2. Metodos de Investigacion en La Biopsicologia Pinel

5/17/2018 2. Metodos de Investigacion en La Biopsicologia Pinel

1/32

PARTE 1Metodos deestudie del sistema nerviosoMetodos de visualizacicm del cerebrehumano vivoRegistrc de la actividad ,psioofisiologicahumanaNtetodos .invasiv05eninvestigad6nfisiol6gicaMetodos de investigaci6n farmacologicaIngenieria geneticaPARTE 2Metodos de investigaciondelcomportarniento en biopsicologiaPruebas neu ro ,p s ic ;: oI6g. ic ; ;a sMetodos ccnductuales dela neurocieaeiacognitivaParadigmas biopsicologico.s de hi conductaanimal


2/32

n los C apftulos I y 2 se han introducido los interesesgenerales, ideas y enfoques que caracterizan labiopsicologfa. En los Capftulos 3 y 4 se ha aparcadotemporalmente la introduccion a la biopsicologfa paradar paso a la presentacion de los temas basicos deneuroanatomia, neurofisiologla y neuroqufmica. Estccapftulo ahonda en el meoIlo de la biopsicologia; sedescriben las actividades cotidianas especfficas en ellaboratorio de biopsicologla. Pretende prepararle para

los capitulos que siguen y profundizar en su cono-cimiento de la biopsicologia mediante la descripciondel metodo de investigacion que emplean los biopsico-logos.

La estructura de este capitulo refleja la dualidadintrinseca de la biopsicologia. El capitulo consta dedos partes fundamentales: una que trata de los meto-dos de estudlo-del sistema nervioso y, la otra, que tra-ta de los rnetodos de estudio del comportamiento.

PARTE 1 I METODOS DE ESTUDIO DEL SISTEM A NERV IO SO-Metodos de visualizacion del cerebro humane vivoAntes de la decada de los afios setenta, la investigacionbiopsicologica estaba obstaculizada por la imposibili-dad de obtener imagenes del organo de interes princi-pal: el cerebro humane vivo. La imagen por rayos Xtradicional es practicamente imitil en este caso. Parapoder tomar una imagen par rayos X, se pasa un hazde rayos X a traves de un objeto y luego a una placafotografica. Cada molecula que atraviesa el haz absor-be una parte de la radiacion; asi pues, unicamente lafraccion del haz que no ha sido absorbida alcanza laplaca fotografica, La imagen por rayos X es efectivapara caracterizar las estructuras internas que difierensustancialmente de su entomo en 1 0 que se refiere algrado de absorcion de los rayos X; por ejemplo, unrevolver dentro de una maleta lIena de ropa, 0 un hue-so dentro de un cuerpo. Sin embargo, cuando el haz derayos X atraviesa las numerosas estructuras que sesolapan en el cerebro, que difieren solo Iigeramenteunas de otras en el grado de absorcion de los rayos X,ofrece muy poca informacion sobre la forma de cadauna de las estructuras par las que ha pasado.

r Rayos X de contrasteA pesar de ser practicamente imitil para visualizar elcerebra en sf mismo, la imagen por rayos X se haempleado desde haec mucho para la observacion de doscompartimentos dentro del cerebro: el sistema ventricu-lar cerebral y el sistema circulatorio cerebral. La obser-vacion se hace mediante tecnicas de rayos X de con-

traste, tecnicas de rayos X que consisten en la inyec-cion en uno de los compartimentos de una s us ta nc ia q ueabsorbe eficazmente los rayos X (una s us ta nc ia r ad io -opacas. Esta inyeccion aumenta el contraste entre elcompartimento y el tejido cerebral circundante.

La neumoencefalografia es una tecnica de rayosX de contraste que consiste en sustituir ternporalmen-te parte dellfquido cefalorraqufdeo por aire. Como elaire es radio-opaco, los ventrtculos y las fisuras cere-brales son claramente visibles en la imagen por rayosX. Hamada neumoencefalograma. Una deformacionlocalizada en un ventriculo 0 una fisura puede indicarla situacion de un tumor. y un aumento generalizadoen el Camano de los ventnculos y de las fisuras indicauna atrofia (degeneracion) cerebral difusa.

Otra tecnica de rayos X de contraste es la angiogra-fi a cerebral, un procedimiento para la observacion delsistema circulatorio cerebral por medio de la perfusionde un tinte radio-opaco a traves de la arteria cerebraldurante el registro de la imagen por ray os X (vlase la Fi-gura 5.1). Los angiogramas cerebrales son fundamental-mente utiies para la locauzacion de lesiones vascuiares,aunque el desplazamiento de los vasos sangufneos de suposicion normal puede indicar la situacion de un tumor.

I Tomografla computerizada de rayos XAl principios de la decada de los afios setenta, el estu-dio del cerebro humano vivo se revoluciono con laintroduccion de la tomograffa computerizada. La to-


3/32

Figura 5.'1, Un angiograma cerebral deun sujeto limo.

mou ra lf a cumpu[ cr iz :u .l a (Tel e .'. u na tc en ic a d e ra yo sX a sistid a pOI" computadora, que' puede x cr e rn pl ca dapara observar cl cncefulo y otras estructurus internas del,cuerpo vivo. En el transcurso de la tornogralla com pute-

Figur;l 5.2' Tomcgrafia c rebra I cornputeriznda (TAe) .

riz ad a c ere bra l. c l pacicnle n eu ro lo gic o p er rn an ec e te n-dido con la cabeza colocada 1 1 el centro de ua gran cilin-elm, como .e muestra en la Figura 5.2. A unlado delc ilin dr o s e : - ; 1 1 1 1 : 1 un tuba que pro_ ccia U I 1 . haz de rayo Xa traves de la cabeza haeia un detector de ruyos X situa-do en el i Iado opucsto. El tube y e l detectur de nlym Xgirun u ul om61iL :a 1l 1c nl c a lr ed ed ur e l l : la cabcza de lp a cie -n tc , a u n m is m o n iv cl de l c cr e hr o, to rn a nd o rn uc ha sim ug el1 cs iin divid ual'e~ p or ra ya s X a m ed id a que giran,La e sca sa il1.1tlmKlciol1 qu e proporcioll


4/32

Figura .53 Un barndo re . Observese el tumor en el lobule frontalIzquierdo (per convencion, el lado posterior es el de la parte inferiordelesC

Imagen por resonanefarnagnetica ( IRM}.Procedimiento por e! cual '"conrtruyen imagenel de altar esolvcicn de las structurescerebral". ill vivo a trove I dela' medida de ' , , 1 ondas queerniten los atonml dehidroge'1o CLlIf)do Ionact.iva -dm por ondas deJ '. ad io fr "o :u er tc .i ;) e n u n c ampom~gnctko.

To,nograffa; por "mision' dep ositro nes (T EP ). U nat~ -niea para la obse.vacion dela act ividad cerebral mediante'la rnedida de la accmulacrcnde 2-delo~igluco.;. radl'activa(2-DG) 0 de ilgua radlsctiva

11 di,tinta~ parte. del ceiebro,2-delo~igruc()!", (Z~DG,).

Su~Ml1cia Ilmil 'ar .a I~gluC01


5/32

L a RM puede ernplearse par;;! producir imagene! en dos di-m en!io nes d secciones cerebrates. Aqui obs rvarnos I 'al rnisrna!ccion c r bral poco despucs y una sernanas despues de tar ad io te ra pia ( lo s v en tr ic ulo s estan bard ados n arnarillo]: la

ru dia cti a ell /( 1 arteria curtuida del pa iente U a urtc-r ia de l L'IH;Llo que irriga el hemisferio rebral ipsilutc-rul) . D cbido a SII sern janza con la glucose, principalc ar bu ra n tc d e ll c er eb ro . la 2-d soxiglucosa cntra rapi-damcruc en las nCUrlIlJS activas (consurnidoras de

Figura 5,5 Im agen de resonancia m agnctica cstructural (RM ).

l . < J resonancia mi3gnetica se pu de empl ar pardproducir im agenes en tres dim ension es d el ce rebraenrero, (Cortesra de B ruce Fost r y Robert H are.Universidad de Br it is h Co lumb ia . )

terapia no ha parahzado I crectrniento d tumor (bord'eado enrojo], (Adaptado de Carmon et al., en pr nsa, par cortesia dNeil Roberts, U'niversidild d Liv rpool.]

.n cr gf u) , S in embargo, a difcrencia de la glucosa.Iu 2-deso 'iuJucosa no puede ScI" rnetabolizada, s a umu-1 : : . 1 en las neurona acti as basta qu . es gradualm .ntedesc: mpuesra. ada barrido TEP es una imagen d . 1m ,nivele de radiacrividad (indicados pm los disunios

M TODOS DE Vl5UALIZACION D L CEREBRO HUMANO VIVO 125


6/32

Despierto

Relajaoo Ondas alfa

Dormido

Suef io l profunda

I . . . : . . I1 segundo

F ig ura 5 .8 A lg un Qs electrcen cefato grern as tip ico s Y su s correlates psI(oI6gicOI.

Puesto que las sefia]es E EG deereccn en. am plitud arn ed id a q ue s e d ifu nd en d es de su fu en re.Ia c om pa ra cio nd e la s se fia le s re gistra da s e n d iv erso s punros d el c ue rocabelludo puede indicar a veces el origen tie ondas deter-m in ad as, E sta es Ia ra zo n p or la c ua l s e s ue le r eg is tr ar laaC ii vid ad EEG d e d iv er so s p un to s s im u lt an eam en te ,

En ocasiones, [as psicofisiologos estan mas intere-sados en las ondas EE G que acom pafian determ inadossucesos fisiclogicos que en la seiial EEG de fondo,Estas sen ales BEG de acompaflamienlO se suelenco no cer co mo potencialesevocados (PR). Un poten-cial evocado estudiado habitualmente es el potencialevoeado sensorial, e1 C ' U 1 1 b i o registrado en Ia serialEEG de 101cortezu que se produce por Ia presenciam om entan ea d e un estfrn ulo se nso rial, Com o se m ues-rra e ll Ia Figura 5.9. el EEG cortical que sigue a unesumuto sensorial tiene dos componentes: la respues-fa alestfmulo (la serial) y [a actividad EEG constantede rondo (el ruido), La seiial es la pane de todo regis-tro que resuha de interes: el ruido es la parte carente deel. EI problema a la hora de registrar potcnciales evo-cados sensoriales es que el ruido de fondo del EEG esa veces tan grande que enm ascara dicho potencial.M.ect\~ dQ ~.C l"\\:.U\1c'iQc:a (i'0 s.t;t\';',C'lt\'


7/32

SEigmentos de1 segundo de EEGde fondo~~~~~~.~~~~

Prornedlodel EEGdefondo -

Segrnentos de1 segundo de EEG conpotenciales evocados

Promedio ~ "'" ,...._del potencial! ~ .\_/ ...evocado Chasquldo -

Figura 5.9 EI promedio de un potencial evocado de natnraleza auditiva, 1 p rornedio aurnenta larelation. sefial-ruido.

lisegundo del origen y s e c alc ula el promedio de hJS1 .0 0U reg isrro s. E ste p ro ceso se rep ite su cesiv am ente a3 milisegundos de l origen y en adelante ..AI, hacer unzrafico con todos estes valores medics, la respuesta,~)ecliaprovocada por el chasquido resulra mas eviden-te, porque el EEG de fondo ha sido anulado al pr0111e-diarse la seiiul.Bn la Figura 5.9 se refleja el promediode un potencial evocado per una sellal. auditiva,

El anal isis del promedio de 10 .1 : patenciales evoca-dos se centra en diversos picos U ondas de la sella! pro-mediada. Cadaonda be caraceeriza pot &" 1 direccion,positiva 0 negutiva, y por su larencia. P or ejernplo, laonda P300 que se m uestra en la Figura .5 .1 0 es In ond apositiva cmitida unos 300 milisegundos despues de unestfrnulo de gran significado p ara el su jeto (S ulto n &Ruchkln .. 1984). Par el contrario, las ondas de peque-.5 0 tarnafio que se sucedert a . 1 0 largo de los pr imerosmilisegundos noestan influidas por el significado delcsnmulo para el sujeto. Estas ondas de pequefio tam a-

Potenc;ialesde campolelan.o

200 400 600T IempQ (mil isegyndps).

F ig !.! r" 5 .1 0 P ro m ed io d e u n p ote nc la iev oc ad o auditive.O b se rv es e 1


8/32

fio 'C conocen CorHOpotenciales de campo lejano , yaque aunquc se registrars a partir del cuero cabelludo , seOl'igjrtWl lejos, en los l luc!eos sensoriales del troll eodel cnecfalo,L a electroencefafograffa delcuero cabelludo con-sigue algo de 1 0 que no son: capaces las tecn icas delRM: es capaz de seguir laactividad nerviosn en riem-po real. A unque el increm ento de la aciividad neuronalse ernpieza a producir unos pocus m ilisegurtdos des-pLies de la experiencia que dispara esa actividad,memento en que s registrada instamaneamenre porrn ed io d e IL le le ctro en ce fu lo gra ffa , se re qu ie re n v ario ssegundos para que s ~produzcan cumbios en el flujosanguineo, con 1 .0 cual los registros de RM se f. alizanen base a varies sesiones de registros. La posibilidadd e r eg is tr ar la re 'pllCS'lus ncuronales ell l iempo real esm uy irnportanre: para .er capaces de comprender lass ec uc nc iu s d e Io sucesos cerebrales qu subyacen a lacognicion, es necesario seguir e 'lOS sucesos a medidaque tiencn lugar,

Aunquc la e le cu t e nce fnlo gra ffa e s rnuy c fic nz e ncuaruu a la r es otu ci on te m po ra l (I,~ capacidad parad ete ctu r d i fe re nc ia s e n e l tiempo). basta haec rnuy pocoh a fra ca s ad o e n c ua n to lila r eso luc i/m ( 's pacial (la cupa-c id ad p ara detecrur diferencias en la situacior, espucial) .C o n lo s p ro ce di rn ie nto s c on ve nc io na le s t ie e lc etr oe nc e-Caln gra i" ia , ~ 61 0 s e p ue de e stirn ar uproximadarnenre elorigcn d~ una determinada sefial. Sin embargo, las tee-nicas 1 ' 1 : 1 ( L S rnodernas q ue emp le an p ro gra rn us in fo rrn rlti-co s so fi st ic u do s y rnuchos elecrrodos son caprices delocalizar el origen de las sefiules con precisicn. La reso-lucian cspacial de esl


9/32

Senal EMG bruta

Senal EMGintegrada

Figura S.il Rclaoon entre una serial EMG bruta y 5U versionihtegrada ..EJsuJeto tense el rnuscule b ilJ O 1 05 electrodes y luego 10reJaj6 gradualmerlte ..

'L a sefin l integ rad a (p or cjcm plo .T a actividad EMGto tal p or u nid ad de tiern po ) se rep resen ta g nificam en -t eo EJ resultado es una C LI[vade c on to rn o su av e. cuyaam plitud representa una rnedida sencilla y continuadel nivel de tension muscular a 1 0 largo del. riernpo(I 'eas(' la F ig ura 5 .1 2) .

I Movfmiento ocuia rL a r ecn ic a e le crr ofisio lo gic a emp le ad a p am el registrod e lo s movimientos oculares ~e deno rn in a e le ct roo cu -lografia, yel registro resultanrc: electrooculograma( E OG) . L a electrooculograffase basa en el principled e q ue e xiste u na d ife re nc ia de p ote nc ia l e sta ble e ntr ef a parte delantera (positiva) del globe ocular y la trase-fa ( ne gut iv a) . Cuando el ojo se mueve, se produce unav ariacio nen el p oren cialelecrrico d eb id o al p oten cialestable, q ue se reg istra entre d os electrod es co locad osalrededor del ojo. Para m edir los m ovirnientos ocula-re s hor izonra le s , [0 habitual e s re gistra r 1 8.a ctiv id ad

EOG en tre dos electrodes situados a cada lado del ojo,y pa ra . r n ed ir 1 0 : : : rn ov im ien to s o cu lares v erticales, 1 0h abitual es registrar la activida d B OG entre d os c le c-rrodos colocados por enclma y por debajo del ojo (l'l)(l-se la Figura 5.13).

Conductancia de la pielLos pensamientos y la s experieucias ernocioriales seaso cian co n aum en to s de In capacidad de la piel paraconducir la electricidad. Los dos indices de Ilaaclil'idad electrodermica mas empleados SOI1 el nivel deconductancia de la plel (CEO) y la respuesta deconductaneia de la piel (RCE). El CED es una medi-ciadel nivel de fondo de 13conductancia de [a piel aso-dado a una situacion deterrninada .. rnientras que elRCE es u na m ed id a de los cam bios transitorlcs en laco nd ucran cia d e 1 3 piel asociados a ex pcriencias dis-creras.

No se conocen par complete la s bases fisiologicasde los carnbios en la conductnncia de la p ie l. p ero e xis-t en r nu ch as pruebas qu e implic:an a las gli-indtlla~ 8UUO-rlparas (vee/sf B oucsein . 1 992). A unque Ia principalfunclon de las g land ulas su do rfp aras cs la d e enfriar elcuerpo, estas glandulas tienden a acrivarse ante situa-clones ernocionales. Las glandulas sudoriparas se dis-tribuyen poria m ayor parte de la superflcie corporal:pero la s 1 1 1 < 1 5 sensibles a l os e sti rn ulo s ernocionales ses itu an , COIllO seg urarn en te h abra n otad o, en las m an os,en los pies. en las axilas yen In frente.

I Actividad cardiovascularLa presenciaeu el lcnguaje de cxprcsiones del. tipo saun gallina. polido de miedo y mho!' de novia, indica

Onda P300_ Onda EEGp05itiva que sude produdrseuno.! 30Q mili,eguAdo.,de\pue~ de un .eHimulornornentaneo de gransignificado para el sujeto,

Poi;el1ci;;.le! de campolejano, Seriale, EEGregl'~trad;:H'en su formaatenuada desde una.di.tilnda lejand il III origen.Po, ejemplo, 10s potencial",del tronco encefalicoregi.strados desde elcueroc;:.belludo.

Electromiograffa.Procedimiento para el regi ,t ro

de las descargas rnusculares agr~n Kali,l.Electrooculografia,Procedimiento para. el' reg ilt rodel movimiento ocular atraves de electrodo, COk 'G


10/32

78,5~3210123~se1

Amfgdala

9a

e r l ,=I=;~,

1E I a tla s in dic a qu e la s coorcenacasde l punto de inte re s de Is arnlgdaJaso n 2,8 mm posterior, 4,5 mmlateral y 8,5 m m ventra l a bregma(o.btenido de P a xin os & W a ts on ,1982).

C o n ec to r d e l e le c trQ d oElectrodo

2 Se taladra unorificio 2,8 m mposterior a bregma y 4,5 laterala l m ism o. E ntpnce s. sa suja ta a le le c tr od o s a bre e l o rific io y se1 0 hun de 8 .,5 m m a tra vs sde l o r lf lc le .

3 E l e le ctrod o se fija a l cra ne om e dia nte h ilo d en ta l endurecidoa lr ed e do r d e l c on e c to rdel electrodo y m e dia nte u na sc ua n ta s tu e rc a s c ra n e a le sd e a e e re in O 'x id a ble .

Figura 5.15 Cfrugia estereotaxica: implantad6n de lin electrodo en laamigdal~ de Iiirata.

sal-ventral o lateral-mediat) mediante un sistema dernandos de precision. En In Figura 5. IS se illIstra laimplantaclon de un electrode en la arnigdala de Lillarata. mediante cirugiaestereotaxica.

I Metcdos lesivos81 rnetodo lesivo sera rnuy apreciadopor todos, aque-110s a quicnes le: gl.'lsla dcsarmar distirrros aparatospara vel' com o func io nan, C oneste metoda. u na p artedel cerebra es extrnfdo, danado 0 destruido; a conri-nuacion, se esrudia con detalle el com portam lento del

sujeto para determlnar la funcion de la estructuradarJada. Scguida.mentc se ,t\~tudiatl clIall"Q tipos delesiones: lesiones por aspiracion, lesiones por radio-frecuencia, incisiones con bisturf y el bloqueo crioge-DlCD.

I .lE SIO N ES P OR A S P.IR AC IQN La aspiraclon se emplea amenudo cuando se necesita producir una lesion en unaZona del tcjido cortical accesfble a la vista y al instru-mental del cirujano. El tejicla cortical se extrae porsuccion a traves de tina pipeta de crisral de punta tina,m ane ja da rna nua lm ente . D ado qu e la s us ta nc ia b la nc asubyacenre es alga mas resisrsnte II Ir a succidn que eltejido co rtica l rnism o. loscirujanos experimentados


11/32

5.0]] capaces de rerirar distintas capas del tejido corticalde la superficie craneal sin dafiar la sustancia blanca nilos vases sangufneos que se encuentran debajo.

lE 51 0N E5 POR'RADIOFREClJENCIA . Las lesiones subcortica-les pequenas se suelen producir hacienelo pasat un ac orr ie nte d e radiofrecuencia (de alta frecuencta) a na-v i e s de l tejido de in teres desde la punta de un electrodecolccado por metodos estereotaxicos. EI calor ernana-d o p or III c o rrie nte destruye el tejido. EI tam aiio y laforma de la lesion vienen determ inados por Ja dura-ci6n y la iutensidad de la corriente, asf como por laconfiguracion de [a punta del. electrode,

lN CIS IO NE S C ON B IS TU Ri La seccion (corte) se utiliza parac lirn in ar Iia c on du ccio n d e L 1 1 1 nervio 0 de una vfa , U nap eq ue fia in cis io n .. re aliz ad a e n el l lugar ade cuad o ..pue-de elim inar certeram ente esta conduccion sin dafiare xc esiv arn en re e l te jid o c irc un da nre . ;..C 6rn o se p ue dein tr od uc ir u n bisturi 1 1 e l cerebro y producir u n c ortesin danar a ra ve me nte e l te jido circunda rtte ? E I metodase rnue stra en la F igura 5.1 6.

B Loa VE Q CRIOGENJC:O EI bloqueo criogenko constiru-ye una altemativa a la s le slo ne s d es tr uc tiv as . Cua ndose bombea un refrigcrante por medic de una sondacrio.r;hlica. como el descrito en la Figura 5.17, lasn eu ro na s c erc an as a la punta se entrian hasta que dejande em itir seitales, L a tem peratura ~e m anticne pOl'encirna de l pnnto de .ongelacion para que flO "C pro-duzcan dafios e tructurales, Posreriormente. a l penni-til' e l calcmamienro de l rejid o, se re .upe ra In a ctividadneural [lQ)111al'. EI bloquco criogcnico se parece a lalesion porque elirnina In contribucion de una dererrni-nada rcgi6n cerebral a] com porram iento del .u jetc enesc rn on n .in to . E sta es la razon pa r In cual l os b loqueoscriegenicos se conocen a veces como lesiones reversi-hies. L a s lc sio ne s reversibles tarnbien pued en p rodu -eirse par: m edia de m icroinyecclones enel cerebra deaneste:-icos locales como la tidocoina (veasc Floresco.Seamans s. Phlll.ips. 1997).

IN tE RP RE TA C IO N D E LQ 5E FE CT OS D E L AS .L ES IO NE S Antes derenninarextu :-.ol;dc'ln dedic.uj,! a fa s !'!::\iUflC~, se nacennccesarias !JUriS palabras de advertencia, L os cfectosde, [a s l es io oe s s on enganos os y d ifk ile s d e in te rp re ta r.AI sc r l a s es tructuras cerebrates pequefias, sinuo: a ym L 1 Y pegadas unas a otras. ni siquiera un cirujanoexperirnenraco es capac. de desrruir per com plete unaestructura in provocar daiios significativos en las es-lructurasudyacentes. E x . iste , sinernbargo, una desu-fortllnada tendcncia a olvidar e '{e hecho. PO I ejernplo.uno . l e j6n que de je la m a yor pa rte de lu a m tgda la

Figura, 5 ,1 6 U n insbum ento para realizer cortes subcorticales. EIim'\:lI.lmento ~eco\oc;)el"l e\ (.e1e\w~ medioflteestcf.etlt'.'o; bl!'E,o t",cuchilla se balancea hacia fuera, produciendo elcorte. Aquf seobsetva le comisula aniiedo(ell el momenta de ser seccioasde.

inracta pero que dane un conjunto de estructuras veci-I1nS, se conocera sirnplemenre COI'I10 una lesion de laarm gdala, Este tipo de nbsrraccicn, en aparicnciu ino-cua, puede conducir a error por dos motives. S i sepiensa que todas las lesion s conocidas como Iesio-nes de am tgdala uoincluyen daftos 1 1 , o r ras es rructurasc ere bra le s. p od rfa n a trib uirsc c rro ne arn cn te u la lc sio n

METQDOS INVASIYOS EN INVESTIGACION FISI010GrCA 135


12/32

Figura 5.17 Una sonda seimp!anta ,en el cerebro; Juego,la regi6n cerebra! dela puntade la sonda ~i'n ai 's l a rse enfr iarnientras se deterrninan losefectos producidos sobre elcornportarnientc. L a s sondascriogemcas son f in al p ar apoder ser,;mpJantada! en elcerebrosin ,pro.vocardanmHJstandales; sueten estarhechas de dos callbradores detubes hipoderrnicos.

t ! ~ Alslamtsnto\ TermOm.""

de la arnigdala rodos lo s efectos observados en el com-portarniento. POl' el contrario, si se piensa que todas laslesiones conocidas como ele sio nes d e; amJg d.alla ,> ~in-cluyen la totalidad de la amJgdala, se p od rta c on clu irerroneamente que Ia arrngdaia no interviene en loscomportamientos no influidos por la lesion.

U ,S IO NE S Bl lATERALES Y UNILATERAJ .S Como norma gene-ra !" a un qu e c on grandes e xc ep cio ne s. fo s e fe cto s sabreel comportamiento de las lesiones unilaterales (laslesiones restringidasa la mitad del cerebro) son !lUISsuaves que las lesiones biiarerales sirnetricas (lasiesiones que afectan a ambos Iados del cerebra), sabretodo en especies nc humanas, De hecho, los efectossabre el comportamiento de las Iesiones unilateralesde algunasestrucruras cerebrales pneden se r diffcilesde detectar, En eonsecuencia, la rnayoria de los estu-diosexperirnentales sobre los efectos de las Iesiones serealizan sobre lesiones bilaterales mas que sobre lesio-ne s un il at er al e s.

EstimuladonelectricaMediante .Ia estirnulacion eiectrica se pueden obtenerindicios sabre 1 a funcion de unaestructura nervicsadeterminada, La esrirnulacion electrica del cerebro sesuele producir a naves de las dos puntas de lin electro-do bipolar, doscables aislados firrnemente unidos ycortados en unextremo. Los impulses de eorrientede biles p rod uc en u n au me nto inmediatn d e la em isiond e s efia le s p or p arte d e la s n eu ro na s c erc an as a la pun-ta del electrode.

La estimulacion electrica del cerebro es tina herra-mienta deinvestigaeion biopsicologica muy itnpertan-te, porque a rnenudo produce efecros sobre el compor-tamieuto que suelen ser l .GS opuesros a,los producidosper Una lesion en el mismo punto del cerebra. Puedellegar a estimular una. serie de secuencias de compor-tamiento ttpicos de la especie, como el comer, elbeber, aracar, eopular y dormir; La respeesta derermi-nada que se provoca enel oornportamierrtc depende dela colocacidn de la punta del electrode, de los parame-tros de 1acorriente, y del arnbiente experimental en elq ue s e a drn in is tra la esnrnulacion.

Metodosinvasivos de registroI , electrofuioicgico

Esta seccion se ocupa decuatro metodos de registroelecrrofisiolcgicc invasivos: el registro Intracelular deuna. unidad, el registro exrraeelular de 1m3 unidad, elreg istro de u nida de s m ultip le s yel registro del EEGinvasive. Vias' L a Figura 5. J 8 para obtener un ejem -plo de cada metodo.

R EG 15T RO IN TRACEW lA R D E UNA UN lO AD EI metoda delregistro de la unidad il7 tra c.e lu la l,;.e stu dia do e n p ro -Iundidad en el Capitulo 4, proporciona un registrocontinuo de lasfluctuacionesgraduadas del potencialde membrana de una. neurona. La mayor parte de losexperimentos que ernplean estes procedimientos deregistro se llevan a cabo en ani males, mmovilrzadospor medics qufrnicos, porque resulta CaS] imposiblemanrener I . a . punta de un microelectrodo colocada en elinterior de una neurona de un animal con libertad demovimientos,

. 1 R EG IS TR O E XT RA CE lU lA R D E U NA U NlO A D S e p ue den reg is-trar los potenciales de accion de una neurons a travesde lin electrode cuya punta e~\te situada enel liquidoextracelular contiguo. Cada vez que la n eu ro na emite


13/32

TReglstro Intracelular de una unldadU n m ic ro sle e tr ed o in tra c e lu la r r e gis tr a e l p ote n cia lde membrana ceuna ne urona e n e l memento e nq ue d is pa ra la s en aL

43 5

Reglstro de multiples unldadesU n pequenc e le ctro db e x tra ce lu la r re g is tra lo s potenslalesd e a c cio n de much as n e ur on as v sc ln as , L o'S potencialesS9 suman y S6 re p re se nta n g ra fic am e nte . E n e ste e je m plQ ,la s ssria le s de la zona de la punta de l e le ctra do de clina rongradualmente y lu eg o a um e nta ro n d e re pe nts.

Ml\Isegundos0,1 0',2 0','3

Segundos0,4 0,5

Registro extracelular de una unidadU n mi cr oe l se t ro d o e x tr ace l ul a r r e g is tr ala penurbacton e le ctri'e a g e ne ra a a c ae ave z q ue se a ctiva u na n eu ro na a dy ace nte .

Reglstro EEG InvasivoU n e le ctro de g ra nd e im pla nta do re oo ge los ca m b io sg ene ra le s d e la a ctivid ad e le e trlo a ce re bra l. L a se na liEE G no e sta re la ciona da de m ane ra e vide nte e on lae r n is i on n e u ro n a l.

2 3 4 5,1 0,2 0,3 0,4 0,5MlUsegundos

Figura 5.18 CUatfo metodos parael registro dela actividad electrka del sistema nervioso,

Segundos

linn ~ei'ial",aparece un pume ltlminosQ en et oscilos-copio. Segull e sto , e ] r eg is tr o extracelular de una uni-dad p ropo rc iona 1 1 1 1 rcgistro de las sefiales de unan cu ro na, p ew niugunaJnformncion acerca de suspetencialcs demembrana ..Results diffeil, aunque noimposible. obtener un r eg is tr o eX lra ce ltd ar de unaiinica neurons en un anim al ccn libertad de m ovi-m ie llfO s sin q ue In punta de ll e le ctrodo se de svfe de Ian eu ro na , p e ro s e puede hacer con unos rnieroelectro-dos flexibles especiales que cambian ligcntlllcl'ltc deposicion al tiernpo que 10 haec el cere bro. A l p rin ci-p ia. el registro ex traeelular de una unidad suponfa elregiSll'() de una tinicaneurona a \ 1 ' 1 \ fCZ. cada unas itu ad a e n I n . punta de LlIl electrode im plantado poreparudo. Sill embargo.aham es posible registrar

s i l 1 l l r l t a . n e ' 1 I 1 1 e n t e las sefiales extracelulares de basta1 0 0 neuronas p O T : me dia de l analisis de correlacion

de tas senales obtc.rri(:tas con distintose.icctrociosimplantados en la misma region cerebral. La mayorfade las teorias sabre In . intervenciou neuronal en losprocesos complejos del comporramicnro dan parheche que est tin codificados por las relacioncs entrelas sc.nales de m uchas ncuronas relacionadas funcio-nalmente, que constituyen un ronjunto (vias' Dead-wyler & Hampson, 1995). Segiin esto, el estudio delos procesos psicologicos por media del registrc deuna unica ncurona serfa como estudiar una Im agena nirn ad a p or cemputadora pixel por pixel.Aspir ;)c;: ion.. Una tecnic~ le, iva

per I:.cual se extree tejido pors",ceiOM ~ tr;!ves de l a p un tade l!na pipet~ de cristaL

Bloqueo ~rrog~njco. Laelimin"ci6n ternporal po.

m('diode! enfriamientocon una sonda criogenicade la ~"bvidad neuro na lell una zon a de)celebrp,

METODbS INVA,SIVOS EN INVESTIGAeibN FJ510LOGICA 137


14/32

R EG IS TRO D E U NID A DE5 MULTIPLES En los r eg is tr os d e u n id a -des multiples, Ia punta del electrodo es m as grande quela de los rnicroeiectrodos, 10 que Ie permite reeoger la ssefiales de muchas neuronas. Cuanto mas grande sea elelectrodo, mayor sera el mimero de neuronas que contri-buyan a la sefial final. Los po tenc ia le s de accion recogi-dos por el electrodo son suministrados a un circuito inte-grador que los suma. Un registro de unidades multipleses un grafico del total de potenciales de accion por uni-dad de tiempo (par ejemplo, por eada 0,1 segundos).

REGIS TRO EEG IN VA SIV O En el caso de los animales delaboratorio. el EEG se registra por medio de grandeseleetrodos implantados, y no por medio de electrodosfijados al cuero cabelludo. Las seiiales del EEG corti-cales se rcgistran a menudo a traves de tuercas cranea-les de acero inoxidable, mientras que las senates delEEG subcorticales suelen registrarse por medio deelectrodos de alambre implantados par metodos este-reotaxicos.

Metodos de investigaci6n farmacol6gicaLa principal estrategia de la psicofarmacologfa consis-te en la administraci6n de farmacos que aumentan 0disminuyen el efecto de un determinado neurotransrni-sor, y la observacion de las consecuencias sabre elcomportamiento. En el capitulo anterior aprendirnoscomo se yen afectados los sistemas de neurotransmi-sion por la ace ion de los agonistas y de los antagonis-tas. Aqui se describen diversas rutas de administraci6nde farmacos, diversos metodos de empleo de sustan-cias qulmicas para producir Iesiones cerebrales selec-tivas y tres metodos para medir la actividad qufmicacerebral que son de especial utilidad en las investiga-ciones biopsicologicas.

Vias de adrnmistracion de farmacosEn la mayoria de los experimentos psicofarmaeol6gi-cos. los farmacos se administran en una de las siguien-res formas: (1) se proporcionan al sujeto a traves de laalimentacion; (2) se inyectan a traves de un tubo en elest6mago (de manera intragastrica); 0(3) se inyectanhipodermicamente en la cavidad peritoneal del abdo-men iintraperitonealmerue, IP), en un miisculo grande(in tra mu sc ula rm en te , 1 M ), en el tejido graso bajo lapie! isubcutancamente, SC) o en una vena de gransuperficie (intravenosamente. IV). EI problema deestas vtas de administration perifericas es que muchostarmacos no atraviesan facilrnente la barrera hemato-encefalica, Para superar este problema, se puedeninyectar los farmacos en pequeiias cantidades a travesde una aguja fina y hueca llamada canula, que se hayaimplantado de forma estereotaxica en el cerebro.

I Lesiones quimicas selectivasA menudo, los efectos de las lesiones quinirgicas,electroliticas y criogenicas son diffciles de interpretar,porque afectan a todas las neuron as en la zona de inte-res. En algunos casos, se pueden provocar lesionesmas selectivas mediante [a inyeccion de neurotoxinas(venenos neurales) con afinidad por deterrninadoseomponentes del sistema nervioso, Existen muchasneurotoxinas selectivas, Por ejernplo, el acido kainicoy el dcido ibotenico, adrninistrados mediante rnicroirt-yeccion, son asimilados preferencialmente por loscuerpos eelulares de la p un ta de la c anu la , d es tr uyen-do e sa s n eu ro na s, mientras que aquellas otras neuro-nas CU)'Os axones atraviesan la misma region cerebralpermanecen en gran medida ilesas. Otra neurotoxinarnuy utilizada es la b-hidroxidopamina (6-0HDA). Esabsorbida iinicamente por las neuron as que liberan losneurotransmisores norepinefrina 0 dopamina, mien-tras que otras neuronas en la misma region cerebralpermanecen ilcsas,

Medida de la actividad quirruca del cerebroExisten muchos procedimientos para medir la activi-dad qufmica del cerebra de los animales de laboratoriotvease Westerink & Justice, 1991). Existen tres tiposde tecnicas que han demostrado gran utilidad en lasinvestigaciones biopsieol6gicas: la tecnica de la 2-desoxiglucosa, la tecnica de la dialisis cerebral y laelectroqu fmica.

138 ~ LOQU' HAC


15/32

T EC NIC A DE LA Z -O ESOX IG LU CO SA La tecnica de la 2'deso-xiglucos(I (2-DG) consiste en celocar a un anim aliny ectado con 2-D G radiactiva en una siruacion ex pe-rimentul ell la c ua l dc~pliegLle uncom portarniento delnteres. Dado quela 2-DG posec una cstructura simi-IU r a 1 :1d e la g lu co sa , principal fuente de nergfa delc cre bro , la s neuronaa a ctiv as d ura nte lE I prueba laa hs or he n, P ''[O 110 la metabolizan, D espucs de que 01s uj eto d es pl ie gu e l cQll1pnrtamientO', s e l e s ac ri fi ca y sesecciona su cerebrr L as secciones 5011 sometidfl8 aconrinuacion a, una au to r rad iograf fa t vease Ia Figu-ra 5.19); se recubrencon una emulsion fo to gra tic a, s ea lrn ac en an e n Iu o sc urid a J durante unos dfa " y IuegoSf ! revelan de fmma parecida a una pe:ifcula, L as zonasde l cerebra que ban absorbido gran cantidad de 2-D Gdurante la p ru eb a a pu re ce n elI la diaposiriva com opuntos negros, L a densidad de los puntas e n l as d is ti n-til. /o nas d el cercb ro p ued en ser lu eg o co dificad as COilcolorcs.

D lAL !S IS CEREBRAL El procedim iento de In dialisis cere-b r a l e~ un metodo para medir Ia c on ce nt ra cio n e xtr a-c elu la r d e SUSUlrH.:ja~ neuroqutmicas Gil a nim u le s viv os

e n a cc io n (llease Robinson & Justice, 19911) ;hi mayo-ria de la s aIT


16/32

ELECTRoouiMICA La e!t,'ctroquhnica' es otro melOdupara r g istrar 1 3 oo nc en tra cio ex trac clula r de susta n-cias ncuroqufrnicas de animales inrnersos en atgLincornporramiento (I"ase Blaha et . [ 1 . , . j .990 ;. B laha &Jung, 1991 ,. EJ te rr rtin o g en er al clectroqnimica serc fle rc a dive rsas te nicas para leducir La concentra-..:i611 que existc de det er rn in adns s us ta nc ia s nCllmqu[-micas ,en la Pl.IIli


17/32

Figura5.211lnrnunccttcqnfmica. Esta seccion de lacorteza visual delg ato r nu es tr a la s .in te rn eu ro na l GABAe rg ic as in hib ito rf as que ,han,1 IirniladoeJ anticuerpo de GABA .( CQ rt e~ i a d e joanne Ma ts ub ar a, D e pa rt am en to de Oftalmol.ogia,l ln ivers idad de British Coiurnbia.]

HIBRJDACJONIN SlnJ La hibridaciou , in s itu es otra ticni-ca pura la locallzacion de peptidos y arras protelnascerebrales, Esta recrrica se aprovecha del hecho de quetodos [05 p ep tid os y f.lm [e fn a~ :-1;; transcriben a partir des ec ue nc ia s d e b as es nucleotide- en la: hi lera~ del .A .R Nmen .a je ro (\.'ease el apnulo 2), S e han ide ntific adolas sc 'ucncias de ba e nucleotidas que dirigert la SII1-t e~ j sde rnuchos neuropeptidos, y c ha n g cn cra do arti-I ic ia lmen te I n; hileras hfbridas de A RN m que contie-

Figura 5 .22 ln rnunocltoqufmfca . 5ecci6n de 1 1 1 sustancla negra de lara ta q ee rnu estra las neuronal dQP~rninergica$ qu e han asirm lado elant icverpo de ta t irosina hidrox ilZ l1 t l, 1 < 1 enztrna que convierte la!iro!in~en L-DOPA.(Corte.Ja de Mark KJ rten ick y Chris Fibig r, D epartamen to de Pliquiatria,Univel"lid.adde Britilh Columbia,)

Figura. 5.23 Hibrlidad6n .L n sita .. Esta seccion frontal codificada porcolcres del cerebro de un;!lr;)t


18/32

de interes. A continuaci6n, las hileras de ARN hibridose marcan con un tinte 0 con un elemento radiactivo.Por ultimo, las secciones cerebrales se exponen a las

hileras de ARN hfbrido marc ad o y :- .eu ne n a las nilerasde ARNm complementarias sefialando la localizacionde las neuronas que liberan la neuroprotefna de interes,

( J " 0 Ingenieria geneticaLa genetica es una ciencia que ha progresado enorme-mente en la ultima decada, y los biopsic61ogos estancosechando los beneficios, Por ejemplo, los biopsico-logos han empleado tecnicas de elirninacion de genes ytecnicas de sustitucion de genes para modificar la com-posicion genetica de los sujetos y asf cstudiar lo s efec-tos de los genes en el comportamiento (vease Plomin etal., 1997). Aunque estas dos tecnicas estan lirnitadas asu usa mayormente en invertebrados simples, ambashan side adaptadas recienternentc para ser utilizadas cnel raton, mamifero preferido par los genetistas.

I Tecnicas de eliminaci6n de genesLas tecnicas de eliminaci6n de genes son procedi-rnientos para la creacion de organismos que carezcandel gen ohjcto de !a investigacion. Una vez creados lossujetos, se identifica e investiga cualquier anomalfaneural 0 de eomportamiento que puedan manifcsrarLos ratones producidos mediante las tecnicas de elimi-nacion de genes sc conocen como ratones knockout,

Este terrnino con freeuencia me hace sonrefr, yaque una imagen de un pequefio raton con guantes deboxco cruza mornentaneamente mi cabeza.

El primer paso para la creacion de un raton knoc-kout es la eliminaci6n del gen objeto de estudio deunas cuantas celulas embrionarias en cultivo; esto sehace par media de la destruccion de las secuencias debases del scgmento cromos6mieo que, se sabe, contie-ne el gen. En segundo lugar, las celulas anonnalcs setransfieren a un embri6n de raton en desarrollo. Y entercer Iugar, una vez desarrollado el ernbrion en unraton maduro, los ratones se crian para generar ratonesque sean homocigoticos para el gen eliminado.

Se ha producido mucho entusiasrno par la tecnologiade eliminacion de genes, y en la aetualidad hay cientosde investigaciones en curso que tratan este tema (Plomin('1 al., \997). Sin embargo, algunas autoridades (parejemplo, Crusio, 1996; Gerlai, 1996; Lathe, 1996) hanadvertido que la interpretacion de los resultados de los

estudios del comportamiento en ratones knockout puedeser mas difkil de 10 que parece. A continuacion se citancuatro advertencias. En primer lugar, la mayoria de losrasgos del comportamiento son polimorficos (rasgosdeterminados por la interacci6n de diversos genes): porconsiguiente, la eliminackin de un rasgo del comporta-rnicnro por medic de la eliminacion de un gen, en e lmejor de los casos, s610 supone una pequefia contribu-c ion gene ti ca al comportamiento. En segundo I uga r, l aeliminacion de un gen a m enudo influye en la exprcsionde otros genes; en consecuencia, cualquier cambioobservado en el fenotipo (los rasgos observables) de losratones knockout s610 se puede rclacionar indirectamen-te con el gen eliminado. En tercer lugar, la expresion demuchos genes esta influida por la experiencia; as! pues,los efectos de algunos procesos de eiiminacion puedendepender de la experiencia del raton. Y en cuarto lugar,el ADN de ratones de control, compafieros de camadade los ratones knockout, se diferencia del ADN de losratones purgados en cuanto a los genes ademas de losgenes diana. Esto se debe a que las celulas knockout sue-len obtenerse normal mente de un linaje y son inyectadasen otro diferente; el resultado es que la seccion de ADNque rodea al gen eliminado tiende a heredarse de lascelulas implantadas, rnientras que la misrna seccion deADN de los ratones de control, compafieros de carnada,tiende a heredarse de los beneficiaries.

I Tecnicas de sustituci6n de genesEn los ratones ya es posible sustituir un gen par otro,Las tecnlcas de sustitucion de genes estan proporcio-nando posibilidades intcresantes para la investigaciondel desarrollo. Par ejemplo, ya es posible eliminargenes patolrigicos de celulas hurnanas e insertarlos enratones (los ratones que contienen eI material geneticode otra especie se llaman ratones transgenicos), Asi-mismo, ya es posible sustituir un gen por otro que seaidentico excepto por la adicion de un as pocas basesque actuen como interrupter, inactivando el gen 0 que

142


19/32

actuen en respuesta a determinadas sustancias qufmi-cas, Estas sustancias quimicas pueden ser empJeadaspara activar 0 para suprimir un gen en un punto deter-minado del desarrollo 0 en una determinada estructura

os rnetodos de investigacion de la biopsicoJogiailustran un trastorno psicologico que sufren rnuchosinvestigadores. Yo [0 lIamo inabreviafobia, eJ

temor a dejar algun termino sin abreviar. Como revisionde Ia Parte 1 de este capitulo, escriba Ia paJabra cornple-ta correspondiente a cada abreviatura.

L TC: _2 , I R M :

cerebral tvease Mayfard et al., 1996) , Las tecnicas deeliminaci6n y de sustitucion de genes son sorprenden-tes: queda par determinar cuanto nos podran ensefiaracerca del desarrollo psicologico.

8, EMG;

3. TEP:

9. EGG:

4, 2-DG :

io. (ED:

5, EEG : __6, PE :

11. RCED:

7, PPE:

12. ECG:13. rp: _14. 1M : _15. IV:16. SC:17, 6-0HDA:

PA RT E 2 I M ETODO S DE INVEST lGACJON DEL COM PORTAM JENTO EN BIO PSICO lOG fAPasarnos ahora de los rnetodos empleados por losbiopsicologos para estudiar el sistema nerviaso aaquellos metodos de la biopsicologfa que tratan acercadel cornportamiento, A medida que avancemos poresta seccion del capitulo, resultara cvidente que lanaturaleza de los metodos empleados en la investiga-cion reflejan la diferencia fundamental que existcentre el sistema nervioso y el comportamiento. Estadiferencia es una cuesti6n de visibilidad. EI sistemanervioso y sus actividades no sue len ser obscrvables,rnientras que el comportamicnto sc muestra de maneracontinua en toda su diversidad y cornplejidad. En resu-midas cuentas, el comportamiento cs In expresionabierta de la actividad neural encubierta,

Debido a la invisibilidad inherente a la actividadneural, el principal objetivo de los metodos empleadosen su investigacion es convertir 1 0 inobservable enobservable. Por el contrario, los principales objetivos

'I'U!Wl'dop!XOJP!4-9 (il) /..'o~unn:Jqm (91)'osou~J\I '.QU! (~l) '~I'Jn::>mwI'Jlu! ( t> l) 'JI'Cluol!J~dl')lU! (fl) 'ew-I'J~o!PJe::>OJP~JCl(2'l) 'JCl!del Clpepul'pnpuo::> Clp q~Clnd~ClJ(II)'JCl!d 1' 1 Clp epuepnpuoJ Clp I~J\,IU(Ol) 'l'weJ~oJn::>ooJ:pClI~ (6) 'I'W-eJ~o!WOJPClICl (S) 'mpe::>ol'W sClleDuCllod Clp ojpourord (L ) 'opeo-oJ\Clll'puCl-lod (9 ) 'eweJ~OleJClJUClOJ:PClIClIj) 'l'~o::>nfa,'xosClp-2'(t)'~CluoJ-l!md Clp ug!S!WCl Clp I'He~~owo-l (f) 'eJq?u~ew I'pUeUOSClJrod UCl~eW!(2') 'l'pez!JCllndwo::> e!1eJ~OWOl (I) .uos s!,:}sClndsClJSI'l

METOD05 DE INVESTIGAClON FARMACOl6GJCA 143


20/32

de los metodos de investigacion del comportamientoson el control, la simplificaci6n y la objetividad. Seconoce como paradigma conductual a la sene iinicade este tipo de procedimientos desarrollados para inves-tigar un aspecto detenninado del comportamiento. Cadaparadigma conductual suele incluir un rnetodo para pro-ducir la pauta del comportamiento que se desee estudiary un metodo para medirlo objetivamente.

Existe una desafortunada tendencia a subestimartanto el papel critico desernpefiado par los paradig-

mas conductuales en el progreso de la neurociencia,como la ingenuidad y el esfuerzo necesarios para sudesarrollo. Quiza esto sea una consecuencia de lavisibilidad del cornportarniento; todos tendemos ainfravalorar 10 que nos es familiar. iNo cometa esteerror! Recuerde que el comportamiento es la manifes-tacion ultima de la actividad del sistema nervioso. Enel analisis final, el prop6sito de toda actividad nervio-sa es la producci6n de un comportamiento, Estudiarlono es sencillo.

Pruebas neuropsicol6gicasCualquier paciente de quien se sospeche que sufrealgun tipo de trastorno del sistema nervioso suele serrernitido al neurologo, quien investiga las funciones,sensoriales y motoras simples. Los cambios mas suti-les de las funciones de percepcion, ernocionales, demotivaci6n 0 cognitivas, son del dominic de los neu-ropsic6logos.

Las investigaciones neuropsicologicas requicrenmucho tiempo, por 10 que iinicamente se prescriben enuna proporcion muy pequefia de pacientes can lesioncerebral. Esto cs muy desafortunado; los resultados delas pruebas neuropsicologicas pueden ayudar de tresmaneras a los pacientes con lesion cerebral: (1) al con-tribuir en el diagn6stico de trastornos neurol6gicos,sobre todo en aquellos casos en que las imageries cere-brales, el EEG y las pruebas neuro16gicas han resulta-do equfvocas; (2) al servir de base para el consejo ycuidado de los pacientes, 0 (3) al proporcionar lasbases para evaluar objetivamente la efectividad deltratamiento y la gravedad de sus efectos secundarios.

E I enfoque actual de las pruebasneuropsicol6gicasLa naturaleza de las pruebas neuropsico16gicas hacambiado radicalmente en la ultima mitad del siglo.En efecto, el enfoque dominante de las pruebas psico-16gicas ha evolucionado a traves de tres fases diferen-ciadas: el enfoque de [aprueba unica, el enfoque de Labate ria de pruebas estandar y el moderno enfoque defa bateria de pruebas a medida.

ENFOQUE DE LA PRUEBA UNiCA Antes de la de cada de losafios cincuenta, las escasas pruebas neuropsicologicasque existfan estaban disenadas para detectar la presen-cia de dana cerebral; concretamente, la meta de estasprimeras pruebas era discriminar entre pacientes conproblemas psicol6gicos resultantes de lesiones cere-brales estructurales y pacientes can problemas psico-logicos resultantes de cambios cerebrales funcionalesmas que estructurales. Este enfoque no resulto muyeficaz, en gran medida porque ningiin test unico desa-rrollado puede ser sensible a toda la variedad y com-plejidad de posibles sintornas de un paciente con dafiocerebral.

ENFOQUE DE LA BATERfA DE PRUEBASESTANDAR EI enfoquede Ia baterfa de pruebas estandar surgio de los fall as dela prueba unica, y en la dec ada de los afios sesenta yaera predominante, El objetivo seguia siendo el mismo:identificar pacientes can dafio cerebral; pero ahora laspruebas inclufan baterfas estandar de pruebas, mas queuna unica prueba. La barena de pruebas estandar masampliamente utilizada ha sido la Bateria de pruebasneuropsicologicas Halstead-Reitan. Se trata de unconjunto de pruebas en las que los pacientes con dafiocerebral suelen obtener puntuaciones bajas, en compa-racion con otros pacientes a can sujetos de controlsanos; la puntuaci6n de cada prueba se surna para darlugar a una sola puntuaci6n final. Una puntuaci6nfinal por debajo del punta de corte conduce a un diag-nostico de daiio cerebral. EI enfoque de la bateria depruebas estandar solo ha tenido un exito marginal; lasbaterfas de pruebas estandar discriminan con eficacialos pacientes neurologicos de los pacientes san os, pero

144 ~ '0 QU' HAC


21/32

no resultan tan eficaces a la hora de discriminar lospacientes neurologicos de los pacientes psiquiatricos,

EN FO QU E D E L A B A TERfA D E PRUEB AS A M ED ID A EI modernoenfoque de la baterfa de pruebas a medida se empezo autilizar de modo rutinario en la dec ada de los afiossesenta en unas pocas instituciones de investigacionneuropsicologica de elite. Este enfoque ha sido muyeficaz para la investigacion, y pronto se extendio altratamiento clfnico. Hoy en dia predomina tanto en loslaboratories de investigacion como en los servicios deneurologfa de los hospitales,

El objetivo de las pruebas neuropsicologicasmodernas no es simplemente identificar pacientes candafio cerebral. sino que consiste en detenninar la natu-raleza de los deficit psicologicos de cada paciente condana cerebral. As! es que (,como funciona el enfoquemoderno de las pruebas neuropsicol6gicas? Sueleempezar de la misma manera en todos los pacientes:con una baterfa de pruebas cornunes seleccionada porel neuropsicologo que proporcione una idea general dela naturaleza de los sfntomas neuropsicologicos, Acontinuacion, y segun los resultados obtenidos en labaterfa de pruebas, el neuropsicologo selecciona unaserie de pruebas ala medida de cada paciente e inten-ra caracterizar con mayor detalle los sfntornas genera-les revel ados por la baterfa de pruebas comunes. Porejernplo, si la baterfa demuestra que el paciente sufreproblemas de memoria, los tests subsiguientes debe-nan incluir aquel\as pruebas disefiadas para poner demanifiesto la naturaleza especffica de los problemasde memoria.

Las pruebas empleadas en el enfoque de la baterfade pruebas a medida difieren en tres aspectos de laspruebas anteriores. En primer lugar, las pruebasmodernas estan disefiadas especfficamente para medirlos aspectos de la funcion psicol6gica que han sidopuestos de rnanifiesto por las teorfas modernas y porlos datos obtenidos. Por ejemplo, las teorfas modern as,aSI como los datos en que se basan, sugieren que losmecanismos de la memoria a corto plazo y de lamemoria a largo plazo son completamente diferentes:as! pues, las pruebas en pacienres con problemas dememoria casi siempre incluyen pruebas especfficas dememoria tanto a corto como a largo plaza. En segundolugar, a menudo la interpretacion de las pruebas no sebasa cnteramente en el rendimiento del paciente endichas pruebas: a diferencia de las primeras pruebasneuropsicol6gicas, [as rnodernas exigcn con frecuen-cia que el neuropsicologo determine la estrategia cog-nitiva empleada por cl paciente durante la realizacionde la prueba. La lesion cerebral a menudo rnodifica laestrategia emplcada por el paciente de neurol6gico

iL

para realizar la prueba sin que disminuya la puntua-cion final. En tercer lugar, el enfoque de la baterfa depruebas a medida requiere un examen mas habit. Amenudo se necesita habilidad y conocimiento paraseleccionar la bateria de pruebas adecuada para descu-brir los deficit de un paciente y para identificar lasdiferencias cualitativas en la estrategia cognitiva.

Pruebas de la baterla cornun de pruebasneu ropsicol6gicasDado que el enfoque moderno de las pruebas neuro-psicologicas suelen incluir des fases (una baterfa depruebas generales comunes a todos los pacientesseguida de una serie de pruebas especificas ala medi-da de cada paciente), los ejemplos siguientes de prue-bas neurologicas que siguen se presentan en dos sub-secciones. En primer lugar, se presentan algunaspruebas que se incluyen can frccuencia como parte dela baterla inicial de pruebas cornunes, y en segundolugar se presentan algunas pruebas que pueden em-plear los neuropsicologos para investigar en mayorprofundidad los problemas especificos revelados parla batena cormin.

.INTElIGENCIA Aunque el coeficiente de inteligencia (CI)es una medida notoriamente insuficiente del dafiocerebral, casi siempre se incluye una prueba de inteli-gencia en la bateria de pruebas neuropsicologicas a lasque se someten los pacienres, Muchas de la s evaiua-ciones neuropsicologicas comienzan con la escalaWAfS (Weschler Adu1t Intelligence Scale). Ello esasf porque cl conocimiento del CI de un paciente pue-de ayudar al neuropsicologo a interpretar los resulta-dos de otras pruebas. Asimismo, los neuropsicologosexperimentados pueden en ocasiones deducir la dis-funcion neuropsicologica del paciente a partir delpatron de deficit obtenido de las distintas pruebas deWAIS. Por ejemplo.Ias puntuaciones bajas en los sub-

Tecnicas de efiminaci6n degenel. Procedimiento paraIa creacion de otgilni'ffiOsque carecen de un gen enp a r ti cu l ar ,

Tecnicas de susti tuci6n degenes. ProcedimientOlpara crear organismosen los cuales se na eliminadoun determinado gen, que ha,ido sustituido por otro.

Ratones transgenlcos,Ratones en los cuales se ha

introducido el materia Igenetico de otraespecie,

Paradigma conductual. Unai inica 'Leriedeprocedimientos desarrolladap"ta inyestigar undeterm inado aspecto de Icornportarruento.

WelchJer Adult InteUigenceScale (WAIS) . Un test deinteligencia general,ampliamente utilizado.

PRUEBAS NEUROP5ICOL6GrCAS 145


22/32

Las T l subescalas del WAI5(Wechsler AdultIntelligence Telt)

.sUBTE5TS VERBAlE5Informacion AI sujeto se Ie hacen 29 preguntas de informaciongeneral; par ejernplo, preguntas como: lQuien es el presidentede E st ad o s Un id o s? Amplitud de digitos AI sojeto se le leen tres digitos en un inter-valo de tiempo de un segundo del uno al otro y se Ie pide que losrepita en el mismo orden. Se realizan dos ensayos con tres digitos,cuatro digitos, cinco digitos y ali sucesivamente hasta que eJ wje-to faJJa dos ensayos de un rnisrno nivel.Vocabulario AIsujeto se Ie pide que defina una lista de 35 pala-bras de distinto grado de difieultad.Aritmetica AI sujeto Ie Ie haeen 14 preguntas sabre antmebca ydebe contestarlas sin usar lapiz y papel,Comprension AI sujeto se Ie hacen 16 preguntas que prueban suhabilidad para entender principios generales; par ejemplo, pre-guntas como: iPor que debe votar la gente?Semejanzas AI sujeto se Ie rnuestran pares de objetos y debeexpliear en que se parecen los objetos de cada par.5UBTE5T5 MANIPUlATlV05Figura! incompletas EIsujeto debe identificar una parteimportante que {alta en 20 dibujos, por ejemplo, un dibujo deuna ardilla sin cola.Hisrorietas AIsujeto se Iemuestran 10dibujos de comic y sele pideque loscoloque de modo que cuenten una historia razonable.Cubos AI !ujeto se Ie muestran unos bloques que son rajas pordo! lados, btancos par do! rados y mitad rajas mjtad brancos porlosotros do! [ados, AI !ujeto se Ie muestran dibujos de nueve dise-nos y se Ie pide que los copie colocando los cubos de 10'1ormaadecuada.Rompecabezas AIsujeto se Ie pide que reuna las piezas de euatrorompecabezas para formar objetos conocidos.Clave de numeral AI sujeto se Ie muestra una clave que encajacada simbolo de una sene de simbolos con un digito diferente. En10'1arte inferior de la hoja se proporciona una serie de digitos, yO'llsujeto se Ieconceden 90 segundos para escribir I sfmbolo correc-to que encaja can el mayor ruirnero de digitm ponble.

tests de capacidad verbal tienden a asociarse can lesio-nes en el hemisferio izquierdo, mientras que las lesionesen el hemisferio derecho rienden a bajar las puntuacio-nes de las subescalas de ejecucion. En la Tabla 5.1 seilustran los II subtests de WAIS.

MEMORIA Un punta debil del WAlS es que a menudo nologra detectar los deficit de memoria, a pesar de que seincluyen dos pruebas disefiadas especificamente paraponer a prueba la memoria. En las pruebas de infor-

mac ion del WArS se evahia la memoria de los conoci-mientos generales (par ejemplo, ({i,quien es la ReinaIsabel?), y Ia prueba de amplitud de digitos deter-mina la secuencia de mayor longitud de n um ero s e sc o-gidos al azar que puedan ser repetidos correctamenteen el 50 por ciento de los casas par el paciente; lamayorfa de las personas poseen una amplitud de digi-tos de 7. Sin embargo, estas dos fonnas de memoriason las que menos probabi1idad tienen de ser afectadaspor una lesion cerebral. Los pacientes can perturba-ciones graves de la memoria a menudo no presentandeficit alguno en los subtesrs de WAIS de informacionni de amplitud de digitos. Sea como fuere, los proble-mas de memoria no suelen pasar inadvertidos. Si exis-ten, pueden ser detectados par medio de otras pruebasincluidas en ia bateria de pruebas cornunes: pueden serdetectados par el neuropsicologo en el transcurso deuna conversacion can el paciente; a pueden ser narra-dos par el pacicnte a por su familia.

lENGUAJE Si un paciente neuropsicologico ha pasado elWAIS, se pueden deducir carencias en el usa del len-guaje a partir de la puntuacion global de los seis sub-tests verbales. Si no ha pasado el WAlS, los pacientespueden examinarse para descubrir carencias relaciona-das con el lenguaje par medio de Ia prueba de lasfichas. Al sujeto se le presentan sabre una mesa, veinte fichas de dos formas distintas (cuadradas y redandas), de dos tamafios distintos (grandes y pequefias), yde cinco colores diferentes (blanc as, negras, amarillasverdes y rojas). La prueba empieza con 1a lectura d{instrucciones simples par parte del examinador (pOIejemplo, toque un cuadrado raj 0) que deben se ,seguidas pOTel sujeto. A continuacion, la prueba pas:a instrucciones mas complejas, como toque el circu1 0 rojo pequefio, y despues el cuadrado grande verde)Par ultimo, se pide al sujeto que lea las instruccione:en voz alta y que las siga.

lATERAlIZACl6N DEL lENGUAJE Es habitual que uno de 10 :hemisferios participe mas que el otro en las actividadcrelacionadas con el lenguaje. En la mayoria de las personas, el hernisferio izquierdo es el dominante en ellenguaje, pero en algunas personas 1 0 es el derecho. 1menudo se incIuye una prueba de lateralizaci6n del lenguaje en la s pruebas habituales, porque resulta util sabccual es el hemisferio dominante para el lenguaje a !hora de interpretar los resultados de otras pruebas. M~aun, casi siempre se incluye una prueba de lateralizrcion dellenguaje antes de una operacion quinirgica qupueda afectar a las regiones corticales dellenguaje. Lcresultados se utilizan para planificar la cirugla, evitanden la rnedida de 1 0 posible las regiones dellenguaje.


23/32

Existen dos pruebas de lateralizacion del lenguajemuy utilizadas. La prueba del amital s6dico (Wada,1949) es una de ellas; la prueba de escucha dicotica(Kimura, 1973) es la otra,La prueba del amital sedico consiste en la inyec-cion del anestesico ami tal sodico bien en la arteriacarotida izquierda 0 derecha del cuello. Esto anestesiatemporalmente el hemisferio ipsilateral, al tiempo queel contralateral no se ve afectado en gran medida.Mientras que el hemisferio ipsilateral est! anestesiado,se somete al paciente rapidamente a varias pruebas dela funci6n del lenguaje. Despues, se repite el procesocon el otro lado del cerebro. Cuando la inyeccion anes-tesica se produce en el lado del cerebra dominantepara el lenguaje, el paciente queda mudo durante unos2 minutos. Cuando la inyecci6n se produce en el ladoque no es dominante, el paciente s610 sufre Iigerosproblemas de lenguaje. Al ser el amital sodico unrnetodo invasivo, s610 puede ser administrado porrazones medicas, y normal mente para determinar cuales el hemisferio cerebral dominante en el lenguajeantes de una intervenci6n quinirgica.

En la versi6n estandar de la prueba de escuchadicntica, se presenta al sujeto una secuencia de digitosa traves de unos auriculares estereofonicos. Se envfantres digitos a un oido, al mismo tiempo que se envfantres digitos distintos al otro oido. Entonces se pide alos sujetos que repitan la mayor cantidad de los seisdfgitos que puedan. Kimura descubri6 que los sujetosrecordaban mayor cantidad de digitos escuchados porel ofdo contralateral a su hernisferio dominante en ellenguaje, como se habia determinado por el test delamital sodico.

Pruebas de las funciones neuropsicol6gicasconcretasTras analizar el rendimiento neuropsico16gico de unpaciente en la baterfa de pruebas comunes, el neuro-psic61ogo selecciona una serie de pruebas especfficaspara aclarar la naturaleza de los problemas generalespuestos de manifiesto por la baterfa comtin. Existencientos de pruebas que pueden ser seleccionadas: acontinuaci6n se citan unas cuantas junto can algunasconsideraciones que pueden intluir en su elecci6n.

MEMORIA Una vez que se ha descubierto una alteraci6nde la memoria gracias a la bateria cormin, se debeplantear al menos cuatro preguntas fundamentalessobre el fa110 de la memoria: (l) limpJican los fallosde la memoria a la memoria a corto plaza, a la memo-

ria a largo plazo, 0 a ambas? (2) lson fallos de lamemoria a largo plaza anter6grados (que afectan a laretenci6n de las cosas aprendidas tras la lesion), retro-grados (que afectan a la retenci6n de cosas aprendidasantes de la lesion), 0 de los dos tipos? (3) Limplican losdeficit de la memoria a largo plaza a la memoriasemantica (memoria para el conocimiento de las pala-bras) 0 a la memoria episodica (memoria para lasexperiencias personales)? (4) i,son los deficit de lamemoria a largo plazo deficit de la memoria explicita(recuerdos de los cuales el paciente es consciente yque puede por tanto expresar verbalmente), de Ia me-moria implicita (memoria demostrada a traves de laejecucion del paciente sin que sea consciente de ella),ode ambas?

Muchos pacientes amnesicos muestran gravescarencias en la memoria expitcita sin ninguna careneiaen la implfcita. Las pruebas de priming de repeti-cion han demostrado ser buenos instrumentos paravalorar y estudiar este aspecto. A los pacientes se lesmuestra en primer Jugar una lista de palabras y se lespide que Ia estudien; no se les pide que la recuerden.Mas tarde, se les pide que completen una lista de frag-mentos de palabras, muehos de los cuales son frag-mentos de palabras de la lista inieial. Por ejemplo, sirnorado estuviese en la lista inicial, uno de los frag-mentos de palabras de la prueba podria ser mo-a-}>.Los pacientes con amnesia completan a menudo losfragmentos igual de bien que los sujetos de controlsanos, Pero, y esto es 10 verdaderamente importante, amenudo no tienen ningun recuerdo consciente de nin-guna de las palabras de la lista inicial y ni siquiera dehaber visto la 1ista. En otras palabras, muestran unabuena memoria implicita de las experiencias sin nin-gun a memoria explfcita de ellas,

lENGUAJE Si en la baterfa de pruebas comunes un pa-ciente neuropsicologico da pruebas de sufrir un defi-

Prueba de envergaduranumerica. Un test clasico dememoria a corte plazo queva lora la habilidad de lossujetos para repetir de formainmediata secuenclas dedigitos de distinta longitudelegido5 al azar,

Prueba de la muestra. Un testpreliminar para las carenciasdel lenguaje que incluye elseguimienta de instruccionevverbales para que el 5ujetotoque 0mueva muestras dedistinta color y forma.

Test del sodio amital. Un teltque irnplica laanestesia de un

nemisferio primero, y luegoe I otro, para deterrninar eua Ide los dos desernpefia unpapel dorninante en ellenguaje.

Test de la escucha dic6tica.Un test de laterahzaoon dellenguaje en el que lospacientes escuchansimultaneamente dosseeuencias diferente5 dedigi tal . una por cada oido.

Pruebas de priming derepetici6n. Testsque suelenemplearse para valorar lamemoria implicita enpaeientes de neuropsicologia.

PRUEBAS NEUROP51COL6GICAS 147


24/32

cit relacionado con el lenguaje, se Ie realizara lI.11a se -rie cornpleja de p rue ba s para aclarar 1


25/32

Metodos conductuales de la neurociencia cognitivaLa neurnciencia cognitiva se basa en dos suposicio-nes relacionadas (vease Sarter, Berntson & Cacioppo,1 9 96 ). L a prirnera premisa es que cada uno de los pro-cesos cognitivos complejos es el resu1tado de la activi-dad conjunta de procesos ccgnitivos simples llamadosprocesos cognitivos constituyentes. La segunda pre-misa es que cada proceso cognitivo constituyente estamediado por la actividad neuronal de una region cere-bral en particular. La identificacion de las zonas delcerebro que participan en disrinros procesos cogniti-vos constituyentes es uno de los principales logros dela neurociencia cognitiva.

Los investigadores informaticos han contribuido dedos maneras importantes al esfuerzo en equipo de lainvestigacion en neurociencia cognitiva. En primerlugar, al crear modelos inforrnaticos de los procesoscognitivos complejos (por ejemplo, de inteligenciaartificial), han praporcionado indicios de como los pro-cesos constituyentes pueden interaccionar. En segundolugar, han proporcionado los conocimientos informati-cos que han impulsado el desarrollo reciente de las tee-nicas que aplican la tecnologia TEP y la RM funcionala las investigaciones en neurociencia cognitiva.

La tecnica de sustracd6n de imagenes empare-jadas se ha convertido en uno de los metodos clave deinvestigacion del comportamiento en las investigacio-nes en neurociencia cognitiva, junto con el papel cen-tral desernpefiado por la TEP y la RM en las investiga-ciones punteras sobre neurociencia cognitiva (veasePosner & Raichle, 1994). Permftaseme ilustrar estarecnica can un ejemplo tornado de un estudio TEPsabre el procesamiento de una palabra unica realizadopor Petersen y sus colaboradores (1988). Petersen ysus colaboradores estaban interesados en localizar laszonas cerebrales que permiten a un sujeto realizar unaasociaci6n de palabras (responder a una palabra irn-presa diciendo una palabra relacionada con ella). Sepodria pensar que esra es una tarea faeil de realizar co nun sujeto mientras se registra una imagen TEP de sucerebro, EI problema con este enfoque es que muchaspartes del cerebra que estarfan activas durante el pe-riodo de prueba no tendrian nada que ver con el proce-so cognitivo de formar una asociaci6n de palabras; unagran parte de la actividad registrada se asociarfa conotros procesos. como la vision de Ja palabra, co n la

lectura de la palabra y can el habla, La tecnica de sus-traccion de imagenes emparejadas fue desarrolladapara rrarar este problema.

La tecnica de la sustraccion de imagenes empareja-das induye la obtenci6n de imageries TEP 0 RM fun-cional en el transcurso de la realizacion de diversas ta-reas cognitivas. De manera ideal, las tareas se diseiiande modo que cada par difiera uno de otro s610en un iini-co praceso cognitivo constituyente. Asl, la actividadcerebral asociada co n ese proceso se puede evaluar pormedio de la sustraccion de la actividad en la imagenasociada can una de las dos tareas de la actividad en laimagen asociada con la otra tarea. Por ejemplo, en unade las tare as del estudio de Petersen y colaboradores, lossujetos pasaban un minuto leyendo en voz alta conso-nantes impresas en el momenta en que aparecfan en unapantaHa; e n otro, observaban las m is ma s c on so na n te sen la pantalla, pero respondian a cada una de ellas conun verba relacionado, dicho en voz alta (por ejemplo,camion-conduciri . Entonces, Petersen y sus colabora-dores restaron la actividad de las imagenes registradasdurante las dos tareas para obtener una imagen diferen-cial. La imagen diferencial ilustr6 las regiones cerebra-les especificas que intervenian en el proceso cognirivoconstituyente de formar la asociacion de palabras; laactividad asociada con la atencion fijada en la pantalla,con la vision de las consonantes, can la manifestacionen voz alta de las palabras, etc., fue elirninada por lasustracci6n (vease la Figura 5.25).

Test de CiasifiQd6n de Carta!de Wisconsin. Pruebaneuropsicologica queevalua la habilidad de unpaciente pa ra aprendernueva! reglas y para recordarque las regia, aprendidasanter iorme nte ya no sonefectiva,.

Neurociencia cognitiva.Enfoque del estudio de lasbases nerviosas de IO !procesos cognitivo. que supo-nen una colaboraci6n entre10 ' p.ic6Jogos cognitive.,los investigadoresinformaticos y 10 .neurocientific05.

Procesos cognitivoscomtituyentes. Procesoscognitivos simple. que secombinan para dar lugar aprocesos cognitivo. complejos,

Tecnica de sustraccten deimagenes emparejadas. EIuso de la TEP y de la RMfuncional par" Iocahzar en elcerebro procesos cognitivoscomtituyentes por medio delaproduccion de una imagende la diferencia de la actividadcerebral asociada con dostareas cognitivas que difierenen terrninos de un urucoproceso cognitivoconstituyente.

METODOS CONDUCTUALE5 DE LA NEUROCIENCIA COGNITIVA 149


26/32

01"1'0problerna relacionado con el uso de II a TEP Yde la Rrv1 fu nc io na l p ara lo ca liz ar p ro ce so s c og nitiv osconsrituyentes es e] ruido asociado con lias sucesoscerebrales alcatr rios que OC'UITcn durante [a pruebarpor ejcmplo, pen-al" en una repentina punzada deham bre, percibir una m osca sabre Ia pautalla 0 pre-guntarse x i [alta 1I1111L'ho para que acabc la prucba). EIruido gC llcracin por dichos sucesos sc puede reducirsignificattvam ente por m edio de una tecnica y a d is cu -tida en este capitulo: el prom edio de 1 0 s ei ia i . .A! h ac erel promedio de las distinras imageues obtenidas de la

Figura .5.25 La tecnlca de sustraccionde limagene!empz,rej 'adas, habjtuaJmente empleada en 1;:1neurociencla cognitiva. Aqui se observe que el cerebrodel sujeto suele estaracbvo cuando este mira el dnefiode un tablero de ajedrez parpadeante (Situilci6n dee5timulo). Sin embargo, ' sise resta, I" actividad cerebralrnientras el ~ujeto Imirabilla pantalla en blanco, resultaevidente que fa percepcron del tabiero de ajedrelparpadeante estaba asociada a un aurncnto de laactfvidad del lobule occipital, Se hizoel promedio de la simagenel d'iferencial'el individualel' de cinco sujetos par;)producirla imagen diferencial media definitiv:a.(B~rrido TEP par cortesia d Marcul. Raichle, [nstitutoMallinckrodt de Radiologia, Centro Mi!:dicode laUniversidild de Walhingtol1.)

rep eticio n d e lu m ism u pru eba, lo s in vesrig ad ores p ue-den aumcntar rnucho !J relacion senai.ruido .. , sunilpractica cornun realizar [a rn dia de [asim{igen0~o bte nid as d e d istin to s su je to s: la im ag en d el p rome diod e la d iferen cia rcsu ltante rernarca l as r eg io ne s cere-brales com unes a la mayona de [O~ sujetos y a tem ia la sregiones de actividad particulates de unos cuanros(I'(;as(' In Figura 5.25). Este es un problem a posible,poro en al menos un estudio con TEP (Hunton Nnl.,1 996), el prornedio de los registros T EP fu s im ila r alo s n~gislrosTEP de su je ros ind iv idua le s .

---

----------- -- -

Parad ig ,mas bicpsicologicos deIa condueta an ima l,..continuacion se p ro po rc io na n e je rn plo s n oto rio s d e lo spa rad ig rnas conduc rua le s . emplcados en el estudio de labiopsicologfa dc las I.!~Iecics de laboratorio, bajo Iresmcab ez ar nie nto s: (1 ) p ar ad igm a s d e; ev alu ac io n d e CO]])-por tam iento s t fp ie os d especie: (2) puradigrnas rradicio-n a le s d e c on dic io nn m ie n to . Y ( 3) . p a ra dig rn a s did upren-dizaje anim al serninatural, En cada caso, nos ccntram osen los rnetndos em pleados pam estudiar elcom porta-rniento de 1


27/32

rna edad y sexo. Los comportamientos tfpicos de espe-cie mas frecuentemente estudiados incluyen el aseo, lanatacion, la com ida, la bebida, la c6pula, la pclea y laconstrucci6n de nidos. Aquf se describen las pruebasrealizadas cn campo abierto, las pruebas de cornporta-miento agresivo y de defensa y las pruebas de com-portamiento sexual.

PRUEBAS EN CAMPO ABIERTO En las pruebas en campoabierto se coloca al sujeto en una carnara grande yvacfa y se registra su acti vidad, Se suele medir la acti-vidad general bien con un registrador de actividadautomatizado, bien dibujando lfneas en el suelo de lacamara para con tar el ruimero de veces que se cruzanlas Ifneas durante la prueba. En las pruebas en campoabierto tambien es frecuente que se cuente el mimerode bolas de excremento dejadas por el animal durantela prueba. Los registros de actividad bajos y el mime-ro de bolas de excrernento elevado son indicativos deternor, Las ratas ternerosas son fuertemente tigmota-xicas, es decir, rara vez se aventuran lejos de las pare-des de la camara de pruebas y pocas veces participanen actividades como la crianza 0el aseo. Las ratas semuestran a menudo temerosas cuando se les colocapar primera vez en un campo abierto extrafio, pero estemiedo suele disminuir tras cxposiciones rcpetidas almismo.

PRUEBAS D E COMPO RTAM IENTO AGRESIVO Y D E D EFENSA Laspautas tipicas de comportamiento agresivo y de defen-sa pueden ser observadas y medidas durante las peieasentre la rata macho dominante de una colonia estable-cida y una rata intrusa de menor tamafio (vease Blan-chard & Blanchard, 1988). Esto se llama cl paradig-rna del intruso en la colonia. Los comportamientosdel macho dominante se consideran agresivos y los deldesventurado intruso, defensivos. EI macho dominan-te de la colonia (el macho al(a) se mueve lateralmentehacia el intruso con su pelaje erizado. Cuando se acer-ca al intruso, intenta hacerle perder el equilibrio ymorderJe ellomo y los flancos. EI intruso intenta pro-teger su lomo y sus costados reculando sobrc las patastraseras y empujando al atacante con las patas delante-ras 0 rodando de espaldas. Asf pues, el erizado delpelaje, los movimientos laterales de acercamiento ylos mordiscos en el lomo y los costados indican unaagresi6n intraespecffica de las ratas: el bloqueo, elboxeo (recular y ernpujar), y girar sobre la espaldaindican defensa. Algunas pruebas de comportamientodefensivo evidencian una reaccion hacia el investiga-dor mas que hacia otra rata. Por ejernplo, con frecuen-cia se evahia la resistencia de una rata a ser alcanzada(Ia puntuacion mas baja es cuando no hay resistencia y

la mas elevada cuando se produce mordedura), y seemplea la puntuaci6n como una medida de defensa(Kalynchuk et al., 1997).

EI laberinto etevado en forma de cruz es unaprueba de defensa habitualmente empleada para elestudio de los efectos ansioliticos (antiansiedad) delos farmacos sobre las ratas. Consiste en un laberintode cuatro brazos en forma de cruz que se suele situar a50 centimetros por encima del suelo. Dos de los bra-zos del laberinto disponen de paredes laterales. y losotros dos no. La medida de la defensa a de la ansiedadviene dada par la proporcion del tiempo que pasan lasratas en los brazos cerrados, mas que en los brazosabiertos. Los farmacos ansiolfticos, como las benzo-diacepinas, aumentan significativamente la propor-cion de tiempo que las ratas pasan en los brazos abier-tos (vease Pellow etal .. 1985).

PRUEBAS D E COMPORTAMIENTO SEXUAL La mayorfa de losintentos de estudio de las bases psicologicas del com-portamiento sexual de las ratas se ha centrado en Iacopula en sf rnisrna, EI macho monta a la hembra pordetras y Ie aprisiona las patas traseras, Si la hem bra esreceptiva, responde adoptando la postura de lordosis.es decir, clava las patas traseras en el aire, curva laespalda hasta formar una U, y desplaza el rabo haciaun lado. Durante varias montas sucesivas, el machoinserta el pene en la vagina de la hembra; este acto sedenomina intrornisi6n. Tras la intrornision, el machodesmonta con un saito hacia arras. Luego, tras unossegundos, vuelve para repetir el proceso de nuevo.Tras unos 1 0 ciclos de monta, intromision y desmon-tao el macho monta, penetra y eyacula (expulsa suesperma).

EI numero de montas necesarias para lograr laintromision, el mimero de intromisiones necesarias

Comportamientos t ipicos deespede. Lo scornportarmentos exhibidosde forma sirn ilarpract icarnente per todos losmiembros parecido! de unaespecie.

Pruebas en campoabierto. Registro delcomportamiento de unanimal en una carnara grandey vacia,

Tigmotaxico. La tende ncia apermanecer cerca de lasparedes de un campo abierto,

Paradigma del intTU50en lacolonia. Paradigma para elestudio del comportamientoagresivo y defensivo en ratasmacho; una pequei\a rata

macho intrusa es introducidaen una coIonia establecidapara estudiar las respuestasagre'ivas del macho alfa de facolon ia y la respuestadefensiva del intruso.

laberinto elevado en formade crux. Una prueba dedefensa 0 ansiedad en rata,que determina la tendenciade "stas a evita rio, do, brazosabiertm de un laberintoelevado con forma de cruz.

Lordosis. La postura de la ratahem bra de trasero elevado ycola ladeada de lareceptividad sexual,

Intromisi6n. La inserci6n delpene en lavagina.

Eyacula. Expul,a el esperrna.

PARADIGMAS BIOPSICOL6GICOS DELA CONDUCTA ANIMAL 151


28/32

para lograr la eyaculaci6n, y el intervale entre la eya-culaci6n y el reinicio de la manta constituyen tresmedidas habituales del comportamiento sexual de lasratas macho. Las medidas mas comunes del comporta-miento sexual de las hembras son el cociente de lordo-sis (proporci6n de mantas que inducen lordosis) y elgrado de curvamiento de la espalda durante la lordosis.

Paradigmas tradicionalesde condicionamientoEl conocimiento de los paradigrnas de aprendizajedesempefia un papel fundamental en las investigacio-nes biopsicol6gicas par diversos morivos, EI primermotive es que el aprendizaje es un fen6meno de graninteres para los psicologos, EI segundo es que el cono-cimiento de los paradigmas de aprendizaje proporcio-na una tecnologia eficaz para la producci6n y el con-trol del comportarniento animal. Como los animalesno pueden seguir las instrucciones del investigador, amenudo es necesario entrenarles para que se compor-ten de un modo que concuerde con las metas del expe-rimento. EI tercer motivo es que resulta posible dedu-cir muchas cosas sobre el estado sensorial, motor, dernotivacion, y cognitive de un animal a partir de suhabilidad para aprender diversas tareas y de ejecutardiversas respuestas aprendidas.

Si ya han hecho cursos de psicologfa, estaran fami-liarizados con los paradigmas de condicionamientopavloviano y operante. En el paradigma de condicio-namiento pavloviano el experimentador empareja unestirnulo inicialmente neutro llamado estimulo condi-cionado (par ejernplo, un sonido 0 una luz) can une st imu lo i nc o nd ic io n ad o (par ejemplo, carne en pol-vo), un estimulo que provoca una respuesta incondi-cionada (ref1eja) como la salivaci6n. Como resultadode estos emparejamientos, los estfrnulos condiciona-dos terminan par adquirir la capacidad, si son admi-nistrados en solitario, de provocar una respuesta con-dicionada (por ejernplo, la salivacion), una respuestaque a menudo, pero no siempre, es parecida a la res-puesta incondicionada.

En el caso del paradigma de condicionamientooperante, el ritmo de ernision de una respuesta volun-taria determinada (como accionar una palanca)aumenta gracias al refuerzo 0 disminuye debido alcastigo. Uno de los paradigmas de condicionarnientooperante mas utilizados en biopsicologia es el paradig-rna de la autoestimulacion. En el paradigma de laautoestlmulacion, los animales presionan sabre unapalanca con el fin de administrar estimulos electricos

de refuerzo a algunos centres del placer del cerebro.Otro paradigms de condicionamiento operante muyutilizado en biopsicologfa es el paradigma de laautoadmlnlstracion de drogas, en el que los anima-Ies se inyectan drogas a traves de canulas implantadasaccionando una palanca.

Paradigmas de aprendizaje animalseminaturaJAdemas de los paradigmas de condicionamiento pav-loviano y operante, los biopsicologos utilizan paradig-mas del aprendizaje animal disefiados especfficamen-te para emular situaciones can las que se podriaencontrar el animaJ en su media natural. A 10 largo delos siguientes parrafos cada uno de estos paradigmasde aprendizaje animal serninatural se disc ute: elparadigma de la aversion condicionada al sabor, el dellaberinto del brazo radial, el del laberinto de agua deMorris yel del enterramiento defensivo condicionado.

AVER516N CONDICIONADA Al SABOR Una aversion condi-cionada al sabor es aquella que se adquiere para elsaber de alimentos cuyo con sumo ha provocado unaenfermedad (vease Garcia & Koelling, 1966). En elexperimento de aversion condicionada al saber lasratas reciben un emetico (un farmaco que induce lasnauseas) tras consurnir un alimento de sabor descono-cido. Como resultado de esta unica prueba de condi-cionamiento, las ratas aprenden a evitar el sabor,

La habilidad de las ratas para aprender la relaci6nentre un sabor particular y la subsiguiente enfermedadaumenta sin duda sus posibilidades de supervivenciaen su arnbiente natural, donde las sustancias potencial-mente comestibles no son analizadas par las agenciasgubernamentales. Las ratas y muchos otros animalesson neofobicos (tienen miedo de 10 nuevo); aS l pues,cuando topan por primera vez can un nuevo alimento,1 0 consumen unicamente en cantidades pequefias, S i,como consecuencia de ello enferman, no vuelven aconsumirlo. Las aversiones condicionadas tambien sede.sarrollan ante lo s sabores conocidos, pero necesitanmas de una prueba para ser aprendidas.

Los seres humanos tambien desarrollan aversionescondicionadas al sabor. Se ha observado que los enfer-mas de cancer desarrollan una aversion a los alimentosingeridos antes de serles administrada la quimiotera-pia inductora de nauseas (Bernstein &Webster, 1980).Muchos ya han experimentado personal mente la efec-tividad de la aversion condicionada al sabor, Todaviaconservo vfvidos recuerdos del ponche que consurni,

152 ~ lO cue HAC'" lOS ",0'''COlO


29/32

hace ario: . con excexivo ardor tras ingerir dos porclo-nes de rarta de arandanos. Pero esa es orra historia,aunqu e p a rt ic u la rmenr e p in to re sc a.

L a d eca dn de los ahos cincuenta fue un a epoca detiendas de calcetines, de ga~eosas en el bar de At depel e cor rade a 'i .c ep il lo y de cines aJ aire l ib r e. En e l l ab o-rarorio de ccrnportamiento anil'nu[,era Lilla epoca deaccionamiento de palancas, picoteos clave, y lanzaderasrealizadas en respuesta a luces cegadoras, sonidos yp urrc ne s g eo me tric os, En tn nc es U eg 6el rock and rolf yla s p ru e ba s s ob re lacaversion condicionada al sa be r, L asc osa s n o ha n vueue f1 serigual,E sta s p ala br as ilu stra n hasta que punto e l estudio

de la aversion condicionada al sabor cambio la formade pensar de Ios psfcolegos acerca del condiciona-m ien to. P uso a prueba tres principios de l aprendizajeumph amenr e a ce pta do s (niase Revusky & Garda,1 97 0) '1 l1 'g id os d e la investigacion sobre los paradig-ma~de condicionamienro operante y pavloviano tradi-c io na le s, En p rimer lu ga r, pLiSO a prueba la idea de qu eel condicionarniento animal es siempre un precesegradual paso a paso: las avcrsiones fuertes a! aborpucden establecerse con una unica prueba, En scgun-do lugar, demostro que lu contigiiidad temporal no esesencial para el condicionamicnto: las ratas adquierena ve rs io ne s a l saber aunque n o e ufe rm en hasta unashorus despues de habet comido. En tercer Ingar . .puson p rue ba e l principia de to equipotenciatidad, la ideade que el condiciouami nto funciona de rn an era b iisi-c ament e igua l, ind pendienternenre de los eSlfmul'osparnculares y de las respuestas investigadas. Las ratasparccert esrar _specialm cnte bien prcparadas paraa prc lld er a so .ia cio ne e ntre los sabores y lascnferme-dades; ellaprendizaje de las relaciouesentre el color dela cornida y las mluseas, o entre el saber y una descar-ga electr ica ell la s p ar as , seconsigue con mucha difi-c u l t a d ,

l lABERINTO DE BRAZO RADIAL EI laberinto de brazo radialinvestisa las habilidades espaciales, rnuy desarrolla-das, dtlos roedorcs. La superviveneia d e ' las ratas ensu es tado sa lva je tiep'nue de su habilidad pant m ove 1'-se n ip ida y eficaz mente en su ambiente y de s u h ab il i-clad para aprender donde es probable encontrar ali-menlo y agua. Bsta tarea esmucho mas cornplcju paraun reeder que para nosotros ..La rnayona de nosotrosobtenemo los alim ntos en lu ga re s d on de e l s urn in is-(m se repone cOI1('inuamcllte; varnos ,1[ mercado con-fiados en que. encontrarcm os suficientes alim entospara sauslacer nuestras neresnlade, En cambia, laraIl! en, busca de forraje debe aprender y rerener una

Ffgura 5.26 Un labennto de braze radial.

cornplicada serie de detallcscodificados en el .spacio,No 610 debe aprender et lugar donde es mas probabk.enccntrar la cornida, sino tarnbien cuft! de estes luga-res ha sido recienremente saqueado, para no volver aMdernasiado pronto. Ellaberinrn de brazeradial (l'ea-sela Fegara 5.26). diseiiado par O lton y Samuelson(.1976) para estudiar cstas habilidades espaclale.s,consta de un conjunto de brazos, nortnalrnente ocho 0nUls, qu~ patten radialmente de una zona de salida. A lfinal de cnda brazo se el1GI1entl .'a 11'11dep6szm de comi-

p~r~dfgma en elque jo;anima les accionan unapalanca p~'. "dministtarun cstirnulo electnco derefuerao a 'IU propiocerebro,

Paradigrna de [aautQadminiltra(iofl dedrogas. Un paradigma decOhdi~fon,)l11ien.to operanteen el que los lanirn~,~e~accionan una palanca paraadrnlnistrersc drogas a eliasrnismos,

Aversion tondidonad~ill labor. Av Hianadquirida par los anfmaleshada los !~bore' quehan dado lugara unacnfennedad.l.aberlnto de braze radial. Unlab ,i"to en el que variosbrazes narten radialrncnte apart ir de una carnara deor"gen central : sesueleernplear p M . ) e.t1;Jdiar elaprendizaje especial en lasr at a s .

PARAmGMAS BIQPSltOLOGICOS DE LA CONDUCl"A ANI.MAL 1 53

Cocfente de IQtQQ!I$, Laproporcion de montas queproducen lordO'il.Paradigma decondicionamientopavloviano. Ull par


30/32

de que puedecontener 0 no uncebo dependiertdo de! propos[tode J e x peri mell to.

En una de las versiones de]paradigrna del iaberinto de brazeradial, (a' ratas son situadas cadaflfa en lHI ,Iabcrinto de brazoradial que ticne siernpre el ceboen los rnismos brazos. Tras unospecos dfas de experimentacicn,[a s ra ta s a pe na s acuden a . lo s b ra -Z oS q ue . n o tie ne n c eb o, y ra ra v ezacuden mas de una vez en el mis-mo dfa a los brazes que. contie-nell eJ cebo, a. pesar de qu e lo sproc:edlm!elll:oS decontrol hacenque sea lmposible que reconoz-can los olores dejados durantetina visita previa 0que sus visitass e r ea lic en en una seeuencia sis-ternatica. Dado que 10 brazosson identicos, las ratas debenorientarse en e] laberinto 'can res-pecro a seiiales extern as de Inhabitacion; a. ipues, su ejecucionpuedc verse alrerada por unarotacirin de! laberinto 0 par cambios etectuados en if!habi . laci .6n.

A

c

Figura 5.27 Una rata en'terrando un objeto de prueba de ! cuaf acab", de recibir una suavedescilrga electrica.( Fo to g r. af ia d e J ac k Wong.)

lA BERJN TO D E A GUA D E M ORRIS Otro paradigrna de apren-dizaje serninatural. disefiado para estudiar las habili-dades espaciah:.~ de Jas ratases el Iabertnto de aguade MOlTis (Morris, 1981), Las raws se cotocan en unapiscina circular sin rasgos distintivos, can agua frescale ch osa en Ia que deben nadar hasta descubrir Laplata-forrnu de e cape, la cual es invisible bajo la supetficiedel agua. A las ratas se les perrnite descansar sobre laplat;;lfonna antes de ser devueltas a lapiscina para rea-lizar otra prueba. A pesar de que el punro de partidavarta de' u na p rueba a . O IT a...Ia s rata s a pre nd en a n ad ardirectarncnte bacia la plataforma de escape tras HUOSpocos ensaycs solarnente. al parecer mediante el usade claves e pacial.es de la habitacion. tornadascomorefereacia. EI Jaoerinlo de agua de M orris 1m d em ()~-trade . er extrem adam enre t1 tH para. determlnar la shabilidadcs de orieutacicn de animales drogados 0Iesionados (par ejemplo, Kolb, (989).

E NT ER RAM IE NT OD E Ff_ NS IY O C ON D IC JQ NA D O EI paradig-rna, del enterramientc defensive condicionadoes otroparadigma de aprendizaje semiuarural de utili dad enla s in ve sti ga cio ne s biopsk:oldgicas (per ejernplo,Plnel &Mana 1989: Pille] & Trcit, 1978), En los ex-

perimeato sabre enterramlentos defensives condl-cionados, las raras reciben UIl iinico e tfrnulo queprovoca aversion (por cicmplo, urt susto. una explo-sion. 0 un olor dcsagradablc) de un objeto colocadosabre la pared de [a habitaciou, justo por encima delsue [o, cubierto con el rnareria] para fabricar el elida.Tras un unico ensayo, cas: todas las ratas aprcndenque e'lobjeto de ' l a o prueba es una arnenaza. y reaccio-nan rociando el material para la fabricacion d el

2. Metodos de Investigacion en La Biopsicologia Pinel

Documents