Paradigma insólito

El paradigma del estímulo atípico es un diseño experimental utilizado en la investigación psicológica . Este paradigma se basa en la sensibilidad del cerebro a estímulos atípicos poco frecuentes, presentados de forma pseudoaleatoria dentro de una serie de estímulos estándar repetidos. El paradigma del estímulo atípico ofrece una amplia variedad de tipos de estímulos, como la duración, la frecuencia, la intensidad del sonido, las características fonéticas, la música compleja o las secuencias de habla. Se registra la reacción del participante ante este estímulo atípico.

En el paradigma clásico de Oddball, se presentan aleatoriamente dos tipos de estímulos que afectan al mismo canal sensorial dentro de un experimento, con una diferencia significativa en la probabilidad de ocurrencia. El estímulo que aparece con mayor frecuencia se denomina estímulo estándar y sirve como fondo de todo el experimento; el estímulo menos frecuente y esporádico se conoce como estímulo desviado. Dado que las propiedades físicas de ambos estímulos son muy similares, el estímulo desviado se presenta como una desviación del estímulo estándar, de ahí los nombres de "estímulo estándar" y "estímulo desviado". En el paradigma clásico de Oddball, el estímulo desviado suele tener una probabilidad de ocurrencia de alrededor del 20%, mientras que el estímulo estándar tiene una probabilidad de alrededor del 80%.

En el paradigma clásico de estímulos atípicos, la tarea del participante consiste en detectar la aparición de un estímulo objetivo con una probabilidad baja. Es decir, responde pulsando una tecla cuando aparece un estímulo atípico o contando el número de estímulos atípicos que aparecen. Existen también algunos subtipos del paradigma de estímulos atípicos que han sido modificados por investigadores y que se utilizan ampliamente.

(1) El paradigma oddball de dos opciones evolucionó a partir del paradigma oddball clásico y se utilizó originalmente en el estudio de la negatividad de discordancia (MMN) y la atención. El paradigma oddball de dos opciones requiere que los sujetos respondan de manera precisa y rápida a estímulos estándar de alta probabilidad y estímulos desviados de baja probabilidad presentados brevemente, mediante respuestas de pulsación de teclas diferenciadas dentro del tiempo de presentación de los estímulos. ^{[ 1 ]}

(2) En una secuencia donde los estímulos se presentan regularmente, la omisión ocasional de un estímulo puede utilizarse para investigar los potenciales evocados. Este paradigma también es aplicable para estudiar los mecanismos cerebrales de habituación bajo condiciones específicas de interés.

(3) Los estímulos se clasifican en tres tipos: el estímulo de alta probabilidad, que sirve como estímulo estándar y se presenta aproximadamente el 70% de las veces; y dos tipos de estímulos desviados, cada uno de los cuales se presenta el 15% de las veces. Los sujetos deben responder únicamente a un tipo de estímulo desviado. El estímulo al que los sujetos deben responder se denomina estímulo objetivo, mientras que el estímulo desviado que no requiere respuesta se denomina estímulo desviado no objetivo. Este paradigma facilita la exploración de las interacciones entre los estímulos objetivo y no objetivo bajo condiciones de interés específicas.

(4) Este subtipo modifica aún más (3) al cambiar uno de los estímulos de baja probabilidad por un estímulo novedoso. Los estímulos novedosos se definen como una serie de estímulos repentinos, inesperados e intensos, cada uno diferente de los demás, como ruidos de animales, sonidos de bocinas o truenos. Es probable que estos estímulos novedosos provoquen una respuesta de orientación en los sujetos y pueden activar el componente P3a, lo que hace que este paradigma sea esencial para el estudio de la atención involuntaria.

En 1975, Nancy Squires, Kenneth Squires y Steven A. Hillyard, de la UC San Diego , utilizaron por primera vez el paradigma oddball en la investigación de potenciales relacionados con eventos (ERP) , aunque no le dieron nombre. ^{[ 2 ]} Para 1976, el paradigma ya tenía nombre. ^{[ 3 ]}

En la investigación de potenciales evocados (ERP) se ha descubierto que un potencial relacionado con el evento en el área parietocentral del cráneo, denominado P300 , que suele aparecer alrededor de los 300 ms después de la presentación de estímulos , es mayor tras la presentación del estímulo objetivo. La onda P300 solo se produce si el sujeto participa activamente en la tarea de detectar los objetivos. Su amplitud varía según la improbabilidad de los objetivos. Su latencia varía según la dificultad de discriminar el estímulo objetivo de los estímulos estándar. ^{[ 5 ]}

La detección de estos objetivos evoca de forma fiable actividad transitoria en las regiones de la corteza prefrontal. La medición de la actividad hemodinámica cerebral en la corteza prefrontal mediante resonancia magnética funcional (RMf) reveló que la corteza prefrontal dorsolateral está asociada con cambios dinámicos en el mapeo de estímulos a respuestas (p. ej., estrategias de respuesta), independientemente de cualquier cambio en el comportamiento. ^{[ 6 ]}

Dado que se ha demostrado que la onda P300 es un componente cognitivo dependiente de la atención en la vigilia, cabría suponer que estaría ausente durante el sueño; un momento en el que se suele pensar que el procesamiento de la información de los estímulos externos está inhibido. Las investigaciones realizadas hasta la fecha indican que la onda P300 puede registrarse durante la transición al sueño y reaparece en la fase REM. Los estímulos raros e intrusivos tienen más probabilidades de provocar la onda P300 parietal clásica en la fase REM. Sin embargo, hay poca o ninguna positividad en las regiones frontales. Esto concuerda con los estudios de neuroimagen que muestran que la desactivación frontal es característica de la fase REM. Estos hallazgos indican que, si bien las personas dormidas pueden detectar desviaciones de estímulos en la fase 1 y en la fase REM, la contribución frontal a la conciencia puede perderse. ^{[ 7 ]}

Los estudios de cognición suelen utilizar un paradigma de estímulos atípicos para analizar los efectos de la novedad y la relevancia del estímulo en el procesamiento de la información. Sin embargo, un estímulo atípico tiende a ser perceptualmente más novedoso que el estímulo estándar y repetido, además de ser más relevante para la tarea en curso, lo que dificulta diferenciar los efectos debidos a la novedad perceptual y la relevancia del estímulo. La evaluación de diferentes potenciales evocados cerebrales (ERP) puede descifrar este efecto. El componente N2 frontocentral del ERP se ve afectado principalmente por la novedad perceptual, mientras que solo el componente P3 centroparietal se ve modulado tanto por la relevancia como por la novedad del estímulo. ^{[ 8 ]}

El paradigma clásico de estímulos auditivos infrecuentes puede modificarse para producir diferentes respuestas neuronales y, por lo tanto, puede utilizarse para investigar disfunciones en el procesamiento sensorial y cognitivo en muestras clínicas. ^{[ 9 ]}

Una aplicación única del paradigma oddball se está utilizando ampliamente en la investigación de la esquizofrenia para estudiar los efectos en los patrones de generadores neuronales en la memoria de reconocimiento continuo y los endofenotipos, que proporcionan un modelo sobre la relación genética de las enfermedades psiquiátricas que representa fenotipos entre el síndrome clínico manifiesto y los fundamentos genéticos. ^{[ 10 ]}

El paradigma de los casos atípicos se ha extendido para su uso fuera de la investigación de potenciales evocados (ERP).

El paradigma oddball tiene efectos robustos en la dilatación pupilar producida por la actividad transitoria del locus coeruleus subcortical . ^{[ 11 ] [ 12 ]} Se discute que este efecto de dilatación pupilar indica una detección de la prominencia del estímulo ^{[ 13 ]} y se espera que amplifique el procesamiento sensorial del estímulo prominente mediante una mayor ganancia neuronal. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

La percepción del tiempo parece estar modulada por nuestras experiencias recientes. Los humanos suelen sobreestimar la duración percibida del evento inicial en una secuencia de eventos idénticos. Los estudios iniciales sugirieron que esta "dilatación subjetiva del tiempo" inducida por estímulos atípicos expandía la duración percibida de dichos estímulos entre un 30 y un 50 %, pero investigaciones posteriores han reportado una expansión más modesta, de alrededor del 10 % o menos, y la dirección del efecto, es decir, si el observador percibe un aumento o una disminución en la duración, también parece depender del estímulo utilizado. ^{[ 16 ]} Nuevas evidencias muestran que este efecto puede estar influenciado por la codificación predictiva y las diferencias perceptivas entre los estímulos atípicos y los estándar. La codificación predictiva postula que el cerebro anticipa la información sensorial entrante basándose en experiencias previas; las desviaciones de estas predicciones, introducidas por los estímulos atípicos, resultan en mayores errores de predicción, lo que aumenta la duración percibida del estímulo atípico. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

En la investigación sobre bebés, el paradigma del estímulo atípico es una técnica que se ha utilizado para medir las expectativas de los bebés. Por ejemplo, en un procedimiento de rostro inmóvil, la madre adopta repentinamente una expresión facial neutra y deja de responder a las contingencias del bebé. Al monitorear respuestas como reacciones de sorpresa, llanto o angustia, actividad motora suprimida, duración de la mirada, amplitud y latencia de los componentes de las ondas cerebrales y cambios en la frecuencia cardíaca, los investigadores pueden determinar qué estímulos son inusuales para los bebés. ^{[ 19 ]}