UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA

FACULTAD DE PSICOLOGÍA

Trabajo Final de Licenciatura:

Condicionamiento operante neonatal: Auto-administración de leche en ratas de 5-días de edad

Agustín Molina - Matrícula: 2002795582 Director: Dr. Carlos Arias Grandío

Córdoba, Noviembre de 2007

Agradecimientos...

Agradezco a mis padres por todas

las posibilidades que me han brindado.

Al Dr. Norman Spear por otorgarme todas las

facilidades necesarias para desarrollar este trabajo.

También deseo agradecer a mis

compañeras de la Facultad, amigos y

novia por divertirme y apoyarme constantemente.

Y por último, es mi intención

agradecerle especialmente a Carlos, mi

director de tesis, por haberme ayudado a

sentirme cómodo y disfrutar de este primer paso.

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ÍNDICE

Resumen….………………………………………………………………………….. 4

1. Introducción………………………………………………….…………………. 5

1.1. Capacidades sensoriales, perceptivas y de aprendizaje en la cría de rata…... 5 1.2. Aspectos básicos del condicionamiento instrumental..................................... 9

1.2.1. Orígenes……………………………………………………………… 9 1.2.2. Definición y elementos básicos del condicionamiento instrumental… 11 1.2.3. Fases del condicionamiento instrumental……………………………. 13

1.3. Modelos de condicionamiento instrumental en la temprana ontogenia de la rata…………………………………………………………………………... 14

1.4. Objetivos e hipótesis………………………………………………………… 22 1.4.1. Objetivos……………………………………………………………... 22 1.4.2. Hipótesis……………………………………………………….…….. 23

2. Experimento 1: Aplicación de un procedimiento de condicionamiento

instrumental en crías de rata de 5-6 días de edad…………………………….. 25

2.1. Material y métodos………………………………………………………….. 28 2.1.1. Sujetos……………………………………………………….……….. 28 2.1.2. Aparatos y materiales. ……………………………………………….. 29 2.1.3. Procedimientos………………………………………………………. 31 2.1.4. Análisis de datos……………………………………………………... 34

2.2. Resultados…………………………………………………………………… 35

3. Experimento 2: Análisis de parámetros que pueden afectar la ejecución de

la tarea de condicionamiento instrumental…………………………………… 41

3.1. Material y métodos……………………………………………………….…. 42 3.1.1. Sujetos……………………………………………………….………. 42 3.1.2. Aparatos y materiales…..……………………………………………. 43 3.1.3. Procedimientos………………………………………………………. 43 3.1.4. Análisis de datos…………………………………………………..…. 47

3.2. Resultados…………………………………………………….……………... 48

4. Discusión………………………………………………………….……………... 54

5. Referencias bibliográficas.……………………………………………………... 63

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Título: Condicionamiento operante neonatal: Auto-administración de leche en ratas de 5-

días de edad

Área: Psicobiología experimental.

Autor: Agustín Molina.

Director: Dr. Carlos Arias Grandío.

Año: 2007.

Resumen: En este estudio se presenta una técnica de condicionamiento instrumental para

su aplicación en la temprana ontogenia de la rata. El procedimiento pretende que el

neonato se auto-administre un reforzador natural (leche) utilizando los movimientos de

cabeza y miembros anteriores que la cría emite en el contexto del amamantamiento. En

dos experimentos se analizó cómo cambia la probabilidad de ejecución de dichos

movimientos (conducta operante) en función de la contingencia con la infusión intraoral

de leche (reforzador). Además, se estudió cómo la variación sistemática de la magnitud

del reforzador o de la cantidad de separación materna pueden afectar la adquisición del

condicionamiento instrumental. Las crías de 5 y 6 días de edad mostraron diferencias en

la ejecución de dichas conductas en función de la contingencia con el reforzador tras una

o dos fases de adquisición de 15 minutos. Además, los sujetos apareados mostraron una

mayor tasa de respuesta al comienzo de la extinción. Los resultados evidencian la

efectividad de la técnica desarrollada, y su valor potencial para el estudio de procesos de

aprendizaje en la temprana ontogenia, así como para el análisis de mecanismos que

regulan las propiedades motivacionales de reforzadores naturales o de otras sustancias,

como el alcohol.

Palabras clave: aprendizaje operante o instrumental – infantes – leche – reforzador –

adquisición – extinción

Agustín Molina Carlos Arias Grandío

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1. INTRODUCCIÓN El objetivo principal de este estudio es la presentación de una técnica de

condicionamiento operante que fue desarrollada para su aplicación en la temprana

ontogenia de la rata. A lo largo de la presente introducción se hará una breve descripción

de las capacidades sensoriales, motoras y de aprendizaje con que cuenta la cría de rata

para percibir su entorno y adaptarse al mismo. Posteriormente, se revisarán algunos

aspectos fundamentales del condicionamiento instrumental, con el objetivo de facilitar la

comprensión de los procedimientos empleados en la fase experimental, y la lectura e

interpretación de los resultados obtenidos. Por último, se realizará un análisis crítico de

las técnicas de condicionamiento operante que hasta el día de hoy se han desarrollado

para su aplicación en la temprana ontogenia de la rata. La información que se recoge en

los siguientes apartados será fundamental para enmarcar los objetivos y las hipótesis que

guían la serie experimental.

1.1 Capacidades sensoriales, perceptivas y de aprendizaje en la cría de rata

Las distintas especies de mamíferos pueden ser clasificadas en función del grado

de madurez de los neonatos en altriciales y precociales. La primera de estas categorías, en

la cual se incluyen las distintas clases de roedores, engloba a aquellas especies que se

caracterizan por parir crías relativamente inmaduras que, por lo general, nacen sin

capacidad visual ni termorreguladora y con gran limitación motora. Por lo tanto, estas

crías necesitan numerosas atenciones por parte de la madre durante las primeras fases del

desarrollo. Por otra parte, las especies precociales son aquellas en las que las crías nacen

5

con tal grado de madurez morfofisiológica que son capaces de seguir a la madre pocas

horas después del parto (Alberts, 2005).

A pesar de la relativa inmadurez en el momento del nacimiento, la cría de rata

dispone de ciertas capacidades que le permiten llevar a cabo las actividades básicas que

garantizan su supervivencia, como son, obtener nutrientes del pezón de la madre, y

conservar las calorías adquiridas manteniendo la temperatura corporal (Spear & Riccio,

1994). Diversos sistemas sensoriales son parcialmente funcionales incluso desde el

período prenatal, como por ejemplo, el táctil, el olfativo o el gustativo (Lecanuet &

Schaal, 1996). Por lo tanto, el neonato de rata puede responder a algunos estímulos de

distinta modalidad sensorial. La función táctil en el neonato de rata se encuentra presente

sólo en algunas regiones del cuerpo, como el área perioral, las extremidades delanteras y

el área anogenital (Alberts, 2005). Los sistemas quimiosensoriales (gusto y olfato)

permiten a la cría recién nacida percibir estímulos olfativos naturales y químicos, como

así también discriminar entre distintos sabores (Alberts, 2005; Hall & Brian, 1981).

Además, la cría de rata presenta poca capacidad de termorregulación (Hoffman, Flory &

Alberts, 1999), aunque sí posee la habilidad de discriminar entre diferentes gradientes de

temperatura y de orientarse hacia ellos. Por ejemplo, ratas infantes de 1, 5 y 11 días de

edad pueden movilizarse a sectores diferentes de una caja de acuerdo a un gradiente de

temperatura que va desde 26ºC hasta 40ºC (Hoffman, Flory & Alberts, 1999). Por último,

la percepción de señales acústicas en la cría de rata precede a la apertura de los ojos, que

tiene lugar el día 14 de vida postnatal. En general, estos sistemas sensoriales se van

desarrollando rápidamente, especialmente a lo largo de las tres primeras semanas de vida,

período en el cual se va ampliando progresivamente la sensibilidad de los sistemas

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perceptivos y el rango de estímulos a los que estos organismos pueden responder

(Lecanuet & Schaal, 1996).

Además de las mencionadas capacidades sensorio-perceptivas, los neonatos de

rata poseen cierto repertorio comportamental que les permite explorar e interactuar con el

medio. Antes de nacer, el feto de rata presenta formas de comportamiento altamente

secuenciado y coordinado conocidos como patrones de acción fetal (Robinson &

Brumley, 2005). Entre dichos patrones de conducta se encuentra la conducta de limpieza

facial (en inglés, facial wiping), comportamiento que según algunos autores podría estar

relacionado con las conductas de higiene y con otras de contenido hedónico negativo que

se expresan en la vida adulta (Berridge, 2000; Robinson & Smotherman, 1991). Otra

conducta que aparece temprano en el desarrollo es la respuesta de estiramiento (en inglés,

strech response), que consiste en la flexión dorsal de la espalda, acompañada por una

elevación de la cabeza y extensión coordinada de las extremidades (Andersen, Robinson

& Smotherman, 1993; Robinson & Brumley, 2005). Esta conducta es elicitada, por

ejemplo, tras la administración de leche en la cavidad oral del feto o de la cría de rata.

Además, cuando el pezón se acerca a la región perioral, tanto el feto como la cría de rata

son capaces de responder con movimientos laterales de cabeza y con una prensión activa

del pezón (Robinson & Smotherman, 1992a). La cría recién nacida dispone también de

otro tipo de conductas orales que son emitidas en respuesta a diversa estimulación

quimiosensorial, como son los movimientos bucales, el lameteo o el chupeteo (Robinson

& Smotherman, 1992a). Incluso antes del nacimiento se pueden conseguir movimientos

coordinados de las extremidades anteriores o posteriores de la cría con diversas

manipulaciones farmacológicas (Robinson y Brumley, 2005). A los 4 ó 5 días de edad la

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madurez motora de la cría de rata le permite no sólo emitir respuestas de orientación y

exploración con la cabeza, sino que también aparecen conductas exploratorias que

involucran las extremidades delanteras (Alberts, 2005). Hacia el día 10 de vida postnatal

la cría empieza a gatear, y hacia el día 12 postnatal ya camina con bastante movilidad

(Alberts, 2005).

Las crías de rata no sólo son capaces de percibir el entorno y de responder a los

estímulos que se presentan en el mismo, sino que también poseen la capacidad de

adaptarse a modificaciones en su ambiente. Para ello, ya durante el período de vida

intrauterino comienzan a desarrollarse ciertas capacidades de aprendizaje. En diversos

estudios se ha descrito que durante los últimos días de gestación el feto de rata puede

modificar su conducta por la mera exposición repetida a estímulos de distinta naturaleza

(aprendizaje no asociativo). En este sentido, en el feto de rata se ha encontrado

habituación comportamental y fisiológica, sensibilización, y efectos de contraste positivo

(Chotro & Spear, 1997; Mickley et al., 2004; Robinson & Smotherman, 1995). Por

ejemplo, se ha observado una disminución en la respuesta motora cardíaca frente a la

administración repetida de infusiones orales de una solución con olor a limón

(Smotherman & Robinson, 1992). Las capacidades de aprendizaje asociativo también

están presentes desde el período prenatal y han sido puestas en evidencia en diversos

paradigmas experimentales (Chotro & Arias, 2003; Domínguez et al., 1998; Pedersen &

Blass, 1982; Robinson & Smotherman, 1997; Stickrod et al., 1982). Por ejemplo, se ha

descrito la adquisición en un solo ensayo de aversión condicionada al sabor empleando

cloruro de litio como estímulo incondicionado (Smotherman, 1982). Además, y como

será descrito más adelante, existen también evidencias experimentales de que el neonato

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de rata tiene capacidad de variar la frecuencia de emisión de algunas respuestas en

función de la contingencia con sus consecuencias cuando son entrenados en

procedimientos de aprendizaje instrumental (ver, por ejemplo, Johanson y Hall, 1979).

En conjunto, todas las capacidades de aprendizaje recién mencionadas, junto con las

habilidades sensoriales y motoras descritas anteriormente, permiten a la rata recién nacida

adaptarse a su ambiente de desarrollo natural y de este modo asegurar su supervivencia.

Así, por ejemplo, ya desde el nacimiento la cría de rata es capaz de emitir respuestas de

orientación hacia su madre, reconocer y prenderse de su pezón, y consiguientemente

succionar del mismo para extraer leche (Smotherman, Arnold & Robinson, 1993).

Además, se acurruca junto a sus hermanas para mantener la temperatura corporal, y es

capaz de producir señales químicas, térmicas o acústicas para comunicarse con su madre

solicitando cuidado (Alberts & Cramer, 1988).

1.2 Aspectos básicos del condicionamiento instrumental

1.2.1 Orígenes

Edward Thorndike (1898) puede ser considerado uno de los padres del

condicionamiento instrumental. Este autor fue pionero en el campo de la investigación de

aprendizaje animal. Realizó numerosos experimentos que consistían básicamente en

situar a distintos animales hambrientos en lo que denominó cajas-problema (en ingles,

puzzle-box). Para escapar de esta caja y acceder a comida, los animales debían realizar un

determinado movimiento. Thorndike observó que, inicialmente, el comportamiento de los

animales era azaroso y poco sistemático. A medida que los ensayos se repetían, las

conductas inefectivas desaparecían y la respuesta necesaria para escapar de la caja

aparecía más rápida y efectivamente. Según Thorndike, los animales aprendían por

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ensayo y error, y no mostraban signos de comprender la relación entre la acción y la

consecuencia, incluso después de haberla aprendido. El aprendizaje, según este autor,

conlleva la formación de conexiones entre las conductas realizadas y su resultado, y las

mismas son fortalecidas por la denominada ley del efecto. Según la misma, aquellos actos

que se acompañen o que estén más próximos de la satisfacción del animal, se asociarán

más fuertemente con la situación, y cuando se vuelvan a repetir las circunstancias, estos

comportamientos tendrán mayor probabilidad de ser repetidos. Además, Throndike

sugirió que cuanto mayor es la magnitud de la satisfacción del animal, mayor es la fuerza

de la asociación (Thorndike, 1911). Posteriormente Skinner (1935) hizo énfasis en la idea

de que las conductas son emitidas por los animales, a diferencia de lo propuesto por otros

como Thorndike o Hull, que defendían la posición de que eran elicitadas por los

estímulos. Su propuesta es que los animales emiten conductas en situaciones sin que haya

aparentemente ningún control por parte de estímulo alguno. A estas respuestas las

denominó operantes libres. Manifestó que durante una fase de aprendizaje se cambia la

relativa frecuencia de estas respuestas. Además de sus numerosas aportaciones teóricas,

Skinner desarrolló la que hoy se conoce como caja de Skinner, la cual permite un análisis

sistemático del aprendizaje instrumental, abriendo la posibilidad al estudio de nuevas

variables dependientes que no había sido posible abordar previamente, como la tasa de

respuesta.

Las aportaciones de estos autores continúan teniendo gran influencia hoy en día

en el análisis de procesos básicos de aprendizaje (Catania, 1999; Nevin, 1999) así como

en el estudio de diferentes aspectos de la neurociencia del comportamiento y

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psicofarmacología (Blackman & Pellon, 1993; Laties, 2003; Leslie, Shaw, Gregg,

McCormick, Reynolds & Dawson, 2005).

1.2.2 Definición y elementos básicos del condicionamiento instrumental

El condicionamiento instrumental se puede definir operacionalmente como la

modificación de la frecuencia de emisión de una conducta por la contingencia entre la

misma y sus consecuencias (Tarpy, 1997). Un procedimiento de condicionamiento

instrumental puede derivar en un aumento o disminución de una determinada tasa de

respuesta. Los factores que determinan que suceda una u otra cosa son tanto la

contingencia entre la conducta y el reforzador, como la naturaleza de este último

(Domjan, 1999).

En el condicionamiento instrumental participan fundamentalmente tres elementos:

una respuesta, un resultado (el reforzador) y una contingencia entre la respuesta y el

resultado.

• Reforzador: Los reforzadores se definen no por sus propiedades físicas

específicas, sino por criterios empíricos, en función del efecto que

producen en la conducta. Los reforzadores suelen ser estímulos

biológicamente relevantes, que pueden tener un valor hedónico positivo,

como la comida, o negativo, como una descarga eléctrica. El reforzador

positivo es aquel que incrementa la probabilidad de respuesta, mientras

que el reforzador negativo es el que disminuye la probabilidad de una

respuesta concreta.

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• Respuesta instrumental: Suele ser una respuesta motora arbitraria. Se

define en términos del efecto que produce en el entorno. Por ejemplo: la

presión de una palanca.

• Contingencia: Hace referencia a la medida en que la entrega del

reforzador depende de la ocurrencia previa de la respuesta instrumental.

Comprende la noción de causalidad debido a que la emisión de la

respuesta es necesaria y suficiente para la presentación del reforzador.

La contingencia requiere también de cierto grado de contigüidad; si la

emisión del refuerzo se demora, el aprendizaje instrumental no se

produce.

En los procedimientos de condicionamiento instrumental, además de los

elementos mencionados, pueden intervenir otros estímulos que indiquen la presencia o

ausencia del reforzador; éstos son denominados estímulos discriminativos (Domjan,

1999; Tarpy, 1997).

En función de la naturaleza de la contingencia que existe entre la respuesta del

sujeto y la consecuencia, y del valor hedónico del reforzador (positivo o negativo), se

pueden definir cuatro tipos de procedimientos de condicionamiento operante: el

condicionamiento de recompensa, el entrenamiento de omisión, el castigo y la evitación o

escape. El procedimiento más comúnmente empleado y el más pertinente para este

estudio es el condicionamiento de recompensa. Éste se encuentra determinado cuando

una respuesta tiene como consecuencia la aparición de una recompensa deseable para el

organismo, por ejemplo comida. La ocurrencia repetida de la recompensa en contingencia

con la respuesta tiene como resultado el incremento de la probabilidad de dicha respuesta.

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En el entrenamiento de omisión, la respuesta va seguida de la ausencia de un estímulo

apetitivo. El efecto de este entrenamiento es la supresión de dicha respuesta. Por otro

lado, el castigo es el procedimiento por el cual la respuesta instrumental es seguida de un

resultado aversivo, por ejemplo, una descarga eléctrica. El castigo conlleva generalmente

un decremento de la respuesta. Por último, el entrenamiento de evitación o escape se basa

en que una respuesta específica es contingente con el fin de un evento aversivo (Tarpy,

1997).

El rendimiento en las tareas de condicionamiento instrumental se puede ver

modulado por muchos factores. Por ejemplo, los programas de reforzamiento, que se

dividen en función de que el refuerzo sea emitido después de un número fijo o variable de

respuestas del sujeto (razón fija o variable) o después de que haya transcurrido una cierta

cantidad de tiempo fija o variable (intervalo fijo o variable). En general, los

entrenamientos de razón generan una mayor tasa de respuesta que los de intervalo. Entre

otros factores que pueden afectar el desempeño en tareas de condicionamiento

instrumental, se encuentra la magnitud del reforzador. La tasa de respuesta puede no

verse afectada por esta variable pero los reforzadores de mayor magnitud pueden afectar

la persistencia de las respuestas (Tarpy, 1997).

1.2.3 Fases del condicionamiento instrumental

Las fases básicas de un experimento de condicionamiento instrumental son la

adquisición y la extinción. La adquisición se define como la fase en la cual la respuesta

instrumental es aprendida. Durante esta fase, se expresa con mayor frecuencia una

respuesta específica debido a la relación de la misma con el reforzador. La fuerza de la

respuesta se puede medir en términos de incremento de la probabilidad o frecuencia de la

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conducta específica. La fase de extinción es aquella en la que, frente a la respuesta

instrumental no se presenta reforzamiento alguno (Domjan, 1999). El resultado de la

extinción es un decaimiento gradual en la respuesta. Como ya fuera observado por

Skinner, en el proceso de extinción en el condicionamiento instrumental se produce, al

igual que en el condicionamiento clásico, una recuperación espontánea de la respuesta

operante cuando se interpone un intervalo temporal antes de volver a situar al sujeto en el

contexto donde ocurrió el aprendizaje. Otra característica del proceso de extinción en el

condicionamiento operante es que, a menudo, al comienzo del mismo, aparece un

incremento brusco de la respuesta operante que se acompaña de una respuesta fisiológica

y de agitación motora. Algunos autores han relacionado dicho fenómeno con un proceso

de frustración ante la ausencia del reforzador (Papini & Dudley, 1997; Tarpy, 1997).

1.3 Modelos de condicionamiento instrumental en la temprana ontogenia de

la rata

Algunos autores han propuesto que el condicionamiento instrumental requiere una

integración de información más compleja que la que requiere la asociación de estímulos

(por ejemplo, ver Flory et al., 1997). Este planteamiento lleva implícito que el

aprendizaje instrumental es una forma de aprendizaje diferente del condicionamiento

clásico, que está gobernado por leyes en cierta medida distintas, y que los centros

neurales que lo modulan son al menos parcialmente distintos (ver Tarpy, 1997). Otros

autores han planteado una visión alternativa, considerando que el condicionamiento

clásico e instrumental son dos manifestaciones de un único proceso de aprendizaje (ver

Tarpy, 1997). Actualmente el argumento de que el condicionamiento instrumental

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requiere un nivel de procesamiento de la información más complejo parece superado por

evidencias recientes que han demostrado la ocurrencia de este tipo de aprendizaje en

organismos de relativa simplicidad estructural como la aplisia (Hawkins, Clark &

Kandel, 2006), o incluso a nivel de la médula espinal en ratas que tenían quirúrgicamente

separado este órgano de centros superiores del sistema nervioso central (Gomez-Pinilla et

al., 2007).

La relativa inmadurez del neonato de rata supone un desafío a la hora de la

evaluación de sus capacidades de aprendizaje, debido fundamentalmente a limitaciones

de tipo procedimental. Sin embargo, varios autores a lo largo de las tres últimas décadas

han sabido buscar la manera de superar dichas limitaciones y han desarrollado con éxito

varias técnicas para la evaluación de condicionamiento instrumental en edades tempranas

de este roedor. Como se verá a continuación, los objetivos que han guiado el interés de

dichos autores en el desarrollo de estas técnicas son muy diversos, y en cierta manera han

determinado las características de los procedimientos.

Amsel y colaboradores desarrollaron una técnica en la cual la cría de rata aprendía

a recorrer un corredor (38 x 7.5 x 10 cm) que desembocaba en una caja donde se situaba

una madre anestesiada (Amsel, Burdette & Letz, 1976, 1977; Letz, Burdette, Gregg,

Kittrell & Amsel, 1978). Los autores denominaron respuesta de aproximación al

desplazamiento que la cría hacía a lo largo de dicho corredor para obtener el refuerzo.

Una larga serie de estudios sirvió para extraer conclusiones de gran importancia para la

psicobiología del desarrollo y del aprendizaje. Por ejemplo, se demostró que la presencia

de la madre tenía un importante valor incentivo, más allá de la posibilidad de prenderse al

pezón, o de obtener leche del mismo (Letz et al., 1978). Además estos estudios revelaron

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que ya en la temprana ontogenia, en comparación con el refuerzo continuo, el refuerzo

parcial de la conducta genera una mayor persistencia de dicha conducta en la fase de

extinción. Amsel sitúa el período ontogénico en el cual emerge este efecto hacia el día 11

de vida postnatal (Chen & Amsel, 1980; Letz et al., 1978). Los estudios de Amsel y

colaboradores se extendieron hasta la década de los noventa, y fueron incorporando

variaciones en el procedimiento, como la administración intraoral de leche a través de

una cánula como reforzador (Diaz-Granados, Greene & Amsel, 1992). La técnica se

utilizó con éxito para la evaluación de déficits neurocomportamentales provocados por la

inducción de hipoxia o de agentes teratógenos como el alcohol (Diaz-Granados et al.,

1992; Lobaugh et al., 1991). La gran limitación de esta técnica se debe a los

requerimientos locomotores de los sujetos, por lo que es difícil que pueda ser utilizada

con éxito en crías de menos de una semana de vida postnatal. Por otro lado, uno de los

beneficios, además de la cantidad de fenómenos que permite estudiar, es que requiere

períodos pequeños de separación materna (1 hora en los trabajos iniciales). En estudios

más recientes los autores extendieron dichos períodos a 24 horas sin encontrar que esta

manipulación modificase efectos que habían sido previamente publicados (Lilliquist,

Nair, Gonzalez-Lima & Amsel, 1999).

Kenny y Blass (1977) desarrollaron un procedimiento en el que crías de rata

aprendían a desplazarse por un laberinto en forma de Y (ver Figura 1A). Los animales

discriminaban entre el brazo izquierdo y el derecho del laberinto para conseguir la

recompensa. El reforzador que emplearon era la disponibilidad de un pezón no nutritivo,

que como se ha mencionado, Amsel y colaboradores mostraron que tiene valor

recompensante para la cría de rata (Letz et al., 1978). Para exponerles a este reforzador,

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la madre de las crías era anestesiada, y situada en uno de los brazos en Y. Esta técnica se

aplicó con éxito en crías de entre 7 y 21 días. A partir de ella se obtuvieron datos

relevantes sobre capacidades de aprendizaje, y sobre el valor de incentivo que posee un

pezón no nutritivo. Este estudio mostró que todos los grupos de edad evaluados poseen la

capacidad de adquirir la respuesta y de retenerla al menos por dos días. Si bien la fase de

adquisición requiere de ensayos relativamente cortos, los autores sometieron a un

régimen de deprivación muy elevado a las crías (24 horas). En esta etapa del desarrollo,

un período de deprivación materna tan elevado puede generar considerable estrés a la cría

y además puede tener efectos nocivos sobre el desarrollo neurocomportamental (Smith,

Kucharski & Spear, 1985). Por otro lado, la aplicación de esta técnica requiere una cierta

capacidad de locomoción, que como hemos mencionado antes, no se adquiere hasta

después de la semana de vida postnatal.

En 1979, Johanson y Hall desarrollaron una técnica particularmente interesante

para los propósitos del presente estudio. Las crías de 1 día de edad eran colocadas en una

estructura construida a partir de una taza de café (ver Figura 1B). La cría tenía acceso a

dos palancas colocadas sobre su cabeza, y al hacer presión sobre una de ellas obtenía

infusiones de leche en la boca. Cada palanca estaba impregnada con un olor distinto. En

dicho estudio, los autores encontraron evidencias de condicionamiento operante en el

neonato de rata tanto durante la fase de adquisición como durante la extinción (Johanson

& Hall, 1979). El inconveniente de este trabajo radica en la gran cantidad de separación

materna y de aislamiento que sufrían las crías. Antes de la sesión experimental las crías

eran aisladas por una noche. Además, las fases de adquisición y extinción duraban 12 y 6

horas respectivamente. Por otro lado, como los propios autores reconocen, el hecho de

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haber elegido leche como reforzador puede suponer un problema a la hora de interpretar

los resultados porque la respuesta operante que emite la cría es elicitada de forma

incondicionada por el propio reforzador. Esta crítica ha sido recogida posteriormente por

otros autores, que propusieron que los resultados de Johanson y Hall podrían ser

explicados a partir de un proceso de condicionamiento clásico, y no de condicionamiento

instrumental (ver Flory, Langley, Pfister & Alberts, 1997). Según estos autores, la leche

podría estar actuando como estímulo incondicionado, y la respuesta que la cría emitía al

recibir los pulsos de leche en la boca constituiría una respuesta incondicionada. La

palanca, que sería el estímulo condicionado, se asociaría con el estímulo incondicionado

(leche), y podría llegar a elicitar por sí misma la respuesta condicionada.

Un estudio posterior se valió del procedimiento desarrollado por Johanson y Hall

y lo aplicó al estudio de la auto-administración de alcohol en la temprana ontogenia

(Domínguez, López, Chotro & Molina, 1993). La técnica fue aplicada en crías de rata de

3, 9 y 15 días de edad. Los autores demostraron que la contaminación de la leche con

alcohol disminuye el poder reforzante de la primera. En este estudio se volvieron a

emplear los extensos períodos de separación materna y aislamiento empleados

originalmente por Johanson y Hall (12 horas de separación materna más 12 horas de

adquisición). También es importante resaltar que en ambos estudios, los animales no

presentaron evidencias de adquisición de la respuesta operante hasta comenzadas las dos

horas de entrenamiento.

Guenaire, Costa y Delacour (1982) diseñaron una técnica en que crías de rata

aprendieron a elevar la cabeza para obtener un reforzador térmico (diez segundos de aire

caliente). Dicho estudio recibió críticas similares a las del trabajo de Johanson y Hall

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porque los resultados podían ser explicados en términos de condicionamiento clásico y no

operante (Flory et al., 1997). La respuesta operante de elevar la cabeza podría ser la

respuesta incondicionada que la cría emite al recibir el pulso de aire caliente (estímulo

incondicionado). Más recientemente, Flory y colaboradores (1997) se preocuparon por

desarrollar una técnica evitando explícitamente que en la fase de adquisición participasen

respuestas generadas de forma incondicionada por los reforzadores. Para ello generaron

una técnica que consistía en ubicar al neonato de rata en una plataforma fría (25 ºC)

donde tenían que aprender a girar la cabeza. El reforzador empleado era la liberación de

aire caliente durante 20 segundos sobre la plataforma en la que la cría descansaba (ver

Figura 1C). Los autores observaron que la respuesta instrumental se adquiere

rápidamente, hacia los treinta minutos de entrenamiento, y se extingue cuando se deja de

emitir el reforzador. Posteriormente, estos autores mostraron que crías de mayor edad (5

y 11 días de vida postnatal) pueden igualmente adquirir esta respuesta instrumental

(Hoffman et al., 1999a; 1999b), aunque el valor recompensante del estímulo

incondicionado parece ser menor a medida que crece la cría. La técnica desarrollada por

estos autores requiere que el animal permanezca parcialmente inmovilizado en una

plataforma durante períodos temporales relativamente grandes, aunque menores que en

las técnicas descritas previamente.

Por último, Lithgow y Barr (1984) diseñaron una técnica para evaluar auto-

estimulación eléctrica intracraneal en ratas de 7 y 10 días de edad. El reforzador utilizado

fue la aplicación de estimulación eléctrica en áreas de recompensa del cerebro. La

respuesta operante que tomaron en consideración fue la activación de cualquiera de dos

palancas ubicadas en el piso de una caja construida para la evaluación (ver Figura 1D).

19

Esta técnica les posibilitó concluir que la auto-estimulación eléctrica de las regiones del

cerebro anterior en crías de una semana de vida postnatal genera efectos recompensantes,

al igual que sucede al estimular estas mismas regiones en animales adultos. Algunas de

las limitaciones de dicha técnica vienen dadas por la propia intervención quirúrgica, y por

el tiempo que requieren las sesiones experimentales (10 horas).

Figura 1. Algunas de las técnicas de condicionamiento operante que se han aplicado en la

temprana ontogenia de la rata: A) Laberinto en forma de Y utilizado por Kenny y Blass (1977);

B) Dispositivo para auto-administración de leche utilizado por Johanson y Hall (1979); C)

Plataforma desarrollada para la liberación de un reforzador térmico utilizada por Flory y

colaboradores (1997); y D) Caja para evaluar auto-estimulación eléctrica utilizada por Lithgow y

Barr (1984).

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En general, se puede decir que este conjunto de investigaciones ha generado un

importante conocimiento sobre las capacidades de la cría de rata para modular su

conducta con el fin de conseguir recompensas fundamentalmente de carácter nutritivo o

térmico. Como se ha podido observar, siempre que las demandas de la tarea sean

apropiadas al nivel de desarrollo del organismo, el aprendizaje ocurre aparentemente sin

dificultad (Campbell & Coulter, 1976). Por otro lado, sin embargo, se han puesto en

evidencia que casi todas estas técnicas presentan algunos requerimientos procedimentales

que podrían generar efectos nocivos en la cría (estrés, hiponutrición, fatiga), y modular, a

su vez, los resultados de estos estudios. Por ejemplo, los períodos extensos de separación

materna y/o asilamiento, o las sesiones largas de entrenamiento.

Una cuestión que puede resultar fundamental a la hora de plantearse nuevos

procedimientos de condicionamiento instrumental o de auto-administración en edades

tempranas es si realmente son necesarios períodos tan largos de separación materna, y

sesiones tan largas de entrenamiento para la obtención de modificaciones en la conducta

en función de la contingencia con un reforzador. Hemos visto cómo, dependiendo de la

tarea requerida, con algunos de los procedimientos descritos se ha logrado modificar la

probabilidad de ejecución de algunas conductas en períodos relativamente cortos de

tiempo (por ejemplo, Flory et al., 1997). Curiosamente, utilizando una técnica distinta,

denominada técnica del pezón artificial, se ha encontrado que las crías aprenden

rápidamente a prenderse al pezón artificial cuando se utiliza un reforzador nutritivo. El

tiempo que duran las sesiones de condicionamiento cuando se emplea el pezón artificial

son de 10 minutos, tiempo que parece suficiente para la adquisición de respuestas

condicionadas de carácter apetitivo (por ejemplo, Petrov, Nizhnikov, Kozlov,

21

Varlinskaya, Kramskaya & Spear, 2004). Lo que resulta más interesante es que a la vez

que se adquiere este aprendizaje, se produce un incremento gradual de las conductas del

neonato (movimientos de cabeza y miembros delanteros) cuando el animal se encuentra

en contacto con dicho pezón (Bordner, Molina & Spear, 2006). Por esta razón algunos

autores han sugerido que las respuestas condicionadas frente a un pezón artificial no sólo

están moduladas por condicionamiento clásico, sino también por procesos de aprendizaje

operante (Petrov, Varlinskaya, & Spear, 2003). Por lo tanto, es posible que en sesiones de

entrenamiento más breves, e incluso con menos tiempo de separación materna, se pueda

conseguir modificar la respuesta de la cría de acuerdo a la contingencia con un

reforzador. Estas observaciones dieron pie a los objetivos e hipótesis del presente estudio.

1.4 Objetivos e hipótesis

1.4.1 Objetivos

El objetivo general del presente proyecto es diseñar una tarea de

condicionamiento operante que pueda ser aplicada en diferentes edades de la temprana

ontogenia de la rata. Este objetivo se enmarca en una línea de investigación más amplia

que se centra en el estudio de la exposición al alcohol en edades tempranas. Esta línea

analiza cómo la experiencia con el alcohol es procesada por el organismo en los distintos

momentos del desarrollo de acuerdo a sus capacidades sensoriales y de aprendizaje, y

cómo dicha información es retenida hasta períodos posteriores del desarrollo donde

puede modular la respuesta hacia la droga. Por lo tanto, el interés de desarrollar esta

técnica no sólo radica en que se abran nuevas posibilidades al estudio de capacidades

infantiles de aprendizaje. Igualmente se persigue que la técnica constituya en sí misma

22

una forma alternativa de auto-administración que potencialmente pueda aplicarse no sólo

a reforzadores naturales (leche) sino también a otras sustancias como alcohol.

Los objetivos específicos son:

1. Diseñar una tarea de condicionamiento operante que requiera sesiones

relativamente cortas de entrenamiento, y que sea eficaz para evaluar este tipo de

aprendizaje en la temprana ontogenia. La técnica deberá permitir la auto-administración

del reforzador sin exigir largos períodos de separación materna.

2. Aplicar esta técnica en crías de 5 y 6 días de edad. Como se remarcará más

adelante (ver introducción del Experimento 1) las técnicas de auto-administración que se

disponen para el neonato de rata o bien requieren grandes períodos de separación

materna, o bien pierden su eficacia a partir del segundo día de vida postnatal (como es el

caso de la técnica del pezón artificial).

3. Analizar la variación sistemática de parámetros como la cantidad de separación

materna o la magnitud del reforzador, sobre el desempeño en fases de adquisición y

extinción de la respuesta operante, con el fin de encontrar las condiciones más oportunas

para la aplicación de la técnica.

4. Analizar si el proceso de auto-administración del reforzador llevado a cabo el

día 5 de vida postnatal modula subsecuentes patrones de aceptación del mismo.

1.4.2 Hipótesis

Considerando los antecedentes presentados en la introducción, la hipótesis que

guía este estudio es que las crías de 5 y 6 días de vida postnatal serán capaces de

modificar su comportamiento de acuerdo a la contingencia del mismo con la

disponibilidad de un reforzador. Este aprendizaje ocurrirá en un período relativamente

23

corto de entrenamiento. Además, variables como la magnitud del reforzador, o la

cantidad de tiempo que las crías estén separadas de la madre tendrán impacto sobre la

ejecución de la tarea diseñada, lo que permitirá definir los parámetros más adecuados

para la aplicación de la misma.

24

2. EXPERIMENTO 1: APLICACIÓN DE UN PROCEDIMIENTO

DE CONDICIONAMIENTO INSTRUMENTAL EN CRÍAS DE

RATA DE 5-6 DÍAS DE EDAD Este primer experimento está dirigido a analizar la eficacia de la técnica de

condicionamiento operante que se fue desarrollando a partir de estudios piloto previos.

Como se ha señalado en los apartados anteriores, el desarrollo de esta técnica perseguía

varios objetivos específicos, entre ellos, que permitiera la auto-administración de

reforzadores naturales, como la leche, u otro tipo de sustancias, como el alcohol. De esta

manera, la técnica podrá ser empleada no sólo para el estudio de procesos de aprendizaje

en la infancia, sino también, para el análisis de los mecanismos que regulan el

reforzamiento de diferentes sustancias. Por otro lado, se busca que la técnica sea

aplicable en crías de 5 y 6 días de vida postnatal. No se han desarrollado muchas técnicas

de auto-administración que se puedan emplear en este período del desarrollo, y las que

existen requieren grandes tiempos de aislamiento de la cría (Domínguez et al., 1996;

Johanson & Hall, 1979), o pierden su eficacia a partir del segundo día de vida postnatal,

como en el caso del pezón artificial debido a que las crías parecen discriminar a esta edad

entre el pezón materno y el artificial. Asimismo, la técnica no debe requerir períodos de

separación materna excesivamente largos. Los períodos extensos de aislamiento social y

la ausencia de un adecuado aporte nutricional que además llevan asociados, pueden

hipotéticamente incidir sobre la capacidad de aprendizaje del organismo en desarrollo y

representar obstáculos significativos cuando se intenta evaluar dicha capacidad en

distintos momentos del desarrollo temprano. Por último, se busca por la misma razón que

la respuesta operante se adquiera en sesiones cortas de entrenamiento.

25

Para el desarrollo de la técnica, se tomó en consideración el repertorio conductual

del que dispone la cría de rata a los 5 días de edad. Como se ha mencionado en el

apartado introductorio, a los 5 días de vida postnatal la cría posee cierto repertorio

comportamental que le permite explorar el medio, en el cual se incluyen movimientos

tanto de la cabeza como de las extremidades delanteras. Además, en el contexto de la

conducta de amamantamiento, la cría emite un conjunto de respuestas cuando se orienta

hacia la madre para estimular la glándula mamaria y finalmente prenderse y succionar del

pezón, las cuales constituyen un patrón fijo de acción (Hall, 1987). Es interesante

observar cómo la frecuencia de emisión de dicho patrón conductual, que incluye también

movimientos secuenciados de cabeza y extremidades delanteras, aumentan de manera

gradual durante un período relativamente corto de tiempo (10 minutos) en función de la

contingencia con un reforzador (leche; Bordner et al., 2006). Esta técnica consiste

básicamente en la presentación de un pezón artificial seguido por una infusión intraoral

de leche, de tal manera que la cría o el feto llegan a formar una asociación entre ambos

estímulos (Arnold et al., 1993; Robinson, Arnold, Spear & Smotherman, 1993). Este

proceso de aprendizaje asociativo se asemeja a lo que Pavlov denominó

condicionamiento natural, en otras palabras, un fenómeno de aprendizaje guiado por la

contingencia entre estímulos biológicamente relevantes (Pavlov, 1927). Como resultado

de esta asociación los fetos exhiben, frente a un pezón artificial, respuestas fisiológicas y

comportamentales análogas a las respuestas incondicionadas generadas por la leche

(Robinson, Hoeltzel & Smotherman, 1995; Smotherman, 2002). Sin embargo, como ya se

ha indicado, Petrov y colaboradores sugirieron que las respuestas condicionadas frente a

un pezón artificial no sólo están moduladas por condicionamiento clásico, sino también

26

por procesos de aprendizaje operante (Petrov, Varlinskaya & Spear, 2003).

Específicamente, se ha hipotetizado que reforzadores positivos como la leche modifican

la probabilidad de prensión a un pezón artificial y la probabilidad de ejecución de los

movimientos de cabeza y miembros delanteros orientados hacia este dispositivo artificial.

Esta hipótesis fue tomada en consideración en este estudio. Concretamente, en el presente

experimento, se estudió la posible variación en la tasa de ocurrencia de movimientos de

cabeza y extremidades delanteras en crías de 5 días en función de la contingencia de

dichos movimientos con la administración de un reforzador en la cavidad oral del animal.

En base a la literatura existente, el reforzador elegido para llevar a cabo los

objetivos del presente estudio fue la leche. Las crías de rata son altamente sensibles a las

propiedades reforzantes de la misma. Por ejemplo, la infusión intraoral de leche asociada

a estímulos ambientales relativamente neutros promueve un rápido aprendizaje apetitivo,

el cual puede ocurrir en una sola sesión de condicionamiento (Cheslock, Varlinskaya,

Petrov, & Spear, 2000). La leche no sólo representa el único soporte nutritivo del

organismo recién nacido sino también posee la propiedad de activar el sistema opioide

endógeno, el cual modula procesos de aprendizaje apetitivo derivados de distintas

experiencias tempranas con distintos reforzadores (Arnold, Robinson, Spear &

Smotherman, 1993; Chotro & Arias, 2003, 2007; Nizhnikov, Varlinskaya, Petrov, &

Spear, 2006; Roth & Sullivan, 2003). Además, bajo condiciones de estrés, la leche

produce efectos calmantes (Blass & Fitzgerald, 1988; Blass, Shide, & Weller, 1989). Por

lo tanto, el nutriente lácteo posee la capacidad de actuar en calidad de reforzador positivo

o negativo.

27

En resumen, el presente experimento analizó la probabilidad de emisión de

movimientos de las extremidades delanteras y de la cabeza en función de la contingencia

de dicho comportamiento con la administración intraoral de leche. Este análisis se realizó

en dos sesiones de adquisición, a los 5 y 6 días de vida postnatal, y en una fase de

extinción conducida inmediatamente después de la segunda fase de adquisición. Los

períodos de separación materna fueron relativamente cortos (3 horas) y la duración de la

sesión de adquisición fue similar a la que requiere la técnica a la del pezón artificial (15

minutos). Como se verá, se empleó un entrenamiento de razón fija 1, y se incluyó un

grupo control que recibía únicamente el reforzador cuando el sujeto experimental emitía

las conductas requeridas. De esta manera se puede controlar que el incremento en la

respuesta obedece a la contingencia con el reforzador, y no a la mera administración de la

leche.

2.1 Material y métodos

2.1.1 Sujetos

En el primer experimento se emplearon 44 ratas de la cepa Sprague-Dawley (22

ratas macho y 22 ratas hembras), representativas de 6 camadas. Los animales nacieron y

fueron criados en el bioterio del Centro de Psicobiología del Desarrollo (Universidad de

Binghamton, Nueva York, EE.UU.). El día de nacimiento fue considerado como día

postnatal 0 (DP0). El animalario se mantuvo a temperatura constante (22ºC ± 1ºC), con

un ciclo de luz-oscuridad de 12 horas (inicio del ciclo de luz a las 7:00 horas). Todos los

animales han sido tratados acorde a los lineamientos éticos establecidos por la Asociación

28

Psicológica Americana (APA, 1985) y los derivados del comité revisor de la Universidad

de Binghamton.

2.1.2 Aparatos y materiales

El aparato empleado para sostener a la cría y entrenarla en el procedimiento de

condicionamiento operante fue desarrollado a partir de una serie de estudios preliminares

(ver Figura 2). Como puede observarse, la estructura donde se colocaba a la cría, la cual

denominaremos silla de condicionamiento, se elaboró utilizando una máscara para gases

tóxicos (3M Particulate Respirator 8576) cortada por la mitad que luego se sujetaría a una

base construida con cartón. Se ubicó al animal en dicha silla en una posición semi-supina

(40º de inclinación en referencia a la base del aparato) sobre una superficie de algodón.

Un pequeño chaleco elaborado con tela fina y elástica (100% spandex) fue utilizado con

el fin de sujetar a la cría a la silla de condicionamiento. Al chaleco se le realizaron dos

agujeros de 0.5 cm de diámetro cada uno. El propósito de los mismos fue el de liberar sus

extremidades delanteras, mientras las extremidades traseras se dejaban reposar sobre una

base constituida por el filtro de la máscara. El cuello del chaleco se diseñó en forma de

“v” para permitir la libre movilidad de la cabeza. El material con el que estaba elaborado

el chaleco no restringía la actividad motora espontánea del animal. Asimismo, de acuerdo

a estudios previos este dispositivo no genera incompetencia comportamental o malestar

aparente del neonato (Petrov et al, 2004).

Como puede observarse en la Figura 2, un brazo estereotáxico (Solting, Wood

Dale, IL) permitió posicionar un sensor sensible al tacto (4 cm de longitud y 0.1 cm de

diámetro) a una distancia de 1 cm de la cavidad oral del animal. Dicho sensor se ubicó en

29

forma perpendicular a la silla de condicionamiento y equidistante de las extremidades

delanteras de la cría. El contacto físico con el sensor producía la activación de una bomba

de infusión (Kashinsky-Rozboril, Model 5/2000) equipada con una jeringa micrométrica

(TIP GS12000, Gilmont Instruments; Barrington, II). Esta jeringa contenía leche bovina

de libre acceso comercial (Half and Half). A dicha jeringa se le conectó una aguja

hipodérmica descartable (25 G), de la cual salía una cánula de polietileno (Clay Adams,

PE 50). El extremo libre de este catéter se insertaba en una cánula de 7 cm de longitud de

menor tamaño (Clay Adams, PE 10), que tal como se describirá a continuación, se

encontraba implantada en la mejilla del animal.

Figura 2. Fotografía obtenida durante estudios preliminares. En la misma puede observar la

posición en la cual se ubica a la cría en la silla de condicionamiento.

30

2.1.3 Procedimientos

1. Separación materna e implante de la cánula.

En los días postnatales 5 y 6 (DPs 5 y 6) se separaron las crías de sus madres 3

horas antes del inicio de la fase de condicionamiento y se las ubicó en cajas de plástico

(15 x 8 x 15 cm) parcialmente cubiertas con viruta limpia. La temperatura de la base de

dichas cajas se mantuvo constante (30˚C ± 1˚C) mediante el uso de mantas eléctricas.

Inmediatamente después de ser separados de la jaula materna, a todas las crías se les

implantó una cánula en la mejilla siguiendo un procedimiento que ha sido ampliamente

descrito en diferentes estudios (Abate, Spear & Molina, 2001; Chotro & Alonso, 2003;

Domínguez, López, Chotro, & Molina, 1996; Hall & Rosenblatt, 1979; Hall &

Rosenblatt, 1977; Pepino, Spear, & Molina, 2001). Las cánulas estaban formadas por

secciones de 7 cm de longitud de un catéter de polietileno (PE 10, Clay Adams). Uno de

sus extremos fue derretido mediante la aplicación de una fuente de calor con el propósito

de moldear un borde circular ensanchado (diámetro externo: 0.12 cm). Para canular al

animal, una aguja dental (30-gauge Monoject, Sherwood Medical, Munchen Germany)

unida al extremo no ensanchado de la cánula se colocaba sobre la superficie interna de la

mejilla de la rata. De este modo, se atravesaba la mucosa intraoral con la aguja hasta que

el extremo ensanchado de la cánula se posicionaba sobre la superficie interna de la

mejilla mientras que el resto de la cánula permanecía fuera de la cavidad oral. El proceso

completo de canulación llevó no más de 20 segundos por animal. De acuerdo a estudios

previos este procedimiento genera un estrés mínimo y transitorio en las crías de rata

(Spear, Spetch, Kirstein & Kuhn, 1989). Estas cánulas fueron utilizadas luego para

infundir el reforzador durante la fase de adquisición de la conducta instrumental.

31

2. Fase de habituación.

En el DP5 y tras 2 horas de separación materna, todos los animales fueron

ubicados durante 5 minutos en sillas idénticas a las utilizadas durante las fases de

condicionamiento y extinción. Esta fase del experimento se incluyó con el fin habituar a

las crías a la manipulación experimental y a los requerimientos posturales de las fases de

adquisición de la conducta operante. Durante esta fase habituatoria la temperatura de la

silla se mantuvo constante a 30˚C (± 1˚C), y los neonatos no tuvieron acceso al sensor

táctil.

3. Fases de adquisición y de extinción de la conducta operante.

El DP5 y una vez cumplidas las 3 horas de separación materna, las crías fueron

asignadas a las condiciones experimentales definidas por la contingencia entre el

reforzador y la conducta instrumental. La mitad de los sujetos fueron asignados a la

condición “apareada” (grupo experimental) y la otra mitad a la condición “no apareada”

(grupo control). Se evaluó simultáneamente a sujetos de ambas condiciones. La

distribución de los animales fue cuasi-aleatoria ya que se procuró que cada par de sujetos

estuviera conformado por neonatos de igual sexo y similar peso.

Inmediatamente antes del inicio de la fase de adquisición, se estimuló a los

neonatos suavemente con un algodón en la zona ano-genital con el propósito de producir

micción y defecación. Una vez que se registraron los pesos (± 0.01 g), las crías fueron

ubicadas en sus correspondientes sillas de condicionamiento, y se conectaron las cánulas

que tenían implantadas en la mejilla a la jeringa situada a su vez en la bomba de infusión.

Finalizado este procedimiento, el sensor se acercó a la cabeza y extremidades delanteras

de cada animal. Dos investigadores entrenados realizaron este procedimiento

32

simultáneamente sin tener conocimiento de la condición experimental (apareada o no

apareada) del animal que estaban manipulando. El tiempo total que llevó todo este

proceso no superó los 2 minutos.

La fase de adquisición tuvo una duración de 15 minutos. En el transcurso de la

misma, cada vez que los sujetos de la condición apareada tocaron y activaron el sensor,

recibieron 1 microlitro (µl) de leche intraoral (reforzador). La cría de la condición no

apareada recibía igualmente el reforzador cada vez que la cría de la condición apareada

activaba el sensor. Por lo tanto, el programa de refuerzo aplicado al sujeto del grupo

apareado fue de razón fija 1. Las crías de ambos grupos recibieron 4 pulsos de 2 µl de

leche cada uno al inicio de la fase de condicionamiento (segundos 1, 60, 120 y 180). Una

vez finalizada la fase de adquisición, se volvió a pesar a los animales, se les sacó las

cánulas que tenían implantadas en la cavidad oral, y fueron devueltos con su madre

biológica.

En la segunda sesión de adquisición (DP6) se siguió el mismo procedimiento que

el descrito para la primera, con la excepción de que en el segundo día de entrenamiento

se suprimió la fase de habituación. Esta segunda fase de entrenamiento fue seguida por

una fase de extinción de 6 minutos de duración (ver Figura 3). Durante esta fase no se

otorgó ningún reforzador frente a la activación del sensor. Finalizada la fase de extinción

se registraron los pesos de las crías, se retiraron las cánulas, y los sujetos fueron

devueltos nuevamente con su madre biológica. En todas las fases experimentales se

registró la cantidad de contactos por minuto de cada cría con el sensor. Al finalizar, se

calculó el porcentaje de peso corporal ganado a lo largo de cada sesión experimental a

partir de la siguiente ecuación: [Porcentaje de peso ganado = [(peso corporal post-

33

entrenamiento – peso corporal pre-entrenamiento) / peso corporal pre-entrenamiento] x

100]. Esta variable dependiente fue empleada como índice de consumo del reforzador en

cada sesión de adquisición.

Día 2 (DP6)Día 1 (DP5) Fase de

adquisición Fase de

adquisición Fase de

extinción

15 min 6 min 15 min

Figura 3. En este esquema se representan las fases de las sesiones experimentales del

Experimento 1. La primera fase de adquisición tuvo lugar el DP5, mientras que la segunda fue el

DP6. Después de la última de dichas fases se añadió una fase de extinción.

2.1.4 Análisis de datos

Para el cálculo de los pesos corporales de los neonatos se realizó un ANOVA

considerando los siguientes factores intra-sujetos: condición experimental (apareado o no

apareado) y día postnatal (DP5 o DP6). La variable dependiente que se tuvo en

consideración fue la cantidad de veces que los neonatos activaron el sensor. Las

respuestas de las crías se agruparon en bloques de 3 minutos. Para el análisis de la fase de

condicionamiento se realizó un ANOVA de 3-vías que comprendió a los siguientes

factores intra-sujetos: condición experimental (apareado o no apareado), día postnatal

(DP5 o DP6) y bloque (5 bloques: 0-2 min, 3-5 min; 6-8 min; 9-11 min, 12-14 min). Para

el análisis de la fase de extinción, se analizó la cantidad de veces que los animales

activaron el sensor mediante un ANOVA de 2-vías: condición experimental (apareado o

no apareado) y bloque (2 bloques: 0-2 min, 3-5 min). Para obtener una mejor

comprensión de los posibles cambios en las tasas de respuesta de los animales en función

34

de las fases de condicionamiento y extinción, se realizó un ANOVA adicional. El análisis

incluyó junto al factor condición experimental, los 5 bloques de la segunda sesión de

condicionamiento (DP6) y los 2 bloques de la fase de extinción. Los efectos

significativos o las interacciones fueron exploradas con las correspondientes pruebas

post-hoc (prueba de Tukey HSD). Para todos los análisis en este experimento, y a lo largo

de todo el estudio, se adoptó un criterio de rechazo de p < 0.05.

Por último, se realizó un análisis de correlaciones (cálculo de los coeficientes de

correlación de Pearson) para evaluar el grado de asociación entre la cantidad de

respuestas operantes emitidas por los animales de los grupos apareado y no apareado.

Además, se correlacionaron los datos de ingesta de leche obtenidos en cada uno de estos

grupos con sus correspondientes tasas de respuesta.

2.2 Resultados

Tal como era esperado, el peso corporal aumentó significativamente en función de

la edad de los animales, F(1,21) = 566.36, p < 0.0001, efecto que fue independiente de la

condición experimental de los sujetos (apareada DP5: 12.2 ± 0.3 g; no apareada DP5:

12.4 ± 0.3 g; apareada DP6: 13.6 ± 0.3 g; no apareada DP6: 13.7 ± 0.3g; los valores

representan la media ± error estándar de la media).

La ingesta de leche durante las fases de adquisición (porcentaje de peso corporal

ganado) fue similar en ambas condiciones experimentales. El ANOVA sólo indicó un

efecto cercano a la significación del factor edad, el cual indica que el consumo del DP6

fue tendencialmente mayor que el DP5, F(1,21) = 4,13, p = 0.055. Los resultados de

ingesta en cuanto a la condición experimental y el día postnatal fueron los siguientes:

35

(grupo apareado DP5: 0.37 ± 0.04%; grupo no apareado DP5: 0.39 ± 0.06%; grupo

apareado DP6: 0.48 ± 0.06%; grupo no apareado DP6: 0.54 ± 0.07%; los valores

representan la media ± error estándar de la media).

El gráfico de la Figura 4 muestra el número de respuestas que exhibieron los

sujetos de los grupos apareado y no apareado durante las fases de adquisición y extinción.

Desde un punto de vista descriptivo, parece haber diferencias entre ambos grupos el

segundo día de entrenamiento (DP6). Este día, aparentemente, los animales de la

condición apareada mostraron un incremento progresivo en la tasa de respuesta, efecto

que no se observó en los sujetos del grupo control no apareado. Durante la extinción

también parece que los sujetos del grupo apareado respondieron más que sus respectivos

controles no apareados. El ANOVA realizado con los datos obtenidos en las sesiones de

adquisición verificó estas impresiones, revelando efectos significativos de los siguientes

factores principales: día postnatal, F(1,21) = 5.23, p < 0.5 y bloque, F(4,84) = 5.98, p <

0.001. La interacción entre los factores condición experimental y día postnatal también

resultó significativa, F(1,21) = 4,54, p < 0.05. Las pruebas post-hoc indicaron que el

número de respuestas emitidas durante cada uno de los tres últimos bloques fue mayor

que el número de respuestas emitidas en el primer bloque. Tiene un gran interés para el

presente estudio el hecho de que la tasa de respuesta de los neonatos de la condición

apareada durante el DP6 fue significativamente mayor que la de los controles no

apareados. Además, la tasa de respuesta del grupo apareado fue mayor el DP6 que el

DP5. Las crías del grupo no apareado mostraron puntuaciones equivalentes ambos días,

durante las respectivas fases de adquisición.

36

Figura 4: Número de respuestas (media ± error estándar de la media) emitidas por los sujetos del

grupo apareado y no apareado a lo largo de las dos fases de adquisición, y durante la extinción.

Los valores se encuentran agrupados en bloques de tres minutos.

El ANOVA realizado con los datos obtenidos durante la fase de extinción reveló

únicamente el efecto significativo del factor principal condición experimental, F(1,21) =

7.32, p < 0.05. A pesar de que durante esta fase no se reforzaron las respuestas de las

crías del grupo apareado, los sujetos de dicha condición mostraron igualmente un mayor

número de respuestas operantes que las crías del grupo no apareado.

Con el propósito de hacer una comparación explícita entre las tasas de respuesta

emitidas durante las fases de adquisición y extinción, se realizó un ANOVA adicional: 2

(condición experimental) x 7 (bloque). Este análisis tomó en consideración los cinco

bloques correspondientes a la segunda fase de adquisición y los dos bloques

correspondientes a la fase de extinción. El ANOVA reveló efectos significativos de los

37

factores principales condición experimental y bloque [F(1,21), p < 9.19, y F(6,126), p <

3.03, ambas ps < 0.01, respectivamente]. Teniendo en cuenta las hipótesis a priori que

guiaron el presente estudio, este análisis se complementó con comparaciones planeadas

con el fin de evaluar los patrones comportamentales correspondientes a cada condición

experimental (apareada y no apareada) durante la segunda sesión de adquisición y

durante la extinción. En los neonatos del grupo no apareado, estos análisis no detectaron

cambios significativos a lo largo de esta fase de entrenamiento ni durante la extinción.

Por otro lado, la tasa de respuesta de las crías de la condición apareada fue

significativamente mayor durante los dos últimos bloques de la fase de adquisición y

durante el primero de la extinción, que durante el primer bloque de la fase de adquisición.

Además, el número de respuestas del último bloque de la extinción no se diferenció

estadísticamente de los recogidos durante la etapa inicial de la fase de adquisición.

En resumen, la contingencia entre la respuesta de la cría (contacto con el sensor) y

el reforzador (infusión intraoral de leche) fue crítica en la regulación de la probabilidad

de ejecución de dicho comportamiento. Durante los segundos 15 minutos de la segunda

sesión de adquisición, los animales del grupo apareado exhibieron patrones de respuesta

que parecen indicativos de condicionamiento operante. Este aumento en la probabilidad

de ejecución de la respuesta instrumental persistió durante la fase de extinción.

Posteriormente se realizó un análisis correlacional con el objetivo de estudiar

hasta qué punto las infusiones de leche simplemente aumentaba la predisposición del

animal a exhibir mayores niveles de actividad motora resultando en mayor cantidad de

contactos con el sensor. En el caso de que ésto fuera cierto, se debería esperar que los

niveles de respuesta del grupo apareado correlacionasen positiva y significativamente con

38

la tasa de respuesta del grupo no apareado. Las correlaciones se calcularon tomando en

consideración los totales de respuesta de ambas condiciones experimentales durante cada

sesión de condicionamiento. Se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson. En la

Tabla 1 se presentan los valores obtenidos en dicho análisis, así como las correlaciones

entre consumo de leche en los neonatos apareados y no apareados durante cada una de las

sesiones, y la fuerza de la asociación de las tasas de respuesta obtenidas en cada una de

las dos sesiones de condicionamiento. Como se esperaba, el número de respuestas

emitidas por los neonatos de la condición apareada correlaciona significativamente con

los valores de consumo de leche obtenidos en ambas condiciones experimentales y en

ambas sesiones experimentales. Además, los niveles de actividad de los animales

apareados y no apareados no correlacionaron significativamente. También se puede

observar que la tasa de respuesta del grupo apareado durante la primera sesión de

adquisición (DP5), correlacionó positiva y significativamente con el nivel de respuesta

obtenido en la fase de adquisición del segundo día de entrenamiento (DP6). Esta

correlación no se observó cuando se consideraron las puntuaciones de los animales no

apareados.

39

Primera sesión experimental (DP5) rxy Respuestas del grupo apareado del grupo no apareado durante la adquisición 0.08 Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en el grupo apareado 0.51* Respuestas del grupo apareado durante la adquisición y consumo de leche del grupo no apareado 0.64* Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en grupo no apareado 0.09 Consumo de leche del grupo apareado y del grupo no apareado 0.75* Segunda sesión experimental (DP6) Respuestas del grupo apareado y del grupo no apareado durante la adquisición 0.05 Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en el grupo apareado 0.50* Respuestas del grupo apareado durante la adquisición y consumo de leche del grupo no apareado 0.62* Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en el grupo no apareado 0.10 Consumo de leche del grupo apareado y del grupo no apareado 0.58* Primera y segunda sesión experimental Respuestas del grupo apareado durante la adquisición del DP5 y la adquisición del DP6 0.74* Respuestas del grupo no apareado durante la adquisición del DP5 y la adquisición del DP6 0.05 Tabla 1: Coeficientes de correlación de Pearson considerando el número absoluto de respuestas

del grupo apareado y no apareado durante las dos fases de adquisición (DP5 y 6), y los valores de

consumo de leche durante ambos días de entrenamiento. *p < 0.05.

40

3. EXPERIMENTO 2: ANÁLISIS DE PARÁMETROS QUE

PUEDEN AFECTAR LA EJECUCION DE LA TAREA DE

CONDICIONAMIENTO INSTRUMENTAL El objetivo del Experimento 2 fue analizar cómo la magnitud del reforzador y el

tiempo de separación materna afectan la adquisición y expresión de la respuesta

instrumental utilizando el procedimiento empleado en el Experimento 1. Hall (1979)

observó que el nivel de separación materna correlaciona positivamente con los niveles de

ingesta de infusiones intraorales de leche así como con la cantidad de actividad

comportamental producida por este nutriente. Por lo tanto, bajo unas condiciones que

impliquen más tiempo de separación del cuidado materno es posible que mejore la

ejecución en la tarea de condicionamiento instrumental que se ha descrito en el

Experimento 1.

Por otro lado, tal como se ha señalado brevemente en el apartado introductorio, la

magnitud del reforzador puede modificar claramente la ejecución en tareas de

condicionamiento instrumental. La mayor magnitud de un reforzador se ha asociado en la

literatura con una adquisición más rápida de la respuesta instrumental, y con una mayor

resistencia a la extinción (Tarpy, 1997). Por lo tanto, se espera que los sujetos que reciban

un refuerzo de mayor magnitud adquieran la respuesta instrumental más rápidamente, y a

la vez muestren una mayor resistencia a la extinción. En el presente experimento, las

variaciones en la magnitud del reforzador fueron operacionalizadas a partir de un

incremento en el volumen de leche infundida intraoralmente por cada respuesta emitida.

Hay que señalar que existen unas pequeñas diferencias procedimentales entre el

Experimento 1 y el Experimento 2. Concretamente, este segundo experimento se llevó a

41

cabo en una única sesión de condicionamiento, constituida por una fase de adquisición y

otra de extinción. En una serie de estudios preliminares se observó que los sujetos de las

condiciones apareada y no apareada mostraron diferencias en la ejecución de la tarea tras

una única fase de adquisición. En dichos estudios se facilitaron los movimientos de los

miembros delanteros de las crías a través de modificaciones en el chaleco utilizado para

sujetar al animal a la silla de condicionamiento. Esta modificación, tal como se detallará

en el apartado siguiente, permitió alejar ligeramente el sensor del neonato durante la

sesión experimental.

Por último, en el presente experimento también se evaluó la afinidad hacia el

reforzador (leche), en una prueba independiente de consumo llevada a cabo tres días

después de la sesión de condicionamiento operante (DP8). La inclusión de dicha prueba

permitió analizar si el proceso de auto-administración del reforzador modula

subsecuentes patrones de aceptación del mismo.

3.1 Material y métodos

3.1.1 Sujetos

Se utilizaron 104 ratas de la cepa Sprague-Dawley (54 ratas macho y 50 ratas

hembra), representativas de 11 camadas. Las crías fueron evaluadas en la tarea de

condicionamiento instrumental a los 5 días de vida postnatal, mientras que la prueba de

ingesta se realizó a los 8 días de vida postnatal. Las condiciones de mantenimiento y

crianza de los animales, así como los cuidados en la manipulación de los mismos, fueron

similares a los descritos en el Experimento 1.

42

3.1.2 Aparatos y materiales

La silla de condicionamiento fue similar a la empleada en el Experimento 1.

Como se ha indicado previamente, se realizaron unas pequeñas modificaciones dirigidas

a facilitar la movilidad de la cría en la silla de condicionamiento, y de esta manera

mejorar la ejecución de la tarea instrumental. Por un lado, se amplió el diámetro de los

agujeros del chaleco (de 0.5 a 1 cm) que permiten el movimiento de las extremidades

delanteras. Esta variación facilitó por un lado el posicionamiento de los sujetos en la silla

de condicionamiento y por otro, otorgó a los neonatos mayor libertad motora. En esta

ocasión, el sensor se elaboró a partir de una pieza rectangular de plástico (5 cm de largo

por 0.6 cm de ancho), que fue cubierta con cobre y sostenida por un brazo estereotáxico.

Estas modificaciones permitieron incrementar la distancia entre el sensor y la cabeza del

neonato (el sensor se situó 0.5 cm más lejos que en el Experimento 1). Al igual que en el

Experimento 1, el sensor se ubicó perpendicular a la silla de condicionamiento y

equidistante en cuanto a los miembros delanteros de la cría.

3.1.3 Procedimientos

Los procedimientos empleados en este experimento son muy similares a los

descriptos en el Experimento 1.

1. Separación materna e implante de la cánula.

El DP5 se separó a las crías de sus madres y se procedió al implante de la cánula

tal como se ha descrito en el Experimento 1. Inmediatamente después las crías fueron

asignadas cuasi-aleatoriamente a los ocho grupos que se derivan de la combinación

43

factorial de las siguientes variables: condición experimental (apareada o no apareada),

separación materna (3 horas o 6 horas) y magnitud del reforzador (1.0 microlitro o 1.5

microlitros). Los sujetos de los grupos apareados y no apareados fueron emparejados de

acuerdo al sexo, peso corporal y camada de origen.

2. Fase de habituación.

Al igual que en el Experimento 1, una hora antes del entrenamiento, las crías se

colocaron por cinco minutos en la silla de condicionamiento con el fin de habituarlas a la

manipulación experimental y a la postura requerida en la sesión de condicionamiento.

3. Fases de adquisición y extinción.

La fase de adquisición tuvo una duración de 15 minutos, y se llevó a cabo 3 ó 6

horas después de que las crías fueran separadas de la madre. El procedimiento fue

exactamente igual que el utilizado en el Experimento 1. Durante la fase de adquisición

los animales (apareados y no apareados) recibieron un pulso intraoral de leche cada vez

que el sujeto de la condición apareada tocó y activó el sensor (ver Figura 5). El volumen

de leche administrado en cada pulso fue de 1.0 microlitros para la mitad de los sujetos, y

de 1.5 microlitros para la mitad restante. La fase de extinción duró 6 minutos, y se realizó

inmediatamente después de la fase de adquisición. Durante dicha fase se suprimió la

emisión del reforzador. Una vez concluida la sesión, se registraron los pesos de las crías y

se retiraron las cánulas implantadas en la mucosa bucal. Los sujetos fueron devueltos con

su madre biológica.

44

A)

B)

Figura 5. Fotografías obtenidas durante una de las sesiones experimentales del Experimento 2.

En la Figura A se puede ver la silla de condicionamiento utilizada en el experimento. La Figura

B permite observar todos los elementos utilizados, incluyendo, la silla de condicionamiento, el

brazo estereotáxico que sujeta al sensor y la bomba de infusión.

45

4. Prueba de consumo de leche.

Tres días luego de la sesión experimental del DP5, todos los neonatos fueron

evaluados en la ingesta del mismo reforzador empleado durante la fase de adquisición

(ver Figura 6). El día de la evaluación (DP8), las crías fueron separadas de la madre 3

horas antes de comenzar la prueba, y se les implantó una cánula intraoral siguiendo los

procedimientos ya descritos. Antes de iniciar la prueba de consumo, se estimuló con

algodón el área anogenital de los sujetos con el propósito de inducir micción y

defecación. A continuación se registraron los pesos corporales. Posteriormente, las crías

fueron ubicadas en cajas individuales de plástico (16 x 9 x 20 cm) cuyo suelo fue

mantenido a 30ºC (± 1˚C) por medio de una manta eléctrica. Las cánulas que tenían

implantadas las crías fueron conectadas a las jeringas situadas en una bomba de infusión

(KD Scientific, Holliston, Massachussets). Esta bomba se utilizó para administrar de

forma continua durante 15 minutos, un volumen de leche equivalente al 5.5% del peso

corporal de cada cría.

La variable dependiente que se consideró como índice de consumo fue el

porcentaje de peso corporal ganado a lo largo de la prueba de ingesta. En estudios previos

se ha demostrado que crías de esta edad e incluso menores son capaces de rechazar o

aceptar diferentes fluidos en función de su sabor o en función de experiencias previas de

aprendizaje aversivo o apetitivo (Arias & Chotro, 2006; Domínguez et al., 1993; Hall &

Bryan, 1981; Hoffmann, Molina, Kucharski & Spear, 1987; Molina, Serwatka, Spear &

Spear, 1985).

46

Día 1 (DP5) Día 2 (DP8) Fase de

adquisición Prueba

de consumo Fase de

extinción

15 min 15 min 6 min

Figura 6: Fases del Experimento 2. El día postnatal 5 se llevó a cabo una fase de adquisición de

la respuesta operante, seguida de una fase de extinción. El día postnatal 8 se realizó una prueba de

ingesta del reforzador.

3.1.4 Análisis de datos

Los pesos corporales recogidos antes de la sesión experimental, así como los

incrementos de peso considerados como índices de ingesta, fueron analizados mediante

ANOVAs mixtos que incluyeron los siguientes factores: condición experimental

(apareado o no apareado), separación materna (3 horas o 6 horas) y magnitud del

reforzador (1.0 µl o 1.5 µl). Al igual que en el Experimento 1, la variable dependiente

considerada para el análisis del condicionamiento instrumental fue la cantidad de veces

que los sujetos tocaron y activaron el sensor. Dichas puntuaciones fueron agrupadas en

bloques de 3 minutos para el procesamiento inferencial de los datos. El ANOVA

utilizado para llevar a cabo este análisis consideró además de los factores mencionados,

las puntuaciones de los sujetos pertenecientes a las fases de adquisición (5 bloques) y

extinción (2 bloques). Cuando resultó oportuno, las interacciones significativas entre los

factores considerados en el análisis fueron explorados con pruebas post-hoc (Tukey

HSD).

47

La ingesta de leche, operacionalizada a través del porcentaje de peso corporal

ganado durante la prueba de consumo, se analizó a través del siguiente ANOVA mixto: 2

(condición experimental) x 2 (separación materna) x 2 (magnitud del reforzador).

Del mismo modo que en el Experimento 1, se realizó un análisis de correlaciones

para evaluar la fuerza de la asociación entre la cantidad de respuestas operantes de los

animales apareados y no apareados, y entre la cantidad de leche consumida por los

sujetos de ambos grupos. Finalmente, se calculó para cada condición experimental la

correlación existente entre la ingesta de leche durante la prueba de consumo del DP8, y la

cantidad de respuestas operantes emitidas durante las fases de adquisición y extinción.

3.2 Resultados

Fases de adquisición y extinción. Durante la sesión de condicionamiento no se

observaron diferencias significativas en el consumo de leche en función de los factores en

consideración. Cuando se colapsaron las puntuaciones de ingesta a través de las variables

separación materna y magnitud del reforzador, los consumos recogidos son muy similares

a los del DP5 del Experimento 1 (grupo apareado: 0.35 ± 0.06%; grupo no apareado: 0.37

± 0.06%).

En la Figura 7 está representado el número de respuestas que exhibieron los

sujetos de las condiciones apareada y no apareada durante las fases de adquisición y

extinción. El ANOVA reveló efectos principales de los factores condición experimental y

bloque [F(1,48) = 8.25 y F(6,288) = 5.37, respectivamente, ambas ps < 0.01]. La

interacción entre estos factores también resultó significativa, F(6,288) = 2.27, p < 0.05.

48

Figura 7: En las cuatro figuras superiores se representa la tasa de respuesta (media ± error

estándar de la media) de los sujetos de la condición apareada y no apareada en función de la

magnitud del reforzador (1.0 o 1.5 microlitros) y de la cantidad de separación materna (3 ó 6

horas). En la figura inferior se representan las mismas puntuaciones colapsadas a través de estos

dos factores. En todos los casos, las puntuaciones se encuentran agrupadas en bloques de 3

minutos.

49

La cantidad de separación materna y la magnitud del reforzador no generaron

efectos significativos, ni tampoco interactuaron con las variables consideradas en el

presente análisis. La interacción condición experimental x bloque fue explorada con

comparaciones post-hoc. Estas pruebas indicaron que en el último bloque de la fase de

adquisición (bloque 5), las crías de la condición apareada mostraron significativamente

una mayor cantidad de respuestas que sus respectivos controles no apareados. Esta mayor

tasa de respuesta en el grupo apareado respecto al grupo no apareado se volvió a observar

al considerar las puntuaciones del primer bloque de la fase de extinción. Además, la

cantidad de respuestas operantes emitidas por los sujetos de la condición apareada

durante el primer bloque de la extinción fue significativamente mayor que el número de

respuestas en los bloques 1, 2, 3 y 4 de la fase de adquisición. La cantidad de respuestas

generadas por las crías del grupo apareado en el segundo bloque de extinción no difirió

del número de respuestas correspondientes a los bloques iniciales de la fase de

adquisición (1, 2, 3 y 4). En los sujetos pertenecientes a la condición no apareada no se

observó ninguna diferencia significativa a lo largo de las fases de adquisición y extinción.

La Tabla 2 muestra información correspondiente al análisis de correlaciones

realizado con las puntuaciones del presente experimento. Como se puede observar, la

cantidad de leche consumida por las crías de las condiciones apareada y no apareada,

operacionalizada a través del porcentaje de peso corporal ganado, correlacionó positiva y

significativamente con la cantidad de veces que los sujetos de la condición apareada

respondieron haciendo contacto con el sensor. Además, al considerar las tasas de

respuesta durante la sesión experimental, no se observó ninguna correlación entre las

crías de la condición apareada y sus controles no apareados.

50

Sesión experimental (DP5) rxy Respuestas del grupo apareado del grupo no apareado durante la adquisición 0.08

Respuestas del grupo apareado durante la adquisición y consumo de leche del grupo no apareado 0.88*

Consumo de leche del grupo apareado y del grupo no apareado 0.75*

Sesión experimental (DP5) y Prueba de consumo de leche (DP8)

Respuestas del grupo no apareado durante la adquisición y consumo en el grupo no apareado 0.02

Respuestas del grupo no apareado durante la extinción y consumo del grupo no apareado -0.03

Respuestas del grupo no apareado durante el 1º bloque extinción y consumo grupo no apareado -0.16

Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en el grupo apareado 0.77*

Respuestas durante la adquisición y consumo de leche en grupo no apareado 0.25

Respuestas del grupo apareado durante la adquisición y consumo en el grupo apareado 0.20

Respuestas del grupo apareado durante la extinción y consumo del grupo apareado 0.32

Respuestas del grupo apareado durante el 1º bloque extinción y consumo grupo apareado 0.44*

del grupo apareado y no apareado durante la fase de adquisición (DP5), las respuestas durante la

fase de adquisición (DP5) y el consumo de leche (DP5), y las respuestas durante la fase de

Tomando estos resultados en conjunto, se puede concluir que las modificaciones

implementadas en el presente experimento permitieron observar, en una sola sesión

experimental, una respuesta diferencial en función de la contingencia entre la conducta

operante y el reforzador. Los niveles de actividad de los animales del grupo apareado no

Tabla 2: Coeficientes de correlación de Pearson considerando el número absoluto de respuestas

adquisición o extinción (DP5) y el consumo de leche (DP8). *p < 0.05.

afectaron el desem

el mayor tiempo de separación materna ni el aumento en la magnitud del reforzador

peño de las crías del grupo no apareado. Las diferencias en la

ejecución entre las dos condiciones experimentales no se pueden explicar por la distinta

exposición al reforzador, pues las crías de ambas condiciones recibieron y consumieron

similar cantidad de leche. Los neonatos de la condición apareada mostraron al comienzo

de la fase de extinción un incremento en la respuesta que rápidamente se atenuó. Este

fenómeno fue igualmente observado en el Experimento 1, y podría estar relacionado con

el aumento de respuesta que suele observarse en procedimientos de condicionamiento

operante tras la retirada del reforzador. Contrariamente a lo que se había hipotetizado, ni

51

mejoraron la ejecución de la tarea operante. Desde un análisis meramente descriptivo de

para observar un r

ron en el Experim

er Figura 8).

dien 5

cos dur

ra l

los fact

los datos, incluso parece que los parámetros más eficaces mejo

desempeño de la tarea fueron los mismos que los que se emplea ento 1

(v

Prueba de consumo de leche (DP8). Los valores de consumo correspon tes a

sujetos no fueron considerados en este análisis debido a problemas técni ante la

prueba relacionados con el funcionamiento de la bomba de infusión. Por esta zón, e

total de animales evaluados en términos de consumo fueron 94 (47 crías del grupo

apareado y 47 crías del grupo no apareado). El ANOVA realizado con las puntuaciones

de consumo del DP8 no reveló ningún efecto significativo ni tampoco interacciones entre

ores incluidos en el análisis.

En la Tabla 2 se puede observar que en el análisis de correlaciones no se encontró

asociación significativa entre el total de respuestas operantes emitidas durante la fase de

adquisición y los datos de ingesta de leche (DP8) en ninguna de las condiciones

experimentales (apareada y no apareada). Tampoco se obtuvieron correlaciones

significativas cuando se analizó la relación entre el desempeño comportamental de las

crías durante la extinción y los datos de consumo de leche (DP8). Como se ha descrito

anteriormente, la respuesta emitida por el grupo apareado durante la fase de extinción

sufrió una importante variación a lo largo de la misma. Al comienzo de la fase de

extinción las crías del grupo apareado mostraron un incremento importante en la

respuesta, la cual rápidamente se extinguió. Tomando ésto en consideración, se

correlacionaron por separado las puntuaciones de cada uno de los dos bloques de la fase

de extinción con los datos de consumo de leche del DP8. Como se puede observar en la

52

Figura 9, en las crías de la condición apareada, la cantidad de contactos con el sensor

durante el primer bloque de la extinción correlacionó positiva y significativamente con la

aceptación del reforzador durante la prueba de consumo. En el caso de los controles no

apareados, esta correlación estuvo lejos de la significación (ver también Tabla 2).

Figura

y no apareada durante el primer bloque de la extinción (DP5), con el consumo del reforzador

correlación entre ambas variables dependientes se encuentra lejos de la significación.

9: Correlación entre la tasa de respuesta emitida por los sujetos de la condición apareada

obtenido por dichos sujetos en la prueba de ingesta realizada el día postnatal 8. En la condición

apareada se observa una correlación positiva y significativa, mientras que en la no apareada la

53

4. DISCUSIÓN El denominador común de los resultados encontrados en los experimentos 1 y 2 es

ciertas conductas cuando estas se refuerzan con un nutriente similar a la leche m

que las crías de rata, a los 5 días de edad, modifican la probabilidad de ejecución de

aterna.

Las crías cuya conducta estuvo emparejada con la infusión intraoral de leche mostraron

significativamente mayor cantidad de respuestas que aquellas a las que no se les procuró

dicha contingencia. Este efecto fue claramente observable cuando se emplearon dos

(Experimento 1) o una única (Experimento 2) fase adquisición de 15 minutos. Otro

resultado común a ambos experimentos es que al comienzo de la extinción, aquellos

animales de la condición apareada mostraron tasas de respuesta más elevadas que los

ales de la condición no apareada. Durante esta fase es importante señalar que no se

En varias ocasiones a lo largo del presente proyecto se ha señalado que, durante la

temprana ontogenia, la infusión intraoral de leche se acompaña en la cría de un

incremento de actividad comportamental generalizada (Hall, 1979; Robinson &

Smotherman, 1992a,b). Sin embargo, las diferencias que se encontraron entre las dos

condiciones experimentales (apareada y no apareada) difícilmente pueden ser explicadas

por este efecto de activación comportamental inducido por la leche. En los dos

experimentos se observó en el grupo apareado un aumento gradual en la emisión de

respuestas, como resultado de la contingencia de las mismas con la administración del

anim

reforzó la conducta de las crías. Por lo tanto, este fenómeno podría estar indicando que en

función de la contingencia establecida en las fases de adquisición, los neonatos apareados

continúan buscando el reforzador aún cuando éste ya no se encuentra disponible. De

hecho, este fenómeno no se observó en las crías no apareadas.

54

reforza n el grupo no apareado los niveles de actividad motora se

mantuvieron bajos y estables a lo largo de

respuestas emitidas por las crías de la condición apareada y el número de respuestas

diferencias entre las condiciones experimentales se debieron a la contingencia establecida

temporal a los sujetos de ambas condiciones experimentales.

pequeñas diferencias con el obtenido en el Experimento 2. Concretamente, en el segundo

se encontraron evidencias de condicionamiento durante la primera fase de adquisición

que precedieron

al Experimento 2. Debe recordarse que el chaleco que sujetaba a la cría a la silla de

lado, el sensor se ubicó más lejos del cuerpo de los animales. A pesar no considerarse

correcto realizar un contraste estadístico entre los datos de ambos experimentos (porque

de los datos sugiere que el grupo apareado fue más proclive a activar el sensor durante el

dor. Sin embargo, e

las fases de adquisición y de extinción.

Además, en ninguno de los dos experimentos se encontró asociación entre el número de

emitidas por los controles no apareados. Este hecho apoya la hipótesis de que las

entre la conducta operante y la infusión del reforzador, y no a los efectos incondicionales

de la leche, que fue administrada con la misma frecuencia y siguiendo un mismo patrón

El patrón de resultados obtenidos en el Experimento 1 presenta también algunas

experimento, los neonatos de la condición apareada mostraron evidencias de adquisición

de la respuesta instrumental tras una única sesión de adquisición. En el Experimento 1 no

(DP5). Esta diferencia puede ser atribuida a las modificaciones técnicas

condicionamiento fue modificado para permitir mayor motilidad a la cría, y, por otro

fueron llevados a cabo en momentos distintos), una comparación puramente descriptiva

Experimento 1 que durante el Experimento 2 (ver Figuras 4 y 7). Aunque no se puede

55

concluir certeramente, esta diferencia en la ejecución entre los sujetos apareados de los

dos experimentos podría deberse a las manipulaciones procedimentales mencionadas.

Un resultado importante que se ha encontrado en ambos experimentos es que los

animales de la condición apareada mostraron una mayor cantidad de respuesta al

comienzo de la fase de extinción que los sujetos de los grupos control. Además, se

encontró una clara tendencia a que las tasas de respuestas de los sujetos apareados se

vieran incrementadas incluso con respecto a la fase de adquisición. Como se mencionó en

la introducción general de este trabajo, este fenómeno suele observarse en entrenamientos

de condicionamiento operante en los instantes posteriores a la retirada del reforzador.

Según

extinción. Parece incluso que es más importante que el animal no perciba ningún patrón

Thomas y Papini (2001), este pico en la respuesta que se produce durante la

extinción (en ingles, extinction spike), está relacionado con la retirada de una recompensa

esperada por el animal. Asimismo, se lo ha asociado en ratas adultas con un incremento

temporal de la excitación y emocionalidad del animal (Papini & Dudley, 1997). Desde las

teorías de la frustración, se ha propuesto que podría reflejar un estado emocional negativo

como consecuencia de la repentina omisión de un reforzador que el animal esperaba

(Amsel, 1992; Papini & Dudley, 1997).

En crías de rata se ha observado que a partir de los 12 días de vida postnatal este

fenómeno se agudizaba después de un entrenamiento de reforzamiento parcial, en

comparación a un entrenamiento de reforzamiento continuo. En cambio, el tipo de

entrenamiento (parcial o continuo) no afectaba la expresión de este efecto en crías de

menor edad (Chen y Amsel., 1980). Posteriormente, Amsel y colaboradores encontraron

que no sólo el hecho de que el reforzamiento sea parcial incrementa la resistencia a la

56

de regularidad en la emisión del refuerzo parcial (Lilliquist et al., 1999). En definitiva,

según estos autores, la resistencia a la extinción después de un entrenamiento de refuerzo

discont

ión apareada, la cantidad de respuesta emitida al

comien

inuo en relación a un entrenamiento de reforzamiento continuo se empieza a

observar a partir del día 12 de vida postnatal. Si bien este fenómeno podría estar

parcialmente relacionado con el incremento en la respuesta que se ha encontrado durante

la extinción en el presente estudio, hay que señalar que las conclusiones de Amsel tienen

valor para dar cuenta de un fenómeno concreto, el efecto del reforzamiento parcial sobre

la extinción en la ontogenia temprana. Sus conclusiones se basan en la comparación

explícita de sujetos que reciben refuerzo parcial y continuo, y por otro lado, la técnica

que él utiliza es sustancialmente distinta de la aplicada en este estudio. El incremento de

la tasa de respuesta que se ha observado durante la extinción en ambos experimentos

incluidos en el presente proyecto, supone una evidencia más de que la cría de rata ya a los

5 días de edad percibe la omisión del refuerzo como una situación negativa que genera un

incremento en la excitación del animal. El hecho de atribuir un componente motivacional

a este aumento de la tasa de respuesta durante la extinción se sostiene también por el

hecho de que, en los sujetos de la condic

zo de la extinción correlaciona positivamente con la aceptación del reforzador dos

días después. Esta asociación puede reflejar diferencias individuales iniciales con

respecto al valor del nutriente empleado, o que el valor del reforzador cambió durante la

sesión de condicionamiento y extinción, influyendo posteriormente en la aceptación del

mismo. En cualquiera de los dos casos, la respuesta de búsqueda en la extinción estaría

relacionada con un componente motivacional o afectivo hacia el reforzador.

57

En los dos experimentos, la actividad motora de los animales apareados no se

diferenció de la mostrada por los animales no apareados en el último bloque de la

extinción. Esta ausencia de diferencias entre las condiciones experimentales se debe a

que la tasa de respuesta emitida por los sujetos de la condición apareada descendió al

final de la extinción a niveles basales de respuesta. Aunque no se puede descartar la

fatiga como un factor que pueda participar en este efecto, en diferentes estudios se ha

observado que crías de edad similar aprenden rápidamente a inhibir una respuesta cuando

se suprime el reforzador (Hoffman, Flory & Alberts, 1999; Johanson & Hall, 1979).

Como se ha mencionado a lo largo del presente trabajo, el desarrollo de este

modelo de condicionamiento operante se generó a partir de dos observaciones. En primer

lugar, que las respuestas condicionadas en estudios en los que se emplea el pezón

artificial nutritivo se adquirían muy rápidamente, y en segundo lugar, que este

aprendizaje llevaba asociado un incremento gradual de la emisión de los movimientos de

cabeza y extremidades del neonato (Arnold et al.; Bordner et al., 2006; 1993; Petrov et

al., 2003; Petrov, Varlinskaya & Spear, 2001; Robinson et al., 1993; Smotherman,

2002a,b, 2003). Normalmente, se ha vinculado la interpretación de este rápido

aprendizaje a procesos de condicionamiento clásico. Según esta interpretación, las

señales táctiles u olfativas inherentes al pezón actúan como un estímulo condicionado que

se asocia con las propiedades incondicionadas del reforzador que se emplee, y de dicha

asociación se obtienen respuestas condicionadas de prensión o succión del pezón.

También se ha hecho mención a que otros autores han propuesto una interpretación

alternativa, según la cual, procesos de condicionamiento instrumental podrían estar

involucrados en la adquisición de las respuestas condicionadas en el procedimiento del

58

pezón

ncia

estable

artificial (Petrov et la., 2003). De acuerdo a esta interpretación, la respuesta

condicionada se encuentra directamente relacionada con la estructura comportamental del

patrón de acción que la cría emite en la situación natural de amamantamiento. La

frecuencia de emisión de estos comportamientos podría estar regulada por la contingencia

de un reforzador positivo. Esta posibilidad considerada por Petrov et al. (2003) es

congruente con los resultados del presente estudio, y con los encontrados por Johanson y

Hall (1979), relacionados con la modificación de la probabilidad de ejecución de

comportamientos vinculados al amamantamiento en función de la continge

cida con un reforzador.

No se puede obviar el punto de vista de otros autores (Flory et al., 1997) respecto

a los procesos que podrían estar modulando las respuestas de las crías en el estudio de

Johanson y Hall. Flory y colaboradores mencionan que los resultados de Johanson y Hall

pueden ser explicados en términos de condicionamiento clásico porque la respuesta

considerada como operante, es elicitada de forma incondicionada por el reforzador

(leche). Las claves que están presentes en el contexto del condicionamiento, como el

sensor, podrían adquirir la capacidad de elicitar por sí mismos la respuesta condicionada.

Esta crítica podría en última instancia aplicarse al presente estudio. No obstante, como

también se ha señalado, todavía es debatido en la actualidad si el condicionamiento

instrumental y el clásico son dos procesos distintos, o si son dos manifestaciones distintas

de un único proceso de aprendizaje (Tarpy, 1995). Sean o no dos procesos distintos, la

literatura parece coincidir en que son procesos que se influyen mutuamente. Más allá de

este debate, el conocer la naturaleza de los procesos de aprendizaje que modulan los

resultados descritos en el presente estudio no es algo tan crítico para el presente estudio.

59

La técnica desarrollada cumple con los objetivos planteados inicialmente, en tanto que

permite a la cría auto-administrarse un reforzador en función de que éste sea emparejado

con su conducta. Este procedimiento de auto-administración lleva asociado un

componente motivacional, es decir, el valor recompensante del reforzador parece

modular la respuesta de los sujetos. Esta idea se apoya en dos evidencias empíricas. Por

un lado, el aumento en la tasa de respuesta observado en los momentos iniciales de la

fase de extinción. Por otro lado, el hecho de que la respuesta emitida por los sujetos al

comienzo de la extinción correlacione positivamente con la aceptación posterior del

reforzador, efecto que sólo se observó en la condición apareada. Por lo tanto, la técnica

aquí presentada permite a la cría la auto-administración de un reforzador positivo,

proceso que se encontraría modulado, al menos en parte, por el valor afectivo del

reforzador. Por último, al menos en términos operacionales, la técnica cumple con los

criterios de condicionamiento operante, en tanto que la frecuencia de emisión de la

respuesta se modula por la contingencia con el reforzador. Todo ello hace que este

procedimiento pueda ser empleado potencialmente para el estudio en la temprana

ontogenia de los procesos que modulan la auto-administración de reforzadores naturales,

como la leche, u otro tipo de sustancias, como el alcohol. Como se había mencionado,

éste era también uno de los objetivos del presente trabajo. En un estudio complementario

que se realizó posteriormente se ha visto que las crías de rata de 5 días utilizando esta

misma técnica se administran volúmenes de alcohol similares a los de leche (Arias,

2006). Asimismo, una técnica similar ha servido para encontrar que crías de 1 día de edad

se auto-administran volúmenes relevantes de alcohol en función de la concentración de la

solución empleada (Bordner et al., 2006).

60

A diferencia de lo que se esperaba, en el Experimento 2 ninguna de las variables

manipuladas (magnitud del reforzador y tiempo de separación materna), afectaron

significativamente el desempeño de las crías durante las fases de adquisición o extinción.

Desde un punto de vista meramente descriptivo, la diferencia que se observó entre el

grupo apareado y el no apareado en aquellos animales separados de sus madres por 6

horas, pareció de menor magnitud a la encontrada entre los animales apareados y no

apareados separados por 3 horas (ver Figura 7). Como se mencionó, la magnitud del

reforzador tampoco afectó el desempeño de los animales en el Experimento 2. En

estudios preliminares, volúmenes superiores a 2 µl por pulso causaron una acumulación

de leche en la boca de la cría que parecía interferir con el proceso de aprendizaje. Con

volúmenes de esta magnitud, los animales requerían una mayor cantidad de tiempo para

ingerir la leche y eventualmente, cuando el volumen acumulado excedía la capacidad de

consumo de la cría, ésta exhibía un incremento notorio en la actividad motora, que

posiblemente fuera indicativo de incomodidad o estrés. Es probable que ésto podría

interferir con el proceso de aprendizaje, especialmente cuando se considera la

importancia de establecer una adecuada contingencia entre un comportamiento concreto y

un reforzador.

Como se planteó en la introducción del presente estudio, son relativamente pocas

las técnicas de aprendizaje operante que se han desarrollado para su aplicación en crías de

rata (Amsel, Burdette & Letz, 1976, 1977; Flory et al., 1997; Guenaire, Costa &

Delacour, 1982; Johanson & Hall, 1979; Kenny & Blass, 1977; Lithgow & Barr, 1984).

El modelo de condicionamiento operante planteado aquí parece ser de fácil adaptación a

ratas recién nacidas e infantes. Además, considerando que la técnica del pezón artificial

61

se vuelve menos eficaz después del segundo día de vida postnatal (Cheslock et al., 2000),

este procedimiento puede constituir una herramienta útil para la evaluación de diferentes

procesos de aprendizaje a lo largo de la temprana ontogenia. Asimismo, esta técnica

puede ser utilizada para el estudio de los procesos que modulan el consumo de diferentes

sustancias durante el desarrollo temprano, abriendo el campo de estudio a drogas de

abuso como el alcohol. El diseño de técnicas análogas en humanos bebés ha permitido el

estudio de adquisición, retención y expresión de memorias durante esta etapa a partir de

la contingencia entre comportamientos específicos de la edad y la presentación de

refuerzos positivos (Rovee-Collier, 1987; Rovee-Collier & Barr, 2002).

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