Detección de novedad y codificación predictiva en el sistema auditivo: Impacto clínico en disfunciones auditivas y vestibulares. Revisión de la literatura

Una propiedad fundamental de los sistemas sensoriales es su capacidad para detectar estímulos novedosos en el entorno. El sistema nervioso posee neuronas que disminuyen su respuesta a los estímulos sonoros que se repiten a lo largo del tiempo y otras neuronas que aumentan su frecuencia de disparo ante estímulos novedosos, siendo la diferencia entre ambas respuestas conocida como adaptación-específica a estímulos. En las últimas décadas, se ha propuesto que el cerebro establece, continuamente, predicciones de los estímulos novedosos y del entorno basándose en sus experiencias previas y en modelos de representación internos, teoría denominada codificación predictiva. En esta revisión, abordaremos algunos conceptos de la adaptación-específica a estímulos y codificación predictiva, centrándonos principalmente en el sistema auditivo. Por último, propondremos una explicación teórica basada en el marco de la codificación predictiva para algunas disfunciones neuropsiquiátricas, auditivas y vestibulares.

A fundamental property of sensory systems is their ability to detect novel stimuli in the environment. The nervous system possesses neurons that decrease their response to sound stimuli that are repeated over time and other neurons that increase their firing rate to novel stimuli, the difference between the two responses being known as stimulus-specific adaptation. In recent decades, it has been proposed that the brain continuously makes predictions of novel stimuli and the environment based on its previous experiences and internal representational models, a theory called predictive coding. In this review, we will address some concepts of stimulus-specific adaptation and predictive coding, focusing mainly on the auditory system. Finally, we will propose a theoretical explanation based on the predictive coding framework for some neuropsychiatric, auditory, and vestibular dysfunctions.

Anatomía, fisiología y rol clínico de la corteza vestibular / Anatomy, physiology and clinical role of the vestibular cortex

El sistema vestibular, mediante sus órganos periféricos, nos permite procesar correctamente los cambios de aceleración angular de la cabeza y lineal del cuerpo y así permitirnos una correcta orientación en el espacio. Esta información sensorial es dirigida hacia los núcleos vestibulares y desde aquí se comunica con los núcleos óculo-motores y estructuras del tálamo a través de tractos ascendentes del tronco encefálico. Posteriormente la información se dirige hacia centros subcorticales y corticales de naturaleza eminentemente multisensorial. La naturaleza y función de estas estructuras es controversial. En esta revisión se abordan los principales conceptos y descubrimientos a nivel de investigación básica y clínica del procesamiento cortical generado por estimulación de tipo vestibular.

The vestibular system, thanks to its peripheral organs, allows us to properly process the angular head movements and linear acceleration in order to give us a proper orientation in space. The information from these sensory inputs is routed to the vestibular nuclei and thence ascending tracts of the brainstem, which communicate with the oculomotor nuclei of the thalamus and structures. Then the information goes to subcortical and cortical centers, which are eminently multisensory nature. The nature and function of these structures are controversial. In this review the main concepts and discoveries at the level of basic and clinical research generated cortical processing of vestibular stimulation are addressed.

Implantes vestibulares / Vestibular prosthesis

La lesión o hipofunción vestibular bilateral (HVB) es un cuadro clínico que provoca oscilopsias y desequilibrio incapacitante que se agrava en oscuridad. Algunas de las causas de HVB son el uso de drogas ototóxicas, enfermedad de Ménière bilateral, enfermedades autoinmunes y degeneración espinocerebelar. El manejo de esta discapacidad es complejo y muchas veces la rehabilitación no logra los objetivos deseados. Una de las alternativas terapéuticas futuras para la HVB y aún en plena fase experimental es el implante vestibular, cuyo funcionamiento en términos generales es similar al de un implante coclear. En esta revisión se analiza la génesis e historia del desarrollo de los implantes vestibulares, sus principales características y el futuro de su implementación.

Bilateral vestibular loss (BVL) is a clinic syndrome that produces oscillopsias and disabling disequilibrium, especially in darkness. Some causes of BVL are the use of ototoxic drugs, bilateral Ménière disease, autoinmune ear disorders and spinocerebellar ataxia. The management of this disability is complex and many times the rehabilitation does not accomplish with the desired goals. One future therapeutic alternative for BVL and still in an experimental stage is the vestibular implant, whose overall functioning is similar to a cochlear implant. In this review we analyze the genesis and history of vestibular implant development, its main technical characteristics and the future of its implementation.