José L. Peña, MD, PhD

El cerebro del búho es un ejemplo de neurociencia de sistemas que permite un enfoque analítico de cómo se procesa y representa la información en el cerebro. Los búhos muestran una respuesta de orientación característica hacia las fuentes de sonido. Este comportamiento es altamente reproducible, las variables involucradas en el desencadenamiento de respuestas específicas están bien caracterizadas y el sistema permite niveles de análisis progresivamente más profundos. Mientras que la selectividad espacial de las neuronas en el sistema auditivo del búho es inicialmente amplia y ambigua, surge una especificidad espacial nítida en las neuronas de orden superior. En el mesencéfalo, se calcula un mapa del espacio auditivo basado en las diferencias en el tiempo y la intensidad de las señales acústicas que llegan a cada oído. Estas señales binaurales se procesan en vías paralelas que convergen donde surge el mapa. Nos hemos centrado en las regiones del cerebro que son cruciales para este proceso sintético: las neuronas donde se detecta inicialmente la diferencia entre los tiempos de llegada del sonido a cada oído y las neuronas específicas del espacio que responden a los sonidos que provienen de direcciones únicas. Descubrimos que los cálculos bien definidos, que coinciden con las predicciones realizadas mediante estudios de localización del sonido en humanos, son la base de las propiedades de respuesta emergente de estas neuronas. Por lo tanto, el cerebro del búho proporciona un sistema para probar modelos de psicoacústica a niveles que van desde células individuales hasta redes de neuronas.

En los últimos años, hemos estudiado los sesgos conductuales de los búhos a la hora de localizar sonidos. Pudimos predecir estos sesgos mediante inferencia estadística implementada en el cerebro del búho. Recientemente, hemos desarrollado un registro de poblaciones neuronales en animales tanto anestesiados como despiertos, cambios dependientes de la experiencia e iniciado una colaboración con el laboratorio Sussman en Einstein para probar las hipótesis planteadas por nuestro trabajo en lechuzas comunes, en la percepción espacial humana.

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