Explorando los mecanismos de predicción supramodales del cerebro

Durante la última década, la neurociencia cognitiva ha renovado su interés en comprender los mecanismos predictivos que utilizamos para desenvolvernos en nuestro entorno. Sin embargo, gran parte de esta investigación se ha limitado a estudiar cómo el cerebro predice eventos unisensoriales, pasando por alto que vivimos en un mundo multisensorial. En tal entorno, el cerebro debe coordinar sus recursos para anticipar simultáneamente múltiples inputs sensoriales a través de diferentes modalidades perceptivas. ESPriM-BRAIN tiene como objetivo reducir esta brecha teórica investigando los mecanismos neuronales subyacentes al aprendizaje estadístico (SL) y la predicción de entradas multisensoriales. Objetivos principales de ESPriM-BRAIN: 1. El primer objetivo determinará si las relaciones estadísticas entre las entradas sensoriales (i.e. probabilidades transicionales entre estímulos visuales) se codifican utilizando un formato de representación neuronal específico a la modalidad o supramodal (i.e. abstracto e independiente de la modalidad). Este objetivo complementa los hallazgos recientes realizados por nuestro equipo (Pérez-Bellido et al., 2023; Sabio-Albert et al., 2025) que desafían la visión clásica del SL como modular y específico a cada modalidad sensorial (Frost et al., 2015). 2. El segundo objetivo investigará si las microsácadas pueden utilizarse como proxies de aprendizaje estadístico y la predicción. Aunque evidencias experimentales recientes sugieren que la dilatación de la pupila correlaciona con el tamaño de los errores de predicción (el error de predicción es una señal neuronal involucrada en el aprendizaje de predicciones) no se ha comprobado si los movimientos oculares rápidos podrían codificar la dinámica temporal de la predicción dentro de cada trial. Utilizando el seguimiento ocular de alta resolución temporal, nuestro objetivo es explorar el impacto de estímulos no atendidos pero inesperados en tareas perceptivas que involucran la misma modalidad u otra diferente a aquella en la que se presentan los distractores. 3. El tercer objetivo ampliará nuestra comprensión de cómo el hipocampo, una estructura cerebral tradicionalmente asociada con la formación de memorias episódicas, contribuye a SL y la predicción. Específicamente, nuestro objetivo es investigar si el hipocampo genera predicciones para estímulos visuales y auditivos independientes procesados en paralelo. Para lograr estos objetivos, ESPriM-BRAIN plantea una serie de experimentos que aprovechan tanto las mediciones conductuales como los marcadores neuronales, registrados a través de EEG de cuero cabelludo e intracraneal. Los estudios propuestos avanzarán nuestra comprensión sobre los procesos cognitivos relacionados con SL, la atención y la predicción, tratando de conectar hallazgos previos en el campo de la predicción con condiciones experimentales ecológicamente válidas que involucran configuraciones multisensoriales. Los resultados del proyecto tienen el potencial de aplicaciones prácticas, incluyendo incrementar el conocimiento sobre las limitaciones del sistema predictivo humano. Estos hallazgos podrían informar el diseño de interfaces multisensoriales optimizadas o inspirar sistemas predictivos multimodales de inteligencia artificial. Al adoptar un enfoque interdisciplinar interdisciplinario y aprovechar la metodología de análisis de vanguardia, ESPriM-BRAIN busca tener un impacto significativo en el desarrollo de la neurociencia cognitiva