Alternancia espontánea

El comportamiento de alternancia espontánea (CAE) describe la tendencia de un sujeto de investigación a perseguir diferentes estímulos en ensayos consecutivos, a pesar de la falta de entrenamiento o refuerzo. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Este comportamiento surgió de experimentos con animales (principalmente roedores) que demostraron de forma natural este patrón de comportamiento al ser colocados en laberintos con formas previamente inexploradas, como laberintos en T o en Y. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La prueba de alternancia espontánea es un método de evaluación conductual derivado de la SAB. Se utiliza para investigar la conducta exploratoria ^{[ 4 ]} y la función cognitiva (relacionada con el aprendizaje espacial y la memoria). ^{[ 4 ] [ 5 ]} Estas evaluaciones se realizan con mayor frecuencia con animales no humanos. La prueba tiene gran utilidad en psicología comparada , ^{[ 6 ]} donde se estudian sujetos para investigar diferencias dentro y entre especies, con el objetivo de aplicar sus hallazgos a una mayor comprensión del comportamiento humano. ^{[ 7 ]} Es particularmente útil para estudiar los posibles mediadores neuroanatómicos y neurobiológicos de la función cognitiva. ^{[ 8 ]} Dado que existen limitaciones éticas en el estudio fisiológico de los humanos, hay una mayor oportunidad para realizar procedimientos más invasivos de manera ética en animales no humanos.

Las explicaciones anteriores del SAB pensaban que el comportamiento era el resultado de una inhibición reactiva. Según la teoría de la reducción del impulso , el animal gira a la derecha en un laberinto en T después de haber girado ya a la izquierda, ya que girar a la izquierda la primera vez disminuyó el valor de la tendencia a hacerlo de nuevo. ^{[ 2 ] [ 8 ] [ 9 ]} La respuesta inhibitoria es acumulativa y, por lo tanto, se repite, dando como resultado el SAB. ^{[ 10 ]} Varios experimentos realizados en la década de 1950 refutaron esta teoría, demostrando que el SAB es un comportamiento basado en estímulos, en contraposición a uno basado en respuestas. ^{[ 8 ] [ 11 ]} Estos experimentos apuntan a la percepción, la atención, la memoria y la motivación como procesos psicológicos que producen el SAB:

Percepción : La búsqueda de un movimiento direccional depende de la manera en que el sujeto recopila información de su entorno. ^{[ 8 ]}

Atención : El sujeto abstrae selectivamente señales del entorno informativo más amplio, lo que informa su foco de concentración e influye en su comportamiento. ^{[ 8 ]}

Memoria : Para demostrar un patrón de alternancia consistente en el comportamiento, las señales a las que se presta atención y que se perciben desde el primer brazo del laberinto deben almacenarse y recuperarse para que se inicie la persecución del brazo alternativo. ^{[ 8 ]}

Motivación : Dado que el movimiento hacia cualquiera de los brazos del laberinto no se rastrea ni se refuerza, el animal debe tener un propósito que se cumple mediante el SAB que no es exclusivamente cognitivo. La investigación experimental sugiere que el comportamiento se sustenta en un impulso innato hacia la exploración de lo desconocido o menos familiar. ^{[ 8 ]} En 1957, Dember y Earl describieron esto como "una manifestación de la motivación exploratoria" dentro de su teoría general de la exploración y la curiosidad. ^{[ 2 ] [ 8 ] [ 12 ]} La implicación del cableado del comportamiento en el cerebro se basa en el concepto de psicología evolutiva. Estes y Schoeffler propusieron en 1955 que el SAB se originó como un comportamiento adaptativo que permitió a los animales recopilar información relacionada con la distribución de los recursos necesarios para la supervivencia, como alimento y refugio. Con esta lógica, es probable que un animal esté motivado a entrar en entornos de forma alternada, porque ya habrá agotado los recursos del que visitó más recientemente. ^{[ 8 ]}

Hay investigaciones que sugieren que un comportamiento de alternancia espacial eficiente requiere una memoria de trabajo espacial óptima. ^{[ 13 ]}

La memoria de trabajo espacial se refiere a la capacidad de retener información espacial en forma de señales ambientales en la memoria de trabajo, donde se almacena temporalmente y luego se activa durante la realización de una tarea. ^{[ 14 ]} Esto permite construir y actualizar continuamente mapas espaciales cognitivos de entornos nuevos a medida que se exploran, de modo que se pueda regresar a áreas que se consideran menos familiares, optimizando así las estrategias de recopilación de información. ^{[ 13 ]}

En las pruebas donde se reduce la alternancia espontánea de objetos (SAB), hay indicios de deterioro en la memoria de trabajo espacial, ya que la capacidad del sujeto para distinguir dónde ha estado o no se ve disminuida. ^{[ 15 ]} Por lo tanto, las pruebas de alternancia espontánea son útiles para investigar la memoria de trabajo espacial y los factores que pueden influir en ella.

Se encontró que el envejecimiento es un factor que influye en la SAB. Las pruebas de alternancia espontánea con un laberinto en Y encontraron que la frecuencia del comportamiento se reduce con la edad en ratones de 9 y 12 meses de edad. ^{[ 16 ]} La variación en la capacidad fisiológica, como la función motora, no explicó esto. En cambio, las observaciones se atribuyeron a la degradación gradual en el aprendizaje espacial. ^{[ 13 ] [ 16 ]} Los cambios anatómicos en las vías límbicas y no límbicas asociadas con el envejecimiento normal y patológico en roedores se correlacionan con la disminución en la SAB. Estos incluyen las vías neuroquímicas en el hipocampo y el prosencéfalo basal , ambos asociados con la memoria de trabajo espacial y el aprendizaje tanto en humanos como en roedores. Las lesiones en el cerebro (particularmente en el hipocampo) y varios fármacos pueden afectar significativamente la alternancia espontánea. ^{[ 17 ]} En otro estudio realizado con ratones, el aumento de la hormona estrógeno mostró un mejor desempeño de la alternancia espontánea. ^{[ 18 ]} Estos hallazgos pueden sugerir una disminución en el comportamiento exploratorio como resultado de cambios neurobiológicos asociados, lo que implica la capacidad y la función de la memoria de trabajo espacial. ^{[ 19 ]}

El aparato utilizado para la prueba de alternancia espontánea adopta múltiples formas, siendo los laberintos en T e Y los más comunes. ^{[ 2 ] [ 4 ] [ 8 ] [ 20 ]}

Se coloca una rata en el centro del laberinto y se le permite moverse libremente por cada brazo. Las variaciones en el aparato (por ejemplo, forma, material e inclinación) pueden dar lugar a cambios sutiles en la tasa de SAB, aunque el patrón de comportamiento general persiste. ^{[ 2 ]}

El SAB se puede evaluar como un porcentaje que indica con qué frecuencia se observa la alternancia espontánea en varios ensayos. Hay tres resultados de la prueba de alternancia espontánea: ^{[ 21 ]}

• La primera es la cantidad de veces que se entra en cada brazo del laberinto; una entrada se define como el momento en que las patas traseras del sujeto cruzan completamente el límite de un brazo.
• El segundo es el número de alternancias que realiza el animal; una alternancia es el número de entradas consecutivas a cada brazo del laberinto sin repeticiones en ningún orden.
• El tercero es el porcentaje de alternancia obtenido al introducir los resultados de la primera y la segunda salida en la siguiente ecuación:

${\displaystyle \%Alternations=100\left({\frac {Número\ de\ Alternancias}{Número\ de\ Entradas}}\right)}$

La capacidad cognitiva del animal se puede evaluar mediante una puntuación, considerándose un deterioro cognitivo una puntuación baja. La probabilidad de éxito depende del número de brazos del laberinto: un laberinto de tres brazos tiene una probabilidad del 22%, mientras que uno de cuatro o más brazos ronda el 9%.

Se evaluó la alternancia espontánea en bebés humanos de 6 y 18 meses de edad. ^{[ 22 ]} A los niños se les presentaron dos juguetes idénticos colocados en diferentes lugares. ^{[ 22 ]} Los bebés de seis meses no mostraron un intercambio significativo en la elección del juguete en ensayos posteriores, por lo que no se observó el patrón de alternancia espontánea. ^{[ 22 ]} Sin embargo, los bebés de 18 meses sí alternaron entre los juguetes, motivados por la curiosidad a probar el juguete que no habían elegido previamente (el juguete nuevo), mostrando alternancia espontánea y memoria espacial . ^{[ 22 ]} Aunque ambas edades mostraron inhibición de retorno , solo los niños de 18 meses eligieron el juguete nuevo. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Esto sugiere que el control inhibitorio es necesario para, al menos físicamente, realizar la alternancia espontánea. ^{[ 22 ]}

Al probar los efectos del estrés en la alteración espontánea en ratones, se han utilizado dos métodos diferentes de estrés en estudios de investigación. ^{[ 24 ]} El primero se denomina estrés ineludible, donde el ratón no podía escapar de la luz brillante que se proyectaba en el laberinto (prueba de campo abierto), y el escapable, donde la luz se proyectaba en el laberinto con áreas cubiertas para que los ratones encontraran refugio. ^{[ 24 ]} Estos métodos causaron estrés, porque los ratones prefieren las áreas oscuras a las brillantes. ^{[ 24 ]} El estrés ineludible provocó una disminución de la alteración espontánea de los ratones, pero el estrés escapable no tuvo efecto sobre sus niveles de alteración espontánea. ^{[ 24 ]}