El autismo es un trastorno del neurodesarrollo caracterizado por conductas sociales atípicas e intereses restringidos y repetitivos. Uno de sus rasgos centrales es el procesamiento sensorial divergente, que condiciona la percepción y la respuesta al entorno. Por ello, los comportamientos inusuales basados en los sentidos surgen como criterios de diagnóstico, especialmente en el dominio auditivo, donde las sensibilidades auditivas, incluyendo la hipersensibilidad a ciertos sonidos, perjudican la extracción de regularidades ambientales y la capacidad de respuesta a eventos nuevos.
En este contexto, las científicas del Grupo de Investigación de Audición y Cognición Auditiva del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL) Sara Cacciato y Ana Belén Lao Rodríguez, lideradas por el catedrático de Histología de la Universidad de Salamanca y director del Grupo, Manuel S. Malmierca, publicaron recientemente en PLOS Biology un trabajo de gran relevancia en el ámbito del autismo y la audición que aporta nuevos conocimientos clave para comprender mejor los mecanismos auditivos en personas con TEA.
El novedoso trabajo resulta innovador por las dos características principales que lo articulan, “considerar la variabilidad relacionada con el sexo y la edad como factores biológicos condicionantes en el procesamiento sensorial y estar apoyado en la Teoría de la Codificación Predictiva como elemento clave para entender el funcionamiento del sistema nervioso”, según informa Manuel S. Malmierca.
Teoría de la Codificación Predictiva en la audición
En la audición, la Teoría de la Codificación Predictiva explica cómo el sistema nervioso no se limita a recibir pasivamente los estímulos sensoriales, sino que anticipa activamente lo que va a percibir habilitándolo, entre otros aspectos, a procesar sonidos rápidamente en entornos ruidosos, comprender el habla a pesar de recibir señales incompletas, ahorrar energía neuronal al no procesar lo ya esperado y a aprender regularidades del entorno acústico.
Para una persona neurotípica, la Teoría contribuye a comprender cómo el cerebro está continuamente procesando los sonidos que le rodean. En este sentido, describe al sistema nervioso como un generador activo de hipótesis sonoras que escucha comparando constantemente lo que espera oír con lo que realmente oye, anticipándose activamente y corrigiendo sus propias predicciones cuando se equivoca. Por lo tanto, podría decirse que la percepción auditiva sería el resultado de un diálogo continuo entre predicción y error.
Esta idea ofrece “un marco muy potente para comprender cómo el cerebro procesa sonidos complejos, como el habla o la música”. Al respecto, cabe destacar que, en el marco del autismo, uno de los aspectos más relevantes consiste en “la identificación de sonidos repetitivos para que la persona pueda adecuarse correctamente a los mismos y responder ante ellos, lo que en personas con TEA suele estar condicionado por la hipersensibilidad sensorial que muestran”, recuerda.
Precisamente, la Teoría de la Codificación Predictiva explica “cómo las áreas superiores del sistema auditivo indican a las áreas inferiores que adapten su respuesta, que ahorren recursos y respondan únicamente a aquellos estímulos que son novedosos y que no esperan”. En palabras del catedrático de la USAL, “si conseguimos entender las bases neurológicas del funcionamiento del sistema auditivo en las personas con Trastorno del Espectro Autista, podremos ayudar a comprender y, quizá de alguna manera, aminorar los síntomas de estrés e hipersensibilidad auditiva que en su mayoría acusan”.
Procesos clave y sesgo biológico de edad y sexo
Por otra parte, uno de los aspectos más importantes en el funcionamiento del sistema auditivo, tanto en personas con audición neurotípica como en las que no la presentan, son tres procesos clave para la generación de predicciones sobre el ambiente y la posible corrección de sus modelos.
Concretamente, se trataría del IRS: supresión por repetición, cuando estímulos regulares reducen la respuesta neuronal; el iPE: error de predicción, activación adicional ante estímulos inesperados; y el iMM: índice global que combina ambos mecanismos. Para los tres procesos, “se ha propuesto que en el autismo se muestran menos flexibles, lo que conduce a una percepción atípica, una mayor sensibilidad a lo inesperado y una preferencia por rutinas estables”, detalla, por su parte, Ana Belén Lao Rodríguez, coautora del trabajo.
Asimismo, otra de las cuestiones relevantes para entender la audición en TEA estaría relacionada con la edad y el sexo biológico. Sara Cacciato, cuya tesis doctoral sentó las bases para el desarrollo de este relevante estudio, subraya la ausencia de una muy necesaria perspectiva de género en los trabajos de investigación en este campo.
Con respecto a ello expone que, “aunque ya existe evidencia científica de que las manifestaciones del procesamiento sensorial auditivo en los individuos con TEA varían a lo largo del desarrollo y difieren según el sexo biológico, todavía hay múltiples interrogantes debido a que hasta hace poco tiempo no se han tenido en cuenta”.
No obstante, los estudios científicos con modelos animales ya han empezado a considerar el sexo y la edad como variables que proporcionan heterogeneidad entre los síntomas similares al autismo. Un hecho que ha ayudado a entender y a demostrar, cómo en las mujeres, ellas “son más susceptibles a enmascarar los síntomas del Espectro, con la consiguiente problemática derivada para el retraso y dificultad en su diagnóstico”, remarca.
Resultados en el laboratorio del INCyL
En este contexto, los modelos animales ofrecen a los científicos de la Universidad de Salamanca la oportunidad única de analizar la actividad neuronal a nivel celular con alta resolución espacial. Esto les ha proporcionado evidencia de circuitos específicos generadores de predicciones que influyen en las representaciones sensoriales en regiones cerebrales tempranas, como el colículo inferior (CI) del mesencéfalo auditivo.
Concretamente, en su laboratorio del INCyL, los investigadores han utilizado un modelo de exposición prenatal al ácido valproico, un fármaco asociado a mayor riesgo de autismo en humanos. “Con él estudiamos cómo ratas macho y hembra, en adolescencia y adultez, procesan sonidos regulares e inesperados”, apuntan desde la institución.
Para las ratas VPA, la literatura científica sobre los cambios dependientes de la edad en el procesamiento del contexto auditivo “es escasa, sigue un enfoque de un solo sexo y generalmente se realiza a nivel conductual. No obstante, nuestros resultados han demostrado que el ácido valproico altera la respuesta neuronal en el colículo inferior, la primera región cerebral que codifica la regularidad ambiental”. Además, “hemos visto cómo estas alteraciones dependen del sexo y la edad: los machos y las hembras adolescentes mostraron un iMM reducido, mientras que las hembras adultas exhibieron un iMM aumentado”, incidenn los investigadores.
Los datos son claros e indican que el cerebro de estos animales muestra una capacidad atípica de adaptación a los sonidos repetitivos y una respuesta diferente ante los cambios o novedades auditivas. “Pudimos comprobar que las hembras expuestas al valproico eran más sensibles a esos cambios de sonido, a esta novedad, mientras que los machos del mismo modelo reaccionaban con menor intensidad, ambos en comparación a las ratas control”, reitera el equipo investigador.
En definitiva, la nueva información obtenida descubre la importancia de los mecanismos subcorticales de codificación predictiva en condiciones similares al autismo y revelan que sexo y edad son factores clave para comprender la heterogeneidad clínica y sensorial dentro del espectro autista.
El grupo de investigación, adscrito además a la Unidad de Excelencia iBRAINS-INCYL que persigue unas metas estratégicas de excelencia, transferencia e internacionalización, centró el trabajo de investigación en el área subcortical. El siguiente paso será replicar un estudio similar en la corteza cerebral, “queremos dar un salto hacia áreas de procesamiento cognitivo más elevado. De esa forma podremos ver la transformación del proceso auditivo entre áreas subcorticales y corticales”.
En relación con el TEA, junto al enorme valor científico que supondrá entender el origen biológico de estas diferencias, la investigación también presentará “una clara dimensión humana y social por su contribución directa al bienestar de las personas dentro del espectro y sus familias”, concluyen.
Referencia del artículo:
Cacciato-Salcedo S, Lao-Rodríguez AB, Malmierca MS (2025) Contextual auditory processing in the inferior colliculus is affected in a sex- and age-dependent manner in the valproic acid-induced rat model of autism. PLoS Biol 23(8): e3003309 PLOS Biology (DOI: 10.1371/journal.pbio.3003309)
INCyL y Unidad de Excelencia iBRAINS-INCyL
El Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCyL) es un centro creado en 1998, dedicado a la investigación científica en el sistema nervioso fisiológico y patológico. Su misión es llevar a cabo una investigación de alta calidad en neurociencias, con el objetivo de comprender la función normal del cerebro y de entender los mecanismos que subyacen a diferentes enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
Además, tiene el compromiso de formar a investigadores altamente capacitados en el campo de las neurociencias y de contribuir al desarrollo de nuevas terapias y tratamientos para mejorar la calidad de vida de las personas afectadas por enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
iBRAINS-INCyL surge en el INCyL como una Unidad de Excelencia en Neurociencia para impulsar el liderazgo científico y la innovación en este ámbito estratégico. Forma parte del Programa de Unidades de Excelencia de Castilla y León, impulsado por la Junta de Castilla y León dentro de la Estrategia Regional de Investigación e Innovación para una Especialización Inteligente (RIS3).
Cofinanciada por Castilla y León y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea, articula su investigación en torno a cuatro grandes ejes del funcionamiento cerebral: cómo se desarrolla el sistema nervioso, cómo se genera la cognición, qué mecanismos genéticos y moleculares sustentan la función neuronal, y cómo las redes neuronales se traducen finalmente en conducta.
Con un enfoque interdisciplinar e innovador, integra desde la neurociencia cognitiva y auditiva hasta la biología celular, la proteómica, la neurotecnología, el aprendizaje automático y la neurociencia traslacional. Este carácter transversal le permite actuar como hub de investigación y transferencia, generando conocimiento de excelencia y fomentando su aplicación en la práctica clínica y en la sociedad.
