The auditory system continuously extracts regularities from complex acoustic environments and registers when incoming sounds differ from recent patterns. These processes, known as regularity formation and deviance detection, support how listeners interpret dynamic soundscapes and adjust to unexpected events. In autism, auditory responses to predictable and unexpected sounds show substantial variability across individuals, developmental stages, and biological sex.
In this thesis, we examine how auditory context processing emerges across multiple levels of the auditory hierarchy using complementary approaches in animal models relevant to autism. Combining auditory brainstem responses, single-unit recordings in the inferior colliculus, and behavioral paradigms that probe the use of auditory regularities, we investigate how environmental (prenatal valproic acid exposure), genetic (Grin2b+/−), and pharmacological (NMDA receptor antagonism) models influence auditory processing. We also relate these findings from animal research to human studies that highlight the heterogeneity of autism.
Together, these results highlight how developmental stage, biological sex, and etiological factors interact to shape auditory predictive processing, suggesting that variability in auditory responses reflects structured differences in neural computation rather than a single uniform pattern.
El sistema auditivo extrae continuamente regularidades de entornos acústicos complejos y registra cuando los sonidos entrantes difieren de los patrones recientes. Estos procesos, conocidos como formación de regularidades y detección de desviaciones, sustentan la manera en que los oyentes interpretan paisajes sonoros dinámicos y se ajustan a eventos inesperados. En el autismo, las respuestas auditivas a sonidos predecibles e inesperados muestran una variabilidad considerable entre individuos, etapas del desarrollo y sexo biológico.
En esta tesis, examinamos cómo el procesamiento del contexto auditivo emerge a través de múltiples niveles de la jerarquía auditiva utilizando enfoques complementarios en modelos animales relevantes para el autismo. Combinando respuestas auditivas del tronco encefálico, registros de unidades individuales en el colículo inferior y paradigmas conductuales que evalúan el uso de regularidades auditivas, investigamos cómo modelos ambientales (exposición prenatal al ácido valproico), genéticos (Grin2b+/−) y farmacológicos (antagonismo de los receptores NMDA) influyen en el procesamiento auditivo. También relacionamos estos hallazgos obtenidos en investigación animal con estudios en humanos que destacan la heterogeneidad del autismo.
En conjunto, estos resultados ponen de relieve cómo la etapa del desarrollo, el sexo biológico y los factores etiológicos interactúan para dar forma al procesamiento predictivo auditivo, lo que sugiere que la variabilidad en las respuestas auditivas refleja diferencias estructuradas en la computación neuronal más que un único patrón uniforme.
Related studies:
- Cacciato-Salcedo, S., Lao-Rodríguez, A. B., & Malmierca, M. S. (2025). Contextual auditory processing in the inferior colliculus is affected in a sex- and age-dependent manner in the valproic acid-induced rat model of autism. PLoS biology, 23(8), e3003309. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003309
- Cacciato-Salcedo, S., Lao-Rodríguez, A. B., & Malmierca, M. S. (2025). Sex Differences in Auditory Brainstem Responses of Two Rat Models of Autism: Environmental and Genetic Contributions to Autism-Like Auditory Function. Autism research : official journal of the International Society for Autism Research, 18(12), 2382–2408. https://doi.org/10.1002/aur.70125
- Cacciato-Salcedo, S., Lao-Rodríguez, A. B., & Malmierca, M. S. (2026). Sex- and etiology-specific effects on predictive processing in the inferior colliculus of two rat models of autism. Communications biology, 10.1038/s42003-026-09585-z. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s42003-026-09585-z
- Cacciato-Salcedo, S., Lao-Rodríguez, A. B., & Malmierca, M. S. (2025). Sex- and age-specific effects on auditory brainstem responses in the valproic acid-induced rat model of autism. Hearing research, 468, 109470. https://doi.org/10.1016/j.heares.2025.109470
- Cacciato-Salcedo, S., Jaokar, S., Ingham, N. J., Malmierca, M. S., & Petrinovic, M. M. (under revision). Auditory sensitivity in autism: A systematic review of mismatch negativity and mismatch field responses. Manuscript under revision for publication in Autism Research.
- Cacciato-Salcedo, S., & Malmierca, M. S. (under review). The structural and functional organization of the auditory system across development: Foundations for music perception. Manuscript under editorial review at Springer Nature.
- Lao-Rodríguez, AB.*, Cacciato-Salcedo, S.*, Liceran, L., & Malmierca, MS. (under revision). The NMDA receptor antagonist MK-801 disrupts auditory-guided behavior in an operant oddball task. Manuscript under revision for publication in Schizophrenia.