Neurociència Computacional, Cognitiva i de Sistemes de Barcelona (BARCCSYN 2026)

Recentment vam proposar que el ritme beta (15–30 Hz) proporciona un aspecte clau de l'enrutament de la informació a través del cervell, és a dir, la formació de conjunts neuronals flexibles i transitoris. Vam provar aquesta hipòtesi utilitzant enregistraments de pics i LFP en primats no humans i MEG/EEG en participants humans sans que realitzaven una tasca de presa de decisions categòriques. Vam trobar que els canvis de freqüència de la banda beta a l'escorça frontal assenyalen resultats de decisions categòriques, i l'activitat en aquestes bandes prediu la resposta conductual. Aquests resultats confirmen encara més la idea que la beta proporciona l'estructura per a la formació de conjunts neuronals. Argumentem que els canvis de freqüència beta sorgeixen de canvis en la connectivitat entre oscil·ladors dèbilment acoblats i que, més que una empremta digital espectral, reflecteixen un mecanisme actiu per (re)activar canals de comunicació rellevants des del punt de vista conductual al cervell.

Per entendre el comportament adaptatiu, hem d'entendre com es calculen i s'actualitzen les decisions a través de l'experiència. Per exemple, quan s'enfronten a una amenaça potencial, els animals poden inicialment confiar en respostes instintives, com ara escapar, però amb l'experiència poden suprimir aquestes reaccions a mesura que es reinterpreta l'entorn. En aquesta xerrada, mostraré com aquestes transformacions sorgeixen de les interaccions entre circuits corticals i subcorticals que remodelen dinàmicament les variables de decisió en contextos aversius.
Utilitzant un paradigma etològicament fonamentat en què els ratolins escapen d'un estímul imminent que imita un depredador aeri, demostraré que l'exposició repetida condueix a la supressió d'aquesta resposta instintiva. Observem que les àrees visuals més altes instrueixen aquest aprenentatge mitjançant projeccions al nucli geniculat ventrolateral inhibitori (vLGN). Els registres de la població neuronal revelen que neurones vLGN específiques augmenten la seva activitat durant l'aprenentatge i són necessàries per a l'expressió de la supressió de l'escapament, cosa que indica que les entrades corticals instrueixen l'aprenentatge, mentre que la plasticitat dins del vLGN implementa el canvi de comportament après.
A continuació, ampliaré aquest marc per mostrar com el vLGN integra les entrades de l'escorça retrosplenial i els circuits hipotalàmics per regular les decisions entre seguretat i exploració. Aquestes vies transporten senyals diferents relacionats amb l'experiència prèvia i l'estat intern, i la seva activitat coordinada configura quan els animals decideixen abandonar la seguretat. En conjunt, aquests resultats revelen mecanismes de circuit a través dels quals l'experiència remodela la presa de decisions en entorns aversius.
Finalment, presentaré un treball en curs que mostra com l'estrès agut indueix canvis persistents en la dinàmica de l'hipocamp, vinculant l'actualització de l'amenaça dependent de l'experiència amb adaptacions de circuits més duradores que poden ser rellevants per a l'ansietat i el TEPT.

El canvi és omnipresent en els éssers vius. En particular, el connectoma i les representacions neuronals poden canviar. No obstant això, els comportaments i els records sovint persisteixen durant llargs períodes. En un model estàndard, els records associatius es representen mitjançant conjunts de neurones fortament interconnectades. Per a un emmagatzematge fidel, se suposa que aquests conjunts consisteixen en les mateixes neurones al llarg del temps. Proposem un model de memòria contrastat amb una remodelació temporal completa dels conjunts, basat en canvis observats experimentalment de sinapsis i representacions neuronals. Els conjunts i, per tant, els engrames de memòria deriven lliurement a mesura que l'activitat sorollosa de la xarxa autònoma i la renovació sinàptica espontània indueixen l'intercanvi de neurones. L'intercanvi gradual permet que la plasticitat conservi l'estructura representacional i mantingui les entrades, sortides i conjunts consistents. Això condueix a una memòria persistent. Desenvolupem descripcions inspirades en la física estadística per modelar quantitativament la deriva dels conjunts en regions cerebrals individuals i a tot el cervell. Això permet predir la dinàmica futura de la deriva inicial observada neurobiològicament de les representacions de memòria. Els resultats suggereixen que el cervell opera en un règim on els engrames deriven, tant deterministament com aleatòriament, per induir la seva redistribució emergent i, per tant, la consolidació dels records.