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Neurons that encode sound direction
Neuronas que codifican la dirección del sonido
Rev Neurol 2002 , 34(3), 265–271; https://doi.org/10.33588/rn.3403.2001525
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Abstract
INTRODUCTION In the auditory system, the inner ear breaks down complex signals into their spectral components, and encodes the amplitude and phase of each. In order to infer sound direction in space, a computation on each frequency component of the sound must be performed. DEVELOPMENT. Space-specific neurons in the owl’s inferior colliculus respond only to sounds coming from a particular direction and represent the results of this computation. The interaural time difference (ITD) and interaural level difference (ILD define the auditory space for the owl and are processed in separate neural pathways. The parallel pathways that process these cues merge in the external nucleus of the inferior colliculus where the space-specific neurons are selective to combinations of ITD and ILD. How do inputs from the two sources interact to produce combination selectivity to ITD-ILD pairs? A multiplication of postsynaptic potentials tuned to ITD and ILD can account for the subthreshold responses of these neurons to ITD-ILD pairs. Examples of multiplication by neurons or neural circuits are scarce, but many computational models assume the existence of this basic operation. The owl’s auditory system uses such operation to create a 2-dimensional map of auditory space. The map of space in the owl’s auditory system shows important similarities with representations of space in the cerebral cortex and other sensory systems. In encoding space or other stimulus features, individual neurons appear to possess analogous functional properties related to the synthesis of high-order receptive fields.
Resumen
Introducción El oído interno descompone las señales complejas en sus componentes espectrales en el sistema auditivo, y codifica la amplitud y la fase de cada una de ellas. Para poder inferir la dirección del sonido en el espacio, se debe realizar un cálculo de cada componente de la frecuencia del sonido.

Desarrollo Neuronas específicas del espacio en el colliculus inferior de la lechuza responden sólo a los sonidos que provienen de una dirección particular y representan los resultados de este cálculo. La diferencia de tiempo intrauricular (DTI) y la diferencia del nivel intrauricular (DNI) definen el espacio auditivo para la lechuza y se procesan en dos vías neurales separadas. Las vías paralelas que procesan estas señales se funden en el núcleo externo de colliculus inferior, donde las neuronas específicas del espacio son selectivas para las combinaciones de DTI y DNI. ¿Cómo interaccionan las señales de entrada de las dos fuentes para producir la selectividad de la combinación de los pares DTI-DNI? Una multiplicación de los potenciales postsinápticos sintonizados a la DTI y a la DNI puede ser responsable de las respuestas por debajo del umbral auditivo de estas neuronas a los pares DTI-DNI. Los ejemplos de multiplicación por neuronas o por circuitos neuronales son escasos, pero muchos modelos elaborados con ordenador presuponen la existencia de esta operación básica. El sistema auditivo de la lechuza emplea una operación como ésta para crear un mapa bidimensional del espacio auditivo. El mapa del espacio en el sistema auditivo de la lechuza muestra similitudes importantes a las representaciones del espacio en el córtex cerebral y otros sistemas sensoriales. Al codificar el espacio u otras formas de estímulo, las neuronas individuales parecen poseer propiedades funcionales análogas relacionadas con la síntesis de campos receptivos de nivel superior.
Keywords
Auditory system
Binaural cues
Map of space
Sound localization
Palabras Claves
Claves binaurales
Localización del sonido
Mapa del espacio
Sistema auditivo
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