¿Cómo filtra el cerebro los miles de estímulos que recibimos cada segundo? Desde los cinco sentidos clásicos descritos por Aristóteles hasta los más de treinta identificados por la ciencia actual, estamos rodeados de información sensorial. Sin embargo, nuestro cerebro tiene una misión fundamental: distinguir lo relevante de lo irrelevante para garantizar nuestra supervivencia.
Bajo esta premisa, investigadores del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL) de la Universidad de Salamanca han descubierto un mecanismo clave que redefine cómo el cerebro detecta y amplifica las respuestas ante sonidos inesperados. El hallazgo acaba de ser publicado recientemente en Cell Reports y tiene “implicaciones prometedoras para el tratamiento de enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas como la esquizofrenia o el Alzheimer”, explican los autores a Comunicación USAL.
Manuel S. Malmierca, catedrático del Área de Histología y miembro del Departamento de Biología Celular y Patología de la USAL, lidera el trabajo de investigación en el seno del INCYL y de su Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL con la participación del investigador Adam Hockley, contratado en el marco del programa europeo USAL4EXCELLENCE (Marie Skłodowska-Curie), y de la investigadora predoctoral Laura H. Bohórquez, que realiza su tesis en el Programa de Doctorado en Neurociencias de la Universidad de Salamanca.
Codificación predictiva, el cerebro como oráculo
Para la ejecución del estudio, los científicos de la Universidad de Salamanca se apoyan en la codificación predictiva, una de las teorías más influyentes de la neurociencia moderna. Según este enfoque, el cerebro no espera pasivamente la información del entorno, sino que construye constantemente modelos internos para anticipar lo que va a ocurrir. Cuando algo no encaja -como un sonido repentino en un entorno tranquilo- el cerebro lo identifica como importante y genera una respuesta más intensa.
Este tipo de respuesta, conocida como potencial de disparidad, se encuentra alterado en trastornos como la esquizofrenia, la psicosis o la enfermedad de Alzheimer, lo que convierte su estudio en una puerta de entrada crucial para futuros tratamientos.
Publicación del estudio de la Universidad de Salamanca en Cell Reports
Ciencia puntera: optogenética y modelos animales
El equipo del INCYL ha llevado a cabo sus experimentos en ratas, midiendo la actividad neuronal de la corteza auditiva. A través de técnicas de optogenética —una herramienta innovadora que permite activar o desactivar neuronas mediante luz—, "apagaron" de forma controlada las señales procedentes de la corteza prefrontal medial, el área encargada de generar las predicciones.
Los resultados obtenidos fueron contundentes, “al interrumpir esas señales, las respuestas a los sonidos inesperados en la corteza auditiva disminuyeron notablemente, pero no se vieron afectadas las respuestas a estímulos predecibles o aleatorios”, subrayan. Esto confirma que el cerebro transmite activamente predicciones entre distintas regiones, aumentando así la sensibilidad ante lo imprevisto.
Una nueva vía para tratar el cerebro
Este descubrimiento no solo reafirma la teoría de la codificación predictiva, sino que abre nuevas perspectivas para intervenir clínicamente en patologías en las que este sistema está dañado. Como señala el equipo investigador, “entender los mecanismos que modulan estas predicciones podría permitir, en el futuro, diseñar tratamientos dirigidos a restaurar esta función cerebral esencial”.
En este sentido, gracias al trabajo conjunto de los investigadores del INCYL y la Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL, la Universidad de Salamanca se sitúa una vez más en la vanguardia de la neurociencia europea. Cabe recordar que la investigación de excelencia del INCYL ha sido recientemente reconocida con la concesión por parte de la Junta de Castilla y León a la unidad iBRAINS-INCyL de una subvención de 600.000 euros para su programa de mejora, en el marco de la última convocatoria ‘Escalera de excelencia’. El plan de ayudas está promovido por el Gobierno regional, a través de la Consejería de Educación y se convoca con el objetivo general de mejorar y consolidar el ecosistema científico de la Comunidad.
Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL)
La misión del INCYL es desarrollar investigación de alta calidad en neurociencias con el objetivo de comprender la función normal del cerebro y entender los mecanismos que subyacen a diferentes enfermedades neurológicas y psiquiátricas, para lo que mantiene numerosas colaboraciones con instituciones científicas y médicas nacionales e internacionales.
Como objetivo principal lleva a cabo estudios en el campo de las neurociencias para mejorar la comprensión de las enfermedades neurológicas y encontrar nuevos tratamientos y terapias para estas patologías. El INCYL cuenta con un equipo multidisciplinario de investigadores de diferentes áreas, incluyendo neurobiología, psicología, fisiología y medicina, entre otras.
Rueda de prensa para la presentación de la Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL en la Universidad de Salamanca
Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL
La Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL se fundamenta en el esfuerzo conjunto de toda la comunidad investigadora del INCYL. Este proyecto científico está liderado por investigadores de referencia que actúan como garantes de excelencia y fomentan un modelo de investigación interdisciplinar, colaborativo e innovador. Su labor permite abordar grandes retos científicos en neurociencia e impulsar avances clave para el conocimiento del cerebro y sus patologías.
Manuel S. Malmierca, además de desempeñar las tareas de dirección de la Unidad, es responsable de la línea de investigación en “Neurociencia Cognitiva y Auditiva”, enfocada en el estudio del cerebro auditivo y los mecanismos neuronales de adaptación. Investiga la señal cerebral Mismatch Negativity (MMN), alterada en enfermedades neuropsiquiátricas, y el impacto del entrenamiento auditivo.
