Contribution of the subcortical auditory pathway to the perception and processing of sounds

Resumo

La escena auditiva a la que nos enfrentamos durante nuestra vida cotidiana es muy compleja. El sistema auditivo humano puede permitirnos mantener una conversación con otra persona mientras ignoramos los sonidos circundantes pero, al mismo tiempo, realizar un seguimiento de lo que sucede para detectar sonidos inesperados que pueden ser críticos para la supervivencia. Esto sugiere que, mientras se escucha, hay un almacenamiento continuo de información sobre los sonidos que ya hemos escuchado y cómo se relacionan entre sí, lo que permite que el sistema auditivo forme expectativas en diferentes niveles de complejidad sobre lo que va a ocurrir. De hecho, se ha demostrado que la estimulación repetitiva reduce la actividad neural auditiva en la corteza cerebral humana y esta actividad neural que representa las características inmediatas o recordadas de un estímulo sensorial se puede usar como evidencia cuando se toman decisiones perceptivas simples. Sin embargo, antes de llegar a la corteza auditiva, la información auditiva entrante es procesada por los núcleos que forman la vía auditiva subcortical ascendente. En una serie de tres estudios, hemos registrado la respuesta de seguimiento de frecuencia (FFR; del inglés Frequency – Following Response) para estudiar la contribución de la vía auditiva subcortical en la codificación y el procesamiento del sonido. La FFR registrada a los sonidos complejos periódicos proporciona una medida no invasiva de la transcripción neural de los sonidos, así como la forma en que las experiencias auditivas transforman estas representaciones. Aunque se ha considerado como un correlato de la codificación de sonido subcortical, estudios recientes desafiaron esta suposición, demostrando que la FFR recibe una contribución importante de la corteza auditiva. El objetivo de la presente tesis doctoral es investigar cómo las estadísticas de la estimulación auditiva y la predictibilidad temporal modulan la codificación de las regularidades acústicas en la vía auditiva subcortical y cómo la fuerza de codificación de los sonidos en esta vía influye en la posterior toma de decisiones perceptivas auditivas simples. Además, nuestro objetivo fue caracterizar mejor la FFR mediante electroencefalografía y magnetoencefalografía para comprender el papel de la frecuencia de los estímulos que la causan y desentrañar la contribución anatómica a las FFR causadas por sonidos de diferentes frecuencias. En conjunto, nuestros hallazgos dan soporte a la hipótesis que la codificación de regularidad se extiende a lo largo de la jerarquía auditiva. Yendo un paso más allá, la previsibilidad temporal y la frecuencia de la estimulación entrante también afectan la codificación de sonido a nivel subcortical, lo cual se refleja en la posterior toma de decisiones perceptivas auditivas simples. De hecho, la frecuencia es un parámetro crucial, ya que la contribución cortical a la FFR no es observable cuando la frecuencia de los sonidos es de alrededor de 300 Hz. En general, llegamos a la conclusión de que la vía auditiva subcortical tiene un papel activo en la percepción y el procesamiento de los sonidos entrantes, en consonancia con la hipótesis de una red distribuida para la organización perceptiva. Además, aunque la FFR es debida a la actividad neuronal en múltiples generadores, aún puede usarse como una ventana para el estudio de la codificación de sonido subcortical humano cuando se usan los parámetros de estímulo apropiados.