Director: Dr. Rubén N. Muzio

En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos cerebrales de la conducta humana y animal con una perspectiva evolutiva. Funciona como un centro de estudios en comportamiento y neurociencias, en el cual hay varios grupos de investigación en cerebro y conducta:

Utilizando distintos modelos animales estudiamos la participación de varias áreas del cerebro en la orientación en el espacio, el aprendizaje del miedo y la conducta de frustración, analizando distintos factores que regulan esta conducta emocional, como la calidad/magnitud de una recompensa o el efecto sobre la calidad del sueño.

Así, por ejemplo, nos interesa el estudio de la cognición espacial. Poder orientarnos en el ambiente que nos rodea es fundamental para nuestra vida (encontrar refugio, comida, agua y a otros individuos marca la diferencia en nuestra supervivencia). Esta habilidad está presente en muchos y diferentes animales, lo que sugiere que apareció tempranamente en la evolución. En muchas patologías mentales esta capacidad se ve deteriorada, por lo que es importante entender los mecanismos que subyacen a la misma para desarrollar terapias dirigidas a recuperar esa función.

Otra de las líneas de investigación del grupo se enfoca en el estudio de las bases neurales de algunos procesos emocionales, como la frustración. Este estado emocional se expresa en los animales cuando no se cumple una expectativa y no recibimos lo que esperamos, generando un deterioro del desempeño. La susceptibilidad a la respuesta de frustración puede influenciar el establecimiento de un estado patológico crónico como la depresión mayor.

Por otro lado, sabemos que las características del sueño y su calidad son indicadores fundamentales de la salud, tanto en los humanos como en otros animales. Así, utilizamos electroencefalogramas (EEG) para determinar patrones de actividad cerebral que puedan ser indicadores del efecto de la exposición a una situación de frustración.

  • Gráfico: Sujeto experimental (en este caso un anfibio) desarrollando una tarea de orientación en un laberinto en cruz donde tiene que ubicar una pileta con agua.  Luego se analiza la activación de las áreas del cerebro involucradas en la tarea.
  • Imagen: Gentileza Investigadores del lab. Biología del comportamiento.
  • Gráfico: Cortes histológicos de la Corteza Prefrontal Medial. Primera fila: mayor cantidad de células marcadas (“activadas”) en el cerebro de animales frustrados. Segunda fila: menor proporción de células marcadas (“activadas”) en el cerebro de animales no frustrados.
  • Imagen: Gentileza Investigadores del lab. Biología del comportamiento.
  • Gráfico: Arriba: Registro de EEG y electromiograma (EMG) mostrando la actividad eléctrica cerebral y muscular. Medio: Espectrograma de frecuencias oscilatorias de la señal EEG (Hz). Abajo: Hipnograma obtenido a partir de las señales originales (Wake: Vigilia, NREMs: sueño tipo No-REM y REMs: sueño paradójico o REM).
  • Imagen: Gentileza Investigadores del Lab. Biología del comportamiento.

Estudiamos los circuitos neuronales de regiones cerebrales involucradas en la toma de decisiones, la memoria y la recompensa. Buscamos entender cómo dichas regiones cerebrales interactúan durante el aprendizaje. Para ello medimos la actividad eléctrica de poblaciones de neuronas, y construimos modelos matemáticos que explican lo que medimos.

  • Gráfico: Izquierda: Neuronas de la corteza prefrontal (CPF) envía y recibe conexiones del Área Tegmental Ventral (ATV). La CPF es clave en la toma de decisiones, mientras que el ATV responde cuando un animal recibe una recompensa. Derecha: Actividad eléctrica observada en CPF y ATV. Los “picos” evidencian las señales que las neuronas envían para intercambiar información.
  • Imagen: Gentileza Investigadores del lab. Biología del comportamiento.

Estudiamos diversos procesos cognitivos y conductuales en seres humanos. Utilizamos diversas metodologías: electroencefalografía (EEG), seguimiento ocular (eye tracking) y respuesta electrodérmica (EDA), para investigar el procesamiento de recompensas, expectativas, memoria y aprendizaje, lenguaje, marcadores biológicos de evolución en enfermedad de Alzheimer, indicadores fisiológicos de procesos emocionales en trastornos del desarrollo e indicadores conductuales asociados a rasgos en Trastorno de Espectro Autista. La finalidad de estos estudios es comprender mejor los mecanismos neurales subyacentes a estos procesos. Esto permite desarrollar aplicaciones prácticas en áreas como la salud mental y la educación (por ej., detección temprana para intervenciones terapéuticas; identificación de riesgo en contextos educativos-terapéuticos; desarrollo de dispositivos de diagnóstico válidos-confiables).

  • Gráfico: Arriba: EEG en sujeto humano durante el procesamiento de estímulos mostrando los dos segundos posteriores a la presentación de una recompensa [en la esquina superior izquierda, diagrama circular ilustrando la disposición de los electrodos en el cuero cabelludo]. Abajo: tres componentes de la respuesta EEG (ICA), mostrando la distribución de la actividad cerebral (áreas rojas indican mayor actividad y áreas azules indican menor actividad).
  • Imagen: Gentileza Investigadores del lab. Biología del comportamiento.