Estudios de psicofísica, neuroimagen y farmacología han sugerido la presencia de mecanismos específicos para procesar intervalos temporales en el rango de los cientos de milisegundos. Esta es una escala relevante en un amplio espectro de comportamientos, que incluye desde la intercepción de blancos en movimiento, hasta la percepción y articulación de las palabras, la apreciación e interpretación musical y la práctica deportiva. A nivel neurofisiológico, sin embargo, se conoce poco cómo el cerebro codifica información temporal durante la percepción del paso del tiempo en la escala de los milisegundos. En este sentido, estudios recientes sugieren que las cortezas premotoras mediales, que incluyen al área motora suplementaria (AMSp) y el área motora presuplementaria (preAMS), además de su papel en el sistema motor, están íntimamente ligadas al proceso perceptual de categorizar estímulos sensoriales. Consecuentemente, en este proyecto proponemos estudiar el mecanismo neurofisiológico que subyace la categorización de magnitudes temporales en primates no humanos. La tesis general de este proyecto es que la categorización de intervalos depende de un sistema neuronal distribuido que incluye al AMSp y preAMS. Sin embargo, proponemos que estas dos áreas tendrán un papel diferente durante el proceso de categorización. El preAMS, un área vinculada a las cortezas prefrontales, estará más estrechamente ligada al mecanismo de asignación de un estímulo a una categoría en particular, mientras que el AMSp, que es un área asociada a la corteza motora primaria y a la médula espinal, estará más relacionada a la expresión motora de la decisión perceptual. Con el fin de abordar este problema tan complejo se propone el siguiente estudio: se registrará la actividad extracelular múltiple de neuronas únicas del AMSp y preAMS durante la ejecución de una tarea de categorización temporal relativa en monos Rhesus previamente entrenados en dicho paradigma. Este enfoque metodológico nos permitirá determinar los códigos neuronales asociados a los mecanismos que subyacen la medición del paso del tiempo, la categorización de magnitudes temporales y la expresión motora del resultado de la categorización, así como las transformaciones de las señales neuronales asociadas a la estimación del tiempo durante el flujo de información entre el AMSp y preAMS.

El estudio neurofisiológico de la percepción de intervalos temporales es muy reciente y existen muy pocos estudios al respecto. El presente proyecto será, entonces, uno de los primeros en investigar de manera específica los mecanismos neuronales del manejo del tiempo durante la categorización de intervalos, determinando el papel del AMSp y preAMS en esta función de alto orden. No sólo la falta de estudios en esta área del conocimiento hace del presente estudio un trabajo original, sino que también la metodología y la comparación entre especies que se planea realizar para entender de manera integral un problema que está a la vanguardia de las neurociencias modernas. El mono Rhesus es una especie que ha sido estudiada a nivel neurofisiológico por más de 100 años. La anatomía del sistema nervioso de esta especie se conoce con gran detalle y tiene muchas características similares a la estructura y conectividad del sistema nervioso central del ser humano. Además, la capacidad perceptiva, motora y cognitiva de estos monos, medida con técnicas de psicofísica, es similar a la del hombre. Por lo tanto, las bases neurofisiológicas del manejo del tiempo que serán dilucidadas en el presente proyecto tendrán la virtud de poder ser generalizadas al ser humano. El estudio de la actividad electrofisiológica de neuronas de las cortezas AMSp y preAMS durante la producción y percepción de intervalos temporales es el método más adecuado para estudiar los procesos neurofisiológicos que sustentan cualquier conducta, ya que no sólo permite identificar las áreas cerebrales asociadas a una función sino que también permite caracterizar los patrones de actividad con la mejor resolución temporal posible, lo que eventualmente nos permitirá determinar los códigos neuronales involucrados. Los patrones de actividad son caracterizados tanto a nivel de neuronas únicas como a nivel de poblaciones neuronales. El abordar el problema con estas metodologías establecerá un precedente en el estudio neurofisiológico de los procesos cognoscitivos, ya que permitirá determinar detallada y confiablemente el papel del AMSp y preAMS y su relación con una conducta bien delimitada en monos Rhesus. Esta información podrá ser extrapolada, toda proporción guardada, a los posibles mecanismos de cuantificación temporal en el ser humano. Por lo tanto, el éxito cabal del presente proyecto proveerá información única que nos dará una visión multidimensional del papel del AMSp y preAMS en la categorización de magnitudes temporales en los primates.