Investigadores mapean el sistema sensorial auditivo del cerebro de ratón
Los neurocientíficos de la Universidad de Oregon informan que dos áreas del cerebro del ratón combinan representaciones de lo que se escucha y se anticipa, guiando el comportamiento que lleva a los ratones a la mejor recompensa, según refiere este artículo revisado por James Ives, M.Psych. (Editor) y publicado originalmente por el sitio web de información médica news-medical.net – Imagen de Gerd Altmann en Pixabay.
Los investigadores han sabido que las señales van desde los oídos hasta el tronco cerebral, el tálamo y la corteza auditiva y luego hacia adelante. Lo que no se sabía es cómo estas señales sobre los sonidos son utilizadas por otras áreas del cerebro para tomar decisiones y conducir el comportamiento.
En una serie de estudios con ratones, investigadores en el laboratorio de Santiago Jaramillo, profesor de biología y miembro del Instituto de Neurociencia, identificaron la cola posterior del estriado dorsal como una pieza clave. En un artículo de abril de 2018 en Nature Communications , Jaramillo y sus colegas encontraron evidencia de que las neuronas en esta región proporcionan una representación estable de los sonidos durante las tareas auditivas.
Los estudios de seguimiento publicados en el Journal of Neuroscience , han tratado de comprender mejor lo que está sucediendo en el sistema sensorial auditivo del cerebro del ratón, dijo Jaramillo.
En enero, su laboratorio informó que el estriado posterior dorsal recibe señales de dos vías paralelas, una desde el tálamo auditivo y otra desde la corteza auditiva. El segundo estudio, publicado en línea el 5 de marzo, analizó más de cerca cómo se integran las señales.
«Las señales de ambas vías te dicen muy bien la frecuencia de los sonidos», dijo Jaramillo. «Esto explica por qué si cierra el córtex auditivo todavía recibe las señales que necesita del tálamo auditivo. En nuestro segundo estudio, investigamos la integración del sonido, la acción y la recompensa. Sabíamos que la actividad de las neuronas en estas regiones cerebrales representa los sonidos, pero ¿qué pasa con las acciones y las expectativas sobre la recompensa?
Resulta que la integración de la respuesta de recompensa, o la expectativa de una recompensa aprendida, se mejora en el estriado posterior, encontraron los investigadores mediante el uso de registros electrofisiológicos en escenarios simples de dos opciones.
Inicialmente, 11 ratones machos adultos, más de 100 intentos, escucharon breves explosiones de sonidos de alta y baja frecuencia. Como recompensa, una o dos gotas de agua esperaban a los ratones si se movían hacia la derecha o hacia la izquierda según la frecuencia de un sonido. En ese momento, los investigadores cambiaron la asociación sonido-recompensa para ver si la anticipación programada en los ratones podría reprogramarse e influir en un cambio en el comportamiento direccional.
Con el tiempo, la respuesta mejorada en el estriado dorsal posterior surgió a medida que los ratones adaptaron sus movimientos para buscar la recompensa más grande. El nuevo estudio sugiere que las neuronas auditivas involucradas construyen representaciones sobre sonidos, acciones y expectativas de recompensa.
«Se puede decir por el disparo de las neuronas qué acción espera el ratón será la mejor recompensa», dijo Jaramillo.
La investigación en el laboratorio de Jaramillo tiene como objetivo comprender cómo el cerebro aprende para tomar mejores decisiones. Las regiones cerebrales y los circuitos son similares en los humanos, anotó, pero no se sabe si las señales de sonido están llegando al estriado posterior desde dos vías.
Eventualmente, dijo Jaramillo, su investigación podría proporcionar vías para estrategias terapéuticas, que podrían incluir dispositivos especializados para tratar trastornos auditivos humanos o daños asociados con accidentes cerebrovasculares o lesiones.
«Lo que hacemos en el laboratorio es ciencia fundamental», dijo. «Estamos tratando de entender cómo funciona el cerebro sano, por lo que la investigación futura puede utilizar este conocimiento para desarrollar mejores diagnósticos y terapias».
Vía: news-medical.net – Fuente: Uoregon.edu
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