Un aspecto central de la fisiología cerebral es su capacidad para procesar información ambiental que resulta en diferentes resultados intrínsecos o extrínsecos, como el aprendizaje, la memoria, las reacciones emocionales o las respuestas motoras. Se pueden utilizar varios enfoques experimentales y diagnósticos para caracterizar la capacidad de respuesta electrofisiológica de los tipos de células neuronales individuales o grupos/conjuntos de neuronas dentro de un circuito neuronal relacionado con el estímulo. Estas técnicas electrofisiológicas cubren diferentes dimensiones espaciotemporales en la microescala, meso- y macroescala¹. El nivel de microescala incluye enfoques de abrazadera de voltaje y corriente en diferentes modos de abrazadera de parche utilizando, por ejemplo, neuronas cultivadas o disociadas agudamente¹. Estas técnicas in vitro permiten la caracterización de entidades actuales individuales y su modulación farmacológica^2,3. Sin embargo, un inconveniente esencial es la falta de información sistémica en lo que respecta a la integración y el procesamiento de la información de micro y macrocircuitos. Este deterioro se supera parcialmente mediante técnicas in vitro de la mesoescala, como las matrices de multielectrodos que permiten grabaciones simultáneas de multielectrodos extracelulares no sólo en neuronas cultivadas, sino también en rebanadas cerebrales agudas^{4, 5}. Mientras que los microcircuitos se pueden conservar en las rebanadas cerebrales en una medida específica (por ejemplo, en el hipocampo), las interconexiones de largo alcance se pierden típicamente⁶. En última instancia, para estudiar las interconexiones funcionales dentro de los circuitosneuronales, las técnicas electrofisiológicas sistémicas in vivo en la macroescala son el método de elección 7. Estos enfoques incluyen, entre otras cosas, grabaciones de EEG superficiales (epidural) y profundas (intracerebrales) que se llevan a cabo tanto en los modelos humanos como en los animales¹. Las señales EEG se basan predominantemente en la entrada sináptica sincronizada en las neuronas piramidales en diferentes capascorticales que pueden ser inhibitorias o excitatorias en principio, a pesar del predominio general de la entrada excitatoria 8. Tras la sincronización, los cambios excitatorios basados en el potencial postsináptico en campos eléctricos extracelulares se suman para formar una señal de suficiente resistencia para ser registrado en el cuero cabelludo usando electrodos de superficie. En particular, una grabación detectable del cuero cabelludo a partir de un electrodo individual requiere la actividad de diez mil neuronas piramidales y un complejo armamentario de dispositivos técnicos y herramientas de procesamiento, incluyendo un amplificador, procesos de filtrado (filtro de paso bajo, filtro de paso alto, filtro de muesca) y electrodos con propiedades específicas del conductor.

En la mayoría de las especies animales experimentales (es decir, ratones y ratas), el enfoque del EEG del cuero cabelludo basado en el ser humano técnicamente no es aplicable, ya que la señal generada por la corteza subyacente es demasiado débil debido al número limitado de neuronas piramidales sincronizadas^{9, 10,11}. En roedores, los electrodos superficiales (escalpelos) o electrodos subdérmicos están gravemente contaminados por electrocardiograma y, predominantemente, artefactos electromiogramas que hacen imposibles las grabaciones de EEG de alta calidad^{9,11, 12}. Cuando se utiliza ratones y ratas que no se mueven libremente, por lo tanto es obligatorio registrar directamente desde la corteza a través de electrodos epidurales o desde las estructuras intracerebrales profundas para asegurar la conexión física directa de la punta de la punta de la punta de la punta de la punta de la punta de la punta de la punta de la punta del electrodo de plomo/implantado a los cúmulos de células neuronales generadoras de señal. Estos enfoques de EEG se pueden llevar a cabo ya sea en una configuración de sistema de sujeción o utilizando el enfoque de radiotelemetría EEG implantable^noretenible 9^,10,11. Ambas técnicas tienen sus pros y sus contras y pueden ser un enfoque valioso en la caracterización cualitativa y cuantitativa de la actividad de susceptibilidad/convulsiones, la rítmico circadiano, la arquitectura del sueño, la actividad oscilatoria y la sincronización, incluyendo análisis de frecuencia-tiempo, análisis de fuentes, etc.^{9,10,13,14,15,16,17}.

Mientras que los sistemas ateados y la radiotelemetría permiten grabaciones de EEG en condiciones de restricción/semirestricción o no restricción, respectivamente, las condiciones experimentales conexas no se ajustan a los requisitos de las grabaciones ABR. Esta última demanda de estímulos acústicos definidos que se presentan de forma repetitiva a lo largo del tiempo con posiciones definidas de un altavoz y los niveles experimentales de presión sonora (SPÁ). Esto se puede lograr ya sea por fijación de la cabeza en condiciones de restricción o después de la anestesia^18,19. Para reducir el estrés experimental, los animales normalmente se anestesian durante la experimentación con ABR, pero se debe considerar que la anestesia puede interferir con los ABRs^19,20.

Como característica general, el EEG se construye de diferentes frecuencias en un rango de voltaje de 50-100 V. Las frecuencias y amplitudes de fondo dependen en gran medida del estado fisiológico del animal experimental. En el estado despierto, predominan las frecuencias beta (o) y gamma con menor amplitud. Cuando los animales se vuelven somnolientos o se duermen, surgen frecuencias alfa (a), theta y delta, que presentan una mayor amplitud del EEG^21. Una vez que se estimula un canal sensorial (por ejemplo, la vía acústica), la propagación de la información se media a través de la actividad neuronal a través del sistema nervioso periférico y central. Esta estimulación sensorial (por ejemplo, acústica) desencadena los llamados EPs o respuestas evocadas. En particular, los potenciales relacionados con eventos (ERP) son mucho menores en amplitud que el EEG (es decir, solo unos pocos microvoltios). Por lo tanto, cualquier ERP individual basado en un solo estímulo se perdería en el fondo EEG de mayor amplitud. Por lo tanto, una grabación de un ERP requiere la aplicación repetitiva de estímulos idénticos (por ejemplo, clics en grabaciones ABR) y el promedio posterior para eliminar cualquier actividad de fondo eEG y artefactos. Si las grabaciones ABR se realizan en animales anestesiados, aquí es fácil utilizar electrodos subdérmicos.

Principalmente, los AEE incluyen ePs de latencia corta, que normalmente están relacionados con los ABP o BERA, y, además, potenciales de inicio posterior, como ePs de latencia media (respuestas de latencia media [MLR]) y EPs de latencia larga^22. Es importante destacar que la perturbación en el procesamiento de la información auditiva es a menudo una característica central de las enfermedades neuropsiquiátricas (enfermedades desmielinizantes, esquizofrenia, etc.) y asociada con alteraciones de la AEP^{23,24 ,25}. Mientras que las investigaciones conductuales sólo son capaces de revelar deterioro funcional, los estudios AEP permiten un análisis espaciotemporal preciso de la disfunción auditiva relacionada con estructuras neuroanatómicas específicas^26.

Los ABR a principios de la latencia corta, los ePs acústicos de latencia corta se detectan normalmente en la aplicación de clic moderada a alta intensa, y puede ocurrir hasta siete picos ABR (W_I-W_VII). Las ondas más importantes (W_I-W_V) están relacionadas con las siguientes estructuras neuroanatómicas: W_I al nervio auditivo (parte distal, dentro del oído interno); W_II al núcleo coclear (porción proximal del nervio auditivo, terminación del tronco encefálico); W_III al complejo olivario superior (SOC); W_IV al lemnisco lateral (LL); W_V a la terminación del lemnisco lateral (LL) dentro del colículo inferior (IC) en el lado contralateral²⁷ (Figurasuplementaria 1). Cabe señalar que W_II-W_V es probable que tenga más de una estructura anatómica de la vía auditiva ascendente que contribuye a ellos. En particular, la correlación exacta de picos y estructuras subyacentes del tracto auditivo todavía no se aclara completamente.

En audiología, los ABRs se pueden utilizar como herramienta de cribado y diagnóstico y para la monitorización quirúrgica^28,29. Es más importante para la identificación de la disacusis, la hipacusis y la anacusis (por ejemplo, en la pérdida auditiva relacionada con la edad, la pérdida auditiva inducida por ruido, la pérdida auditiva metabólica y congénita, y la pérdida auditiva asimétrica y los déficits auditivos debido a deformes o malformaciones, lesiones y neoplasias)²⁸. Los ABR también son relevantes como prueba de detección para niños hiperactivos con discapacidad intelectual o para otros niños que no serían capaces de responder a la audiometría convencional (por ejemplo, en enfermedades neurológicas/psiquiátricas como el TDAH, la SM, el autismo, etc.^{29. , 30}) y en el desarrollo y montaje quirúrgico de implantes cocleares²⁸. Por último, los ABR pueden proporcionar información valiosa sobre los posibles efectos secundarios ototóxicos de los neuropsicofarmacéuticos, como los antiepilépticos^31,32.

El valor de la traducción de los conocimientos neurofisiológicos obtenidos de modelos de ratón farmacológicos o transgénicos a seres humanos se ha demostrado en numerosos entornos, en particular en el nivel de ERPs en paradigmas auditivos en ratones y ratas^{33, 34,35}. Una nueva visión de los AAP tempranos alterados y los cambios asociados en el procesamiento de información auditiva en ratones y ratas pueden traducirse a los seres humanos y es de importancia central en la caracterización y endofenotipación de auditor, neurológico y enfermedades neuropsiquiátricas en el futuro. Aquí proporcionamos una descripción detallada de cómo los BBR pueden ser registrados y analizados con éxito en ratones para fines científicos básicos, toxicológicos y farmacológicos.