BASES NEUROBIOLOGICAS DEL CONTRASTE NEGATIVO SUCESIVO

Revista Latinoamericana de Psicología ISSN: 0120-0534 [email protected] Fundación Universitaria Konrad Lorenz Colombia

Bentosela, Mariana; Muzio, Rubén N.; Mustaca, Alba E. Bases neurobiológicas del contraste negativo sucesivo Revista Latinoamericana de Psicología, vol. 33, núm. 3, 2001, pp. 299-310 Fundación Universitaria Konrad Lorenz Bogotá, Colombia

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REVISTA 2001

LATINOAMERICANA VOLUMEN 33 -

DE PSICOLOGÍA N° 3 299-310

,

BASES NEUROBIOLOGICAS DEL CONTRASTE NEGATIVO SUCESIVO MARIANA

BENTOSELA *

Universidad de Buenos Aires RUBÉN

N.

Muzlü**

Instituto de Biología y Medicina Experimental, Buenos Aires y ALBA

E.

MUSTACA*

Universidad de Buenos Aires

ABSTRACT Successi ve negati ve contrast (SNC) is one of the paradoxical effects of reinforcement, resulting from the sudden lessening of the quality/quantity of an expected reinforcer. The present work is a review of the existing information concerning the neurobiological basis of SNC, using both instrumental and consummatory procedures. The effects of drugs, cerebral lesions, electrical simulation, and electrophysiological studies of this phenomenon are also analyzed. Most research has been focused on the evaluation of emotional factors involved in SNC, and only a minor attention has been paid to the cognitive ones (such as the internal representation of reinforcers, memory of previous reinforces, and reinforcement expectancy). Pharmacological studies revealed that SNC attenuates or is even abolished when tranquilizing drugs are used, and is not affected neither by antidepressives nor by neuroleptics. Besides, the GABAergic and the cholinergic systems participe in the mnemonic modulation for reinforcement change. Lesion studies showed that the septum, hyppocampus and cingulum might be in volved in instrumental SNC, while the amygdala and the pontine parabrachial nuclei participate in the instrumental SNC. Finally, electrophysiological studies suggest that the prefrontal cortex plays an active role in the expression of these phenomena.

Key words: Successive negative contrast, reinforcement, neurobiological bases, prefontal cortex.

* Correspondencia: MARIANABENTOSELA y/o ALBAE. MUSTACA, Facultad de Psicología, Departamento de Investigaciones, Universidad de Buenos Aires, Independencia 3065, piso 3, (1225) Buenos Aires, Argentina. E-mail: [email protected] ** Correspondencia: RUBÉNN. MUZlO,Instituto de Biología y Medicina Experimental, Obligado 2490, (1428) Buenos Aires, Argentina. E-mail: [email protected]

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RESUMEN El contraste negativo sucesivo (CNS) es unode los efectos paradójicos del reforzamiento que se produce ante una sorpresiva disminución en la calidad y/o cantidad de un reforzador esperado. En el presente trabajo se hace una revisión de la información existente sobre las bases neurobiológicas del CNS en procedimientos instrumentales y consumatorios. Se analizan los estudios del efecto de drogas, lesiones cerebrales, estimulación y registro electrofisiológico sobre este fenómeno. La mayoría de las investigaciones se han concentrado en evaluar el papel de los factores emocionales involucrados, habiendo pocos estudios sobre los factores cognitivos (representación interna del reforzador, memoria de refuerzos previos y expectativa de reforzamiento). Las investigaciones con drogas revelan que el CNS se atenúa o desaparece con la aplicación de drogas tranquilizantes y no se modifica por la administración de antidepresivos o neurolépticos. Además, el sistema gabaérgico de la amígdala y el sistema colinérgico participan en la modulación de la memoria para los cambios de reforzamiento. Los estudios con lesiones muestran que en el CNS instrumental estaráninvolucrados el septum, hipocampo y cíngulo, mientras que en el CNS consumatorio, lo estarían la amígdala y el núcleo parabraquial. Los estudios de registro electrofisiológico sugieren la participación de la corteza prefrontal en la expresión de estos fenómenos. Palabras clave: contraste negativo sucesivo, reforzamiento, bases neurobiológicas, corteza prefrontal.

INTRODUCCIÓN Los "efectos paradójicos del reforzamiento" (EPR) son un conjunto de fenómenos que se producen frente a cambios sorpresivos en la cantidad y/o calidad del refuerzo (Amsel, 1962). Hay varios procedimientos para mostrar estos fenómenos. Por ejemplo, ratas adultas que recibieron un reforzador de mayor magnitud por realizar una tarea instrumental, cuando dejan de ser reforzados muestran menor resistencia a la extinci6n que los animales que recibieron un reforzador de menor magnitud (efecto de la magnitud del reforzamiento en la extinción, EMRE). En el mismo sentido, existe mayor resistencia a la extinci6n luego de que los sujetos fueron reforzados solamente un porcentaje de los ensayos respecto de los que recibieron refuerzo continuo (efecto del reforzarniento parcial en la extinción luego de que los sujetos fueron reforzados solamente un porcentaje de los ensayos respecto de los que recibieron refuerzo continuo (efecto del reforzamiento parcial en la extinción, ERPE). Cuando el reforzador que recibían durante la adquisici6n se cambia por otro más pequeño disminuye el nivel de su respuesta en comparación con animales que siempre recibieron un refuerzo pequeño (contraste negativo sucesivo, CNS).

Todos estos fen6menos en conjunto no pueden ser explicados por las teorías clásicas del aprendizaje, ya que éstas utilizan modelos lineales para explicar las variaciones de la conducta durante la adquisición y laextinci6n (Papini y col., 1999). Por ejemplo, la teoría de Hull (1943) predice que en la fase posterior a un cambio de reforzamiento de una magnitud grande a una pequeña, el desempeño disminuirá progresivamente a lo largo de los ensayos hasta alcanzar el nivel del grupo control que siempre recibi6 una magnitud pequeña. Esta es la raz6n principal por la que han sido llamados paradójicos (Amsel y Stanton, 1980). Las teorías que intentaron dar cuenta de estos efectos se pueden clasificar encogniti vas o emocionales, según el énfasis que ponen en dichos procesos (para una revisión véase Flaherty, 1996). Uno de los modelos más abarcativos y generales es la teoría de.la frustración de Amsel (1958, 1992), que se ubica dentro de las teorías emocionales. Postula que los animales aprenden a anticipar el refuerzo ante la presencia de estímulos previamente asociados con el reforzador. Cuando el animal encuentra un reforzador menor al esperado se produce una reacci6n incondicionada llamada "frustración primaria" como consecuencia de la discrepancia entre

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el refuerzo esperado y el obtenido. Mediado por procesos de condicionamiento, los estímulos presentes se asocian a esta reacción aversiva de frustración. Las posteriores presentaciones de estos estímulos provocan una reacción de "frustración condicionada" que produce respuestas de alejamiento y evitación del reforzador devaluado (Amsel, 1958, 1962). Si el procedimiento es de reforzarniento parcial (i.e., con ensayos reforzados y no reforzados en forma azarosa), los animales desarrollarán expectativas opuestas. Los ensayos reforzados los llevarán a esperar reforzarniento y los no reforzados a no esperarlo. Al inicio del entrenamiento los sujetos tienen planteado un conflicto acerca de lo que deben hacer. Sin embargo, en algunas ocasiones en que no esperan recompensa, la obtienen, y viceversa. A causa de estas experiencias, la expectativa de no obtener recompensa o todas las reacciones interoceptivas que esto evoca, por "contracondicionamiento", se transforman en estímulos condicionados que anticipan una posible recompensa. De este modo, la respuesta tarda en desaparecer durante la extinción, haciéndose más persistente. Según Amsel (1992), la clave de la persistencia está en que los sujetos aprenden a responder igual en ausencia de expectativa de refuerzo. Este entrenamiento genera cambios neurofisiológicos permanentes que se independizan relativamente de los estímulos ambientales donde se adquirió. Es por ello que los sujetos aprenden a persistir ante experiencia distintas a las que se entrenaron originalmente (proceso denominado transferencia de la persistencia), y se transforma en una característica permanente de la conducta. También poniendo el énfasis en los procesos emocionales, y teniendo en cuenta la información sobre el efecto de droga y lesiones sobre el contraste negativo sucesivo (CNSc) Flaherty propone la teoría de "múltiples etapas" (multistage theory) (Flaherty y cols., 1985; Flaherty, 1996; Flaherty y cols., 1998b). La misma sugiere la existencia sucesiva de una primera etapa perceptual y cognitiva en la que se detecta que el nuevo refuerzo es diferente a la memoria del reforzador previo; luego, una de evaluación hedónica de ese nuevo refuerzo y, en el caso de que el nuevo reforzador sea menor al esperado, una búsqueda del refuerzo anterior. Fi-

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nalmente, seguiría una etapa dominada por una situación de conflicto y estrés que muestra una activación emocional como respuesta a la reducción del refuerzo esperado. La interpretación de la existencia de efectos emocionales asociados al CNSc se basa en la observación de que los niveles de corticosterona no están elevados en el primer día después del cambio de incentivo, pero sí en el segundo día postcambio. Además el nivel de este incremento está correlacionado positivamente con el grado de supresión de la respuesta (Flaherty y cols., 1985). Más recientemente, se observó un incremento de la corticosterona, inmediatamente antes de que comenzara el segundo día de postcambio (Mitchell y Flaherty, 1998), indicando un estado emocional anticipatorio a la presentación del refuerzo. Dentro de las teorías cognitivas, una de las de mayor relevancia es la de Capaldi (1994) que postula que la conducta instrumental está controlada por la memoria de los eventos reforzantes previos y por la anticipación de los eventos futuros. Los refuerzos producen memorias que pueden servir como estímulos condicionados para expectativas de refuerzo y no refuerzo. En una gran variedad de condiciones estas memorias son señales que tienen mayor validez que los estímulos externos para anticipar el refuerzo y el no refuerzo. Gray propone un modelo neurobiológico para dar cuenta de estos fenómenos (Gray, 1987; Gray y McNaughton, 2000). Según este modelo, existe un comparador de recompensas que recibiría de la memoria almacenada información de la calidad y cantidad de recompensa que debería esperar en un momento frente a la presencia de señales específicas del ambiente. Esta información recibida sería comparada con la recompensa efectivamente obtenida. Si esta última es menor a la esperada, el comparador de recompensa envía un impulso al sistema ataque-huida (sistema que detecta los estímulos aversivos incondicionados). De este modo la devaluación de un reforzador esperado activaría el mismo mecanismo que la presentación de estímulos aversivos. Los estímulos percibidos antes de esa recompensa frustradora, a través de un proceso de condicionamiento clásico, incrementan su capaci-

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dad de acti vareste mecanismo en futuras ocasiones. Así, los estímulos condicionados de frustración pueden conducir a la inhibición del comportamiento que los sigue. Gray propone que este comparador de recompensas sería el sistema septo-hipocampal. El mismo tendría la tarea fundamental de comparar los estímulos actuales con los esperados. Si ambos concuerdan, actúa sólo como un verificador y el control de la conducta lo ejercen otras estructuras. Si no concuerda, el sistema septo-hipocampal asumirá el control directo de la conducta. Así controlaría las salidas del sistema de inhibición conductual ante las entradas de novedad, las señales de castigo y las de no recompensa. A pesar de los diferentes desarrollos te6ricos, aún no está claro cuál es el papel de los factores emocionales y cuál el de los cogniti vos o asociativos (expectativa y memoria de los reforzadores previos) en estos fen6menos. Uno de los aspectos que resulta relevante en el esclarecimiento de este problema es el estudio de sus bases neurobiológicas. La existencia de los efectos paradójicos del reforzamiento (EPR) supone que los animales son capaces de evaluar diversas características de los refuerzos, comparar los distintos valores de los mismos y actuar en funci6n de esas diferencias. Esto significa que poseen mecanismos cerebrales capaces de realizar esas funciones (Flaherty, 1996). El estudio de las bases neurobiológicas de los EPR incluye una diversidad de abordajes experimentales. Entre ellos se encuentran los efectos de drogas, lesiones cerebrales, estimulación cerebral y registro electrofisiol6gico. En el presente trabajo haremos una revisión de los principios hallazgos neurobio16gicos del contraste negativo sucesivo (CNS), debido a que este es uno de los efectos paradójicos más estudiados y para el cual se cuenta con mayor información. Este fenómeno ha sido estudiado tanto en procedimientos instrumentales como consumatorios. En el CNS instrumental (CNSi), los animales son típicamente entrenados en un corredor recto, en cuyo compartimiento meta reciben el reforzador. El grupo experimental recibe, en una primera fase, una magnitud de refuerzo grande y luego es cambiado en una

segunda fase a una magnitud pequeña. El grupo control es siempre entrenado con el reforzador pequeño. En este procedimiento se utiliza como variable dependiente el tiempo de recorrido desde el compartimiento de partida hasta el compartimiento meta. Luego de la reducción de la magnitud del refuerzo, los animales experimentales muestran un aumento significativo del tiempo de recorrido por encima del grupo control. En el CNS consumatorio (CNSc), los animales son entrenados en una caja de condicionamiento provista de un bebedero, donde reciben agua azucarada como reforzador. En una primera fase, el grupo experimental recibe agua azucarada al 32% y el grupo control al 4%. Luego, en una segunda fase los dos grupos reciben agua azucarada al 4% (Flaherty, 1982). La variable dependiente que se utiliza es la respuesta de consumo, lamido (licking) o tiempo de contacto con el bebedero. En este caso, en la segunda fase el grupo experimental muestra una abrupta y significativa disminución de su respuesta durante unos 4 ó 5 días comparado con el grupo control.

EFECTOS DE DROGAS SOBRE EL CNS La administración de drogas puede realizarse tanto en forma aguda como cr6nica. En la forma aguda, la droga se administra inmediatamente antes del primero o segundo día de postcambio. En tanto que en la forma cr6nica, s610 se aplica durante la etapa de precambio, previo a cada ensayo. En la literatura sobre el CNS existen más estudios sobre el efecto de la administración aguda de drogas, que del efecto de la aplicaci6n crónica. Los resultados sobre la aplicación aguda de drogas apoyan la interpretaci6n de que el CNS está asociado a una reacción emocional ante la reducción de un refuerzo esperado, teniendo en cuenta la efectividad de diversas drogas ansiolíticas para aliviar sus efectos. El CNS consumatorio e instrumental se reduce o elimina por la administración aguda de tranquilizantes como el clordiacepóxido (Rosen y Tessel, 1970; Flaherty y col., 1980), el midazolam (Becker, 1986. Flaherty y cols., 1990) y el flurazepan (Flaherty y cols., 1992). Sin embargo,

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si bien estas drogas son capaces de modular el efecto del CNSc en el segundo día de postcambio (Flaherty, 1991), no tienen efecto en el primer día de esa misma fase (Grigson y Flaherty, 1991). Si en el primer día de postcambio se les da acceso a la sustancia durante 20 minutos en lugar de los 5 minutos a los que típicamente tienen acceso, el clordiacepóxido es ineficaz en reducir el contraste en los primeros 5 minutos, pero es efectivo en los siguientes tres períodos de 5 minutos (Flaherty y cols., 1986). Específicamente, la droga es efectiva desde el minuto 7 al minuto 20. Una explicación posible de este resultado es que los mecanismos involucrados durante el primer día de postcambio tengan más características cognitivas que emocionales (Flaherty, 1996; Flaherty y co1s., 1998b), como mencionamos en la introducción. Así, la reacción inicial a la disminución del refuerzo esperado es la búsqueda del reforzador previo, mientras que la reacción emocional es posterior. Una segunda explicación la sugiere Gray (1987), quien postula que en el segundo día los ansiolíticos reducirían las formas anticipatorias o condicionadas de ansiedad o frustración (basadas en la experiencia del día previo), pero no la respuesta primaria a los eventos aversivos. Sin embargo, la hipótesis de Flaherty parece más acorde a los resultados experimentales, ya que hay ausencia de niveles de corticosterona plasmática durante el primer día de postcambio, que aparece después de 10 minutos de la presentación de la solución devaluada (Mitchell y Flaherty, 1998), reduciéndose así la posibilidad de la existencia de una ansiedad anticipatoria. El etanol, del mismo modo que las benzodiacepinas, reduce el CNSc en el segundo día de postcambio pero no en el primero (Beckery Flaherty, 1982). Además, mostró efectos con el clordiacepóxido (Becker y Flaherty, 1983). Los barbitúricos también afectan al CNSc. El amobarbital sódico redujo el CNSc tanto en el primero como en el segundo día de postcambio (Flaherty y cols., 1982, Flaherty y Driscoll, 1980). La morfina, un opiáceo, también reduce este fenómeno en el primer y segundo día de postcambio. En este caso, este efecto es bloqueado por naloxone (Rowan y Flaherty, 1987).

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Diversos estudios se han esforzado en encontrar otras sustancias que modulen estos fenómenos de aprendizaje. La clonidina, un agonista noradrenérgico, que ha mostrado tener efectos ansiolíticos, no afectó al CNS consumatoria al ser administrada en el segundo día de postcambio (Flaherty y cols., 1987). Además, los antidepresivos (Flaherty y cols., 1990) y neurolépticos (Flaherty y cols., 1992) no han producido ninguna modificación sobre el CNSc. Todos los trabajos mencionados pusieron el énfasis en el estudio de los factores emocionales involucrados en los EPR. Otro conjunto de estudios tu va el objetivo de indagar sobre la participación de la memoria en los cambios sorpresi vos del refuerzo. Por ejemplo, Salinas y cols. (1994) pusieron de manifiesto el efecto que las benzodiacepinas tienen sobre la memoria. Ellos mostraron que el midazolam afecta la memoria anterógrada para cambios en el reforzamiento en el contraste instrumental negativo y positivo. Los resultados de este trabajo muestran la importancia del papel de la memoria junto con los factores emocionales en el CNS. Además postulan que este efecto se encuentra vinculado al sistema gabaérgicode la amígdala. En un estudio previo, Salinas y col. (1993) mostraron que la inactivación de la amígdala con lidocaína (reversible post -entrenamiento) perjudica la memoria anterógrada para cambios en el reforzamiento atenuando la respuesta ante una reducción del refuerzo. Prosiguiendo sus estudios sobre el papel de la amígdala en la regulación de la memoria para los cambios del reforzamiento, Salinas y McGaugh (1996) estudiaron el efecto de la administración intra-amígdala, post-entrenamiento, de un agonista GABA-A (muscimol) y de un antagonista (bicuculline methiodide). Los resultados (decremento y aumento de la memoria, respectivamente) apoyan la hipótesis de que los receptores GABA A en la amígdala están involucrados en la memoria para los cambios de reforzamiento. Más recientemente, Salinas y cols. (1997) mostraron que infusiones intra-amígdalade oxotremorina (unagonistamuscarínico), administradas inmediatamente después del primer día de postcambio produ-

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cen un retardo en la recuperación de la respuesta posterior al cambio de reforzamiento. Así, encontraron que el efecto de CNSi se extendió un día más en el grupo con droga comparado con sus controles sin droga. En un segundo experimento replicaron estos resultados y se agregó un tercer grupo al que le administraban oxotremorina y propanolol (un antagonista beta-noradrenérgico). Este último grupo también mostró latencias aumentadas (efecto de contraste) hasta un día más de postcambio que los controles sin droga. A partir de estos resultados, concluyen que los sistemas muscarínicos colinérgicos y beta-noradrenérgicos interactuarían en la amígdala para la regulación de la memoria y apoyan la idea de que la influencia noradrenérgica estaría mediada por la activación colinérgica. Sin embargo, otros trabajos previos habían mostrado que la escopolamina (una droga anticolinérgica) no afectaba al CNSc (Becker, 1986; Flaherty y Meinrath, 1979). Además, en un estudio preliminar sobre CNSc realizado en nuestro laboratorio, se observó que la administración de fisostigmina (un agonista colinérgico) inmediatamente después de la primera sesión de postcambio, extiende un día más el efecto de CNSc comparado con controles sin droga (Bentosela y cols., en preparación). Por lo tanto, queda poco claro el papel de los agentes colinérgicos en la memoria para los cambios de reforzamiento.

cepinas y el etanol disminuyen o evitan la ocurrencia del CNSc y del CNSi, pero sólo en el segundo día de postcambio. En cambio, los barbitúricos y la morfina, disminuyen el contraste tanto en el primero como en el segundo día de postcambio. Los antidepresivos y neurolépticos no actúan sobre el CNS. Estos resultados indicarían la existencia de factores emocionales involucrados en el contraste y la relevancia del sistema gabaérgico en su modulación. Las drogas que afectan la memoria (agentes gabaérgicos y colinérgicos) producen modificaciones en el efecto de contraste instrumental aumentando o disminuyendo su intensidad y duración. Esto indicaría la participación de factores cognitivos en la expresión del CNSi. Existen pocos datos sobre el efecto de estas drogas sobre el CNSc. Finalmente, la administración crónica de benzodiacepinas no afecta el CNSc pero sí al CNSi. Este resultado sugiere una disociación entre ambos tipos de contraste, hecho que también se manifestará en el estudio de lesiones sobre el CNS.

La administración crónica de drogas muestra resultados diferentes a los efectos agudos. La aplicación crónica de clordiacepóxido y de amobarbital sódico no altera el CNSc (Flaherty y col., 1980; Flaherty y co1s.,. 1982), pero sí afecta el CNSi (Rosen y Tessell, 1970; Rosen y cols., 1967). En cambio, el CNSi no es modificado por la aplicación crónica de clorpromazina (Rosen y Tessell, 1970).

Como se mencionó anteriormente, la teoría de Gray (1987) afirma que el sistema septo-hipocampal tiene un papel crucial en la inhibición de respuestas asociadas a estímulos condicionados con señales de castigo o no reforzamiento. Así, asume que el miedo y la frustración tienen las mismas bases neurobiológicas. Esta teoría está apoyada por los resultados de varios estudios que mostraron que lesiones bilaterales del hipocampo incrementan la resistencia a la extinción en un aprendizaje de evitación pasiva (Isaacson y cols., 1961; Isaacson y Wicke1gren, 1962) y en un corredor recto (Jarrard y cols., 1964; Franchinay Brown, 1971). En general, los animales lesionados mostraron una disminución lenta y gradual de la respuesta desde el nivel establecido en el entrenamiento original comparada con los controles. Esto indica que los animales lesionados aumentaron su resistencia a la extinción de respuestas condicionadas clásicas e instrumentalmente.

En síntesis, existe discrepancia entre los efectos producidos por la administración aguda y crónica de drogas, así como entre el efecto de los fármacos sobre el CNSc y el CNSi. De todos modos, las conclusiones deben tomarse con precaución, ya que existen pocos estudios tanto sobre la administración crónica de drogas como sobre el CNSi. La información recogida hasta el presente revela que, en la administración aguda, las benzodia-

EFECTOS DE LESIONES SOBRE EL CNS Los efectos de lesiones en diferentes áreas cerebrales aportan información valiosa sobre las bases neurales de los EPR.

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Franchina y Brown (1971), por ejemplo, usando una situación de corredor recto, estudiaron en ratas el efecto de la lesión del hipocampo sobre el desempeño ante una disminución o un aumento en la magnitud del refuerzo (CNSi y contraste positivo sucesivo instrumental, CPSi). En este trabajo utilizaron tres grupos: lesión en el hipocampo, lesión en la corteza cerebral y sin operación (intacto). En cada una de estas condiciones, la mitad de los animales se entrenaban durante una primera fase (60 ensayos) con un reforzador grande (12 bolitas de comida) y la otra mitad con un pequeño (1 pellet). En la segunda fase (42 ensayos) la mitad del grupo que tenía reforzador grande era cambiado al pequeño (contraste negativo). A la inversa, la mitad de los animales que recibían un refuerzo pequeño fueron cambiados al de mayor magnitud (contraste positivo). El resto de los animales permanecieron en iguales condiciones a la fase inicial (controles). Los resultados mostraron que en la segunda fase todos los animales controles mantuvieron el mismo nivel de respuesta que en la primera fase, siendo superior el desempeño del grupo de mayor magnitud. Los grupos de contraste negativo sin lesión (intacto) y con lesión cortical mostraron efecto de contraste, disminuyendo su desempeño por debajo del grupo que recibió siempre 1pellet. En cambio, el grupo con lesión en el hipocampo sólo mostró un leve decremento en la respuesta por debajo del grupo que siempre recibió 12 pellets. En cuanto al contraste positivo, los grupos sin lesión (intacto) y con lesión cortical aumentaron su desempeño alcanzando rápidamente al grupo que recibió siempre 12 pellets, aunque sólo el grupo sin lesión mejoró luego el desempeño de este último grupo, expresando un efecto de contraste positivo. En cambio, el grupo con lesión en el hipocampo mostró sólo un leve incremento de la respuesta en comparación con el grupo que recibió siempre 1 pellet. En síntesis, los animales con lesión en el hipocampo continuaron comportándose en la segunda fase como en la primera. Esto sugiere que serían incapaces de modificar o inhibir las respuestas previamente aprendidas frente a cambios en las contingencias ambientales (Franchina y Brown, 1971). Más recientemente, Flaherty y col. (1998a) compararon los efectos de lesiones bilaterales del

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hipocampo sobre el CNSi y el CNSc en un diseño instrasujeto donde utilizaron los mismos animales para ambos procedimientos. En el contraste instrumental los animales se entrenaban en un corredor recto. En la primera fase, un grupo recibía un reforzador grande (12 pellets) y el otro uno pequeño (1 pellet) durante 10 días de adquisición. Luego, en la segunda fase, todos recibían el reforzador de menor magnitud durante 7 días. En el contraste consumatorio se sometió a los animales a una primera fase de 10 lesiones diarias de 5 minutos de acceso al agua azucarada en las concentraciones correspondientes (grupo grande: 32%, grupo pequeño: 4%). En la segunda fase, que constaba de 4 sesiones, todos los animales recibieron el reforzador pequeño. Los resultados mostraron que en el procedimiento de contraste instrumental, en la segunda fase, las ratas lesionadas corrían más rápidamente que las ratas control, mostrando una persistencia de la respuesta adquirida en la primera fase. En cambio, en el contraste consumatorio el grado de contraste no fue afectado por la lesión. Estos resultados sugieren que el hipocampo tendría participación en el contraste instrumental, pero no en el consumatorio. Las lesiones del septum no afectaron el grado inicial del CNSc, pero el efecto desapareció más rápidamente (Flaherty y cols., 1973; Flaherty y cols., 1979). En un procedimiento de CNSi (si bien no había un grupo de animales control sin cambio de refuerzo), ratas con lesiones septales mostraron frente a una reducción del refuerzo un aumento de la velocidad de recorrido, en vez de una disminución, comparado con controles no lesionados (Harnmond y Thomas, 1971). En síntesis, las lesiones del sistema septohipocampal disminuyen o evitan la ocurrencia del CNSi, pero no afectan el grado inicial del CNSc (Flaherty y cols., 1998a). Estos resultados apoyan parcialmente la hipótesis de Gray acerca del papel modulador del sistema septo-hipocampal para el cNSi y el CPSi, pero no para el caso del CNSc. Flaherty concluye entonces que en el CNSc el sistema septo-hipocampal jugaría un papel mínimo, mientras que la amígdala asumiría un papel más importante. La observación experimental muestra que lesiones electrolíticas de la región central de

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la amígdala bloquean completamente la aparición del CNSc, y en el área basolateral de la amígdala lo reducen (Becker y cols., 1984; Flaherty y cols., 1973; Flaherty y Hamilton, 1971; Flaherty y cols., 1989). En cuanto a la participación de otras áreas cerebrales es relevante el papel del cíngulo. Las lesiones del cíngulo interfieren con la habilidad del animal para utilizar las claves provenientes del ensayo previo en el ensayo actual. Esto se vio por ejemplo en tareas de alternancia simple donde los animales fallaban en el patrón típico de respuesta de correr despacio-rápido en función de las características del ensayo previo (Barker y Thomas, 1965). Además, se mostró que los sujetos lesionados en un procedimiento de reforzamiento parcial tenían un déficit en la adquisición de la respuesta y su extinción era similar a los controles con reforzamiento continuo. Estos resultados fueron interpretados como productos de una disociación entre la respuesta emocional anticipatoria y la instrumental. Durante la adquisición los estímulos no generarían reacciones emocionales anticipatorias al refuerzo, mientras que en la extinción habría un aumento en la tolerancia a la frustración por una ineficiencia de los estímulos de evocar reacciones emocionales ante el no refuerzo (Gurowitz y cols., 1970). Teniendo en cuenta que afectaba la frustración, Gurowitz y col. (1970) decidieron analizar el efecto de lesiones grandes del cíngulo sobre el CNSi. Los resultados de este estudio mostraron que sólo el grupo con operación simulada y disminución en el refuerzo tuvo un decremento en la velocidad de recorrido del corredor recto, mientras que el grupo con lesión en el cíngulo permaneció al mismo nivel que en la fase de precambio. También se han comprobado efectos de lesiones de otras áreas. Las lesiones en la corteza entorrinal eliminaron el CNSi, pero no afectaron el CNSc (Flaherty, 1996). Las lesiones electrolíticas del núcleo pontino parabraquial eliminaron el CNS consumatorio, ya que en el sistema gustativo de los roedores esta zona es un relevo obligatorio entre el tronco cerebral y otras dos áreas: el eje tálamo cortical y el sistema límbico (Grigson y cols., 1994).

El núcleo tegmental pedúculopontino está involucrado en el circuito neural del reforzamiento y su lesión produce déficits en tareas que involucran reforzamiento condicionado. Sin embargo, se observó que la lesión de este núcleo no afecta la aparición del CNSc y del CPSc (Olmstead y col., 1999). En conclusión, los estudios con lesiones reflejan la misma discrepancia entre la CNS instrumental y consumatorio que revelaban los trabajos con drogas. El CNSi se reduce o desaparece con lesiones septo-hipocámpicas relacionado con la incapacidad del animal de inhibir respuestas previamente aprendidas. También se afecta con lesiones del cíngulo y de la corteza entorrinal. En cambio, el CNSc disminuye o desaparece con lesiones de la amígdala, que tendría un papel análogo al del hipocampo en el CNSi, y con lesiones del núcleo pontino parabraquial, relacionado con funciones gustativas. El CNSc no se modifica con lesiones del hipocampo, de la corteza entorrinal y del núcleo tegmental pedúnculopontino. En conjunto, estos resultados más los del efecto de drogas, sugieren que el CNS consumatorio e instrumental poseen al menos bases neurobiológicas parcialmente diferentes, que podrían involucrar procesos emocionales y cognitivos relativamente distintos. Sin embargo, existen aún pocos estudios sobre el efecto de lesiones en el CNS que permitan llegar a alguna conclusión definitiva.

ESTUDIOS DE ACTIVIDAD ELÉCTRICA CEREBRAL Los experimentos con monos realizados por Watanawe (1996) mostraron que el área dorsolateral de la corteza prefrontal puede monitorear las consecuencias de las conductas dirigidas a una meta. Los monos fueron entrenados en tareas de respuesta demorada con diversos refuerzos sólidos y líquidos, utilizando un procedimiento similar al desarrollo por Tinklepaugh (1928). En este procedimiento, se le muestra al sujeto un refuerzo que luego es tapado (cubierto) por uno de los dos recipientes. El animal debe recordar por algunos segundos la ubi-

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caci6n del refuerzo, mientras los recipientes pennanecen momentáneamente ocultos con un panel. Luego recibe una señal para descubrir y tomar el reforzador. Si el refuerzo obtenido es menor que el esperado, los animales desarrollan una respuesta de irritaci6n y enojo, indicando que recuerdan no s610 la ubicaci6n sino también la naturaleza del refuerzo esperado. El objetivo del estudio de Watanabe era analizar c6mo el cerebro almacena esas expectativas, para lo cual estudi6 en esta situaci6n la actividad neuronal anticipatoria de la corteza prefrontal dorso lateral a diferentes reforzadores. En algunos casos, el mono podría ver previamente la comida, mientras que en otros su ubicaci6n fue señalada por una luz, y el animal s610 conocía el refuerzo a esperar con base a lo recibido en el ensayo previo. Hasta el estudio de Watanabe, se sabía que las neuronas de la corteza prefrontal dorso lateral almacenaban infonnaci6n acerca de la ubicaci6n de señales que han sido ocultadas. A partir de este trabajo se supo además que estas mismas neuronas almacenan infonnaci6n referida a la expectativa generada en este procedimiento. Los resultados indicaron que existen neuronas específicas de la corteza prefrontal que se activan selectivamente en anticipaci6n a un tipo particular de refuerzo (por ejemplo, banana versus lechuga) durante el momento en que el animal está impedido de ver el refuerzo y espera por él. Además, se comprob6 que otras neuronas son selectivas para una localizaci6n específica (izquierda versus derecha) o para el contexto, y otras se activan según si el refuerzo ha sido visto realmente en ese ensayo o si es inferido de la experiencia de ensayos previos. La actividad combinada de muchas de estas neuronas podrían, en principio, codificar una descripci6n detallada del refuerzo esperado, lo cual podría luego ser usado en el control de conductas dirigidas a una meta. En resumen, estos datos sugieren que el animal adquiere durante el aprendizaje la expectativa de que una conducta particular conduce a un resultado específico. Las neuronas del área dorsolateral de la corteza prefrontal almacenarían infonnaci6n sobre la naturaleza de esa expectativa. Por lo tanto, la corteza prefontal estaría involucrada en la integraci6n de la infonnaci6n cognitiva (tal como la codificaci6n del contexto en que el refuerzo es presen-

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tado u omitido) y motivacional para conductas dirigidas a una meta -conducta intencional(Watanabe, 1998). Aún no se conocen estudios que midan la actividad de áreas frontales en ratas expuestas a un CNSc o a un CNSi, pero estos resultados sugieren la participaci6n de esa área en dichos fen6menos.

CONCLUSIONES El cúmulo de infonnaci6n recogida hasta el presente acerca de las bases neurobiol6gicas de los EPR muestran un mayor desarrollo de la investigaci6n del papel de los factores emocionales involucrados en estos fen6menos, probablemente a causa del impacto que produjo la teoría de la frustraci6n de Amsel (1962). Hasta el presente, existe mayor cantidad de trabajos que estudian los efectos de drogas sobre el CNSc que sobre el CNSi, y la mayor parte de ellos aplican tratamientos agudos y no cr6nicos. Los estudios sobre la administraci6n aguda de drogas evidenciaron que las benzodiacepinas y el etanol disminuyen el contraste consumatorio en el segundo día de cambio y no en el primero, probablemente por la disminuci6n de la ansiedad anticipatoria al evento aversivo. La morfina y los barbitúricos reducen el contraste en el primer y segundo día de cambio. En la administraci6n cr6nica las benzodiacepinasy barbitúricos s610afectan al CNSi. Estos resultados sugerirían la participaci6n del sistema gabaérgico en la expresi6n de los efectos de contraste y una cierta disociaci6n entre el CNSc y el CNSi. Más recientemente, surgi6 el interés por estudiar la participaci6n de factores cognitivos tales como la memoria de los reforzadores previos y la expectativa de reforzamiento en los cambios sorpresivos del refuerzo. Así, se mostr6 que los antagonistas gabaérgicos y los agonistas colinérgicos producen un incremento de la memoria por el cambio de reforzamiento, prolongando los efectos en el contraste instrumental. En el mismo sentido, los agonistas gabaérgicos disminuyen el efecto de

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CNSi. Además, estos resultados reflejarían la función moduladora de la amígdala en la memoria de los cambios de reforzamiento en el CNSi. En cuanto al efecto de estas drogas sobre el CNSc existen pocos trabajos y los resultados son contradictorios. Por lo tanto, sería relevante en futuras investigaciones profundizar el estudio del papel de los factores cognitivos involucrados. Respecto a los estudios del efecto de lesiones, los datos son aún escasos para hacer conclusiones definitivas, Las lesiones del septum, hipocampo, corteza entorrinal, amígdala y cíngulo afectan el CNSi, mientras que las lesiones de la amígdala y el núcleo pontino parabraquial disminuyen o evitan la aparición del CNSc; pero éste no se modifica por lesiones del hipocampo y la corteza entorrinal. Estos datos sugerirían que existe un control neural diferente para el CNS instrumental y consumatorio. Los estudios de registro electrofisiológico revelan el papel de la corteza prefrontal en el proce-

samiento de la información sobre reforzadores. Sin embargo, no hay aún información sobre el efecto de lesiones prefrontales en los cambios sorpresivos de reforzamiento. En conclusión, las bases neurobiológicas de los efectos paradójicos necesitan de una mayor exploración experimental para responder a cuestiones que permanecen aún confusas. Esto se hace aún más notorio en lo referente a la participación de los factores cognitivos en la producción de estos fenómenos. Los datos disponibles hasta el momento sugerirían que los cambios sorpresivos del reforzamiento involucran tanto factores emocionales, similares a los producidos por la presentación de estímulos aversivos, como factores cognitivos, relacionados con el procesamiento de la información acerca de los refuerzos. Por otro lado, los diferentes procedimientos que se incluyen dentro de los efectos paradójicos podrían tener bases neurales diferentes y reflejar así procesos emocionales y cognitivos diferentes.

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