Autodiscriminación en cepas Wistar y Sprague-Dawley

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Diferencias de la autodiscriminación condicionada entre cepas Wistar y Sprague-Dawley

Differences in conditional self-discrimination between Wistar and Sprague-Dawley strains.

Ana Cristina Hermosillo Abundis [email protected]

Fundación Universidad de las Américas

Puebla, México

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Diferencias de la autodiscriminación condicionada entre cepas Wistar y Sprague-Dawley

Compendio Se estudió y comparó la capacidad de autodiscriminación del propio estado, bajo un paradigma de escape entre 15 ratas de la cepa Wistar y 16 ratas de la cepa Sprague-Dawley de cuatro semanas de edad. Los sujetos fueron entrenados en un programa de escape asociando la presencia de metilfenidato o ausencia de metilfenidato a estímulos arbitrarios. La variable dependiente fue medida durante la fase de extinción. Se encontraron diferencias significativas tanto en la capacidad de autodiscriminación como entre las cepas, siendo la cepa Sprague-Dawley la que presentó mejor desempeño. Se puede concluir que además de que ambas cepas son capaces de discriminar su estado interno y aprender a emplearlo como estímulo discriminativo, la variable social, parece ser un componente importante en cuanto a las diferencias encontradas entre éstas. Palabras Clave: Autodiscriminación condicionada, Sprague-Dawley, Wistar, Comportamiento Social. Abstract Conditional self-discrimination capacity was studied and compared between two strains of Rattus Norvegicus. Each strain (15 Wistar and 16 Sprague-Dawley) was considered as a group, both trained under a escape paradigm in which a lever was associated to presence or absence of methylphenidate. The dependent variable was measured during the phase of extinction. Significant differences were found for self-discrimination capacity, and between groups, being the Sprague-Dawley the strain with a better performance. Even though both strains are able to discriminate their internal state, and learn to use such state as a discriminative stimulus, the social variable seem to be a remarkable component of the differences found in the strains performances. Keywords: Conditional self-discrimination, Sprague-dawley rats, Wistar rats, Social behavior.

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El estudio de las capacidades cognitivas en animales ha tenido un auge en los últimos años, en gran parte debido a los constantes avances en el área de las neurociencias. Existen diversos estudios que intentan adentrarse en la cognición animal cuyos resultados han sido cada vez más satisfactorios en cuanto a la información que de la cognición animal aportan. Un área que ha recibido mucho interés por parte de los investigadores es la relacionada con los tipos de aprendizaje y memoria, y cómo éstos se relacionan con las capacidades de darse cuenta (Griffin, 2001). Chalmers (1996) menciona que darse cuenta consiste en ser capaz de dirigir la conducta sobre la base de la información externa o interna; esto sin embargo, no necesariamente implica la capacidad de reportar los eventos; el problema que esto representa es que en la mayor parte de los animales no existe un lenguaje similar al nuestro; empero, muchos animales muestran diversas formas de comunicación. Algunos incluso han llegado a aprender formas de comunicación como las del humano, ya sea no verbales o verbales con lo que logran comunicarse de forma efectiva (Hampton, 2001; Pepperberg, 2002; Pepperberg, 2006). Autores pioneros en el interés por entender la posibilidad de que los animales tuvieran alguna forma de reconocimiento del propio estado, llevaron a cabo un experimento empleando una caja de cuatro palancas para entrenar ratas a presionar una de cuatro palancas usando como indicador un sonido; la respuesta correcta era determinada por la conducta que estaba llevando a cabo el organismo al momento de generarse el sonido. Además, se sumaron estímulos discriminativos que se fueron atenuando hasta que desaparecieron por completo, como una luz que indicaba cual era la palanca correcta. Aquí, es importante hacer notar que un estímulo discriminativo es aquel en cuya presencia es altamente probable que ocurra una determinada porción de conducta operante, debido a que

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precedentemente esa conducta era reforzada en presencia de ese estímulo (Reynolds, 1977). Lo que se pretendía era que la rata tuviera un modo de reportar sus estados internos mediante la discriminación de estímulos que en este caso eran la propia conducta. Las respuestas de los sujetos no parecían estar basadas en indicadores ambientales ya que los resultados muestran que las ratas realizaban la conducta correcta con una frecuencia mayor a la que pudiera darse de forma ocasional y mayor a la frecuencia con que realizaban otras de las conductas. Con este experimento los investigadores lograron demostrar que las ratas pueden discriminar sus propias conductas respondiendo de manera diferencial en un número determinado de palancas, lo que es de cierta manera una forma de comunicar que conducta están llevando a cabo (Beninger, Kendall & Vanderwolf, 1974). Estos autores mencionaban que el futuro desarrollo de la técnica que emplearon

para el

condicionamiento de las ratas podía generar avances en el entendimiento de los aspectos subjetivos del comportamiento en animales (Beninger, et. al., 1974). En los últimos años su técnica se ha desarrollado ampliando las posibilidades de investigación de la cognición animal y ya existen diversas aproximaciones al estudio de las capacidades cognitivas en animales, mediante el uso del condicionamiento (Pérez-Acosta, Benjumea & Navarro, 2001). Recientemente se realizó un estudio de implicaciones muy importantes con respecto a la integración temporal de la percepción de estímulos externos; el estudio empleó ranas venenosas de Sudamérica (Narins, Grabul, Soma, Gaucher & Hödl, 2005), que implicó la utilización de una metodología sumamente elaborada para lograr estudiarlas en su entorno natural. Los frutos de esta investigación indican que la capacidad de percibir e integrar los estímulos externos está relacionada con el darse cuenta y que las respuestas ante dichos estímulos varían en función del éxito que tenga el organismo para integrar los estímulos

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externos (Hoy, 2005). Integrar la percepción de dichos estímulos aun cuando existe distancia temporal entre aquellos que debieran dar información simultánea, pudiera indicar que el organismo cuenta con la habilidad cognitiva de darse cuenta de la disonancia. Entre las investigaciones más recientes con respecto a las aves, se encuentra la de Haselgrove, George y Pearce (2005), cuyos hallazgos indican que las palomas son capaces de reconocer patrones en base a las relaciones espaciales establecidas entre los componentes de dichos patrones. Otra investigación reciente se realizó con respecto a las habilidades de reconocimiento de imágenes; este estudio encontró que las palomas son capaces de llevar a cabo un procedimiento de información complementaria, es decir que no sólo reconocen una imagen sino que pueden reconocer por ejemplo, una mano como parte de la imagen que conforma un humano (Aust & Huber, 2006). Otros animales en los que se han estudiado las capacidades autodiscriminativas como el reconocimiento de la propia imagen en un espejo son los monos, los delfines y los elefantes. En1996 Kitchen, Denton y Brent realizaron una investigación con la que concluyeron que los chimpancés no sólo presentan la habilidad de reconocer la propia imagen ante un espejo, sino que incluso presentan abstracción. En años más recientes se han realizado estudios en otros primates con encéfalos de menor complejidad como los monos capuchinos, que al ser expuestos a diferentes condiciones de reconocimiento ante un espejo, indican mediante sus conductas, que si no son capaces de reconocerse por completo a sí mismos como un yo, sí distinguen que no se trata de un extraño o de un conespecífico familiar (De Waal, Dindo, Freeman & Hall, 2005). Los autores mencionan que en términos de autopercatamiento se encuentran en una situación intermedia entre el no saber quién son y darse cuenta de que son ellos mismos, lo que apoya las teoría que consideran existen distintos grados de complejidad en la autodiscriminación entre los distintos animales

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capaces de presentar dicha destreza cognitiva (Edelman, 2003; Griffin & Speck 2004; Wasserman, Young & Cook, 2004). Hampton (2001) señala, por ejemplo, que los monos Rhesus son capaces de distinguir algunos de sus estados cognitivos y que pueden tomar decisiones adaptativas con respecto a su comportamiento futuro, basados en la disponibilidad de conocimiento en tiempo presente. Un estudio posterior llevado a cabo con una metodología más refinada permitió agregar que además distinguen cuándo no saben, y pueden aprender a utilizar un símbolo como forma generalizada de reportar que no están seguros o no saben una respuesta (Washburn, Smith & Shields, 2006). En lo que refiere a los delfines, Marten y Psarakos (1995) realizan un primer intento por encontrar habilidades de autodiscriminación, con una metodología tomada de la búsqueda en primates y adaptada para su empleo en delfines. Los resultados obtenidos por estos investigadores sugerían que los delfines utilizan los espejos para auto examinarse pero no llegaron a conclusiones definitivas en cuanto al autorreconocimiento como tal. Dos años después otros investigadores (Reiss, MacCowan & Marino, 1997) concluyen, a partir de metodología más refinadas, con respecto a las habilidades en delfines, es que un componente vital de sus extraordinarias capacidades cognitivas es su compleja estructura social. Para el 2001, Reiss y Marino encuentran evidencia que indica que los delfines hacen uso de las superficies reflejantes para investigar partes de su cuerpo que fueron marcadas por los investigadores previamente. Las habilidades mostradas por estos animales parecen ser una convergencia evolutiva con los grandes simios, loros africanos y el humano. Debido a que estos animales presentan grandes diferencias en sus características neuroanatómicas como en su historia evolutiva, existe la posibilidad de que sea la compleja estructura social que tienen en

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común estos grupos, una característica importante en relación a las capacidades de autodiscriminación o darse cuenta (Reiss & Marino, 2001). Por último, un estudio en elefantes asiáticos reporta que también presentan la destreza cognitiva de reconocerse ante un espejo, los autores mencionan que esto parece un producto de evolución cognitiva convergente entre simios, delfines y elefantes, y que este paralelismo evolutivo sugiere que dicha convergencia esta relacionada con una estructura social compleja y con la cooperación (Plotnik, De Waal & Reiss, 2006). El proceso de darse cuenta parece tener su origen en la biología, tener un curso evolutivo y estar influenciado por la estructura social de la especie. En este sentido, existe literatura que adjudica su existencia en animales a la atención, memoria, aprendizaje, elaboración de herramientas o la comunicación de experiencias subjetivas, pero también hay quienes lo ligan a la variación ambiental, las experiencias tempranas, el aumento de la corteza frontal o el proceso evolutivo en sí; gran parte de estos autores tienen en común que dirigen su interés al enfoque neurocientífico en alguna medida (Babb & Crystal, 2005; Cziko, 1997; Edelman, 2003; Hoy, 2005; Oakley, 1985; Posner, 1991; Suddendorf & Whiten, 2001; Wasserman, Young & Cook, 2004). Posner (1991), es uno de los investigadores cuya orientación en el estudio de la cognición era de tipo neurocientífico. Él propuso que la atención es una función cognitiva en parte responsable de capacidades como el darse cuenta o en el caso de los humanos de la conciencia, pues involucra conexiones neurales de las zonas frontales del encéfalo; áreas que de acuerdo con Eccles y Beck son de gran importancia en lo que a las capacidades de darse cuenta respecta (Beck & Eccles, 1992; citados en Posner, 1991). Por su parte Griffin y Speck (2004) indican que no se ha encontrado ninguna estructura encefálica responsable de la conciencia, que esté presente únicamente en el encéfalo humano. También expresa

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que respuestas apropiadas a retos novedosos para los que un animal no ha sido preparado por su programación genética o experiencia previa, provee evidencia sugestiva de conciencia animal ya que dicha versatilidad es organizada con mayor efectividad por el pensamiento conciente; ejemplos de esto son la memoria episódica o la elaboración de herramientas (Babb & Crystal, 2005; Chappell & Kacelnik, 2002). Otro punto es que la comunicación animal a menudo reporta experiencias subjetivas y en conjunto estas tres razones indican que existe autopercatamiento en los animales (Suddendorf & Whiten, 2001). En este sentido los experimentos llevados a cabo con loros grises africanos han sido muy populares debido a sus implicaciones y a la habilidad de los loros para imitar nuestro lenguaje lo que les permite reportar ciertos eventos, la investigadora que ha contribuido en este campo ha sido Pepperberg y en sus artículos menciona que “Alex”, un loro gris africano, contaba con las capacidades cognitivas de imitar nuestro lenguaje, distinguir tamaños, formas, materiales y colores, llevar a cabo algunas operaciones aritméticas sencillas y entender los conceptos de igual y diferente (Pepperberg, 2002; Pepperberg 2006; Pepperberg citado en Morell, 2008). Por otro lado algunos investigadores indican que la capacidad para discriminar los cambios en el ambiente afecta las acciones o conductas tanto de humanos como de animales, explican que en los animales detectar y reaccionar adaptativamente a la variación ambiental, es crítico para su éxito reproductivo. Por lo tanto existe la posibilidad de que los substratos cognitivos y neurales que permiten la discriminación de la variabilidad, sean comunes a un amplio rango de especies animales (Wasserman, et. al., 2004). En relación a los substratos neurales de la discriminación, Edelman (2003) propone una teoría de selección de grupos neuronales o darwinismo neural, que implica un proceso evolutivo de la aparición de la conciencia en el hombre, esta teoría no asume que los

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animales tengan conciencia per se, en cambio propone que los mecanismos neurales que permiten su existencia surgieron en la escena evolutiva mucho antes que el hombre y se mantuvieron a lo largo de la evolución pero fueron adquiriendo complejidad en el camino. Siendo así, sugiere que es posible encontrar capacidades cognitivas precedentes a la conciencia en distintos grupos de animales cuya complejidad aumente en relación al desarrollo de la zona posterior encefálica. Es decir reptiles, aves y mamíferos son organismos que poseen dichas destrezas cognitivas en diversas formas y niveles. Cziko (1996) explica de manera más vasta el fenómeno del darwinismo neural. Durante el desarrollo embrionario se forma una cantidad excedente de conexiones nerviosas que rebasa en gran medida a la cantidad que el organismo presentará una vez maduro su sistema nervioso. Esto se debe a que muchas de las conexiones formadas en el desarrollo se pierden al no recibir estimulación en la misma medida que aquellas conexiones que permanecen en el estado maduro. En pocas palabras, las sinapsis que reciben estímulos constantes se retienen y las demás son eliminadas. Esto quiere decir que las experiencias tempranas de interacción con el medio ambiente son determinantes en la configuración de las conexiones nerviosas y por ende de las capacidades cognitivas a las que dan acceso, con la limitante que la genética de cada organismo represente. Distintos autores han llegado a la conclusión de que existe un vínculo importante que liga la autodiscriminación a las conductas sociales y de cooperación, algunos de los estudios realizados con animales vinculan claramente capacidades cognitivas muy elaboradas como el autorreconocimiento con estructuras sociales que mantienen un alto grado de complejidad. Hasta ahora animales que presentan estructuras sociales complejas y dan evidencia de cognición elaborada e incluso de autorreconocimiento son los loros africanos, los

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delfines, los grandes simios y los elefantes (Kitchen, Denton & Brent, 1996; Reiss, MacGowan & Marino, 1997; Plotnik, De Waal & Reiss, 2006; Segura & Gutiérrez, 2006; Pepperberg, citado en Morell, 2008). Esto no quiere decir que las estructuras sociales sean el detonante del darse cuenta, pero pudiera ser que de algún modo la conducta social influya en dicho proceso, pues los hallazgos de capacidades autodiscriminativas parecen indicar que existe una relación proporcional entre la complejidad de la red social y las capacidades presentadas por el organismo. Pérez-Acosta, Benjumea y Navarro (2002) plantean concretamente un origen social de la autodiscriminación; indican que el proceso de darse cuenta en el hombre está ligado a la presencia de habilidades como describir y reseñar lingüísticamente el propio comportamiento y que por lo tanto el origen del darse cuenta se encuentra en un aprendizaje de índole social. Así, es posible considerar a las capacidades de autodiscriminación como funciones resultantes de la experiencia o historia de interacción con el ambiente, pero no consideran que la autodiscriminación sea una capacidad exclusiva de los animales sociales (Pérez-Acosta, 2006). Estas aproximaciones no se contraponen a las teorías de tipo biológico respecto al origen de la autodiscriminación; por el contrario parecen si no complementar por lo menos ir de acuerdo a las teorías propuestas por diversos investigadores varios del ámbito neurocientífico (Cziko, 1997; Edelman 2003; Griffin & Speck 2004; Wasserman, Young & Cook, 2004) Pérez-Acosta y Cols. (2002), proponen que la autodiscriminación puede ser estudiada desde un enfoque conductista lo que permite realizar hallazgos de autopercatamiento en animales que no cuentan con un lenguaje hablado. A este tipo de autodiscriminación lo llaman condicional, y lo definen como un tipo de control de

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estímulos en donde el estímulo discriminativo es algún aspecto del mismo individuo asociado condicionalmente a estímulos arbitrarios. Por control de estímulos los autores se refieren al control que ejercen sobre el comportamiento

estímulos

condicionados

tanto

clásicamente

como

estímulos

discriminativos característicos del condicionamiento operante. Esto lo justifican basándose en que la conducta de otros organismos o individuos de la misma especie sirve como clave para que puedan darse tanto la comunicación como la reproducción (Ristau citado por Pérez-Acosta et. al., 2002), por lo que establecen que la conducta, ya sea la propia o la de otros, funciona como estímulo y por estímulo se refieren al término conductista del mismo. Esta aproximación que ofrecen es relativamente sencilla en lo que a términos operativos de una metodología se refiere, por lo que éste enfoque permite realizar estudios en relación a las capacidades cognitivas en animales en las que se encuentre ligado al aprendizaje y permite obtener resultados en un periodo relativamente corto de tiempo.

Comportamiento social El comportamiento social de las ratas ha sido descrito como gregario, ya que, dada la oportunidad, las ratas adultas se juntan formando colonias que generan una estructura social que les permite mantener un número óptimo de individuos (Bridges, 1963). En un estudio reciente, Segura y Gutiérrez (2006) encontraron que las ratas eligen cooperar de acuerdo con la retroalimentación obtenida de la interacción con sus congéneres y de la discriminación de la conducta del otro; la cooperación, es considerada una conducta social. Los autores mencionan que la conducta de un organismo (en este caso las ratas), puede funcionar como estímulo discriminativo para otro organismo. Añaden que la función discriminativa de la conducta de un organismo puede ser más importante que el carácter

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discriminativo que provee un evento u objeto inanimado; por ejemplo, identificar correctamente a la descendencia y no confundirla con la de otros es de gran importancia debido a la inversión parental que realiza un sujeto en cuidados y recursos. Debido a ello, concluyen que gran parte de la conducta, es determinada por la función discriminativa de la conducta de otro sujeto. En este sentido discriminar la conducta propia de la conducta de los demás, puede representar una ventaja evolutiva. En 1985 Jacubowski y Terkel realizaron un estudio que comparaba el comportamiento parental y la frecuencia de infanticidio entre las cepas Wistar y SpragueDawley. Los estudios revelaron notables diferencias en este rasgo social. La cepa SpragueDawley denota mayor cuidado parental, pues ante la presencia de crías o ratas jóvenes muestran comportamientos maternales o simplemente ignoran a las ratas jóvenes pero pocas veces las matan y suelen ser los machos lo que incurren en dicha conducta. En el caso de la cepa Wistar el cuidado parental no es tan marcado, pues ante la presencia de ratas jóvenes o crías no hay un comportamiento maternal; simplemente ignoran a la cría y en la mayoría de los casos las matan tanto los machos como las hembras. Los datos anteriores sugieren que la cepa Sprague-Dawley tiene comportamientos más sociales que la cepa Wistar. La intención de este trabajo no está en explicar las causas de tal comportamiento, sino de los efectos que éste pudiera tener. Sin embargo es conveniente señalar los orígenes de las cepas. Origen de las cepas. Las ratas norvegicus albinas ocurrían de manera natural en la naturaleza y cerca de 1828 fueron llevadas a laboratorios para realizar estudios fisiológicos. Las ratas albinas de origen europeo fueron llevadas a América. Poco después se convirtieron en la cepa fundadora de las ratas de laboratorio americanas, Hanson (2009), menciona que para el año de 1909 Helen Dean King del Wistar Institute en Filadelfia, ya

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había creado la cepa de ratas endogámicas criadas con un propósito de investigación y poco a poco se convirtió en una de las cepas más populares empleada en los laboratorios de investigación. Las ratas Sprague-Dawley tienen un origen poco claro, lo que se sabe al respecto es que son descendencia de un macho híbrido cuyo origen era desconocido y que fue cruzado con hembras blancas descendientes de ratas Wistar (Baker, Lindsey & Weisbroth, 1979),

es por ello que estas dos cepas se encuentran cercanas

filogenéticamente. Su cercanía filogenética permite así buscar similitudes y diferencias. En incluso, ocasionalmente estudiarlas sin distinción. Así, por ejemplo se sabe que el periodo post-natal de la rata es muy importante ya que la ruptura del vínculo madre-cría tiene como consecuencias, cambios morfofuncionales irreparables en la corteza prefrontal (Pascual, 2002). Estos cambios tienen un efecto negativo directo en las conductas social y exploratoria de las ratas, pues éstas se ven suprimidas en gran medida. Las capacidades autodiscriminatorias pueden encontrarse con mayor probabilidad en los mamíferos más recientes en la escena evolutiva; al tener un encéfalo más complejo presentan mayor probabilidad de mostrar procesos elaborados de discriminación ya que según Oakley (1985) la diferenciación del neocortex puede ser empleada como criterio para presentar capacidades cognitivas complejas como el darse cuenta. Sin embargo, otras especies pueden exhibir discriminación, aún cuando no sea de manera tan elaborada como los primates u otros mamíferos de encéfalos complejos (Wasserman, Young & Cook, 2004). Otras características importantes son la estructura social, la cooperación y las experiencias tempranas (Cziko, 1996; Pérez-Acosta, et. al., 2002; Reiss, et. al., 1997; Segura & Gutiérrez, 2006); en base a lo planteado por Cziko (1996), se puede esperar que

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animales con mayor contacto o calidad en el cuidado paterno (conducta social) puedan presentar capacidades que difieran en diversos grados con los de aquellos organismos cuyo cuidado parental fue de menor calidad. Si la calidad del vínculo materno define en cierta medida el desarrollo de la corteza prefrontal, es de esperarse que las ratas que presentan un cuidado parental de mayor calidad tengan mejores habilidades sociales ya que la configuración adecuada de la corteza prefrontal influye directamente en dichas habilidades, tal y como lo menciona Pascual (2002) en su investigación en referencia a los vínculos sociales en ratas. A pesar de que las ratas norvegicus poseen cualidades que permiten sugerir la existencia de grados de autodiscriminación (Burguete, 2006; Hermosillo, 2007; Penagos & Aguilar, 2009; Romero, 2008; Saldaña, 2006), falta evidencia clara de la influencia que sobre las capacidades de autodiscriminación pudieran tener las diferencias del comportamiento social entre las cepas Wistar y Sprague-Dawley, por lo que estas cepas presentan una oportunidad de estudio. En este sentido, se lleva a cabo una aproximación experimental para estudiar las variaciones en la autodiscriminación condicionada del estado fisiológico interno en ratas. Se espera que la cepa Sprague-Dawley muestre mejor desempeño que la cepa Wistar en una tarea de autodiscriminación condicionada.

Método Participantes. Se utilizaron 31 ratas albinas elegidas por disponibilidad, todas hembras y de cuatro semanas de edad; 15 ratas de la cepa Wistar y 16 de la cepa Sprague-Dawley, provenientes del Bioterio BUAP. Debido a que en el presente estudio se hizo uso de estimulación aversiva y se esperaba la ocurrencia de conductas de desplazamiento, únicamente fueron empleadas hembras, dado que existe evidencia que indica, una menor reducción de la

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actividad motora en las hembras ante situaciones de estimulación en comparación con los machos (Heinsbroek, Van Haaren, & Van de Poll, 1988). También se eligieron hembras con el propósito de no afectar la relación entre la conducta social y la autodiscriminación, ya que bajo condiciones de estrés las hembras presentan mayor conducta social que los machos y su memoria no se ve afectada mientras que en los machos se observa una notoria reducción en su desempeño (Luine, 2002).

Instrumentos. Para generar una diferencia de estado en los organismos, se utilizaron dosis ponderales de metilfenidato (Ritalín©), diluido en agua de sabor a 1 mg de metilfenidato por ml de agua. Para la dosificación oral de sustancias fueron empleadas Jeringas de 1ml para insulina, así como agua con saborizante artificial (Ciel+©). La intervención experimental se realizó en una cámara completa de condicionamiento operante Lafayette Instruments modelo 80004NS con consola modelo 81335C. Los dispositivos de la cámara que se utilizaron fueron: la barra de presión trasera izquierda, la barra de presión frontal derecha, el enrejado para choques eléctricos y el botón manual para la generación de los choques. Se programó la consola para el paradigma de escape seleccionando los intervalos y voltajes para choques estándares de la misma (1.5 mA, 2 V). Además, se emplearon jaulas de mantenimiento convencionales para el cuidado cotidiano de los organismos, y alimento Rodent Chow© para su manutención.

Procedimiento. Las ratas fueron alojadas en cajas de mantenimiento previamente lavadas con agua, desinfectadas con alcohol y rellenadas en ¼ de su volumen con aserrín. Cada caja alojó un

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par de ratas de una misma cepa, marcadas en la base de la cola con violeta de genciana para facilitar su identificación. Las ratas fueron asignadas a un grupo determinado, de acuerdo a la cepa a la que pertenecían: cepa Wistar (Grupo W) y cepa Sprague-Dawley (Grupo SD). Posteriormente dio inicio el programa de reforzamiento negativo que tuvo como finalidad asociar el estado interno de las ratas a la presión de alguna barra (o palanca). Presionar la palanca trasera se asoció a encontrarse bajo los efectos del metilfenidato, y presionar la palanca frontal al estado normal (sin metilfenidato). Este programa tuvo una duración de 14 sesiones de 30 minutos cada una, de modo que cada rata trabajó siete sesiones con agua y siete sesiones con droga (metilfenidato) de manera alternada. La duración máxima de los choques fue de un minuto y el tiempo de descanso entre choques fue de dos minutos 30 segundos para la primera sesión bajo cada condición, y fue disminuyendo 30 segundos por sesión hasta llegar a los 30 segundos de descanso entre choques. Con la finalidad de medir la autodiscriminación, las ratas fueron sometidas a un programa de extinción al final de las 14 sesiones, en el que se suprimieron las contingencias de reforzamiento negativo. Esto permitió estudiar la tendencia del comportamiento sin la supresión del choque. Para observar esto se llevó a cabo una sesión de 10 minutos para cada sujeto, bajo cada condición asociada al propio estado (con metilfenidato, sin metilfenidato), en donde el intervalo entre choques era aleatorio (10, 15 o 20 segundos) y el tiempo máximo de choques era de 5 segundos, de forma que cada sujeto realizara un total de 30 ensayos que fueron grabados para el posterior análisis de conductas que incluyó a los tiempos en los que el organismo permanecía presionando la palanca (correcta e incorrecta) y las frecuencias de presión de barras para ambas palancas bajo las dos condiciones del propio estado.

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Resultados Se llevó un registro por sesión, de la frecuencia de presión de barra para ambos grupos; con estos datos se construyó una curva de aprendizaje del grupo W y una del grupo SD, que muestra las diferencias en las tazas de aprendizaje. Estas curvas pueden observarse en las figuras 1 y 2, dónde se observa un mejor desempeño por parte del grupo SD en ambas condiciones (sin droga, con droga). Las figuras ilustran en total las 14 sesiones, siete para la condición con metilfenidato y siete para la condición sin metilfenidato.

Frecuencia de palanqueos

SD W

2700 2550 2400 2250 2100 1950 1800 1650 1500 1350 1200 1050 900 750 600 450 300 150 0 1

2

3

4

5

Sesión

Figura 1. Curva de aprendizaje sin metilfenidato para ambas cepas.

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Frecuencia de palanqueos

SD W 3150 3000 2850 2700 2550 2400 2250 2100 1950 1800 1650 1500 1350 1200 1050 900 750 600 450 300 150 0 1

2

3

4

5

6

7

Sesión

Figura 2. Curva de aprendizaje con metilfenidato para ambas cepas.

Los siguientes resultados corresponden a la evaluación de la variable dependiente, que como se establece en el procedimiento, se llevó a cabo en la fase de extinción, con la finalidad de observar si ocurría un proceso de autodiscriminación en las cepas Wistar y Sprague-Dawley y si existía una diferencia entre los procesos de cada cepa. Se analizaron las diferencias en los tiempos (en segundos) presionando la barra esperada y los tiempos presionando la barra incorrecta, para ambas cepas. Debido a que los sujetos podían presentar la conducta de presionar la palanca de forma permanente, se midió el tiempo en la palanca, además de la frecuencia de presión, ya que mantenerse sobre la palanca también indica una tendencia en la conducta sobre la otra palanca.

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Los resultados muestran que existe una diferencia significativa entre el tiempo presionando la barra esperada (aciertos) y el tiempo en la palanca errónea (errores), donde la media más alta es la del tiempo presionando la barra correcta para ambas cepas F (1, 58) = 64.165, p = .000. Además hay una diferencia significativa en los tiempos presionando las barras entre las distintas cepas, donde la media más alta es la correspondiente al tiempo presionando la palanca esperada para la cepa Sprague-Dawley F (1, 58) = 14.336, p = .000. Los resultados descriptivos para ambas cepas y cada condición se encuentran desglosados en las tablas 1 y 2. En dichas tablas se puede observar que para el grupo SD es mayor el tiempo presionando la palanca esperada y además es menor el tiempo presionando la palanca errónea.

Tabla 1. Tiempo en segundos presionando las palancas para Wistar. Wistar

Aciertos

Errores

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

1.14

1.97

.30

1.03

Con Droga

1.27

1.93

.00

.00

Total

1.21

1.92

.15

.73

Tabla 2. Tiempo en segundos presionando las palancas para Sprague-Dawley. Sprague-

Aciertos

Errores

Dawley

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

3.11

1.75

.08

.12

Con Droga

2.90

1.74

.02

.07

Total

3.00

1.72

.05

.10

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En la comparación de la droga (metilfenidato vs. no metilfenidato), en sus posibles efectos sobre la autodiscriminación, no existen diferencias significativas F (1, 58) = .077, p = .783. Tampoco se encontraron diferencias significativas en el caso de la interacción entre diferentes palancas, cepas y condiciones de droga F (1, 58) = .347, p = .558. Para observar la fuerza de la conducta (presión de barra asociada al estado interno), se realizó una comparación de las frecuencias de palanqueo en tres momentos diferentes de la sesión de extinción, el momento inicial (los primeros cinco ensayos), el intermedio (hasta el ensayo 15) y el acumulado (todos los ensayos de la sesión). Los datos utilizados fueron las frecuencias de presión de barra, donde aciertos hace referencia a la frecuencia con que los sujetos presionaron la palanca que se esperaba y errores, a la frecuencia con que presionaron la palanca equivocada. Los datos arrojados por el análisis estadístico descriptivo para la parte inicial se encuentran desglosados en las tablas 3 y 4, donde aciertos hace referencia a el número de veces en que los sujetos presionaron la palanca esperada y errores a la frecuencia con que presionaron la palanca errónea. Estos datos son de ambas cepas únicamente durante los primeros cinco ensayos de la sesión de extinción, y refuerzan lo encontrado en el análisis del tiempo de presión de palancas. En este sentido, existen diferencias significativas para la comparación entre palancas F (1, 58) = 42.811, p = .000 y para la comparación entre cepas F (1, 58) = 13.563, p = .001, pero, al igual que en la medición del tiempo, no para las distintas condiciones de estado (con droga, sin droga) F (1, 58) = .351, p = .556, ni para la interacción entre las diferentes palancas, cepas y condiciones de droga F (1, 58) = .296, p = .589.

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Tabla 3. Etapa inicial de la extinción en Wistar. Wistar

Aciertos

Errores

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

1.93

3.48

.00

.00

Con Droga

2.00

5.01

.00

.00

Total

1.97

4.24

.00

.00

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Tabla 4. Etapa inicial de la extinción en Sprague-Dawley. Sprague-

Aciertos

Errores

Dawley

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

6.94

6.26

.69

1.70

Con Droga

7.81

5.88

.00

.00

Total

7.38

5.99

.34

1.23

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Para la parte intermedia de la sesión el análisis llevado a cabo obtiene resultados similares indicando que la fuerza de la conducta no ha disminuido. De nuevo, existen diferencias significativas para la comparación entre palancas F (1, 58) = 68.410, p = .000 y para la comparación entre cepas F (1, 58) = 19.532, p = .000, pero no para las diferentes condiciones de estado (con droga, sin droga) F (1, 58) = .618, p = .435 ni para la interacción entre las diferentes palancas, cepas y condiciones de droga F (1, 58) = .002, p = .963. Las medias y desviaciones estándar de este análisis se encuentran desglosadas en las tablas 5 y 6, donde nuevamente aciertos hace referencia a el número de veces en que los sujetos presionaron la palanca esperada y errores a la frecuencia con que presionaron la

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palanca errónea y los datos provienen de las conductas realizadas hasta el ensayo número 15 de la sesión de extinción.

Tabla 5. Etapa intermedia de la extinción en Wistar. Aciertos

Wistar

Errores

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

5.07

8.11

.60

2.32

Con Droga

6.93

11.85

.00

.00

Total

6.00

10.02

.30

1.64

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Tabla 6. Etapa intermedia de la extinción en Sprague-Dawley. Sprague-

Aciertos

Errores

Dawley

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

18.56

12.08

.88

1.71

Con Droga

20.38

12.44

.50

1.55

Total

19.47

12.10

.69

1.62

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Por último, el análisis estadístico del acumulado de las conductas durante las sesiones de extinción de ambas cepas (desglosado en tablas 7 y 8) también arroja datos estadísticamente significativos para las diferentes palancas F (1, 58) = 84.889, p = .000 y para las palancas entre las diferentes cepas F (1, 58) = 30.273, p = .000, pero no para las diferentes condiciones de estado F (1, 58) = .522, p = .473 ni para la interacción entre todas las condiciones (palanqueos x cepa x droga) F (1, 58) = .030, p = .864.

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Tabla 7. Etapa Final de la extinción en Wistar. Aciertos

Wistar

Errores

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

8.60

13.59

2.20

6.24

Con Droga

10.47

14.86

.00

.00

Total

9.53

14.02

1.10

4.47

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Tabla 8. Etapa Final de la extinción en Sprague-Dawley. Sprague-

Aciertos

Errores

Dawley

X

D.E.

X

D.E.

Sin Droga

34.19

19.87

2.00

2.37

Con Droga

35.31

19.43

.63

2.03

Total

34.75

19.34

1.31

2.28

Nota: Para todas las tablas de frecuencia, las medias provienen de la suma de aciertos o errores entre el número de sujetos pertenecientes a la cepa.

Discusión La metodología del presente trabajo permitió acceder a fenómenos complejos, de probable naturaleza cognitiva, presentes en la rata, como la percepción de las diferencias en su propio estado. Los resultados obtenidos muestran claramente que los organismos experimentales poseen capacidad de autodiscriminación condicional bajo un paradigma de escape y permiten suponer qué facilita o potencia tal autodiscriminación. La tendencia observada en los tres momentos de la sesión de extinción puede indicar una significativa fuerza de la conducta de autodiscriminación; esto muestra que la asociación observada no es un aprendizaje transitorio, regulado por las contingencias

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inmediatas, sino un aprendizaje estable regulado por la historia de aprendizaje de autodiscriminación condicional. La autodiscriminación condicional ha sido observada en varias especies (Burguete, 2006; García & Benjumea, 2006; García & Benjumea, 2007; Hermosillo, 2007; Saldaña 2006; Penagos & Aguilar, 2009; Pérez-Acosta, 2006; Pérez-Acosta, Benjumea & Navarro, 2001; Pérez-Acosta, Benjumea & Navarro, 2003). Existen también algunas comparaciones entre organismos filogenéticamente cercanos que se diferenciaran por su grado de sociabilidad (Romero, 2008). En este trabajo se hallaron diferencias en las capacidades de autodiscriminación que presentan las cepas Wistar y Sprague-Dawley. Tanto el disparo de la tasa de respuestas en las curvas de aprendizaje, como los resultados obtenidos mediante el análisis de las sesiones de extinción, muestran un mejor desempeño por parte de la cepa Sprague-Dawley. Además, es importante notar que las diferencias encontradas, no se deben al uso del metilfenidato ya que no hay diferencias entre las condiciones de estado (con droga, sin droga) en ninguno de los análisis, lo que indica que con o sin el metilfenidato las ratas tienen preferencia por presionar la palanca esperada y en la misma medida para ambas condiciones. En este sentido existen tres factores que pueden estar interviniendo de forma directa; uno de estos factores es la variación en el comportamiento social, otro factor son las diferencias en el umbral al sobresalto y por último las diferencias en la configuración de la corteza prefrontal. Aunque las cepas Wistar y Sprague-Dawley comparten el mismo origen, muestran variaciones en el ámbito social de su comportamiento; esto hace suponer que las variables de orden social juegan un papel importante.

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La investigación dirigida a la búsqueda de capacidades cognitivas en animales, reporta constantemente avances en especies que presentan dentro de su repertorio conductual, una intrincada red social (Kitchen, Denton & Brent, 1996; Reiss, MacGowan & Marino 1997; Plotnik, De Waal & Reiss; 2006 Segura & Gutiérrez, 2006; Pepperberg citado en Morell, 2008), lo que sugiere que, quizá potencie las capacidades de los sujetos que la poseen. Cómo mencionan Jacubowski y Terkel (1985) las ratas pertenecientes a la cepa Sprague-Dawley presentan un repertorio social más elaborado que la cepa Wistar. Esto puede fomentar el uso de habilidades más sofisticadas, lo que podría explicar las diferencias observadas en los resultados. Otro factor que pudo intervenir en el desempeño de los sujetos experimentales, es el umbral al sobresalto; ya que la metodología empleada generó una cantidad considerable de estrés en los individuos, lo que puede afectar de manera directa su desempeño. Se observaron diferencias conductuales en la respuesta al estrés por parte de las cepas empleadas. Aunque existen estudios comparando los efectos del estrés entre sexos de la misma cepa (Luine2002), no se tienen datos o estudios del efecto que el estrés pudiera tener sobre los diferentes umbrales al sobresalto entre las cepas; por lo que existe la posibilidad de que esta variable afecte más a una cepa que a otra o que las afecte de formas disímiles, provocando las diferencias en su desempeño. Por último, en base a la literatura revisada es posible que las variaciones en el desempeño cognitivo se deban a diferencias en la conformación del área prefrontal del encéfalo entre las cepas (Edelman, 2003; Jacubowski y Terkel, 1985; Pascual, 2002). Debido al cuidado parental de mejor calidad que proveen las ratas Sprague-Dawley, la conformación prefrontal del encéfalo en sus crías pudiera ser más adecuada en comparación con la de las crías de ratas Wistar. Por lo tanto, es posible que un área encefálica prefrontal

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de mayor calidad pudiera dar paso a un mejor desempeño cognitivo por parte de la cepa Sprague-Dawley. Las capacidades de autodiscriminación parecen estar más extendidas a lo largo del paisaje evolutivo de lo que hasta hace algunos años se pensaba, y en definitiva estudios como el presente permiten no sólo aproximarse en la dirección de las habilidades cognitivas animales sino también diferenciar las variaciones que dichas capacidades pueden presentar a lo largo de la línea evolutiva y vislumbrar en qué características pueden residir los motivos de tal variación.

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