Ya sea cerrando incorrectamente una puerta o dando una patada en el fútbol, nuestro cerebro nos avisa cuando hemos cometido un error porque estos sonidos difieren de lo que esperamos escuchar. Si bien se ha establecido desde hace tiempo que nuestras neuronas detectan estos errores, no está claro si hay células cerebrales que tienen una sola función: señalar cuando un sonido es inesperado o «apagado».
Un equipo de neurocientíficos de la Universidad de Nueva York ha identificado una clase de neuronas , lo que llama «neuronas de error de predicción», que no responden a los sonidos en general, sino que sólo responden cuando los sonidos violan las expectativas, enviando así un mensaje de que se ha cometido un error. sido hecho.
«Los cerebros son excelentes para detectar lo que sucede en el mundo, pero son incluso mejores para decirte si lo que sucedió era lo esperado o no», explica David Schneider, profesor asistente en el Centro de Ciencias Neurales de la Universidad de Nueva York y autor principal del estudio que aparece en The Journal of Neuroscience ( JNeurosci ). «Descubrimos que hay neuronas específicas en el cerebro que no te dicen lo que pasó, sino que te dicen lo que salió mal».
Los autores del artículo añaden que los resultados podrían ayudar a iluminar mejor el proceso de aprendizaje , identificar las causas detrás de ciertas aflicciones y detectar aptitudes relacionadas con el sonido.
«Neuronas como estas podrían ser vitales para aprender a hablar o tocar un instrumento musical «, observa Nicholas Audette, becario postdoctoral en el Centro de Ciencias Neurales de la Universidad de Nueva York y autor principal del artículo.
«Ambas conductas implican mucho ensayo y error, muchos errores y mucho aprendizaje de los errores», añadió Schneider. «¿Tienen los músicos expertos mejores neuronas de error de predicción que los novatos? Y en las enfermedades en las que el habla está poco desarrollada, la predicción ¿Las neuronas de error no funcionan correctamente?
Los comportamientos suelen tener consecuencias sensoriales predecibles. Por ejemplo, al cerrar la puerta de un automóvil, esperamos escuchar un «golpe» anticipado en una fase particular del movimiento de nuestro brazo. Y estos comportamientos no se limitan a los humanos: los monos, los ratones y otros animales pueden aprender a predecir qué sonido producirá un movimiento y cuándo se producirá.
Investigaciones anteriores han demostrado que en los cerebros de humanos y otros animales, las neuronas tienen respuestas significativas cuando un sonido viola las expectativas del animal y respuestas más débiles cuando un sonido coincide con las expectativas. Pero no estaba claro si había neuronas que solo tenían una función: señalar cuando un sonido era inesperado.
Para abordar esta cuestión, Schneider y Audette se basaron en su trabajo anterior , que descubrió cómo el cerebro distingue entre sonidos «correctos» e «incorrectos». En el nuevo estudio de JNeurosci , estudiaron las respuestas en ratones mediante una serie de experimentos y aislando la actividad neuronal.
En los experimentos, los ratones escucharon un sonido particular después de presionar una palanca. Esto lo hacían repetidamente, hasta asociar este sonido al presionar. Luego, los investigadores alteraron los sonidos que los ratones escucharon al realizar pulsaciones posteriores, un método diseñado para imitar sonidos inesperados que los humanos escuchan al cometer errores .
Los científicos descubrieron que muchas de las neuronas de los ratones («neuronas de error de predicción») estaban silenciosas, lo que significa que no producían señales que pudieran ser utilizadas por otras partes del cerebro, excepto cuando los ratones hacían un movimiento y escuchaban algo inesperado. .
Más específicamente, descubrieron que las neuronas individuales de error de predicción en la corteza auditiva de los ratones no sólo señalaban cuando algo salió mal, sino que también indicaban qué salió mal.
Por ejemplo, cada vez que el sonido era demasiado bajo, se activaba un grupo de neuronas de error de predicción. Sin embargo, cuando el sonido tenía el volumen esperado pero llegó demasiado tarde, se activaba un grupo completamente diferente de neuronas de error de predicción.
«Cuando un movimiento produce un sonido inesperado, puede violar nuestras expectativas de muchas maneras diferentes», explica Schneider. «Diferentes neuronas están activas cuando un movimiento produce un sonido demasiado bajo, y otras neuronas cuando el movimiento produce un sonido incorrecto «.
Más información:
- Nicholas J. Audette et al, Stimulus-specific prediction error neurons in mouse auditory cortex, The Journal of Neuroscience (2023). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0512-23.2023
