Tiempo de flexión: decodificación de la adaptación del ritmo en los circuitos neuronales.

Tiempo de flexión: decodificación de la adaptación del ritmo en los circuitos neuronales.

resumen: Un nuevo estudio ha revelado un mecanismo clave sobre cómo el cerebro se adapta a los diferentes ritmos de vida.

Utilizando el ratón cantor de Alston, conocido por sus vocalizaciones variables, el equipo de investigación exploró el papel de la corteza motora orofacial en la regulación del ritmo de la canción. Sus hallazgos revelaron un proceso llamado «cronometría», en el que las neuronas ajustan los intervalos de tiempo, proporcionando información sobre la plasticidad del cerebro en la comunicación vocal y el comportamiento.

Este descubrimiento allana el camino para comprender cómo nuestros cerebros permiten diversas interacciones con el mundo, con amplias implicaciones para la tecnología, la educación y la terapia.

Hechos clave:

  1. La investigación se centró en cómo la corteza motora orofacial de las ratas cantantes de Alston ajusta el ritmo de sus vocalizaciones.
  2. Las neuronas en esta área del cerebro realizan “cronometría”, cambiando intervalos de tiempo en lugar de realizar un seguimiento del tiempo absoluto.
  3. Este mecanismo resalta la capacidad del cerebro para adaptarse, lo que puede afectar campos que van desde la neurociencia hasta la tecnología.

fuente: CSHL

La vida tiene un ritmo desafiante. A veces, se mueve más rápido o más lento de lo que nos gustaría. Sin embargo, nos adaptamos. Cogemos el ritmo de las conversaciones. Seguimos el ritmo de la multitud que camina por las aceras de la ciudad.

«Hay muchos casos en los que tenemos que realizar la misma acción pero a un ritmo diferente. La pregunta es cómo lo hace el cerebro», dice el profesor asistente del Laboratorio Cold Spring Harbor, Arkaroop Banerjee.

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Ahora, Banerjee y sus colegas han descubierto nueva evidencia que sugiere que el cerebro ajusta nuestro procesamiento del tiempo para satisfacer nuestras necesidades. Esto se debe en parte a una ruidosa criatura de Costa Rica llamada rata cantante de Alston.

Banerjee y su equipo intentaron determinar cómo los circuitos neuronales del cerebro de los ratones controlan el tempo de su canción. Crédito: Noticias de neurociencia

Esta raza en particular es conocida por sus vocalizaciones que son audibles para los humanos y duran varios segundos. Una rata cantará el grito de anhelo y la otra responderá con una melodía propia. Vale la pena señalar que la canción varía en duración y velocidad. Banerjee y su equipo intentaron determinar cómo los circuitos neuronales del cerebro de los ratones controlan el tempo de su canción.

Los investigadores fingieron participar en dúos con ratones mientras analizaban un área de sus cerebros llamada corteza motora orofacial (OMC). Registraron la actividad de las neuronas durante varias semanas. Luego buscaron diferencias entre canciones con distintas duraciones y ritmos.

Descubrieron que las neuronas OMC participan en un proceso llamado medición temporal. «En lugar de codificar el tiempo absoluto como un reloj, las neuronas rastrean algo parecido al tiempo relativo», explica Banerjee. «En realidad, ralentizan o aceleran el intervalo de tiempo. Así que no es uno o dos segundos, es un 10% o un 20%.

Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre cómo el cerebro genera la comunicación vocal. Pero Banerjee cree que sus efectos van más allá del lenguaje o la música. Puede ayudar a explicar cómo se calcula el tiempo en otras partes del cerebro, permitiéndonos ajustar diferentes comportamientos en consecuencia. Esto puede decirnos más sobre cómo funcionan nuestros cerebros bellamente complejos.

«Es este trozo de carne de tres libras el que te permite hacer de todo, desde leer un libro hasta enviar personas a la luna», dice Banerjee.

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«Nos proporciona flexibilidad. Podemos cambiar rápidamente. Nos adaptamos. Aprendemos. Si todo fuera estímulo y respuesta, sin oportunidad de aprender, nada que cambiar ni objetivos a largo plazo, no necesitaríamos una mente. Creo que la corteza existe Para agregar flexibilidad al comportamiento.

En otras palabras, nos ayuda a ser quienes somos. El descubrimiento de Banerjee puede acercar a la ciencia a comprender cómo nuestro cerebro nos permite interactuar con el mundo. Los impactos potenciales de la tecnología, la educación y la terapia son tan ilimitados como nuestra imaginación.

Acerca de esta noticia de investigación en neurociencia

autor: Sara Giarnieri
fuente: CSHL
comunicación: Sara Giarnieri – CSHL
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

Búsqueda original: Acceso cerrado.
«La medición temporal de la dinámica cortical motora revela un control jerárquico de la producción vocal“Por Arkarup Banerjee et al. Neurociencia normal


un resumen

La medición temporal de la dinámica cortical motora revela un control jerárquico de la producción vocal

Se cree que la actividad neocortical media el control voluntario de la producción de sonido, pero los mecanismos neuronales subyacentes siguen sin estar claros. En un roedor vocal, la rata cantante Alston macho, estudiamos la dinámica neuronal en la corteza motora orofacial (CMO), una estructura importante para el comportamiento vocal.

Primero describimos la actividad neuronal que está modulada por la retroalimentación de componentes (~100 ms), que probablemente representa retroalimentación sensorial. Sin embargo, en escalas de tiempo más largas, las neuronas OMC muestran patrones de activación locomotora diversos y a menudo persistentes que se estiran o comprimen con la duración de la canción (~10 s). Utilizando modelos informáticos, hemos demostrado que esta escala de tiempo, que funciona a través de los circuitos de salida del motor final, puede permitir flexibilidad acústica.

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Estos resultados proporcionan un marco para estudiar los circuitos de control jerárquico, un principio de diseño común en muchos sistemas naturales y artificiales.

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