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Pruebas de comportamiento para el estudio del envejecimiento en modelos animalesM. Carmen Blanco GandaInvestigadora predoctoral

Unidad de Investigacin Psicobiologa de las DrogodependenciasDepartamento de PsicobiologaFacultad de Psicologa. Universidad de Valencia. Avda Blasco Ibaez 21, 46020, Valencia, Espaa.m.carmen.blanco@uv.es

Conceptos bsicos2. Pruebas de comportamientoMemoriaAprendizajeAnsiedad3. Importancia del experimentador y el handling4. Conclusin

NDICEDeterioro cognitivoEnvejecimientoMemoria y AprendizajeConceptos bsicosAdquisicin de nueva informacinAprendizajeRetencin de la informacin aprendidaMemoriaTipos de MemoriaConceptos del mundoAcontecimientos personalesMemoria explcitaProcedimientosAutomatizado, no precisa ejecucin conscienteAprendizaje y conservacin de destrezas y habilidadesMemoria implcitaMemoria EXPLCITAHECHOS DEL MUNDO Y ACONTECIMIENTOS PERSONALES

Memoria implcita O DE PROCEDIMIENTO: APRENDIZAJE Y CONSERVACIN DE DESTREZAS Y HABILIDADES, COMO PEINARSE O MONTAR EN BICICLETA. AUTPOMATIZACIN DE ESTOS PROCESOS Y NO PRECISAN EJECUCIN CONSCIENTE.

5Conceptos bsicosMemoria explcitaSemntica (conocimiento del mundo, conceptos)Episdica (acontecimientos, detalles autobiogrficos)Memoria de trabajo: mantenimiento y manipulacin informacin (razonar, aprender, comprender)

Memoria implcitaAprendizaje asociativo (E-R)C. Clasico (Pavlov)C. Operante (Skinner)Aprendizaje motorMemoria procedimental

Memoria explcita: HECHOS DEL MUNDO Y ACONTECIMIENTOS PERSONALES

Semntica (conocimiento del mundo, conceptos)Episdica (acontecimientos, detalles autobiogrficos)Memoria de trabajo: mantenimiento y manipulacin informacin (necesario para realizar actividades cognitivas complejas como razonar, aprender, comprender)

Memoria implcita O DE PROCEDIMIENTO: APRENDIZAJE Y CONSERVACIN DE DESTREZAS Y HABILIDADES, COMO PEINARSE O MONTAR EN BICICLETA. AUTPOMATIZACIN DE ESTOS PROCESOS Y NO PRECISAN EJECUCIN CONSCIENTE.

Aprendizaje asociativo (E-R)C. Clasico (Pavlov)C. Operante (Skinner)Aprendizaje motorMemoria procedimental

6Cmo se relacionan las pruebas de comportamiento en animales con las pruebas de evaluacin en humanos?Modelos animalesCada prueba intenta modelar un aspecto de la cognicin que puede verse afectado por el envejecimiento.Las bateras neuropsicolgicas dan una visin global del perfil del paciente rastreando mltiples dominios cognitivos que pueden estar afectados. Por ello en modelos animales debemos utilizar numerosas pruebas que midan los diferentes aspectos cognitivos para caracterizar correctamente el deterioro en el envejecimiento.Memoria de referencia: conocimiento aprendido para una tarea concreta que permanece constante y se relaciona con la memoria semntica en humanos

Memoria de trabajo: informacin transitoria durante un tiempo limitado, en el que se puede manipular info y guiar el comportamiento

Memoria de reconocimientoHabilidad para reconocer objetos o situaciones previamente presentadas8Memoria implcita (aprendizaje asociativo)TrainingTest24h48h1 semana

Evitacin Pasiva(Passive Avoidance)

MEMORIA se evalua mediante la prueba de Evitacin Pasiva. El primer da, o da de entrenamiento, se mete al animal en el compartimento iluminado y a los 60 segundos se abre la puerta central, ofrecindole la oportunidad de cruzar al compartimento negro. Los animales siempre prefieren la oscuridad. Una vez cruza al compartimento negro se le administra una pequea descarga elctrica en la pata de 0,5 mA durante 3 segundos. Al da siguiente, da del test, se vuelve a realizar la prueba y se mide la latencia de paso al compartimento negro, para comprobar que el animal recuerda el castigo del da anterior. El tiempo maximo de la prueba es de 5 minutos o 300 segundos. Si el animal no pasa en 300 segundos finaliza la prueba y se considera que recuerda el castigo del dia de training.

Este tipo de prueba mide la memoria implicita . Es muy dificil que este tipo de memoria se deteriore.

9Memoria de reconocimiento (hipocampal)

Reconocimiento de Objeto (Object recognition)

Da 1: HabituacinDa 2: TestT1: TrainingT2: Testd1: ndice de discriminacin entre el objeto familiar y el no familiar.prueba de Reconocimiento de Objeto. En ella se utilizaron 2 piedras de igual forma y tamao y un gogo u objeto de plstico con forma y color distintos de las piedras. En el da anterior al test, el de habituacion, se permite al ratn explorar la caja sin ningn objeto en ella durante 2 minutos. En el da del test se realizan dos sesiones de 3 minutos con un intervalo de 1 minuto entre ellas. En la primera sesion de entrenamiento (T1) se coloca al animal en el centro de la caja de espaldas a las dos piedras identicas y se le permite explorar durante 3 minutos. Transcurrido este tiempo, sacamos al animal y lo devolvemos a su jaula durante 1 minuto y cambiamos una piedra por un objeto no familiar, que es el gogo y reintroducimos al animal en la caja para realizar la sesin de test (T2).Se considera que el objeto est siendo explorado cuando el animal aproxima el hocico a 2 cm o menos del objeto.La medida obtenida es d1, que es el ndice de discriminacin entre el objeto familiar y el no familiar. D1 es la diferencia en exploracin de los dos objetos en los 3 minutos del test. Cuanto mayor sea la puntuacion en el d1 mejor es la discriminacion, por tanto mejor memoria de reconocimiento.11Reconocimiento de ObjetoAprendizaje espacial

C. Abierto Prueba A Prueba D Lab 1. Lab 5. Lab 3. Lab 4. Lab. 8

Laberinto Hebb-WilliamsMemoria de referencia y m. de trabajoLas pruebas de aprendizaje espacial en animales se utilizan como equivalente a la memoria de referencia y la memoria de trabajo. Los ratones deben almacenar informacion acerca de las claves del ambiente que les permitiran guiarse por el laberinto.En todos los laberintos se hacen varios ensayos, para registrar el progreso del aperndizaje. El laberinto Hebb Williams, que es el que utilizamos nosotros, permite medir el proceso de adquisicin del aprendizaje espacial a travs de la motivacin para escapar del agua fra que hay en l. Los ratones deben nadar desde el compartimento de salida hasta la meta y evitar una serie de barreras que conforman las zonas de error. En la meta colocamos papel seco para que escapar del agua fria resulte reforzante. Las ventajas de esta prueba es que no hay que realizar deprivacion ni se refuerza con comida, ya que puede ser un factor que afecte al resto de variables cuando estudiamos el envejecimiento. En su lugar, se utiliza agua entre 12 y 14 grados.

Los ratones no deben nadar, ya que les cubre solo hasta el vientre, asi que caminan por el laberinto con agua.

En el HW Las pruebas se estructuran en 8 das de procedimiento. Los 3 primeros das son de prueba y en los 5 siguientes das se alternan laberintos fciles y difciles, en los que se realizan 8 ensayos cada da. En cada ensayo se contabiliza la latencia de llegada a la meta y el nmero de errores cometidos.

13Otros laberintos de aprendizaje espacialLaberinto de agua de MorrisLaberinto radial de 8 brazos

A lo largo de los ensayosLesiones en el hipocampo16Pruebas para evaluar ANSIEDAD

Laberinto Elevado en Cruz

Tiempo en brazos abiertos: ndice del nivel de ansiedadANSIEDAD mediante la prueba del Laberinto Elevado en Cruz. Este laberinto esta elevado 45 cm del suelo y tiene dos brazos cerrados por plexiglas y dos brazos abiertos. Se coloc al animal en el centro de la plataforma y se le permiti explorar durante 5 minutos. Se considera que el tiempo que pasan en brazos abiertos es un ndice del nivel de ansiedad. Cuanto mas tiempo pasan en brazos abiertos menos ansiedad tendrian los ratones.

17Importancia del experimentador y el handlingObservacinManoseo (handling)

WT de 8 meses18El nivel de ansiedad puede afectar a los resultados:Y con ello llevar a una mala interpretacinConclusinAunque ningn modelo animal replica la evolucin del deterioro cognitivo observado en el envejecimiento humano, los modelos con roedores han sido muy valiosos para el avance en el conocimiento de enfermedades como el Alzheimer.

Las contribuciones que se hacen segn cepa y sobreexpresin de ciertos genes en el desarrollo y funcin cerebral de los modelos animales deben ir SIEMPRE acompaados de observacin de esos supuestos dficits cognitivos que se dan en las pruebas conductuales.

Esto permite profundizar tanto en la patognesis como en los dficits conductuales asociados al envejecimiento o enfermedades como el Alzheimer.REVISION

20ConclusinAdems en cada modelo de ratn el curso temporal de la enfermedad y la progresin de los dficits cognitivos en diferentes dominios pueden cursar de forma diferente y manifestarse en edades distintas.

Revisin recomendada: Webster et al., 2014.21GRACIASm.carmen.blanco@uv.es