Mecanismos de Fotopercepción No-Visual y Control Circadiano en la Retina Interna de Vertebrados en Condiciones Fisiológicas y en un Modelo Animal de Ceguera. Mechanisms of Non-visual Perception and Circadian Control in the Vertebrate Inner Retina under Physiological Conditions and in Animal Model of Blindness.

La retina juega un rol esencial en el funcionamiento del sistema circadiano de los vertebrados al ser la encargada de sensar las condiciones de iluminación ambiental que ajustan el reloj interno con el fotoperíodo exterior a través de un circuito no-visual. Este circuito es independiente de la vía de formación de imágenes e involucra a las células ganglionares retinianas (CGRs) que proyectan a varias estructuras no-visuales del cerebro; esta vía es la encargada de regular el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de actividad, el sueño y la supresión de melatonina pineal. La retina contiene además un reloj autónomo que genera ritmos diarios autosostenidos en distintas funciones bioquímicas y fisiológicas, que le confiere la capacidad de predecir el tiempo y anticiparse en su fisiología a los cambios lumínicos a lo largo del ciclo día-noche. Este laboratorio ha demostrado por 1ra vez que las CGRs de pollo poseen osciladores endógenos que generan variaciones diarias en la biosíntesis de fosfolípidos (Guido et al, J Neurochem. 2001; Garbarino et al., J Neurosci Res. 2004a) y de la hormona melatonina con niveles máximos durante el día (Garbarino et al., J Biol Chem 2004b). Aún más, cultivos primarios de CGRs responden a la luz a través de una cascada bioquímica de fototransducción similar a la de invertebrados y que involucra la activación de la enzima fosfolipasa C (PLC) (Contin et al., FASEB J 2006). Estos cultivos fueron obtenidos a estadios embrionarios muy tempranos en dónde solo las CGRs son postmitóticas y mayoritariamente maduras. A estos estadios, los cultivos expresan marcadores de especificación de células ganglionares (pax6, brn3), la proteina Gq y los fotopigmentos melanopsina y criptocromos con gran homología con marcadores descriptos para fotorreceptores rabdoméricos de invertebrados (Contin et al, 2006). Recientemente comenzamos a investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*, un modelo de ceguera, en animales que carecen de células fotorreceptoras-conos y bastones-funcionales. Resultados preliminares indicarían que la retina interna, y potencialmente las CGRs de estos animales conservarían la capacidad de responder a la luz regulando el reflejo pupilar y sincronizando los ritmos diarios de alimentación. La convergencia de osciladores y fotopigmentos en la población de CGRs podría contribuir al control temporal de la fisiología del organismo y regulación de funciones no-visuales. Son objetivos de este proyecto: a) Investigar el rol de las CGRs en el sistema circadiano estudiando: i- su habilidad para sintetizar melatonina y, su regulación por luz y dopamina; ii- su capacidad fotorreceptora intrínseca, investigando la presencia de fotopigmentos y componentes de la cascada de fototransducción fundamentalmente la vía de los fosfoinosítidos y la activación de PLC, mediante ensayos moleculares, bioquímicos y farmacológicos; b) Extender estos estudios a cultivos primarios de CGRs inmunopurificadas midiendo la respuesta a la luz sobre la síntesis de melatonina, y los niveles de los mensajeros 2rios Ca2+ y AMP cíclico, la inducción de genes tempranos y la regulación de la actividad NAT, enzima clave en la síntesis de melatonina; y c) Investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*(ciegos), sobre distintas funciones no-visuales tales como el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de alimentación, la síntesis de melatonina y la expresión génica en animales expuestos a estimulación lumínica de distintas intensidades y longitudes de onda. Estos estudios permitirán construir el espectro de acción de la respuesta a la luz en los pollos ciegos a fin de identificar el/los fotopigmentos intervinientes en este fenómeno. Este proyecto profundizará el conocimiento sobre la capacidad fotorreceptora-no visual de la retina interna y particularmente de las CGRs, de la naturaleza de la cascada bioquímica que opera en las mismas y de los mecanismos de regeneración del cromóforo utilizado.

Percepción y uso de flora y fauna por parte de los pobladores del sistema Laguna Mar Chiquita - Bañados del Río Dulce y área de influencia: diagnóstico e implicaciones para la conservación. Perception and use of flora and fauna by people of the system "Laguna Mar Chiquita - Bañados del Río Dulce" and it influence area: diagnosis and conservation implications.

La percepción, consumo y manejo de recursos naturales forma parte del conocimiento tradicional de distintas poblaciones humanas e involucra diversidad de actividades (recolección de plantas, caza y pesca, etc). Entre los vegetales, el uso de plantas medicinales se destaca por su persistencia y ubicuidad. El recurso animal, a través de la caza y la pesca, es fundamental como fuente de alimento y empleo. El sistema Mar Chiquita-Bañados del Río Dulce se destaca por su biodiversidad y la existencia de prácticas tradicionales de uso. La presión por conversión de ambientes naturales a tierras dedicadas al cultivo es fuerte, afectando principalmente a los bosques autóctonos, y las especies animales que en él habitan. Además, la desaparición de ambientes naturales conlleva la pérdida de prácticas tradicionales de uso, con la consiguiente deculturación. El presente trabajo evaluará la percepción y utilización de recursos naturales por los pobladores del área de influencia de Bañados del Río Dulce y Laguna Mar Chiquita, centrándose en plantas medicinales, peces, aves y mamíferos, a la vez de indagar sobre la diversidad de percepciones y conductas de apropiación de los recursos, dado que en la región coexisten diferentes pautas socio-culturales de acuerdo al grupo de procedencia. Como metodología básica para la recolección de datos de percepción y uso se utilizarán encuestas semi-estructuradas. Sobre el origen étnico y lazos sociales se relevarán de fuentes escritas sobre procedencia, pautas de elección de pareja y formas de residencia. Los muestreos de fauna a campo se realizarán al azar estratificados en pastizal, bosque, y áreas relacionadas a humedales en busca de huellas, heces y señales de la presencia de especies animales focales, a la vez de prospección visual y auditiva. Los datos obtenidos acerca del conocimiento y uso del ambiente se presentarán y analizarán mediante técnicas específicas para análisis de datos antropológicos cualitativos y madiante ANOVA. Los datos sobre origen y lazos serán analizados según indicadores de endogamia geográfica e indicadores de endogamia reproductiva. Los datos de presencia de las especies se utilizarán para desarrollar modelos de distribución regional y de nicho ecológico. Se espera caracterizar en forma diferencial la percepción y uso del ambiente de acuerdo al origen o área de residencia, a la vez de generar mapas de distribución de especies focales. Asimismo, se propondrán acciones de conservación de la biodiversidad, tales como cartillas o talleres tendientes a reforzar y re-significar los conocimientos locales sobre el uso de flora y fauna.

Selection of information in auditory virtual reality

ERP, auditory virtual reality, dichotic listening, selective auditory attention, cocktail-party phenomenon, HRTF

Firing activities of auditory cortical neurons during categorical task performance in behaving monkeys

Category, frequency contour, monkey, auditory cortex, neuron, spike

Basic components of cortical processing are shared in visual and auditory modality

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2009

Auditory gating in the ventral striatum and auditory cortex : the role of stimulus-locking and the influence of discrimination learning

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2014

Perception-guided evaluation of 3D medical visualizations

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2015

Thalamocortical and corticothalamic interactions of the auditory cortex in the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus)

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2015

Auditory region in bats including Icaronycteris index.

v.58:no.9(1971)

The auditory region (ossicles, sinuses) in gliding mammals and selected representatives of non-gliding genera.

v.58:no.5(1971)

The auditory region of the arctoid carnivores.

v.29:no.3(1943)

Morphological parallelisms of the bulla and auditory ossicles in some insectivores and marsupials.

v.51:no.16(1970)

The morphology of the swim bladder and auditory bulla in the Holocentridae.

v.37:no.5(1955)

Modularity of auditory spatial representations

Abstract : Auditory spatial functions are of crucial importance in everyday life. Determining the origin of sound sources in space plays a key role in a variety of tasks including orientation of attention, disentangling of complex acoustic patterns reaching our ears in noisy environments. Following brain damage, auditory spatial processing can be disrupted, resulting in severe handicaps. Complaints of patients with sound localization deficits include the inability to locate their crying child or being over-loaded by sounds in crowded public places. Yet, the brain bears a large capacity for reorganization following damage and/or learning. This phenomenon is referred as plasticity and is believed to underlie post-lesional functional recovery as well as learning-induced improvement. The aim of this thesis was to investigate the organization and plasticity of different aspects of auditory spatial functions. Overall, we report the outcomes of three studies: In the study entitled "Learning-induced plasticity in auditory spatial representations" (Spierer et al., 2007b), we focused on the neurophysiological and behavioral changes induced by auditory spatial training in healthy subjects. We found that relatively brief auditory spatial discrimination training improves performance and modifies the cortical representation of the trained sound locations, suggesting that cortical auditory representations of space are dynamic and subject to rapid reorganization. In the same study, we tested the generalization and persistence of training effects over time, as these are two determining factors in the development of neurorehabilitative intervention. In "The path to success in auditory spatial discrimination" (Spierer et al., 2007c), we investigated the neurophysiological correlates of successful spatial discrimination and contribute to the modeling of the anatomo-functional organization of auditory spatial processing in healthy subjects. We showed that discrimination accuracy depends on superior temporal plane (STP) activity in response to the first sound of a pair of stimuli. Our data support a model wherein refinement of spatial representations occurs within the STP and that interactions with parietal structures allow for transformations into coordinate frames that are required for higher-order computations including absolute localization of sound sources. In "Extinction of auditory stimuli in hemineglect: space versus ear" (Spierer et al., 2007a), we investigated auditory attentional deficits in brain-damaged patients. This work provides insight into the auditory neglect syndrome and its relation with neglect symptoms within the visual modality. Apart from contributing to a basic understanding of the cortical mechanisms underlying auditory spatial functions, the outcomes of the studies also contribute to develop neurorehabilitation strategies, which are currently being tested in clinical populations.

Auditory spatial deficits following hemispheric lesions : dissociation of explicit and implicit processing

Les déficits auditifs spatiaux se produisent fréquemment après une lésion hémisphérique ; un précédent case report suggérait que la capacité explicite à reconnaître des positions sonores, comme dans la localisation des sons, peut être atteinte alors que l'utilisation implicite d'indices sonores pour la reconnaissance d'objets sonores dans un environnement bruyant reste préservée. En testant systématiquement des patients avec lésion hémisphérique inaugurale, nous avons montré que (1) l'utilisation explicite et/ou implicite des indices sonores peut être perturbée ; (2) la dissociation entre l'atteinte de l'utilisation explicite des indices sonores versus une préservation de l'utilisation implicite de ces indices est assez fréquente ; et (3) différents types de déficits dans la localisation des sons peuvent être associés avec une utilisation implicite préservée de ces indices sonores. Conceptuellement, la dissociation entre l'utilisation explicite et implicite de ces indices sonores peut illustrer la dichotomie des deux voies du système auditif. Nos résultats parlent en faveur d'une évaluation systématique des fonctions auditives spatiales dans un contexte clinique, surtout quand l'adaptation à un environnement sonore est en jeu. De plus, des études systématiques sont nécessaires afin de mettre en lien les troubles de l'utilisation explicite versus implicite de ces indices sonores avec les difficultés à effectuer les activités de la vie quotidienne, afin d'élaborer des stratégies de réhabilitation appropriées et afin de s'assurer jusqu'à quel point l'utilisation explicite et implicite des indices spatiaux peut être rééduquée à la suite d'un dommage cérébral.