Mecanismos de plasticidad (funcional y dependiente de actividad) en el cerebro auditivo adulto y en desarrollo / Functional and activity-dependent plasticity mechanisms in the adult and developing auditory brain

Introducción y desarrollo. Los sistemas sensoriales poseen una representación topográfica del epitelio sensorial en el sistema nervioso central. En la vía auditiva, esta representación da lugar a mapas tonotópicos. Durante las últimas cuatro décadas se han estudiado los cambios originados en estos mapas tonotópicos tras lesiones mecánicas periféricas o mediante la exposición de animales en desarrollo a un ambiente acústico enriquecido. Tales manipulaciones sensoriales inducen una reorganización plástica del mapa tonotópico de la corteza auditiva. Por el contrario, el trauma acústico no parece generar plasticidad funcional en núcleos subcorticales. Los mecanismos que producen estos cambios difieren tanto en su base molecular como en el curso temporal durante el cual acontecen y, a grandes rasgos, pueden diferenciarse dos tipos: los que implican un proceso activo de reorganización y los que sencillamente suponen un reflejo pasivo de la eliminación de aferencias periféricas. Sólo los primeros implican un proceso de reorganización plástico genuino. Así pues, la plasticidad neuronal es de importancia vital para el desarrollo correcto y funcional del sistema nervioso auditivo y para el subsiguiente tratamiento y rehabilitación tras la implantación de prótesis auditivas. Sin embargo, el desarrollo de plasticidad también puede generar sensaciones anormales como los acúfenos. En la actualidad, además de los estudios de plasticidad, ha surgido un nuevo concepto en neurobiología denominado ‘estabilidad neuronal’, cuyas implicaciones y bases conceptuales pueden ayudar a mejorar el tratamiento de las patologías auditivas. Conclusión. La combinación de plasticidad y estabilidad neuronal se plantea como una estrategia de futuro muy prometedora para diseñar nuevos tratamientos de las patologías auditivas (AU)

Introduction and development. Sensory systems show a topographic representation of the sensory epithelium in the central nervous system. In the auditory system this representation originates tonotopic maps. For the last four decades these changes in tonotopic maps have been widely studied either after peripheral mechanical lesions or by exposing animals to an augmented acoustic environment. These sensory manipulations induce plastic reorganizations in the tonotopic map of the auditory cortex. By contrast, acoustic trauma does not seem to induce functional plasticity at subcortical nuclei. Mechanisms that generate these changes differ in their molecular basis and temporal course and we can distinguish two different mechanisms: those involving an active reorganization process, and those that show a simple reflection of the loss of peripheral afferences. Only the former involve a genuine process of plastic reorganization. Neuronal plasticity is critical for the normal development and function of the adult auditory system, as well as for the rehabilitation needed after the implantation of auditory prostheses. However, development of plasticity can also generate abnormal sensation-like tinnitus. Recently, a new concept in neurobiology so-called ‘neuronal stability’ has emerged and its implications and conceptual basis could help to improve the treatments of hearing loss. Conclusion. A combination of neuronal plasticity and stability is suggested as a powerful and promising future strategy in the design of new treatments of hearing loss (AU)

Detección de sonidos nuevos. ¿Existen múltiples manifestaciones de un mismo fenómeno? / Detection of novel sounds multiple manifestations of the same phenomenon?

A pesar de que la detección de los sonidos nuevos es una tarea básica del sistema auditivo, todavía sedesconocen en gran medida los procesos neuronales subyacentes. Desarrollo. Durante una estimulación repetitiva o una escena auditiva monótona, muchas neuronas auditivas muestran una reducción de su respuesta, debido a un proceso de adaptación.Este fenómeno, conocido como adaptación específica a los estímulos –stimulus specific adaptation (SSA)–, podría constituir el mecanismo neuronal de la detección de cambios en el entorno acústico. Estudios recientes han descrito la existencia de neuronas que muestran claramente SSA tanto en áreas auditivas corticales como subcorticales (como el colículo inferior) yque podrían formar parte del circuito neuronal de detección de cambios o eventos novedosos. La SSA, como se manifiesta en dichas neuronas, comparte numerosas características con el potencial de disparidad –mismatch negativity (MMN)–, un componentede los potenciales evocados relacionado con la detección de novedad contextual y que puede vincularse a ciertos procesos de memoria y focalización de la atención. A pesar de estos hallazgos, la relación entre SSA y MMN aún no está clara. Conclusiones. Las respuestas neuronales a cambios de sonidos pueden observarse de múltiples formas, desde el registro de neuronas hasta los potenciales evocados. Estas respuestas parecen representar distintas manifestaciones de un mismo procesosensorial subyacente, que involucraría a una serie de áreas auditivas tanto corticales como subcorticales. La base neuronal de este proceso sensorial tendría su origen en alguna forma de adaptación neuronal

Detection of novel sounds must be a basic function of the auditory system, but the underlyingneuronal mechanisms are largely unknown. Development. During repetitive stimulation or a monotonous auditory scene, many auditory neurons show a decrease in their response, presumably due to adaptation. However, these neurons are able to recover and respond again any time there is a change in the stimuli. This process is known as stimulus-specific adaptation (SSA), and could be the basis of the neuronal mechanism for change detection. Neurons showing SSA have been reported bothin auditory cortex and subcortical regions, such as the inferior colliculus. Neurons that experience SSA at all levels could be involved in a change detection circuit, but the relationship between neurons in different areas is still unclear. SSA, as found in these neurons, shares a number of characteristics with mismatch negativity (MMN), a component of evoked potentials relatedto the detection of context novelty, and linked to some processes that involve memory and attention. Conclusions. The responses to changes in sounds can be observed in multiple ways, ranging from the activity of single neurons to evoked potential recordings. The phenomena observed using these different approaches appear to be manifestations of the sameunderlying sensory process, which would involve both cortical and subcortical auditory nuclei, and could have its basis in stimulus-specific neuronal adaptation