La Usal analiza cómo el cerebro ‘prevé’ los contextos auditivos

Investigadores del INCyL, en las instalaciones de éste./USAL.ES
Investigadores del INCyL, en las instalaciones de éste. / USAL.ES

Investigadores del INCyL publican un estudio que corrobora, por primera vez, la teoría de la codificación de predicciones

REDACCIÓN / WORDSALAMANCA

Un equipo de investigadores del Laboratorio de Neurociencia Auditiva del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCyL) de la Universidad de Salamanca, dirigidos por el catedrático de la Universidad de Salamanca Manuel Sánchez Malmierca, y en colaboración con el catedrático Carles Escera de la Universidad de Barcelona, han publicado recientemente en la revista ‘Nature Communications’ un estudio que demuestra la forma en la que el cerebro genera predicciones sobre el contexto auditivo y las señales de error que se generan cuando dichas predicciones no se cumplen.

El grupo de investigadores ha demostrado que este mecanismo de predicción es «estable en diferentes estados de consciencia», lo cual sugiere que se trata de un proceso neuronal fundamental «totalmente automático e independiente de la atención», explica el director del Laboratorio de Neurociencia Auditiva del INCyL, Manuel Sánchez Malmierca.

El tipo de procesamiento registrado supone que el cerebro auditivo generaría un modelo del contexto sonoro, emitiendo señales de error cada vez que un nuevo evento no se ajusta al modelo establecido internamente, apuntan. De esta manera, el modelo puede ser continuamente actualizado y «todo ello resultaría necesario para configurar nuestra realidad perceptiva», añaden desde la Usal.

Estos resultados demuestran «por primera vez de manera empírica y en modelos animales muchos de los fundamentos celulares necesarios para entender las bases neuronales de la teoría de la codificación de la predicción», subraya Sánchez Malmierca. Aunque la teoría de la codificación de predicciones está «aceptada de manera generalizada» entre los neurocientíficos desde hace más de una década, «lo cierto es que hasta la fecha no existían datos empíricos que la corroborasen y de ahí la importancia del estudio», concluye.

Desarrollo

Con el empleo de modelos animales, los investigadores han identificado actividad predictiva a nivel de neuronas individuales y a nivel de campo local en la vía auditiva de varias especies de roedores e independientemente del estado de consciencia, en estaciones de procesamiento tan tempranas como las situadas en el tronco encefálico.

La actividad predictiva de esta naturaleza venía considerándose una propiedad eminentemente cortical, por lo que su identificación en neuronas de núcleos subcorticales representa «un gran aporte a la literatura científica y un avance muy significativo para los estudios futuros de neurociencia cognitiva y sensorial», apuntan los expertos.

Adicionalmente, los investigadores del laboratorio de Neurociencia Auditiva del INCyL han identificado un aumento en la señal de error a la predicción cuando la intensidad de la estimulación es más baja y sutil.

Se especula sobre si esta suerte de sistema de ganancia podría haber aparecido para actuar en contextos auditivos desafiantes o críticos para la supervivencia. Por ejemplo, para extraer del ruido ambiental los sonidos de un potencial predador, que se resultarían imperceptibles si no se aumentase su «saliencia» al no encajar con el modelo generado de ruido ambiental.

Asimismo, su organización jerárquica se conserva de unas especies a otras, dado que en el estudio pudo identificarse tanto en ratas como en ratones. Todo ello sugiere que este mecanismo «podría constituir el sustrato neuronal de ciertas señales de error en la predicción registrables en el cerebro humano mediante técnicas no invasivas, como la electroencefalografía», apuntan.

El descubrimiento de este tipo de respuestas y su organización a lo largo del «cerebro auditivo» abre la puerta a nuevos estudios tanto en modelos animales como en humanos, ya que previamente se ha visto que algunas enfermedades neurodegenerativas y trastornos neuropsiquiátricos, como la esquizofrenia, muestran patrones electroencefalográficos alterados para este tipo de procesamiento de la información.

Además, la búsqueda de un sustrato neurológico resulta clave para la comprensión del fenómeno y el avance en la aplicación de estos conocimientos al desarrollo de biomarcadores y técnicas de diagnóstico clínico para las patologías mencionadas, concluyen los autores del estudio.

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