Context: Cross-sectional epidemiological studies have found that patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) have a higher incidence of certain fragility fractures despite normal or elevated bone mineral density (BMD). Objective: In this study, high-resolution peripheral quantitative computed tomography was applied to characterize cortical and trabecular microarchitecture and biomechanics in the peripheral skeleton of female patients with T2DM. Design and Setting: A cross-sectional study was conducted in patients with T2DM recruited from a diabetic outpatient clinic. Participants: Elderly female patients (age, 62.9 ± 7.7 yr) with a history of T2DM (n = 19) and age- and height-matched controls (n = 19) were recruited. Outcome Measures: Subjects were imaged using high-resolution peripheral quantitative computed tomography at the distal radius and tibia. Quantitative measures of volumetric (BMD), cross-sectional geometry, trabecular and cortical microarchitecture were calculated. Additionally, compressive mechanical properties were determined by micro-finite element analysis. Results: Compared to the controls, the T2DM cohort had 10% higher trabecular volumetric BMD (P < 0.05) adjacent to the cortex and higher trabecular thickness in the tibia (13.8%; P < 0.05). Cortical porosity differences alone were consistent with impaired bone strength and were significant in the radius (>+50%; P < 0.05), whereas pore volume approached significance in the tibia (+118%; P = 0.1). Conclusion: The results of this pilot investigation provide a potential explanation for the inability of standard BMD measures to explain the elevated fracture incidence in patients with T2DM. The findings suggest that T2DM may be associated with impaired resistance to bending loads due to inefficient redistribution of bone mass, characterized by loss of intracortical bone offset by an elevation in trabecular bone density.

ABSTRACT Neurons in the central nucleus of the inferior colliculus (ICC) of decerebrate cats show three major response patterns when tones of different frequencies and levels are presented to the contralateral ear. The frequency response maps of type I units uniquely exhibit a narrowly tuned I-shaped area of excitation around best frequency (the most sensitive frequency) and flanking regions of inhibition at lower and higher frequencies. Type I units receive ipsilateral inhibition, and show binaural excitatory/inhibitory interactions. Lateral superior olive (LSO) principal cells display a similar receptive field organization and sensitivity to interaural level differences (ILDs) and project directly to the ICC, therefore are supposed to be the dominant source of excitatory input for type I units. To test this hypothesis, the responses of ICC units were compared before and after reversible inactivation of the LSO by injection of the non-specific excitatory amino-acid antagonist kynurenic acid. When excitatory activity within the LSO was blocked, many ICC type I units (~50%) were silenced or showed substantially decreased activitycomparable. By contrast, the responses of the other two ICC unit types were largely unaffected. With regard to the origins of unaffected ICC type I units, evidence indicates that the LSO was inactivated in an incomplete, anisotropic manner, and the monaural and binaural responses of such units are similar to those of affected type I units. Taken together, these results support the interpretation that most type I units are the midbrain components of a functionally segregated ILD processing pathway initiated by the LSO.

Fluctuations in amplitude are a common component of behaviorally important sound stimuli. Amplitude modulation (AM) is encoded by the peripheral auditory system in the timing of discharge spikes, and, more centrally, in the discharge rate. The mechanism producing this transformation from a time- to rate-based code is not known, but recent modeling efforts have suggested a role for neurons with response characteristics consistent with cells in the lateral superior olive (LSO). The responses of single units in the LSO of unanesthetized decerebrate cat were recorded to monaural sinusoidally amplitude modulated (SAM) tones by systematically varying sound level and modulation frequency (fm), and are described in terms of synchronization to the envelope and average discharge rate as a function of fm. LSO units typically synchronize strongly to low fm, and discharge preferentially (i.e. more strongly) over a small range of fm in response to low level SAM tones. At higher sound levels synchronization decreases and response rate increases until most or all modulation in the response is lost. These results contrast with responses recorded in the barbiturate-anesthetized cat, which tend to respond to most low-frequency modulations, and are consistent with LSO as an intermediate processing stage between the peripheral temporal- and central rate-based code for AM sounds.