Neurobiólogo computacional de Salk recibe subvención de la NSF para estudiar cómo el cerebro procesa el sonido

6 de septiembre de 2017

Neurobiólogo computacional de Salk recibe subvención de la NSF para estudiar cómo el cerebro procesa el sonido

6 de septiembre de 2017

LA JOLLA—Profesor Asociado del Salk Tatyana Sharpee ha recibido una subvención de aproximadamente $950,000 por 4 años de la National Science Foundation para estudiar cómo el cerebro procesa sonidos complejos. Esta subvención es parte de un proyecto multinacional junto con grupos en Francia e Israel.

“El enfoque computacional y el modelado de Tatyana están a la vanguardia de la investigación en neurobiología”, dice el Presidente del Salk Elizabeth Blackburn. Este premio le permitirá seguir haciendo descubrimientos importantes sobre cómo el cerebro procesa los sonidos y poner a prueba teorías sobre cómo funcionan juntos diferentes tipos de neuronas. Este trabajo podría informar mejores maneras de tratar la pérdida de audición o mejorar las tecnologías de reconocimiento de voz.“

Sharpee, miembro del Laboratorio de Neurobiología Computacional de Salk, busca desarrollar una teoría unificadora del “control biológico” para comprender los principios universales del comportamiento. Específicamente, está descubriendo cómo los animales sienten y se adaptan a su entorno, así como cómo hacen predicciones y toman decisiones. Para ello, aplica estrategias matemáticas —como modelos estadísticos y de probabilidad— para trazar los principios por los cuales los miles de millones de neuronas del cerebro intercambian energía e información.

“Esta subvención representa una tremenda oportunidad para resolver los misterios del procesamiento auditivo al combinar grabaciones eléctricas del cerebro, simulaciones de circuitos neuronales a gran escala y análisis estadístico de respuestas tanto del modelo como reales para comprender cómo los diferentes tipos de neuronas en la corteza auditiva representan sonidos naturalistas”, dice Sharpee. “No podría estar más entusiasmado al respecto”.”

La subvención reúne a tres grupos, uno experimental y dos computacionales, para desarrollar modelos basados en propiedades conocidas de las redes neuronales que describan cómo diferentes tipos de neuronas cooperan para representar sonidos. Además de profundizar nuestra comprensión de la percepción auditiva, los investigadores del Salk, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad Paris-Descartes esperan obtener información sobre los principios generales de cooperación entre neuronas dentro de una red neuronal única.

“El trabajo que la Dra. Sharpee y sus colegas están realizando es realmente emocionante y difícil”, dice Kenneth Whang, gerente de programas de la NSF, división de Sistemas de Información e Inteligencia en la dirección de Ciencias de la Computación e Ingeniería de la Información. “Ellos están uniendo modelos computacionales de lo que una red cerebral puede lograr con los mecanismos sub”

La investigación tiene implicaciones para comprender la representación de señales en otros sentidos (vista, tacto), así como los principios generales de la codificación neuronal en el cerebro, y ofrece una serie de aplicaciones prácticas potenciales, incluido el diseño de audífonos mejorados y sistemas artificiales de reconocimiento del habla.

Adicionalmente, dado que un desbalance alterado entre los tipos de neuronas ha sido implicado en varios déficits de atención y trastornos psiquiátricos, incluyendo autismo y esquizofrenia, el proyecto también podría revelar nuevas formas de tratar esas enfermedades.

La subvención también incluye un componente de divulgación que implicará demostraciones de percepción musical y vocal para estudiantes de K-12 y exhibiciones.