Los neurocientíficos de la Universidad de Oregón informan que dos áreas del cerebro del ratón combinan representaciones de lo que se escucha y se anticipa, comportamiento orientador que lleva a los ratones a la mejor recompensa.
Los investigadores han sabido que las señales van desde los oídos hasta el tronco encefálico, 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 del laboratorio de Santiago Jaramillo, profesor de biología y miembro del Instituto de Neurociencia, identificaron la cola posterior del cuerpo estriado dorsal como un jugador clave. En un artículo de abril de 2018 en Comunicaciones de la naturaleza , Jaramillo y sus colegas encontraron evidencia de que las neuronas en esta región proporcionan una representación estable de los sonidos durante las tareas auditivas.
Estudios de seguimiento publicados en el Revista de Neurociencia ha 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 del tálamo auditivo y otra de 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 le indican la frecuencia de los sonidos muy bien", dijo Jaramillo. "Esto explica por qué si cierra la corteza auditiva aún obtiene las señales que necesita del tálamo auditivo. En nuestro segundo estudio, investigamosla integración del sonido, la acción y la recompensa. Sabíamos que la actividad de las neuronas en estas regiones del cerebro representa 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, mejora en el cuerpo estriado posterior, descubrieron los investigadores mediante el uso de registros electrofisiológicos en escenarios simples de dos opciones.
Inicialmente, 11 ratones machos adultos, más de 100 ensayos, escucharon breves estallidos 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 punto, los investigadores cambiaron la asociación de recompensa y sonido para ver si la anticipación programada en los ratones podía reprogramarse e influir en un cambio en el comportamiento direccional.
Con el tiempo, la respuesta mejorada en el estriado dorsal posterior surgió cuando los ratones adaptaron sus movimientos para buscar la mayor recompensa. El nuevo estudio sugiere que las neuronas auditivas involucradas construyen representaciones sobre sonidos, acciones y expectativas de recompensa.
"Se puede ver, por el disparo de las neuronas, qué acción espera que el ratón produzca la mejor recompensa", dijo Jaramillo.
La investigación en el laboratorio de Jaramillo tiene como objetivo comprender cómo el cerebro aprende a tomar mejores decisiones. Las regiones cerebrales y los circuitos son similares en los humanos, señaló, pero no se sabe si las señales de sonido llegan 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 derrames cerebrales o lesiones.
"Lo que hacemos en el laboratorio es ciencia fundamental", dijo. "Estamos tratando de entender cómo funciona el cerebro sano, por lo que las investigaciones futuras pueden utilizar este conocimiento para desarrollar mejores diagnósticos y terapias".
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Materiales proporcionados por Universidad de Oregon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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