Investigadores de Salamanca e Israel analizan cómo procesa el cerebro los sonidos sorprendentes
JPA/DICYT Un equipo del Instituto de Neurociencias de Castilla y Léon (Incyl) está iniciando una colaboración con el científico Israel Nelken, que desarrolla su trabajo en The Hebrew University de Jerusalén, acerca de cómo el cerebro procesa los sonidos nuevos que se producen dentro de una secuencia ya conocida, es decir, estímulos auditivos sorprendentes dentro de una cadencia ya memorizada. Nelken ha visitado hoy Salamanca para compartir puntos de vista con el grupo de Manuel Sánchez Malmierca, que estudia el mismo fenómeno aunque en zonas distintas del cerebro.
"Mi interés principal está en conocer cómo el cerebro codifica los sonidos complejos, especialmente las melodías, y también la memoria auditiva, es decir, cómo somos capaces de reconocer sonidos recientes, en concreto, los que se estructuran dentro de una secuencia temporal", ha explicado Nelken en declaraciones a DiCYT. "Cuando nosotros escuchamos una secuencia de sonidos más o menos repetidos, el cerebro los memoriza de acuerdo con la secuencia en que se producen", comenta. Si más tarde, aparece un sonido extraño en medio, el cerebro es capaz de detectar como sorpresa un sonido nuevo dentro de esa secuencia repetitiva, explica el científico israelí.
Para estudiar este proceso, los neurólogos se fijan en los registros de la actividad eléctrica de las neuronas, de manera que obtienen "un patrón natural de las respuestas neuronales a diferentes estímulos auditivos". A continuación, realizan modelos matemáticos capaces de predecir las respuestas, de forma que la investigación compara las respuestas reales de las neuronas con los modelos matemáticos para seguir perfeccionando la técnica.
Aplicación en el estudio de enfermedades
Nelken trabaja con el denominado mismatch negativity, que los científicos españoles traducen como potencial de disparidad, un registro electrofisiológico de la actividad del cerebro que se genera, precisamente, cuando ocurre algún tipo de cambio dentro de una secuencia de estímulos repetitivos, incluso si el sujeto no les presta atención. Los investigadores han comprobado que este registro está alterado en muchas enfermedades neurológicas, como el autismo o la esquizofrenia, así que "la idea es que, si conseguimos entender las bases de la codificación de la sorpresa en animales, que es muy similar en humanos, se estarían dando pasos hacia el diagnóstico y el tratamiento de estas enfermedades", declara el experto.
Israel Nelken publicó un importante artículo en Nature hace cinco años y el equipo de Manuel Sánchez Malmierca ha realizado estudios que, si bien no confirman todo lo expuesto en dicho artículo, tampoco llegan a conclusiones contradictorias. "Trabajamos aspectos similares aunque en distintas zonas del cerebro", apunta el propio Malmierca, "él se centra en la corteza cerebral y nosotros en los núcleos inferiores", señala. En este sentido, "la información va de abajo hacia arriba y nuestra hipótesis es que, conforme realiza este recorrido, se va procesando y refinando la codificación de la sorpresa y de los sonidos nuevos.
Matemáticas, Física y Neurobiología en el estudio del cerebro |
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Nelken, que ha ofrecido hoy un seminario en el Incyl acerca de sus investigaciones, nació en Jerusalén en 1961 y desarrolló su carrera universitaria en esta ciudad en The Hebrew University, dónde se licenció en Física y Matemáticas y posteriormente se doctoró en Neurobiología, en 1991. Tras ello comenzó su etapa postdoctoral pasando tres años en The Johns Hopkins University, en Baltimore (Maryland, Estados Unidos). Tras regresar a The Hebrew University, en la actualidad es profesor asociado en el Departamento de Neurobiología y forma parte del Silberman Institute of Life Sciences. |