experiencia recepcional

lí/f
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE BIOANALISIS
LICENCIATURA EN QUIMICA CLINICA
"EXPERIENCIA RECEPCIONAL"
“Efecto del número de entrenamientos sobre la curva de
aprendizaje espacial en crias de ratas Wistar”
TESIS
Presenta
Sandra Aneli Hernández Landa
Directora
M. en C. Isela Santiago Roque
Catedrática de Experiencia Recepcional
E.D. Graciela Guadalupe Nava Kuri
Xalapa Veracruz
Agosto 2013
Agradecimientos
A mis padres: Emigdio e Hilda, gracias a su apoyo constante y cariño,
ahora puedo culminar uno de ios anhelos mas importantes en mi vida.
A mi directora de tesis la M. en C. Isela Santiago Roque por su amistad,
confianza, paciencia y apoyo brindado para la realización de este trabajo.
A la M. en C. Cynthia Fernández Pomares, por el apoyo para la realización
del análisis estadístico.
A mis amigos: Lizeth Hernández Acosta,Ana Gabriela Gordillo Aguilar y
Mauricio Villanueva Olivo quienes ayudaron para la captura del video de la
prueba de laberinto acuático de Morris.
Juan David Olivares Y Montserrat Correa por brindarme su apoyo,
comprensión, preocupación y cariño.
A todas las personas que han estado conmigo a lo largo de esta etapa y
que me han brindado su confianza... mil gracias !!
Contenido
1
Resumen.....................................................................................................................4
2
Introducción................................................................................................................. 5
3
Antecedentes...............................................................................................................7
3.1
Consideraciones metodológicas........................................................................ 12
3.1.1
Diferencias por Sexo.................................................................................12
3.1.2
Diferenciasentre Especies y cepas.......................................................... 13
3.1.3
Edad.......................................................................................................... 13
3.1.4
Nutrición.................................................................................................... 14
3.1.5
Estrés........................................................................................................ 14
3.1.6 Otros factores.................................................................................................15
3.2
Protocolos de entrenamiento, estrategias de nado y parámetros analizados 16
3.3 Neurobiologia del aprendizaje y memoria.......................................................... 20
3.3.1
Aprendizaje...................................................................................................20
3.3.2
Memoria........................................................................................................23
3.4
Navegación espacial...........................................................................................29
3.5
Áreas del cerebro relacionadas con el aprendizaje y memoria......................... 33
3.6
Modelos experimentales para el estudio de la memoria en animales............... 38
4
Planteamiento del problema..................................................................................... 41
5
Justificación............................................................................................................... 41
6
Hipótesis.................................................................................................................... 41
7
Objetivos.................................................................................................................... 42
8
9
7.1
Objetivo general..................................................................................................42
7.2
Objetivos particulares......................................................................................... 42
Material y métodos....................................................................................................43
8.1
Sujetos experimentales...................................................................................... 43
8.2
Evaluación de los grupos................................................................................... 43
8.3
Técnica para uso de Laberinto Acuático de Morris............................................45
Análisis estadístico....................................................................................................47
10
Resultados.............................................................................................................47
11
Discusión................................................................................................................ 52
12
Conclusión.............................................................................................................. 54
13
Bibliografía.............................................................................................................. 55
1
Resumen
El aprendizaje y la memoria se relacionan con la capacidad de adquirir y retener
asociaciones de las características del ambiente, esto permite que los humanos y
mamíferos puedan ubicarse en un espacio. Para poder evaluar este tipo de aprendizaje
y la memoria denominada
espacial en los roedores se utiliza frecuentemente el
Laberinto Acuático de Morris (MWM, por sus siglas en ingles). En esta prueba, los
roedores nadan en una piscina hasta localizar una plataforma oculta en un tiempo
determinado (tiempo de latencia), utilizando señales extra-laberinto (señales de
referencia). Este procedimiento se hace en forma repetida a través de varios intentos y
días consecutivos de entrenamiento y se observa como consecuencia del aprendizaje
una disminución del tiempo en alcanzar la plataforma, produciendo una curva de
aprendizaje progresiva. A pesar de que se conoce que el número de intentos genera la
adquisición del aprendizaje y que existe una diversidad de protocolos, en el Laboratorio
de Neurotoxicología se utiliza un protocolo que consiste en entrenar al roedor por tres
días y en cada uno de ellos se realiza seis intentos, así como una prueba de memoria.
Sin embargo no conocemos si la curva de aprendizaje continua siendo progresiva al
incrementar el número de intentos o los días de entrenamiento, por ello se propone en
este trabajo determinar si un mayor número de intentos y días de entrenamiento
utilizados en el protocolo implementado en el laboratorio de Neurotoxicología produce
una curva de aprendizaje progresiva. Para ello se utilizó 24 ratas Wistar machos de 21
días de edad, divididas en cuatro grupos, las cuales fueron sometidas a la prueba de
laberinto acuático de Morris, realizando 6 a 8 intentos durante 3 ó 5 días de
entrenamiento de acuerdo al grupo al que integraron. Los resultados indicaron que el
incrementar el número de intentos y días de entrenamiento no produce una curva de
aprendizaje progresiva y que es suficiente 18 intentos distribuidos en tres días de
entrenamiento para obtener una curva progresiva tal y como se ha utilizado en el
Laboratorio de Neurotoxicología.
2
Introducción
El ser humano posee la capacidad de aprender y recordar (memoria),
característica que comparte con otros mamíferos entre ellos los roedores. A través de
estas capacidades, los humano puede reconocer estímulos que ha visto antes, realizar
asociaciones entre ellos e incluso orientarse de acuerdo con las relaciones que
establece; organizar acontecimientos pasados a través de la memoria, es decir, todo lo
que aprende se agrupa y almacena en el cerebro, que posteriormente utiliza para
adaptarse a situaciones futuras o resolver tareas que se le encomienda. De la misma
manera, los roedores también se orientan en el espacio para organizar sus conductas
parental, reproductiva, alimentarias, de sobrevivencia para regresar al nido como
mecanismo de defensa ante un agente agresor.
Esta capacidad de aprendizaje y memoria puede ser evaluada. La prueba más
empleada es el Laberinto Acuático de Morris (MWM, por sus siglas en ingles), en donde
los roedores tienen que nadar en una piscina circular hasta localizar una plataforma
oculta en un tiempo determinado (tiempo de latencia), guiándose por señales que se
localizan alrededor del laberinto (señales de referencia). Procedimiento que se hace en
forma repetida a través de varios intentos y días consecutivos (Vicens, Redoiat &
Carrasco, 2003) y que se denomina entrenamiento. En esta fase el tiempo promedio
empleado por el roedor para alcanzar la plataforma nos proporciona evidencia de que
ha adquirido una estrategia, lo que nos permite graficar el tiempo promedio versus día
de entrenamiento y obtener una curva de aprendizaje progresiva. Para la evaluación de
la memoria, se realiza una prueba de ensayo que consiste en un intento con tiempo
limitado, el cual se lleva a cabo en el último día del experimento, para ello se quita la
plataforma y se valora el tiempo de nado del roedor en el lugar donde se encontraba la
plataforma que debe ser mayor que en el resto de la piscina (Vicens, Redoiat &
Carrasco, 2003; Morris, 1984).
La utilidad que ofrece el MWM es evaluar efectos que ejercen fármacos, tóxicos,
patologías crónicas degenerativas sobre los procesos de aprendizaje y memoria. Por
ello, en el laboratorio de Neurotoxicología, se ha implementado este test como
herramienta en la evaluación de los efectos ocasionados por tóxicos, enfermedades
crónicas y neurodegenerativas sobre el aprendizaje y la memoria espacial en ratas
Wistar de 21 días de edad, adultas y ratones BALB/c. No obstante el protocolo
implementado en el laboratorio para el MWM, consiste en un total de 18 intentos
distribuidos en tres días de entrenamiento y un día para evaluar la memoria. Del cual se
han obtenido curvas de aprendizaje progresivas que estadísticamente muestran una
disminución significativa en el promedio del tiempo de latencia, que se asocia con la
capacidad de aprendizaje del roedor, sin embargo se desconoce si al incrementar el
número de intentos y los días de entrenamiento esta curva de aprendizaje mejore, es
decir el tiempo promedio de latencia sea menor y genere a un más progresión de la
curva comparada con la obtenida por los roedores que realizan 18 intentos.
3
Antecedentes
El laberinto Acuático de Morris (MWM) fue desarrollado en 1981 por Richard G.
Morris con el objetivo de estudiar y evaluar el aprendizaje y la memoria espacial en
ratas de laboratorio, desde entonces es uno de los más utilizado en las neuroclencias
conductuales para el estudio de los procesos psicológicos y mecanismos de
aprendizaje y memoria (Soriano et al., 2007). Sin duda, una de las razones de su éxito
es la simplicidad y el hecho de que evita los problemas generados por las claves
olfativas que se acumulan en los laberintos tradicionales A lo largo de los años se le ha
dado varios nombres como: piscina de Morris, laberinto de Morris, laberinto acuático,
laberinto de nado, tarea de navegación espacial; el nombre más común y utilizado
actualmente “laberinto acuático de Morris” (D’Hooge &De Deyn, 2001).
El MWM está constituido por una piscina circular grande generalmente de 1,5 a 2
metros de diámetro llena de agua, la cual se mantiene a una temperatura que oscila
entre los 18 y los 27°C, según se utilicen ratas o ratones, en la que se sumerge una
plataforma que debe ser localizada por el roedor. Anteriormente se opacaba el agua
con leche o alguna sustancia no tóxica como el látex para que el roedor no viera la
plataforma. Sin embargo, se ha demostrado que esto no es necesario porque el roedor
nada con la cabeza por encima del agua lo que le impide que vea la plataforma (Vicens,
Redoiat & Carrasco, 2003). Aunque originalmente Morris (1984) describió dos piscinas
para ratas: uno de 132 cm. y otro de 214 cm. de diámetro; el laberinto también se
adapta para ratones donde las medidas de la piscina son de 73-180 cm. de diámetro y
28-57 cm. de altura, así como la plataforma de escape de 6 X 6 cm.
En la versión tradicional del MWM, las ratas nadan desde diferentes puntos de salida,
situados en el perímetro de la piscina, hasta encontrar la plataforma escondida bajo el
agua. Para localizar la plataforma, el roedor depende de unos puntos de referencia
(señales extra-laberinto), por ejemplo figuras localizadas alrededor de la circunferencia
de la piscina (Ripoll, et al, 2010) (figura 1).
Figura 1 Laberinto Acuatico de Morns Tomada de
http://www.mcg edu/Core/Labs/sabc/Morriswatermaze htm
Respecto al numero de objetos distales al laberinto suficientes para garantizar el
aprendizaje, se ha demostrado que una cortina alrededor de la piscina retrasa la
adquisicion de la tarea (Morris, 1981) y que cuando mas simple es el entorno exterior al
laberinto mas facil es el aprendizaje de lugar (Lamberty & Gower, 1991). No obstante,
las ratas de los experimentos de Prados y Trobalon (1998) y Rodrigo y cols. (1997)
tuvieron dificultades para encontrar la plataforma escondida cuando solo se utilizaba un
unico punto de referenda. Por otro lado, la precision con la que las ratas pueden
estimar la distancia entre las diferentes claves y la plataforma varia inversamente con la
distancia (Chamizo et al., 2006).
Chamizo y Rodrigo (2004) corroboro que a menor distancia es mas probable que una
unica clave sea suficiente para localizar la plataforma. Ellas entrenaron a ratas con una
unica clave presente y registraron la latencia que tardaron en localizar la plataforma en
los ensayos de entrenamiento y la proporcion de tiempo que las ratas pasaron en el
cuadrante target en los ensayos de prueba. En ambas medidas, la ejecucion de las
ratas fue mejor cuando la unica clave se encontraba suspendida inmediatamente sobre
la plataforma que cuando se encontraba sobre la pared de la piscina y mejor cuando la
clave se
colocaba sobre la pared de la piscina en el cuadrante opuesto al de la
plataforma. La proximidad de la clave a la plataforma es un factor importante que debe
tomarse en cuenta a la hora de diseñar el procedimiento experimental.
Otros experimentos han comprobado que los roedores normales (sin lesión, ni déficit
cognitivo asociado a la edad) aprenden a localizar rápidamente la plataforma sumergida
usando vías directas que indican que la navegación a un punto fijo y oculto en el
espacio puede ser guiada por información de la memoria sobre su relación espacial y
también la memoria de trabajo, cuando esta relación cambia en cada ensayo. La
memoria de referencia es independiente de los ensayos y permite aprender el
procedimiento general de la ejecución de la tarea y la memoria de trabajo en cambio es
una memoria temporal que depende de cada ensayo.
El MWM puede utilizarse también como tarea no espacial. En este procedimiento la
plataforma es visible y puede llevar acoplada alguna señal, por lo que los animales
resuelven la tarea sin hacer uso, necesariamente de la información que el espacio
proporciona (esencial para la versión de la plataforma oculta). Ambas versiones (oculta
y visible) no son igual de sensibles a los déficits conductuales. Un deterioro en la tarea
visible sugeriría que el tratamiento experimental está afectando a otras capacidades
más que al aprendizaje “per se” (Morris, 1984). Sin embargo, incluso con la plataforma
visible, los animales podrían hacer uso de información espacial para localizar la
plataforma. Únicamente
una ejecución correcta de la versión oculta junto con un
deterioro de la visible indicaría que los déficits motivacionales o sensoriomotores no
contribuyen significativamente al aprendizaje espacial (D’Hooge & De Dyen, 2001)
En la mayoría de los estudios conductuales se distinguen tres fases; habituación de la
piscina, adquisición o aprendizaje y retención del aprendizaje también llamado prueba
de ensayo.
Fase de habituación de la piscina: Se introduce al roedor con el hocico apuntando
hacia las paredes de la piscina y se deja para que busque la plataforma durante un
tiempo de 60-120 segundos; cuando el roedor (por si solo) encuentra la plataforma se
debe dejar de 20-30 segundos sobre ella; en caso de que no la encuentre, el
experimentador lo guiara hacia la plataforma y lo dejara la misma cantidad de tiempo
que en el caso anterior.
En estos ensayos de habituación las señales extra-laberinto no están presentes, lo que
se pretende es familiarizar al roedor con el ambiente y así disminuir los efectos
interferentes sobre el mismo causados por las respuestas emocionales a los estímulos
nuevos (Dieter, 1977).
Fase de adquisición o aprendizaje; se introduce el roedor al agua de igual manera
que en la fase anterior y se deja nadar durante 60-120 segundos para que busque la
plataforma. En estos ensayos las claves espaciales están presentes. Se considera que
el roedor ha encontrado la plataforma cuando permanece en ella 5-10 segundos; en
caso de no encontrarla, es guiado hacia ella por el experimentador y se deja 30
segundos. Una vez transcurrido este tiempo, se retira el roedor de la plataforma y se
deja descansar brevemente en la caja de ambientación antes de que inicie el siguiente
ensayo. Este procedimiento se repite en los distintos ensayos a lo largo del
entrenamiento; la capacidad del roedor para localizar la plataforma depende de la
utilización de las señales extra-laberinto. Esta fase puede durar varios días.
Prueba de retención del aprendizaje o prueba de ensayo: se realiza al terminar la
fase de adquisición o aprendizaje. En esta prueba se retira la plataforma de la piscina y
se permite nadar al roedor entre 60-120 segundos y se registra el tiempo que este pasa
en el resto del cuadrante target, el tiempo que pasa en el resto de los cuadrantes y la
trayectoria de nado. Esta es una prueba espacial en la que, sí el animal ha aprendido a
localizar la plataforma con base a las claves distales al laberinto, nadara más tiempo en
el cuadrante target, es decir en el que debería estar situado la plataforma (figura 2)
(Vicens, Redoiat y Carrasco, 2003).
10
LABERINTO DE A G UA
(A)
(B)
A D Q U ISIC IÓ N
Primer
(O
día
RETENCIÓN
Figura 2. (A) Laberinto de agua y lugar donde se sitúa la platafonna su­
mergida (repivsentada por un pequeño cuadrado). (B) Trayectoría que re­
aliza e l animal para alcanzar la platafom ta sumeigida durante la fase de
adquisición. Fn el prim er día de entrenamiento muestra un patrón de bús­
queda desorientado, mientras que e l últim o día su trayectoria es directa
hacia la platafonna sumergida. (C) Trayectoria del animal en lapnieba fi­
nal sin plataforma. En esta pnieba de retención nada más tiempo en el
cuadrante donde estaba situada la platafonna
Figura tomada de: Vicens, Redoiat y Carrasco, 2003
11
3.1
Consideraciones metodológicas
Los investigadores se han vuelto cada vez más consciente de que el rendimiento en
el MWM está influenciado por factores tales como: las características de los animales
de experimentación, las diferencias en el aparato de prueba o laberinto acuático y el
procedimiento de entrenamiento.
Respecto a las características de los animales de experimentación deben ser
controladas o tomadas en cuenta en la planificación de los experimentos o en el análisis
de resultados. Factores como el peso corporal, el desarrollo físico y la edad pueden
influir en la velocidad de nado (Wenk, 1998) así como la cepa, la especie y el género
también pueden afectar el rendimiento en el MWM. En el caso de los machos tienden a
obtener mejores resultados que las hembras, y esto puede explicarse en sus
diferencias en la fuerza muscular o la resistencia, así como la diferencia entre
especies.
Otros factores que afectan al aprendizaje espacial pueden ser el estrés,
enfermedades como la desnutrición y también la vejez.
3.1.1
D ife re n cia s p o r Sexo
Se encontraron diferencias en el rendimiento entre machos y hembras en el
MWM, los machos muestran una ventaja en el aprendizaje espacial, asociado a su
mayor tasa de maduración comparado a las hembras, sin embargo esta diferencia se
puede mantener solo hasta los seis meses en donde ambos sexos alcanzan su
maduración y la diferencia en el rendimiento en el MWM desaparece. ( Bucci et al; 1995)
Las hormonas sexuales podrían desempeñar un papel importante en las diferencias
observadas en el rendimiento cognitivo entre machos y hembras. En el caso de las
hembras se plantea que la progesterona puede ser un factor que disminuya el
desempeño en el MWM, debido a que al ser tratadas con testosterona durante su
primera semana de vida no difirieron de los machos en el entrenamiento (Roof; 1993)
Además, otros estudios demostraron que las ratas hembras no ovarioctemizadas
12
presentaron niveles de adquisición inferiores a las ovarioctemizadas (Daniel, et al„
1999). También Se ha observado que el rendimiento es mejor en ratas hembra durante
la fase de estro que durante el proestro (Warren & Jurasca, 1997).
3.1.2
D ife re n cia s en tre E species y cepas
La tarea del MWM fue diseñada originalmente para estudiar los mecanismos de
localización espacial en ratas. Los ratones, a pesar de que muestran una respuesta de
comportamiento muy diferente al de las ratas cuando son expuestas al medio ambiente
del MWM, se han utilizado con éxito por varios autores. Con la introducción de las
técnicas de manipulación genética, los ratones se han convertido en los más
importantes animales de laboratorio para la construcción de modelos transgénicos, y
muchos de ellos fueron evaluados en el MWM (Lipp & Wolfer, 1998). Son capaces de
aprender una estrategia para encontrar la plataforma en el MWM, aunque lo hacen más
lentamente que las ratas (whishaw & Tomie, 1996) una posible explicación es, por un
lado, que la .flotación y tigmotaxis^ tienden a ser más pronunciadas en los ratones que
en ratas, lo que puede complicar las pruebas. Por otro lado, el hecho de que los ratones
en determinados paradigmas de evitación activa tienden a paralizarse (respuesta de
freezing) y a aplazar la respuesta de huida más que a buscar una posible ruta de
escape (D’Hooge & De Deyn, 2001). Lipp y Wolfer (1998) atribuyen el desempeño
superior de las ratas a mejores habilidades de natación (el desempeño de ensayo a
ensayo es más estable), y no a los diferentes procesos cognitivos. Sin embargo,
también han señalado que entre especies pueden existir diferencias entre las ratas y
ratones en los procesos celulares y moleculares básicos de la memoria
3.1.3
Edad
Estudios realizados han establecido que el rendimiento en el MWM disminuye
con la edad de los animales (Brandéis, Brandys & Yehuda, 1989; Deupree, et al., 1991;
Gower & Lamberty, 1993) y puede deberse a habilidades de natación, locomoción y
exploración. Además, durante el envejecimiento los animales también muestran
' Es la tendencia a nadar a lo largo de la pared de la piscina
13
alteraciones en el funcionamiento cognitivo (tal como sucede en los humanos) y esto se
ha encontrado que coincide con los cambios estructurales y fisiológicos en las regiones
del cerebro involucradas con estas funciones (D’Hooge &De Deyn, 2001) como el
hipocampo que presenta cambios en la función y en su morfología (Gallagher & Nicolle,
1993; Geinisman, et al.. 1995). Sin embargo, ha sido difícil de encontrar marcadores del
hipocampo consistentes de la disminución cognitiva relacionada con la edad.
3.1.4
N u tric ió n
El estado nutricional de los animales puede influir en el rendimiento del MWM de
diversas maneras. En particular, una dieta hipocalórica de por vida evita déficits
asociados con la edad en ratas de 24 meses de edad (Pitsikas, et al 1990; Stewart,
Mitchell & Kalant, 1989) y la restricción de comida incrementa la resistencia de las ratas
a los déficits de aprendizaje inducidos por la inyección intrahipocampal de Kainato
(Bruce-Keller, et al., 1999). Bedi (1992) encontró que ratas desnutridas durante los
primeros 30 días de vida postnatal tienen peores resultados en el MWM comparado con
ratas control,
pero incluso en
un corto período de rehabilitación nutricional estos
resultados se invierten.
3.1.5
E strés
La función cognitiva se sabe que está influenciada por el estrés, tanto en
animales como en seres humanos. En el MWM el aprendizaje está motivado por
comportamientos aversivos y aun cuando se hace lo posible por reducir los factores de
aversión, la adquisición de esta tarea será un evento estresante para los animales
involucrados (Hölscher, 1999). En estas condiciones, el estrés adicional podría tener
profundos efectos en el rendimiento cognitivo de tal forma que no se adquiere el
aprendizaje y la memoria (Hölscher, 1999) y este se asocia a un aumento de la
corticosterona en el plasma (Quervain, Roozendaal & McGauhg, 1998). La evidencia
indica que las respuestas autónomas y endocrinas al estrés y la activación del eje
hipotálamo-pituitario-adrenal subyacen a los efectos del estrés sobre el aprendizaje y la
14
memoria. Sandí (1998) sugiere que la liberación de las hormonas esteroide-adrenales
como consecuencia del estrés, influye directamente en la formación de la memoria.
3.1.6
Otros factores
Por otro lado, algunos agentes infecciosos han demostrado ser perjudiciales
directa o indirectamente en el rendimiento cognitivo en la tarea de MWM. Las
infecciones virales y bacterianas alteran el rendimiento en las ratas o ratones infectados
(McLean, et al., 1993; Gibertini, et al., 1995). Existen otros factores que también logran
deteriorar el aprendizaje y la memoria espacial tales como el alcohol, sustancias toxicas
y privación de sueño
De forma sorprendente el aislamiento social, aunque altera otras conductas, como la
habituación en el campo abierto, no parece inducir un deterioro espacial, sino que
incluso puede mejorar la adquisición del laberinto acuático (Wongwitdecha y Marsden,
1996).
15
3.2
P ro to c o lo s de e n tre n a m ie n to , e s tra te g ia s de nado y parám etros
a n a liza d o s
Los protocolos de entrenamiento básico incluyen: el entrenamiento de
adquisición o aprendizaje, el test de prueba y el test de working memory (reversal test)
(Wenk, 1998). No obstante, otros autores han descrito variaciones de estos protocolos
incluyendo diferentes procedimientos de preentrenamiento, plataformas flotantes y
protocolos mixtos de adquisición y retención (Brandéis 1989; Stewart & Morris 1993).
El entrenamiento estándar en la versión plataforma escondida, usualmente consiste en
bloques (entrenamientos) de 4 ensayos (intentos) cada uno, en los que se va variando
aleatoriamente el punto de salida del animal. Como ya se mencionó anteriormente,
cada ensayo tiene una duración de entre 60 y 120 segundos, tras los cuales el animal
es guiado por el experimentador hacia la plataforma donde permanecerá un corto
periodo de tiempo (por ejemplo 30 segundos). Los datos obtenidos en cada sesión de
adquisición se utilizan para obtener un promedio por bloque de ensayos. Normalmente
el parámetro más utilizado para establecer este promedio es la latencia de escape de
cada roedor.
Tras una serie de bloques de ensayos de adquisición, se realiza uno o varios ensayos
de prueba o ensayos de transferencia, durante los cuales se retira la plataforma de la
piscina y se permite al animal nadar durante un periodo de tiempo determinado (por
ejemplo 60 o 120 segundos). Durante el ensayo de prueba, la precisión espacial del
roedor está determinada y representada por el tiempo que el roedor pasa en el
cuadrante donde debiera encontrarse la plataforma (cuadrante target) o por el número
de veces que el roedor pasa por el área virtual que forma la plataforma. Los roedores
que están bien entrenados muestran mayor preferencia por el cuadrante target y pasa
una media de tiempo igual o superior al 50 % de su tiempo libre de nado explorando
ese cuadrante. Alternativamente, estos bloques de ensayos de adquisición pueden
estar seguidos por bloques de ensayos en los que se ha cambiado la posición de la
plataforma y en los que el roedor debe de establecer una nueva relación espacial entre
la plataforma y las claves visuales. Por otro lado, el entrenamiento de adquisición de la
16
tarea plataforma visible se ha usado a veces como una tarea de control no espacial. No
obstante, se ha visto que incluso durante el entrenamiento en esta tarea los ratones
parecen usar información espacial para localizar la plataforma (Hauben, et al., 1999).
Básicamente, un animal puede usar tres estrategias diferentes para llegar a la
plataforma de escape durante un ensayo de nado (Brandéis, Brandys & Yehuda, 1989):
1. - Estrategia praxis, se refiere a utilizar una secuencia aprendida de los movimientos
que lo llevan a la plataforma.
2. - Estrategia taxis, puede acercarse a la plataforma por medio de señales proximales.
3. -estrategia espacial o mapeo. Puede navegar hasta la plataforma con información de
señales distales sobre la ubicación de la plataforma, dentro de la configuración
espacial.
Dalm, et al. (2000), observaron que un animal podría utilizar tanto estrategias praxícas
como espaciales para localizar la plataforma escondida incluso cuando las posiciones
de salida del animal se aleatorizan.
La piscina, así como los procedimientos de capacitación han variado a través de varios
estudios, se han utilizado líquidos para opacar el agua como leche pura o en polvo,
pintura blanca no tóxica, o sintéticos como el látex. Su uso en ocasiones se vuelve
compleja debido a que en el caso de la leche puede descomponerse fácilmente si se
utiliza una temperatura por encima de 25°C (Lamberty & Gower, 1993). Sin embargo
cada vez está en desuso, porque se ha comprobado que no afecta el dejar de usarlos.
El tamaño de la piscina utilizada para esta prueba puede variar de acuerdo a los sujetos
experimentales que se requiere evaluar. Morris (1984) originalmente describe dos
piscinas para el uso en ratas: uno de 132 cm y otro de 214 cm de diámetro, además de
60 cm y 40 cm de profundidad respectivamente. Jett, et al.( 1997) utilizaron para ratas
adultas una piscina de 180 cm de diámetro y 70 cm de profundidad; para ratas de 21
días observaron una considerable diferencia de tamaño corporal en comparación con
las adultas, por lo tanto, utilizaron una piscina de 90 cm de diámetro y de 50 cm de
profundidad, con la finalidad de eludir el problema potencial de agotamiento y una
17
mayor dificultad de la tarea; las dimensiones de la piscina son similares a la utilizada
por Morris(1981) en sus experimentos de ratas pre y post-destete.
Varios autores han reducido las dimensiones de la piscina para su uso en ratones. Por
ejemplo: Ikonen, Schmidt & Riekkinen (1999) utiliza una piscina
de 120 cm de
diámetro, Lamberty & Gower(1993) utilizaron una piscina de 90 cm de diámetro; Means,
Higgins & Fernández (1993) utilizaron una piscina de 61 cm de diámetro para ratones.
Se han empleado piscinas de 150 cm de diámetro en trabajos de modelos de ratones
transgénicos (D’Hooge, et al., 1999).
Las medidas conductuales más utilizadas son latencia de escap>e en los ensayos de
adquisición y el porcentaje de tiempo que el sujeto pasa en el cuadrante target durante
la prueba del test. La adquisición se refleja en menores latencias de ensayo a lo largo
de los días y la retención en el mayor porcentaje de tiempo en el cuadrante target.
Estas medidas se registran mediante cronómetros o métodos computarizados (Gerlai,
2001 ).
Lindner (1997) argumenta que la longitud del trayecto podría ser el índice más
apropiado de rendimiento cognitivo en el MWM. Varios autores han recomendado el
uso de medidas alternativas, como la ruta de direccionalidad (Stewart & Morris, 1993) o
la distancia acumulada a la plataforma (Dalm, et al., 2000) para poder permitir una
distinción más precisa entre los patrones de natación o las estrategias de
búsqueda. Las medidas de desempeño, a menudo agrupadas por cada
bloque de
prueba, pueden ser graficadas para cada grupo experimental de animales para obtener
una curva de aprendizaje progresiva.
El análisis estadístico de las diferencias entre los grupos en la medición repetida de
estos parámetros se puede realizar mediante el análisis de varianza (ANOVA) de dos
vías para medidas repetidas, con el grupo experimental y los ensayos como fuentes
de variación. Las pruebas de comparación
múltiple
subsiguiente
permitirá
la
identificación de diferencias estadísticamente significativas entre los pares de
medios. Rendimiento
de exploración puede ser representado como el tiempo en
18
diferentes zonas de la piscina o el número de cruces de la zona de destino, y los
procedimientos de ANOVA, será usualmente suficiente, para evaluar el significado de
las diferencias entre las medias (Dalm, et al., 2000).
19
3.3
Neurobiologia del aprendizaje y memoria
El aprendizaje y la memoria son dos procesos estrechamente ligados y están
presentes en procesos cerebrales como la percepción sensorial, las emociones o el
lenguaje y también participa en funciones conductuales. Se relacionan con la capacidad
de adquirir y retener asociaciones de las características del ambiente, lo que permite al
organismo desenvolverse en el espacio (Vicens, Redoiat y Carrasco, 2003;).
En el “lenguaje” del sistema nervioso, aprender significa producir una referencia básica
a través de los patrones neuronales construidos e incorporados a lo largo de las
diversas etapas comprendidas entre el nacimiento y la madurez (Martel, et al., 2006). El
aprendizaje es el proceso gracias al cual los animales y seres humanos adquirimos
conocimientos sobre el ambiente que nos rodea. La memoria es
la capacidad del
individuo de retener y utilizar informaciones de diferentes maneras y en diferentes
periodos (Levitt, Fugelsang & Crossiey 2006). En consecuencia, el aprendizaje y la
memoria son procesos interrelacionados, ya que sin aprendizaje no hay memoria
(Morgado, 2005)
3.3.1
A p re n d iza je
El aprendizaje es un proceso continuo por el cual los organismos modifican su
conducta para adaptarse a las condiciones cambiantes e impredecibles del medio que
los rodea. Junto a las fuerzas selectivas de la evolución, el aprendizaje constituye el
modo principal de adaptación de los seres vivos. Cuanto más cambiante es el entorno
más plástica debe ser la conducta, por lo que los organismos que viven en medios
diferentes presentan también grados diferentes de plasticidad conductual. Cuanto más
plasticidad tiene su sistema nervioso más posibilidades de aprendizaje tiene un animal.
Por tanto, el aprendizaje puede considerarse como un cambio en el sistema nervioso
que resulta de la experiencia y que origina cambios duraderos en la conducta de los
organismos. Lo que aprendemos es retenido o almacenado en nuestro cerebro y
constituye lo que denominamos memoria.
20
Existen varias formas de aprendizaje: aprendizaje no asociativo, aprendizaje asociativo
y aprendizaje cognitivo (figura 3)
Figura 3. Formas de aprendizaje
Aprendizaje no asociativo
En el aprendizaje no asociativo, el organismo modifica su respuesta cuando se
ve expuesto varias veces al mismo tipo de estímulo y se observa a través del
comportamiento.
Las formas más comunes de aprendizaje no asociativo se encuentran representadas
por la habituación y la sensibilización. La habituación se entiende como la reducción de
la eficiencia al estímulo que, por no ser significativo, conduce a ignorarlo. La
sensibilización es la intensificación de la respuesta en función de un fuerte estímulo
capaz de producir incluso la percepción de estímulos que anteriormente al hecho, se
consideraban débiles (Simons-Weidenmaier, et al., 2006).
Aprendizaje asociativo.
El aprendizaje asociativo se caracteriza por asociaciones entre hechos, se
distinguen dos tipos de procesos: el condicionamiento clásico y el operante. En el
condicionamiento clásico se produce la relación estímulo-respuesta, donde el primer
estímulo evoca una respuesta que se puede medir de forma diferente a aquella que se
produce como resultado de la aplicación del segundo estímulo. El primero es el
21
estímulo incondicionado, que no requiere entrenamiento o preparación anticipada a la
respuesta; el segundo es la estimulación condicionada, que necesita del entrenamiento
específico sobre la acción motora pretendida (Hoover, et al., 2006).
El condicionamiento operante es la asociación de un comportamiento particular a un
estímulo significativo, una relación estímulo-comportamiento orgánico donde el acto
motor es consecuencia de una respuesta neurofisiológica a un suceso (Eamshaw &
Bressioff, 2006). Con base a este proceso, el organismo se vuelve capaz de prever, a
partir de un comportamiento suyo, la posterior verificación del acontecimiento deseado,
y esto explica porque un animal tiende a repetir un comportamiento espontaneo (innato
o casual) si éste determina una variación favorable en el ambiente, como una
recompensa o el alojamiento de un estímulo perjudicial.
Aprendizaje cognitivo
Implica una serie de operaciones mentales, como el análisis del estímulo, su
confrontación con información ya presente en la memoria o su asignación a una
determinada categoría. Ha sido sobre todo el estudio de aprendizaje cognitivo el que ha
demostrado que la memoria es un fenómeno dinámico en virtud del cual el modo en
que la información adquirida se conserva varía con el paso del tiempo
22
3.3.2
Memoria
La memoria es la capacidad de retener y de evocar eventos del pasado,
mediante procesos neurobiológicos de almacenamiento y de recuperación de la
información, básica en el aprendizaje y en el pensamiento (Etchepareborda y AbadMas, 2005)
En los primeros años de la vida, la memoria es de carácter sensitivo, guarda
sensaciones o emociones. Más tarde aparece la memoria de las conductas: se ensayan
movimientos, se repiten y poco a poco se van grabando. Finalmente, se desarrolla la
memoria
del
conocimiento,
o
capacidad
de
introducir
datos,
almacenarlos
correctamente y evocarlos cuando sea oportuno (Etchepareborda & Abad-Mas, 2005).
El sistema de la memoria está integrado por tres procesos básicos (Etchepareborda &
Abad-Mas, 2005):
1) Codificación de la información. La codificación o adquisición es el proceso en
donde se prepara la información para que se pueda guardar. La información
puede codificarse como una imagen, sonidos, experiencias, acontecimientos o
Ideas significativas; las circunstancias que rodean este momento resultan
fundamentales para el éxito o fracaso de la memoria. Es importante en este
proceso inicial, la atención, la concentración y el estado emocional del sujeto.
2) Almacenamiento de
la
información.
Esta etapa
se caracteriza
por el
ordenamiento, categorización o simple titulación de la información mientras se
desarrolla el proceso en curso. Esto requiere tanto como de una metodología
como de estructuras intelectuales que ayuden a la persona a clasificar los datos.
Una vez que es codificada la experiencia y almacenada por cierto tiempo, esta
se presenta de manera automática. El almacenamiento es un sistema complejo y
dinámico que cambia con las experiencias a las que el sujeto es expuesto.
3) Evocación o recuperación de la información. Es el proceso por el cual se
recupera la información. Si ésta ha sido bien almacenada y clasificada será más
fácil localizarla y utilizarla en el momento en que se solicite.
23
La memoria se desarrolla a través de una variable temporal. Esta situación ha permitido
dividirla en etapas o niveles temporales (figura 4), de acuerdo al momento en que se
encuentre. Así, se reconocen tres tipos de memoria: inmediata, de corto plazo (mediata)
y de largo plazo (diferida)
Memoria
Corto plazo
(mediata)
Memoria de
trabajo
Implicita o
Procedimental
(no declarativa)
Episódica
(Autobiográfica)
Largo plazo
(diferida)
Explicita
(declarativa)
Figura 4. Etapas de la memoria
Memoria inmediata
Este tipo de memoria está relacionado con lo que se denomina registro sensorial.
Está vinculada con la información que no ha sido procesada y que viene de los
sentidos. Esta información entra, permanece un lapso de tiempo y luego se procesa o
se pierde (Etchepareborda y Abad-Mas, 2005). La memoria sensorial puede retener
representaciones efímeras de
prácticamente todo lo que vemos, oímos, olemos o
sentimos (Etchepareborda y Abad-Mas, 2005).
Memoria a corto plazo
Es un sistema en el que se retiene la información reciente y en donde se
almacena una cantidad limitada de información que está disponible sólo durante unos
segundos hasta un minuto luego de transcurrido el aprendizaje. Es una memoria
inmediata y transitoria de los estímulos que acaban de ser percibidos. Se considera
24
frágil e inestable, debido a que puede ser vulnerable a cualquier tipo de interferencia
(Ruetti et al-, 2009). La memoria a corto plazo se basa en actividad o cambios efímeros,
eléctricos o moleculares, en las redes de neuronas que procesan la información
(Morgado 2005)
Memoria de trabajo
Baddeley (1983) describe este tipo de memoria como un mecanismo de
almacenamiento temporal que permite retener a la vez algunos datos de información en
la mente, compararlos, contrastarlos o en su lugar, relacionarlos entre si. Se
responsabiliza del almacenamiento a corto plazo, a la vez que manipula la información
necesaria para los procesos cognitivos de alta complejidad. Esta clase de memoria
suele utilizarse durante el aprendizaje de tareas complejas, que requieren que dos
clases de información permanezcan accesibles de manera simultánea (Ruetti et al.,
2009).
Según Baddeley, el estímulo, al ser atendido y percibido, se transfiere a la memoria de
trabajo. Esta memoria nos capacita para recordar la información pero, es limitada y
susceptible de interferencias. Esta vulnerabilidad del proceso le imprime un carácter de
enorme flexibilidad, que nos permite estar siempre “abiertos” a la recepción de nueva
información.
La memoria de trabajo participa en por lo menos dos tipos de procesos
(Etchepareborda y Abad-Mas, 2005):
1. -Control ejecutivo: hace referencia al mecanismo de procesamiento de la información.
2. -Sostenimiento activo: constituye el concepto de almacenamiento temporal.
Y está formada por tres componentes (Etchepareborda y Abad-Mas, 2005):
1.-Bucle articulatorio: encargado de mantener activa y manipular la información
presentada por medio del lenguaje. Por tanto, está implicado en tareas puramente
lingüísticas, como la comprensión, la lectoescritura o la conversación, así como en el
manejo de palabras, números, descripciones, etc.
25
2. -Agenda visuo-espacial: encargada de elaborar y manipular información visual y
espacial. Se ha comprobado que está implicada en la aptitud espacial, como por
ejemplo el aprendizaje de mapas geográficos.
3. -Ejecutivo central:
realiza dos funciones: a) Distribuir la atención que se asigna a
cada una de las tareas a realizar y b) Vigilar la atención de la tarea y su ajuste a las
demandas del contexto; a medida que una tarea se domina, necesita menos atención y
permite la ejecución otras tareas compatibles.
Memoria a largo plazo
Es un sistema que permite almacenar gran cantidad de información durante
períodos prolongados de tiempo, que pueden variar en su extensión desde meses
hasta años, y en algunos casos, toda la vida. Por lo tanto, la característica fundamental
de este tipo de memoria es que constituye un almacén duradero de la información
adquirida y que es menos susceptible de ser alterada por interferencias (Morgado,
2005).
Se considera que para que la información forme parte de la memoria a largo plazo,
debe pasar previamente por la fase anterior, es decir, en primer lugar se procesa en la
memoria a corto plazo y finalmente pasa a formar parte de una memoria más
persistente. El proceso gradual por el que la reiteración de la información retenida a
corto plazo produce cambios neurales que originan la memoria de largo plazo
declarativa, se denomina consolidación de la memoria (Ruetti et al., 2009).
El procesamiento a largo plazo de la información se lleva a cabo en una secuencia
determinada: existe una primera fase de adquisición que ocurre durante el aprendizaje;
luego tiene lugar la consolidación de la memoria, un proceso que dura pocas horas y en
el que los recuerdos pasan de un estado lábil hacia otro más estable. Datos más
recientes sugieren la existencia de una forma de consolidación que dura varios días e
incluso meses (Izquierdo et al., 2006).
26
Una de las principales distinciones de los sistemas de memoria es la que se realiza
entre la memoria declarativa y una forma no consiente de memoria, la memoria no
declarativa (Milner et al., 1998)
Memoria declarativa
La memoria declarativa o explícita es aquella capaz de ‘retener” números,
hechos, acontecimientos y otras situaciones conscientes; por este motivo, también se
denomina memoria explícita (Fell, et al., 2006); es preposicional, es decir, puede ser
correcta o incorrecta, pues está involucrada en la manipulación de la información y de
las experiencias del mundo externo (Ruetti et al., 2009). Dado que puede adquirirse
rápidamente, también se puede olvidar
con la misma velocidad (Manns &
Einchenbaum 2006). Por esta razón, esta memoria provoca cambios poco significativos
en las conexiones sinópticas que se distribuyen por toda la corteza (Kohier, et al.,
2005).
En la región del lóbulo temporal se localizan las principales estructuras nerviosas
implicadas en este tipo de memoria, como el hipocampo y la corteza entorrinal; además
de la asociación que mantienen entre sí, también se comunican con otras regiones
corticales. Existen regiones, denominadas ‘moduladoras’, que actúan en la formación
de la memoria declarativa. Entre otras estructuras se encuentran la amígdala localizada en la fase inicial del lóbulo temporal-, la sustancia negra, los núcleos del rafe
y el núcleo basal de Meynert (Paz, et al., 2006). La amígdala es la estructura que recibe
el primer impacto de las hormonas periféricas (corticoides, adrenalina) liberadas en la
sangre como resultado del estrés o fuertes emociones en el momento de formación de
la memoria (Hammond, et al., 2006). Las otras regiones reguladoras de los estados de
ánimo, la ansiedad, la alerta y las emociones son responsables de la liberación de los
neurotransmisores dopamina, noradrenalina, serotonina y acetilcolina. Este proceso se
lleva a cabo mediante el contacto de sus axones con el hipocampo, la amígdala y la
corteza entorrinal, la corteza cingulada y la corteza parietal (Paz, et al., 2006).
27
Dentro de esta clasificación se encuentran a su vez la memoria semántica, que
contiene el conocimiento sobre hechos generales, y la memoria episódica que abarca
los datos autobiográficos (Ruetti et al.2009)
Memoria no declarativa
La memoria no declarativa se encarga de informaciones más subjetivas, como la
sensación de miedo que afecta a la amígdala y el aprendizaje de las habilidades
motoras, los hábitos y comportamientos. Ese tipo de almacenamiento se denomina
‘memoria de procedimientos’ (Hotermans, et al., 2006). Aunque la memoria de
procedimientos también se almacena en la corteza, su recuperación es diferente a la de
la memoria declarativa; la memoria de procedimientos se recupera de manera
inconsciente (De Carvalho-Machado, et al., 2005).
La memoria no declarativa, frecuentemente denominada ‘memoria implícita’, es el
resultado de la experiencia adquirida a lo largo del tiempo por el individuo. La formación
de este tipo de memoria requiere cambios duraderos en las conexiones sinópticas y se
adquiere mediante la práctica y la repetición de los hechos que deben aprenderse,
dando lugar a un aprendizaje de larga duración (Press, et al., 2005). Las regiones
responsables son, básicamente, el núcleo caudado (inervado por la sustancia negra) y
el cerebelo. Sin embargo, algunas veces la memoria de procedimientos hace uso
también de los lóbulos temporales. Ese tipo de memoria difícilmente falla y sufre
modulación por variables emocionales. Su mayor influencia proviene de la vía sustancia
negra-núcleo caudado.
Algunas formas de memoria no declarativa son fenómenos de aprendizaje tales como
habituación, sensibilización y condicionamiento clásico e instrumental (Ruetti et al,.
2009).
28
3.4
N avegación espacial
La mayoria de los animales (entre ellos los roedores) necesitan disponer de un
buen sistema de orientación espacial para organizar sus conductas en el entorno en
que habitan. En condiciones naturales los roedores encuentran habitualmente el
alimento y el agua en determinados lugares del espacio, por ello, han de emplear algún
tipo de estrategia de navegación que les permita localizar y recordar el lugar donde se
encuentra la comida. Estas capacidades de los roedores también pueden estudiarse
experimentalmente en laboratorios, mediante el empleo de laberintos cuya solución
depende de la utilización de información espacial (Santín et al., 2000).
La navegación espacial se considera una conducta compleja, caracterizada por la
búsqueda de un lugar en el entorno y por el desarrollo de movimientos autocontrolados
en el espacio dirigidos a localizar un lugar no visible (Santín et al., 2000)
En 1978 O’Keefe y Nadel retomaron el estudio del espacio y de los procesos
psicobiológicos relacionados, los cuales ya habían sido abordados entre otros por
Tolman y Hull (Chamizo, 1990), y realizaron una clasificación sistemática en la que
estudiaron los problemas de la representación del espacio en el sistema nervioso. Esta
formulación teórica establece un sistema clasificatorio que englobaba prácticamente
todas las formas de navegación espacial mayoritariamente estudiadas en los
laboratorios de experimentación animal.
Los dos elementos básicos de la clasificación son la propuesta de dos sistemas de
navegación, neurobiológica y psicológicamente disociables: el sistema táxico y el
sistema cartográfico. El sistema táxico, a su vez, puede desarrollarse a través de dos
mecanismos: el aprendizaje de orientación y el aprendizaje de guía. En el aprendizaje
de orientación los animales basan su búsqueda en movimientos aprendidos durante la
ejecución de la tarea; en el aprendizaje de guia aprenden asociaciones entre los
estímulos señal y la meta. Estas dos formas de navegación se explican mediante
paradigmas asociativos de condicionamiento. Sin embargo, el sistema cartográfico se
29
basa en la memoria sobre la localización de un lugar con respecto a la configuración de
pistas disponibles en el entorno circundante (Chamizo, 1990).
Recientemente, se ha prestado interés a otra forma de solucionar problemas de tipo
espacial, basada en una propuesta formulada por Charles Darwin en 1873. Esta forma
de navegación espacial consiste en un proceso de actualización de la información, que
permite que un animal en movimiento pueda mantener en su memoria la huella sobre la
localización de un lugar de salida en relación con su posición actual, medíante el
procesamiento de la información sobre los movimientos recabados durante el camino
recorrido (información basada en la ruta). Esta teoría sobre la navegación espacial
recibe el nombre de integración de la ruta y se desarrolla principalmente cuando las
pistas ambientales no ofrecen información suficiente o en ambientes desde el punto de
vista de la estimulación muy homogéneos o ambiguos (Benhamou, 1997; Taube, et al.,
1996; Whishaw, 1998; Santín et al., 2000)), aunque para algunos autores forma parte
de la navegación normal (Whishaw 1998). A medida que la navegación progresa, la
aceleración, la distancia y la dirección se miden y se integran para que la posición
actual se actualice constantemente con respecto al punto de salida. Aún se desconoce
cuáles son las pistas que los anímales emplean para aplicar esta estrategia, pero se
cree que pueden obtener estimaciones sobre la velocidad, distancia y dirección
mediante la utilización de pistas anestésicas y señales vestibulares; no obstante, no se
descarta la posibilidad de emplear pistas procedentes de otros sistemas sensoriales
(Whishaw 1998).
Por lo tanto, los roedores pueden adoptar cuatro formas principales de navegación para
la resolución de tareas espaciales: orientación, guía, cartográfica e integración de la
ruta (Santín et al., 2000). Estas permiten encontrar lugares concretos en un ambiente,
tanto natural como de laboratorio. En todas ellas, es necesario que los sujetos formen
‘memorias’ para poder recordar dónde se encuentra un lugar; no obstante, la memoria a
formar en cada una de estas formas de navegación posiblemente sea diferente
(determinada por la clase de información que se procesa y representa, así como por los
circuitos nerviosos que sustentan la formación de las diferentes memorias). A pesar de
30
la existencia de memorias diferentes en cuanto al contenido y a los sistemas cerebrales
subyacentes, éstas se construyen y emplean mediante los mismos procesos generales:
codificación, almacenamiento y recuperación de la información que permite identificar
un lugar.
Estos procesos son necesarios para almacenar la información sobre el
espacio y poder recuperarla cuando los individuos lo necesiten.
Posiblemente, la diferencia en estos procesos, en cada una de las cuatro formas de
navegación
espacial,
se
halle
en
los
mecanismos tanto
psicológicos
como
neurobiológicos que los componen. De este modo, parece razonable suponer que lo
que un animal ha de representar cuando aprende una tarea espacial empleando una
estrategia de orientación es completamente diferente a lo que representa cuando guía
su orientación utilizando estrategias. Así, en el primer caso, la conducta espacial estaría
guiada por movimientos estereotipados con los que los anímales pueden llegar a un
lugar; no obstante, este aprendizaje no implica establecer relaciones entre los objetos,
lo que el animal aprende es la mera repetición de movimientos y giros corporales
concatenados; en el segundo caso, el empleo de una estrategia cartográfica implica el
aprendizaje de relaciones entre los objetos (Chamizo & Mackintosh, 1989; Roberts,
Pearce, 1998).
Se desconoce cuáles son las representaciones que se construyen y emplean en esta
clase de aprendizajes. Principalmente se establecen dos teorías que proponen dos
tipos de representaciones diferentes:
1. La teoría del mapa cognitivo (O’Keefe y Nadel, 1978): defiende que los animales
representan relaciones espaciales, de tipo topográfico entre los estímulos, y para ello
realizan cálculos métricos, como la estimación de la distancia y relaciones angulares
entre los objetos.
2. La teoría relacíonal (Eichenbaum, 1999), propone que el aprendizaje espacial no se
reduce a las formas sencillas de aprendizaje asociativo, aunque tampoco es necesario
explicarlo en función del aprendizaje y uso de las relaciones topográficas entre los
31
estímulos ambientales; indudablemente niega la necesidad de fom ar mapas cognitivos
en sentido estricto.
32
3.5
Á reas del ce re b ro re la cio n a d a s con el a p re n d iza je y m em oria
El hipocampo es una estructura crítica para procesar y recordar información
espacial y contextual, su lesión o la de sus vías de salida de información, como el
fórnix, afecta al aprendizaje de tareas en los laberintos radiales o de agua.
El hipocampo parece desempeñar un papel fundamental en la ejecución de tareas
espaciales; en 1971, John O’Keefe y Jonathan Dostrovsky descubrieron que existen
neuronas del hipocampo que se activan específicamente cuando el animal está en una
localización determinada de un ambiente (Nadel & Eichenbaum, 1999). Por ello, se les
llamó células de lugar; anatómicamente, estas neuronas son células piramidales de la
región CAI y CA3 (Muller, 1996). Se ha propuesto que las células de lugar forman parte
de un mapa cognitivo en el hipocampo y se ha considerado a estas células como
elementos de una representación cartesiana del ambiente (Nadel & Eichenbaum, 1999).
Se ha demostramos que se puede producir sinaptogénesis en las fibras mugosas (FM)
del hipocampo en el stratum oriens (SO), después de someter a ratas adultas a
sesiones repetidas de aprendizaje espacial en el laberinto acuático de Morris (RamírezAmaya et al., 1999). Ramírez-Amaya, et al (2001), discutieron la relevancia funcional de
la sinaptogénesis observada en el área CAS en la formación de la memoria espacial. En
este trabajo se encontró que los animales que se entrenaron durante 5 días en el
laberinto acuático son los que recordaban mejor la tarea una semana y hasta un mes
después, comparado con aquellos animales que se habían entrenado uno o dos días.
Además, estos datos se correlacionan positivamente con un incremento sustancial de
las proyecciones de las FM hacia el SO en CAS, sugiriendo que estas nuevas
proyecciones podrían relacionarse con la formación de la memoria a largo plazo y la
representación espacial.
El hallazgo de las células de lugar hizo que, en 1978, O’Keefe y Nadel propusieran la
teoría del mapa cognitivo. Según la cual, el hipocampo podría ser la estructura cerebral
a través de la cual se formaría un mapa cognitivo que permitiría a la rata conducirse en
su entorno, es decir, el animal gracias a su hipocampo podría establecer una
representación cerebral de las relaciones espaciales de su entorno apreciando
33
distancias y relaciones entre estímulos. Experimentos con animales en el MWM apoyan
esta teoría, pues las lesiones de hipocampo como de otras estructuras de formación
hipocampal causan un grave deterioro en esta tarea, también sugieren la implicación
del sistema hipocampal en la formación de asociaciones o representaciones complejas
entre los estímulos (Eichenbaum, 1999; D’Hooge y De Deyn, 2001). Esta idea
concuerda con la evidencia neuroanatómica y neurofisiológica que muestra como el
hipocampo íntegra múltiples áreas corticales relevantes para la percepción y la
memoria, interviene en la codificación de las asociaciones entre las características
espaciales y temporales de los estímulos ambientales (Daselaar, et al., 2006; Kesseis,
et al., 2001). El hipocampo, por tanto, podría actuar como un “instrumento puente” que
permitiría integrar los diferentes rasgos conductuales de la información en sus
ambientes (Eichenbaum, 1999; Daselaar, et al., 2006).
Se ha visto que las ratas con lesión hipocampal presentan déficits en la adquisición y
retención de la tarea con plataforma escondida pero no en la tarea con plataforma
visible. No obstante, las ratas con lesión hipocampal son capaces de localizar la
plataforma escondida si se encuentra siempre en la misma distancia y dirección de una
clave visible (Pearce, et al., 1998), demostrándose que la habilidad para usar un vector
director
se encuentra preservada en estos animales. El deterioro del aprendizaje
espacial de las ratas con lesión esta proporcionalmente relacionado con el volumen de
tejido hipocampal dañado. Asimismo, las lesiones del hipocampo dorsal producen
mayor deterioro que las del hipocampo ventral (Moser, et al., 1993, Moser et al., 1995).
Los déficits en el aprendizaje espacial que presentan las ratas con lesión hipocampal
con ácido iboténico presentaron graves dificultades para aprender la plataforma
escondida pero no para adquirir una tarea de discriminación no espacial (Gallagher &
Holland, 1992) o una tarea de discriminación basada en la aversión al gusto (Skinner et
al., 1994).
Redish y Touretzky (1998) han propuesto dos funciones hipocampales en la solución de
la tarea en plataforma escondida del MWM: autolocalización y repetición de la ruta. La
autolocalización hace referencia a la capacidad de los animales para determinar su
posición en el ambiente y en relación al objetivo (plataforma escondida). La repetición
34
de ruta es un proceso de memoria que permite al animal hacer y deshacer rutas de
forma rápida dentro de ese ambiente. De acuerdo con estos autores estas capacidades
dependen de la combinación de capos espaciales hipocampales y de los procesos de
potenciación a largo plazo (PLP). Algunos autores han sugerido asimismo que la PLP
hipocampal sería la base neuronal del aprendizaje hipocampo-dependiente, pero esta
visión aún no ha sido probada de forma concluyente (Bliss, 1998). De hecho, otros
autores han demostrado que el aprendizaje en el MWM es posible en animales donde
se han bloqueado los procesos de PLP y también que la ejecución en el MWM puede
afectarse cuando se facilita la PLP (Caín, 1997)
El hipocampo forma parte de tres fases diferentes pero relacionadas: una fase de
adquisición, una segunda fase de formación de la memoria y una tercera, que es la fase
de recuperación. Durante la adquisición, recibe información de la corteza prefrontal que
está relacionada con la corteza entorhinal y con el giro dentado (Fuster 2000).
Probablemente otras regiones corticales (Frontal, cingular y occipital) también participan
en el almacenamiento a largo plazo. Por ellos, se considera al hipocampo como un
almacén transitorio de la información adquirida, hasta que se transfiere a un deposito a
largo plazo (fundamentalmente a la corteza cerebral). Es además una estructura clave
en la consolidación de la memoria y en los procesos de integración de los estímulos del
medio externo (Squire & Zola-Morgan, 1988)
Se ha observado que las ratas con lesiones en la corteza prefrontal, a diferencia de
las que tienen lesiones en la corteza parietal, presentan déficits en la adquisición del
aprendizaje en el MWM (Mogensen, et al., 1995). Las ratas con lesiones prefrontales
parecen capaces de utilizar claves distales para localizar la plataforma escondida pero
presentan déficits en los procesos de planificación, impidiéndose así la formación de
una adecuada representación de la secuencia de movimientos necesaria para alcanzar
la plataforma (Granon & Poucet, 1995; Mogense, et al., 1995).
Algunos estudios han demostrad que los anímales con lesiones del fomíx pueden
resolver una tarea espacial en el LAM guiándose por claves distales (Eichenbaum, et
al., 1990). Lo que caracteriza la conducta de estos sujetos lesionados es la inflexibilidad
35
de su respuesta, mostrando una ejecución muy inferior a los sujetos control cuando se
utilizan múltiples puntos de salida o se eliminan algunas de las claves ambientales, pero
una ejecución normal cuando los ensayos reproducen exactamente las condiciones
iniciales en las que se adquirió el aprendizaje (Eichenbaum, et al., 1990).
McNaughton, et al., (1989) descubrieron unas células en la corteza parietal con
propiedades complementarias a las células de lugar del hipocampo. Su actividad
parece relacionarse con la orientación de la cabeza con respecto al entorno,
independientemente de su localización, apoyando la hipótesis de que la corteza parietal
integra y procesa tanto información visual como relativa al movimiento, ya que su lesión
deteriora la ejecución en tareas espaciales. El hipocampo estaría más implicado en el
procesamiento de señales distales y la corteza parietal con las proximales (Cressant, et
al., 1997). La contribución de la corteza parietal al procesamiento de la información
espacial podría depender del grado de funcionalidad del hipocampo (Thinus-Blanc, et
al., 1996), aunque el papel de estas dos estructuras no puede aislarse de otras áreas
cuya actividad está implicada en la integración y procesamiento que se hace del
entorno.
Por otro lado, se ha visto que las lesiones del núcleo accumbens, que actúa como una
especie de “puente” entre el sistema límbico y motor (Ploeger, et al., 1994), deterioran
la ejecución en el laberinto acuático de Morris. También se ha sugerido que el
neoestriado (núcleo caudado y putamen) intervendría en la organización espacial de la
conducta aunque de forma distinta al hipocampo. El putamen sería el sustrato neural de
la localización espacial “alocentrica”, relacionada con la formación de los mapas
cognitivos; mientras que el núcleo caudado intervendría en la localización “egocéntrica”
(basada en la propia situación del cuerpo) (Devan, et al., 1996). Las lesiones cerebrales
deterioran también la ejecución en el MWM, sugiriendo su implicación en los aspectos
procedimentales de la tarea (D’Hooge y De Deyn, 2001). Otra región cerebral como el
tálamo, participaría en el aprendizaje espacial actuando como principal estación de
relevo (Conway, 1998).
36
El cerebelo es considerado el área cerebral esencial para el condicionamiento
demorado de parpadeo (McCormick, et al., 1982). Este paradigma tiene la característica
de ser un aprendizaje que se mantiene en animales con lesiones hipocampales.
La amígdala participa fundamentalmente en algunos tipos de aprendizaje, como por
ejemplo, el acercamiento a estímulos positivos o negativos, el condicionamiento del
miedo y la preferencia de lugar condicionada (Davis, 1992; Fanselow & Kim, 1994;
LeDoux, 2004; McDonald & White, 1993).
El lóbulo temporal medial (y las estructuras díencefálicas) también se encuentran
involucradas en algunos procesos de aprendizaje y memoria. Estas estructuras están
implicadas en la capacidad para la recolección consiente de eventos (memoria
declarativa) pero no son necesarias para algunas formas no consientes (memoria no
declarativa).El sistema de memoria compuesto por el lóbulo temporal medial
(hipocampo, corteza entorhinal, perirhinal y parahipocampal) funciona como un almacén
temporal de la memoria, mientras que la neocorteza actuaría como un deposito más
permanente y a largo plazo, y es independiente del funcionamiento del lóbulo temporal
medial (P. Alvarez & Squire, 1984).
El lóbulo temporal medial dirige el reconocimiento de experiencias recientes hacia los
múltiples sitios corticales que constituyen una representación de la memoria; a medida
que transcurre el tiempo luego del aprendizaje se produce una consolidación gradual de
la memoria (Damasio, 1989; Squire, 1987).
37
3.6
Modelos experimentales para el estudio de la memoria en animales
Existen distintas pruebas que fueron disenadas para estudiar procesos de
memoria en animales, que consisten en exponer a los sujetos ante una situation de
aprendizaje y luego evaluar la retention de la tarea realizada durante el entrenamiento.
Los procedimientos experimentales mas utilizados con esta finalidad son:
Laberinto radial de ocho brazos: El laberinto radial (radial-arm maze) desarrollado por
Olton y Samuelson se utiliza en ratas y ratones para evaluar la memoria de trabajo
(Olton & Samuelson,
1976), aunque tambien ha sido adaptado para estudiar
conjuntamente este tipo de memoria y la de referencia (Beatty, 1984; Mishima,
Higashitani, Teraoka & Yoshioka, 1986).
El aparato utilizado habitualmente (figura 5) consiste en ocho brazos identicos, los
cuales parten de un area central. Un recipiente con alimento (recompensa) se situa al
final de cada brazo del laberinto. Esta tarea consiste en entrenar a los animales para
que recorran el laberinto en busca del reforzador (alimento). En cuatro brazos del
laberinto se coloca alimento, mientras que los restantes permanecen vacios (no
reforzados). La medida dependiente que se registra es el numero de errores de la
memoria de referencia (ingreso a brazos no reforzados). Tambien se tienen en cuenta
otras medidas como el numero de errores de memoria de trabajo (reingreso a un brazo
donde el reforzador ya fue consumido o a un brazo no reforzado), el ingreso a un brazo
reforzado sin consumir la recompensa y la latencia de entrada a cada brazo (Jonasson,
2005).
Figura 5 Laberinto radial de 8 brazos Tomada de
http //homepage psy utexas edu/Homepage/Class/Psy308/Salinas/leaming/radialmaze g.f
Laberinto de Barnes: esta prueba permite estudiar el aprendizaje y la memoria
espacial, la memoria de trabajo y de referencia, y la memoria a corto y largo plazo, asi
como otras tareas mas complejas en ratas y ratones. Fue disenado por Barnes en la
Universidad de Arizona y consiste en un laberinto seco donde se utilizan luz y ruido
como estimulos aversivos. El refuerzo que recibe el animal es escapar de estos
estimulos. El laberinto esta constituido por un disco de plastico opaco elevado del suelo
mediante un tripode (Figura 6). A lo largo del perimetro del disco se distribuyen 20
agujeros de 5 cm. de diametro y debajo de uno de ellos se coloca un cajon de escape
de plastico opaco. Se pueden situar diversas pistas espaciales alrededor del cilindro,
que permaneceran constantes durante todo el estudio, y tambien se pueden colocar
debajo de algunos agujeros cajones falsos en los que parece posible introducirse, pero
cuyo espacio disponible es en realidad tan pequeno que impide que el animal se pueda
esconder. Un foco de luz (de unos 150W) y un generador de ruido (sobre 80 dB)
constituyen los estimulos aversivos.
Figuta 6 labennto de Barnes Tomada de
http /www med-associates com'maies'bames l*m
El procedimiento comienza con un entrenamiento que cosiste en colocar el animal en la
caja de escape y dejarlo alii durante un minuto, para continuar un minuto mas tarde con
las diversas sesiones de exploration. Todas las sesiones empiezan colocando el animal
en el centro del laberinto en el interior de una "camara de initio", que consiste en un
cilindro opaco de unos 10 cm de alto. Al cabo de 10 segundos, se retira la camara de
inicio, se conectan la luz y el zumbido, y se deja que el animal explore el laberinto. El
estrés producido por estos estímulos induciría al animal a buscar un espacio cerrado
donde esconderse.
La sesión termina cuando el animal encuentra el túnel de escape o cuando transcurren
5 minutos, momento en el que se le introduciría manualmente en dicho túnel. Cuando el
animal entra en la cámara de escape, los estímulos aversivos cesan y se le deja en la
oscuridad un minuto antes de devolverlo a su jaula. El túnel de escape está situado
siempre debajo del mismo agujero, que se elige de forma aleatoria para cada animal.
La prueba se realiza durante varios días hasta que en siete u ocho pruebas
consecutivas se produzcan menos de tres errores. Se valoran el aprendizaje espacial y
la memoria midiendo el tiempo que invierte el animal en encontrar el cajón refugio y el
número de errores
40
4
Planteamiento del problema
Como se ha descrito anteriormente las variaciones metodológicas con respecto
al uso del MWM, han permitido identificar factores que pueden afectar el rendimiento
del animal en dicha prueba, tales como; el
sexo, especíe/cepa, edad, estado
nutricional, la exposición al estrés o la infección. Así como las lesiones en las distintas
áreas del cerebro: hipocampo, estriado, cerebelo, cerebro anterior basal y corteza
cerebral (D’Hooge et al., 2001). A pesar de su gran utilidad, no se ha reportado cual es
el número de ensayos óptimo en cada día de entrenamiento para producir una curva de
aprendizaje progresiva. Lo que se sabe es que ante repetidos intentos se logra
disminuir el promedio de latencia en los días de entrenamiento y que un valor de 10
segundos en promedio es indicativo para finalizar el entrenamiento (Jett et al.,
1997).Sin embargo, este criterio no es utilizado en los protocolos analizados. Ante esta
diversidad del número de intentos y los días utilizados para ello nos planteamos la
siguiente interrogante: ¿el número de intentos y los días de entrenamiento realizados
en el protocolo implementado en el laboratorio son suficientes para producir una curva
de aprendizaje de las ratas Wistar macho, de 21 días post-natales? O es necesario
incrementar los días de entrenamiento y los intentos por día?
5
Justificación
A pesar de que existe una variedad de protocolos para evaluar el aprendizaje y la
memoria espacial en roedores, no se ha encontrado algún reporte que mencione el
número de intentos y dias de entrenamiento idóneos para obtener una curva de
aprendizaje progresiva. Por tal motivo, en este trabajo se pretende determinar si el
número de intentos y dias de entrenamiento utilizados en el protocolo implementado
en el laboratorio de Neurotoxicología requiere ser modificado.
6
Hipótesis
Un entrenamiento de seis intentos durante tres dias es suficiente para generar
una curva de aprendizaje.
41
7
Objetivos
7.1
Objetivo general
Determinar si el incrementar el número de intentos y días de entrenamiento el
MWM produce una curva de aprendizaje progresiva mayor que la obtenida con el
protocolo implementado en el laboratorio de Neurotoxicología.
7.2
Objetivo particular
Comparar las diferentes curvas de aprendizaje progresiva obtenida con seis y
ocho intentos por tres y cinco días de entrenamiento.
42
GRUPO 1
Día
21
21
22
24
23
Días posl-natales
GRUPO 2
Día
22
21
21
24
23
Dias post-natales
Día
GRUPO 3
21
21
22
23
24
25
26
Días post-natales
Dia
GRUPO 4
21
21
22
23
24
25
26
Dias post-natales
F ig u ra 7: Diseño experim ental para cada grupo
44
Al finalizar los días de entrenamiento cada grupo tuvo un día de “prueba de ensayo” o
también conocida como “prueba final” en la cual solo se hace un intento.
8.3
Técnica para uso de Laberinto Acuático de Morris
El MWM consistió en una piscina de paredes lisas con un diámetro de 85 cm y
50 cm de profundidad con una
plataforma de acrílico de 4.7x 4.7 cm cuyo soporte
tiene una altura de 33 cm. En las paredes del cuarto donde se colocó la piscina se
pegaron 4 figuras tridimensionales (triángulo equilátero, circulo, cuadrado y pentágono)
que sirven de referencia a los animales.
La piscina estuvo dividida en cuatro cuadrantes. Durante la prueba la rata se colocó en
un cuadrante diferente en cada intento; el cuadrante fue asignado al azar, omitiendo en
el sorteo el número del cuadrante donde se encuentra la plataforma.
Cada grupo se sometió a la prueba de MWM, el cual consta de las siguientes etapas:
Pre-entrenamiento: se hizo únicamente el día uno de experimento, durante esta etapa
la plataforma es visible, se hicieron 3 intentos y se le dan 30 segundos de nado para
que encuentre la plataforma, 10 segundos de descanso sobre la plataforma y 30
segundos de descanso en la caja de ambientación.
Entrenamiento: en esta etapa la plataforma fue oculta, el número de intentos y días
variará de acuerdo al grupo experimental con que se esté trabajando. Se le permite a la
rata 30 segundos de nado para que encuentre la plataforma, 10 segundos de descanso
sobre la plataforma y 30 segundos de descanso en la caja de ambientación.
51 durante los 30 segundos que se le dan a la rata para que encuentre la plataforma no
lo logra, entonces el entrenador deberá guiar a la rata hacia la plataforma y
posteriormente ser tratada como a las que si encontraron la plataforma.
Prueba de ensayo: se realizó el día posterior al último día entrenamiento y se hizo un
intento, la plataforma se retiró de la piscina, el cuadrante del que partió la rata es
elegido al azar y se dan 30 segundos de nado libre.
45
En el cuarto de conducta se colocó una cámara en la parte central del techo la cual va
conectada a una computadora que se localiza en la parte exterior del cuarto, se fue
grabando el recorrido que hace la rata durante la prueba y posteriormente los videos
fueron analizados con el software OASPADVid para el procesamiento y adquisición de
datos a través de video.
46
9
A nálisis estadístico
Los datos se presentan como medias ± error estándar de la media (S.E.M.) Para
la comparación de los resultados obtenido en los días de entrenamiento se utilizó
ANOVA de dos vías de medidas repetidas y para comparar el tiempo de permanencia
en el cuadrante target se utilizó una ANOVA de una vía, seguido de una prueba post­
hoc de Bonferroni. Utilizando el programa Sigma Stat versión 3.5. El valor de P :S0.05 se
considera como significativo.
10
Resultados
Respecto al test conductual tenemos los siguientes resultados:
a).- Efecto del número de intentos sobre la curva de aprendizaje:
GRUPO 3
GRUPO 4
— GRUPO 1
GRUPO 2
S.
ra
Ti
20-1
♦- '-'í>
s
2 10
' ' i
3
O'ia
Figura 8.- Efecto del núm ero de intentos sobre la curva de
aprendizaje. En el grupo uno se utilizaron 6 intentos por tres días
de entrenamiento. En el grupo dos se utilizaron 8 intentos por tres
días de entrenamiento. Obsérvese que no existe diferencia
significativa |F (2.42)=1.014; P=0.338] entre los gmpos. Los datos
se representan como la m edia ± E.S.M.
Figura 9 .- E fec to d e l n ú m e ro d e in ten to s s o b re la c u rv a de
ap re n d iza je . En el grupo tres se utilizaron 6 intentos por dnoo
días de entrenamiento. En el grupo cuatro s e utilizaron 8 intentos
por cinco días de entrenamiento. O bsérvese que no existe
diferencia significativa F (2 .7 0 )= 3 .9 4 ; P = 0.09 5) entre los grupos.
Los datos s e representan como la m e d ia ± E.S.M.
47
b).- Al realizar el analisis del tiempo promedio de latencia obtenido en el dia tres de
entrenamiento observamos lo siguiente:
20
A
_ 15
v>
GRUPO2
A
GRUPO3
6 9
10
GRUPO 1
CS
GRUPO 4
3
Oia
Figura 10.- Efecto del numero de entrenamiento sobre el
promedio de latencia en el tercer dia de entrenamiento. En
donde osservamos que existen diferencias signrficativas (P<0.001)
entre los animales de los grupos 1. 2. 3 y 4. Los datos se
representan como la media ± E.S.M.
c).- Distancia recorrida por los roedores durante la prueba de laberinto acuatico de
Morris
40C
GRUP01
GRUPO2
30C
Z
20C
5
IOO
P<0.001
2
Dx
Figura 11.- Distancia recorrida por los roedores para localizar la plataforma
en el MWM. En el grupo uno se utilizaron 6 intentos por tres dias de
entrenamiento. En el grupo dos se utilizaron 8 intentos por tres dias de
entrenamiento . O&servese que existe diferenaa significativa (P<0.001) entre
amoos grupos. Los datos se representan como la media ± E.S.M.
•• GRUPO 3
GRUPO 4
Figura 12.- Distancia recorrida por los roedores para localizar la
plataform a en el MWM. En el grupo tres se utiizaron 6 intentos por cinco
días de entrenamiento. En el grupo cuatro se utilizaron 8 intentos por cinco
días de entrenamiento. Obsérvese que no existe diferencia significativa
(P =0.096) entre los grupos. Los datos se representan como la media ±
E.S.M.
d).- Velocidad de nado utilizada por los roedores que conformaron los grupos de
estudio.
Oía
Figura 13.- Velocidad de nado de los roedores en el MWM. En el grupo uno
se realizaron 6 intentos por tres días de entrenamiento. En el grupo dos se
realizaron 8 intentos por tres días de entrenamiento Obsérvese que existe
diferenda significativa (P<0.001) entre ambos grupos Los datos se representan
como la m e d ia l E.S.M.
49
•. GRUP03
•t GRUPO4
P=0.011
Figura 14.- Vélocídad de nado de los roedores en el MWM En el grupo tres
se realzaron 6 intentos por cinco días de entrenamiento. En el grupo cuatro se
realizaron 8 intentos por cinco días de entrenamiento. ODsétvese que existe
diferencia significativa (P=0.011) entre ampos grupos. Los datos se representan
como la media tE.S.M.
e).-lntegrando los valores obtenidos de los parámetros evaluados al día tres de
entrenamiento en el MWM podemos observar los siguientes resultados;
1
Grupo 4
Diferencia
estadísticamente
Grupo 1
Tiempo de
latericia
Velocidad
de nado
12.6311.4
16.2811.16
14.6611.17
1511.39
Si P<0.001
15.0510.64
13.3910.62
9.9410.74
16.0310.74
205.21l27.83
225.81127.09
147.68l16.79
218.64124.05
Si (1vs2, 2vs4,
2vs3) P<0.001.
No (1vs4) P>0.05
No P>0.05
Distancia
recorrida
Grupo 3
Grupo 2
Parámetros
evaluados
8 intentos
6 intentos
significativa
Tabla 1.- Parámetros eva uados en el día tres de adquisición del aprendizaje. En la
presente tabla se muestran los resultados obtenidos en los parámetros evaluados, al
día tres, durante la adquisición del aprendizaje en el laberinto acuático de Morris. Los
resultados se presentan como media ± E.S.M.
50
f).- Prueba de ensayo.
Se grafican el promedio del tiempo de permanencia en el cuadrante en el que
estuvo el roedor el mayor tiempo durante la prueba de ensayo. Coincidentemente es el
cuadrante target para todos los grupos.
O
GRUPO 1
GS3 G R U P O 2
O
GRUPO 3
Q
GRUPO 4
3
Dia
Figura 15. Tiempo de permanencia de los roedores en el cuadrante
objetivo (target).Despues de la fase de adquisicion de aprencSzaje se
evalua la memoria. Todos los roedores no mostraron diferencia significativa
en el desempeno de esta prue&a (P>0.05).
11
Discusión
Los resultados obtenidos en cuanto al aprendizaje, revelan que no existe
diferencia significativa (P=0.338) entre realizar 18 o 24 intentos, a pesar de que
gráficamente se observa una curva progresiva cuando se realizan 24 intentos (figura 8).
No obstante ambas curvas reflejan la adquisición del aprendizaje espacial debido a la
diferencia significativa entre los días de entrenamiento 1 y 3 (P<0.001) ó 2 y 3 (P=
0.003), criterio que ha sido observado en los trabajos de Morris, G. (1981); Jett, D., et al
(1997); Prados, J. & Trobalon, F. (1998) para demostrar que el roedor adquiere un
aprendizaje espacial. Lo mismo sucede al incrementar el número de intentos a 30. Sin
embargo, esto se modifica cuando se entrena a los roedores con 40 intentos (figura
10), el promedio de latencia
incrementa y esto se debe quizás a un cansancio del
roedor al ejecutar la tarea, el cual se ve reflejado en el incremento del tiempo.
Por otro lado, en la curva que se obtiene con los 40 intentos (figura 9) se observa una
evidencia de aprendizaje hasta el quinto día, cuando se presenta diferencia significativa
(P=0.030) al comparar el tiempo promedio de latencia del primer día contra el quinto.
Dentro de las implicaciones que esto tiene se encuentra un mayor tiempo de
mantenimiento de los roedores, lo que impacta en un gasto mayor en la alimentación de
los mismos.
En cuanto a la distancia y la velocidad de nado, que son las conductas más específicas
del desempeño de los roedores(Gerlai, 2001), tenemos que el grupo de roedores que
recorrió menor distancia fue el dos con 205.4 cm, lo que sugiere que ubicó la plataforma
en forma más precisa y no requirió buscarla por toda el área del laberinto; no obstante
su velocidad de nado fue 10.51 cm/S.( es la menor de todos los grupos) y se esperaría
que fuese la mayor, debido a que ha aprendido el lugar donde se ubica la plataforma.
No obstante, al comparar los parámetros evaluados entre todos los grupos el día tres
de entrenamiento (tabla 1), encontramos diferencias significativas (P<0.001) en latencia
entre los cuatro grupos, sin embargo, aunque existan estas diferencias, lo que para
nosotros resulta relevante es el grupo que obtiene el menor tiempo en encontrar la
52
plataforma, en este caso sería el grupo uno. En cuanto a la velocidad, encontramos que
el grupo dos es significativamente diferente (P<0.001) al grupo uno, tres y cuatro; en
este caso lo que nos interesa es el grupo que obtiene la mayor velocidad de nado, en
este caso es el grupo cuatro seguido del grupo uno, los cuales no presentan diferencias
significativas (P>0.050) entre sí, por lo tanto nosotros elegimos el grupo uno, ya que
sólo se realizan seis intentos por día de entrenamiento ( tres) y se obtiene un resultado
similar al grupo cuatro que realiza ocho intentos por día de entrenamiento (cinco). En la
distancia recorrida no encontramos diferencias significativas (P>0.050) entre los grupos,
el grupo que nos interesa de este parámetro es el que recorre la menor distancia para
localizar la plataforma, en este caso sería el grupo dos, pues es el que demuestra haber
recorrido menor distancia para localizar la plataforma, sin embargo, también podríamos
elegir el grupo uno, aunque muestra un valor más elevado comparado con el grupo dos,
ya que estadísticamente no presentan diferencias significativas y en el grupo uno se
realizan 3 días de entrenamiento con 6 intentos y en el grupo dos ocho intentos en igual
tiempo.
Por otro lado, durante la prueba de ensayo (figura 15) que valora la memoria adquirida
por los roedores, no encontramos diferencias significativas (P>0.050) en el tiempo que
pasaron en el cuadrante objetivo, por lo tanto, todos adquirieron la estrategia para
encontrar la plataforma por lo que memorizaron la ubicación de la misma.
53
12
Conclusión
Los resultados obtenidos apoyan que el mejor protocolo para obtener una curva de
aprendizaje progresiva requiere 18 intentos distribuidos en tres días de entrenamiento.
El incrementar los intentos o los días de entrenamiento no mejoran dicha curva.
Por lo tanto, este resultado permite verificar el protocolo utilizado en el Laboratorio de
Neurotoxicología para evaluar el aprendizaje y la memoria espacial de roedores de 21
días postnatal utilizando el Laberinto acuático de Morris
54
13
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