeddig nem vizsgálták azonban azt a kérdést, hogy ez a neuromodulátor hatás hogyan befolyásolja a neuronok közötti szinaptikus kapcsolatok működését. Tekintettel arra, hogy az utóbbi évtizedekben bebizonyosodott a gliasejtek aktív részvétele a neuronhálózatok tevékenységében, szükséges annak elemzése is, hogy a CN astrocytái célpontjai lehetnek-e a kolinerg neuromodulátor rendszernek. A jelen értekezésben bemutatott munka során patch-clamp technika segítségével patkány CN-ból készített túlélő szeletpreparátumon vizsgáltuk a mag dorsalis részében található óriássejtekre irányuló kolinerg hatásokat. Azt találtuk, hogy az acetilkolin agonista karbakol (CCh) alkalmazása fokozta az óriásssejtek spontán tüzelési aktivitását, mely hatás főként az M3 és M4 típusú muszkarinerg receptorokon keresztül érvényesült. Kimutattuk továbbá, hogy CCh jelenlétében a CN felszíni illetve mély rétege felől elektromos ingerléssel kiváltott serkentő posztszinaptikus áramok (EPSC) amplitúdója csökkent, és a rövidtávú depresszió (STD) jellege is megváltozott. A felszíni réteg felől kiváltott EPSC-k módosításáért kizárólag M3 receptorok felelősek, míg a mély réteg felől kiváltott EPSC-k modulálásában M2, M3 és M4 receptorok egyaránt szerepet játszottak. A felszíni réteg elektromos ingerlésével kiváltott gátló posztszinaptikus áramokat (IPSC) CCh adása nem befolyásolta, míg a mély réteg felől kiváltott IPSC-ket M3 receptorokon keresztül gátolta és az STD-t is befolyásolta. Az eredmények elemzése arra utalt, hogy a kolinerg modulációban mind pre-, mind posztszinaptikus muszkarinerg receptorok szerepet játszanak. Az astrocyták kolinerg hatással szembeni érzékenységét a CN-ból készített astrocyta tenyészeteken vizsgáltuk úgy, hogy CCh adásával intracelluláris Ca2+-tranzienseket váltottunk ki rajtuk, amiket fluoreszcens indikátor (Fluo-4) segítségével regisztráltunk. Kimutattuk, hogy a sejteknek 36,3%-a válaszolt a kolinerg hatásra. A válaszoló astrocyták 45%-ában a tranziens gyors időbeli lezajlást mutatott, míg 50,5%-ukban a gyors komponenst lassú, plátó-szerű szakasz követte. Különféle muszkarinerg agonisták (CCh, muszkarin) és antagonisták (atropin, pirenzepin, 4-DAMP, hexamethonium) alkalmazásával bizonyítottuk az M1 és M3 receptorok szerepét a tranziensek létrehozásában, és e receptorok jelenlétét mind RNS, mind fehérje szinten igazoltuk. Az eredmények egyértelműen bizonyítják a CN-ból származó astrocyták egy részének CCh-érzékenységét, aminek alapján feltételezhetjük, hogy ezek a sejtek szerepet játszanak a CN-ban zajló kolinerg moduláció mechanizmusában.

Earlier findings indicated that cholinergic modulation might influence the signal processing taking place in the cochlear nucleus (CN). It has not been studied, however, how this neuromodulatory effect influences the synaptic connections of the neurones. Considering the fact that in the last decades the active role of the glial cells in the functioning of the neuronal networks has been proven, it is necessary to address the question whether the astrocytes in the CN might be targets of the cholinergic neuromodulation. In the work presented here, the cholinergic effects targeting the giant cells in the dorsal part of the CN were investigated in slice preparations using the patch-clamp technique. It was found that the application of the acetylcholine agonist carbachol (CCh) increased the firing activity of the giant cells. This effect was mediated by the M3 and M4 type muscarinic receptors. Moreover, it was shown that in the presence of CCh the amplitude of the excitatory postsynaptic currents (EPSCs) evoked by electrical stimulation of either the superficial or the deep layer of the CN decreased and the character of the short-term depression (STD) was modified, too. The effect on the EPSCs evoked by superficial stimulation was mediated solely by M3 receptors while M2, M3 and M4 receptors were responsible for influencing the EPSCs following deep layer stimulation. Inhibitory postsynaptic currents (IPSCs) evoked by superficial stimulation were not modified by CCh but the amplitude of the IPSCc evoked by deep layer stimulation was decreased via M3 receptors and the STD was also changed. Evaluation of the findings revealed that both pre- and postsynaptic muscarinic receptors might play roles in the cholinergic modulation. Sensitivity of the astrocytes towards cholinergic modulation was investigated on astrocyte cell cultures prepared from the CN. Ca2+ transients were evoked by CCh application and recorded using the fluorescent indicator dye Fluo-4. It was shown that 36.3 % of the cells responded to the cholinergic stimulation. 45 % of the CCh-sensitive astrocytes produced transients possessing fast time-course while in 50.5 % of the CCh-sensitive cells the fast component was followed ba a slow, plateau-like phase. The role of the M1 and M3 receptors in evoking the Ca2+ transients was proven by applying muscarinic agonists (CCh, muscarine) and antagonists (atropine, pirenzepine, 4-DAMP, hexamethonium) and the presence of these receptors was sown at both RNA and protein levels. The results unequivocally indicate the CCh-sensitivity of a population of the astrocytes in the CN. It can be assumed, consequently, that these cells may play some roles in mediating cholinergic modulation of the CN.