Rol del receptor nicotínico α9/α10 en la conducta de atención selectiva a estímulos visuales en presencia de distractores auditivos

Abstract

Durante la atención selectiva, los sujetos voluntariamente centran sus recursos cognitivos en un estímulo específico mientras ignoran otros. Uno de los mecanismos propuestos como base biológica de la atención selectiva son los filtros de las respuestas sensoriales periféricas mediado por las estructuras superiores del cerebro, conocidos como mecanismos top-down. Uno de los requisitos para la modulación top-down es la presencia de las vías corticofugales. El sistema eferente auditivo en mamíferos es una red neuronal única que se origina en la corteza auditiva y que tiene proyecciones a células receptoras de la cóclea a través de las fibras olivococleares, las cuales han sido propuestas como la base neuroanatómica del filtro auditivo durante la atención a estímulos de diferentes modalidades. Sin embargo, hasta ahora no existe evidencia directa que las neuronas olivococleares estén involucradas en paradigmas de atención selectiva. El objetivo de este trabajo es estudiar el rol del receptor nicotínico α9/α10, principal receptor involucrado en la sinapsis entre las neuronas olivococleares mediales y las células ciliadas externas, en la conducta de atención selectiva a estímulos visuales en presencia de distractores auditivos. Para esto, se entrenaron ratones wild type y knock-out para la subunidad α9 del receptor nicotínico α9/α10 (KO-α9) en una prueba de discriminación visual de dos opciones. Se estudiaron las consecuencias conductuales de la presentación de diferentes tipos de distractores auditivos. También se realizaron pruebas de campo abierto y laberinto en cruz elevado para determinar si estos distractores auditivos produjeron cambios en la actividad locomotora y ansiedad. Además se evaluaron los efectos del ruido contralateral en las respuestas del nervio auditivo, como una medida de la fuerza del reflejo olivococlear. Los resultados de este trabajo muestran que los ratones KO-α9 tienen un reflejo olivococlear disminuido y una tendencia de peor desempeño en el paradigma de atención selectiva a estímulos visuales, por lo que se propone que una sinapsis olivococlear medial intacta es necesaria para reducir la sensibilidad coclear durante esta tarea. Además, ya que los ratones KO-α9 recorrieron una menor distancia en el laberinto en cruz elevado luego de la presencia de los distractores auditivos, se propone que la ausencia de una sinapsis olivococlear medial intacta provoca una disminución de la actividad locomotora. Esta tesis contribuye al entendimiento del rol de la sinapsis colinérgica entre las células ciliadas externas y las neuronas olivococleares mediales durante la atención selectiva a estímulos visuales

During selective attention, subjects voluntarily focus their cognitive resources on specific stimuli while ignoring others. One of the mechanisms proposed as a biological correlate of selective attention is the filtering of peripheral sensory responses mediated by higher brain structures, known as top-down mechanisms. Top-down filtering of peripheral responses needs the presence of corticofugal pathways. The efferent auditory system in mammals is a singular neural network that originates in the auditory cortex and projects to the receptor cells in the cochlea through olivocochlear (OC) fibers. The OC system has been proposed as the neuroanatomical basis of the peripheral auditory filter during attention to visual stimuli. However, to date, there is no direct evidence that OC neurons are involved in selective attention paradigms. The aim of this work is to study the behavioral role of α9/α10 nicotinic receptors, which are the main target of cholinergic synapses between medial olivocochlear neurons and outer hair cells, during selective attention to visual stimuli in the presence of auditory distractors. Methods: wild type and knock-out mice for α9 subunit of nicotinic receptor α9/α10 (KO-α9) were trained in a two-visual discrimination task. The behavioral consequences of the presentation of different types of auditory distractors in the visual attention task were studied. Open field tests and elevated plus maze were also performed to determine whether these auditory distractors produced changes in locomotor activity and anxiety. In addition the effects of contralateral noise were evaluated in auditory nerve responses, as a measure of the strength of the olivocochlear reflex. We found that the KO-α9 mice have a significant decrease in the olivocochlear reflex strength and a tendency to worse performance in the paradigm of selective attention to visual stimuli. These results suggest that intact medial olivocochlear synapses are necessary to reduce cochlear sensitivity during attention. Furthermore, since the KO-α9 mice traveled a shorter distance in the elevated plus maze after the presence of auditory distractors, it is proposed that the lack of an intact medial olivocochlear synapses causes a decrease in locomotor activity. This work contributes to the understanding of the role of cholinergic synapses between medial olivocochlear neurons and outer hair cells during selective attention to visual stimuli