Investigadores españoles descubren las “neuronas omisión” que detectan el silencio

Investigadores del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (Incyl) han descubierto las “neuronas omisión”, que detectan el silencio dentro de una secuencia auditiva, localizadas en la corteza auditiva y que responden también a estímulos sonoros.

La investigación se recoge en un estudio publicado en Science Advance, coliderado por el doctor Manuel Sánchez-Malmierca, director del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (Incyl), con sede en Salamanca, realizado en colaboración con el grupo del doctor Bernhard Englitz, de la Universidad Radboud de Nimega (Países Bajos), que dirige el laboratorio de Neurociencia Computacional.

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Se trata de neuronas que detectan la omisión de sonidos dentro de una secuencia auditiva, a las que han denominado “neuronas omisión”, que se localizan en la corteza auditiva y responden también a estímulos sonoros, pero muestran una respuesta mucho mayor cuando se omiten tonos en una secuencia de tonos idénticos, ha explicado el Incyl este martes en un comunicado.

El estudio, llevado a cabo en roedores, cuya primer autora es la estudiante de doctorado del Incyl Ana Lao-Rodríguez, ha demostrado que aparece una actividad neuronal robusta en respuesta a la omisión de un sonido en una secuencia regular de estímulos repetitivos. Esa respuesta es consistente con las denominadas “señales de error de predicción”, entendidas como la diferencia entre lo que el cerebro espera percibir y los estímulos que realmente percibe.

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Las mismas fuentes han explicado que, según la teoría de la codificación predictiva, el cerebro genera constantemente predicciones en sentido “descendente”, que se comparan con las señales sensoriales que nos llegan a través de los sentidos (en sentido ascendente, del exterior hacia el cerebro). Esas señales sensoriales entrantes que coinciden con las predicciones se suprimen, mientras que los estímulos inesperados, que no coinciden con las predicciones que genera el cerebro, ponen en marcha una señal de error de predicción, que se propaga para generar predicciones nuevas y actualizadas, ha explicado Sánchez Malmierca.

La respuesta de omisión aumenta cuando la atención se centra en estímulos sonoros

Con ello, la información sensorial se comparte continuamente entre los niveles de entrada sensorial bajos y los niveles más altos, lo que proporcionan predicciones actualizadas sobre las siguientes entradas sensoriales esperadas. ”Un punto fuerte de nuestro estudio ha sido utilizar dos especies animales (ratones y ratas) y dos preparaciones de registro diferentes en dos laboratorios distintos. Este enfoque nos ha permitido distinguir tanto el efecto de la especie y el estado cerebral en las respuestas de omisión”, ha referido Lao-Rodríguez.

De esa manera, han podido comprobar que esta respuesta de omisión no depende del tamaño de la corteza auditiva (diferente en ratones y ratas) y que es constante en distintos estados de consciencia. De igual modo, los investigadores de Salamanca han observado que la respuesta de omisión está presente aunque la atención no esté focalizada en escuchar los sonidos del entorno, y que aumenta cuando la atención se centra en los estímulos sonoros.

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Y como han detectado respuestas de omisión en el colículo inferior, una estructura subcortical muy importante de la vía auditiva, además de en la corteza auditiva, eso “indica que el cerebro auditivo genera internamente una predicción sobre las futuras entradas sensoriales”, ha detallado otro de los participantes en el estudio, el doctor David Pérez-González.

Esos colículos inferiores están involucrados en los movimientos reflejos provocados por los estímulos auditivos, y un ejemplo de estos movimientos es el reflejo de girar la cabeza hacia el origen de un sonido repentino e inesperado.

Ventajas clave para la supervivencia

De acuerdo a las mismas fuentes, esa predicción proporciona ventajas clave para la supervivencia, y los estudios cognitivos han demostrado que el cerebro efectúa predicciones multinivel. Pero la evidencia de las predicciones es difícil de obtener a nivel neuronal debido a la complejidad de separar la actividad neuronal resultante de las predicciones que hace el cerebro auditivo y las respuestas neuronales a los estímulos procedentes del exterior.

El estudio ha superado ese reto “registrando neuronas individuales de regiones auditivas corticales y subcorticales durante omisiones inesperadas de estímulos intercaladas en una secuencia regular de tonos. Y gracias a esto encontramos un subconjunto de neuronas que responde de forma fiable a los tonos omitidos”, ha concluido Sánchez Malmierca.

Información elaborada por Efe

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