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tarea de navegación acuática de Morris

Dibujo esquemático de la prueba de navegación acuática de Morris para ratas. El tamaño y el marcador pueden variar. La tarea de navegación acuática de Morris , también conocida ...

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Dibujo esquemático de la prueba de navegación acuática de Morris para ratas. El tamaño y el marcador pueden variar.

La tarea de navegación acuática de Morris , también conocida como laberinto acuático de Morris (que no debe confundirse con laberinto acuático ), es un procedimiento conductual utilizado con ratas o ratones. Se utiliza ampliamente en neurociencia conductual para estudiar el aprendizaje y la memoria espacial , así como los mecanismos cerebrales subyacentes. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Descripción general

Una rata sometiéndose a una prueba de navegación acuática de Morris.

El procedimiento básico para la tarea de navegación acuática de Morris consiste en colocar a la rata en una gran piscina circular llena de agua y pedirle que encuentre una plataforma oculta que le permita escapar del agua; la ubicación de la plataforma oculta se puede encontrar utilizando la memoria espacial basada en señales espaciales dispuestas alrededor de la piscina. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Muchos factores pueden influir en el desempeño de las ratas, incluyendo su sexo, el entorno en el que fueron criadas, la exposición a drogas, etc. [ 6 ] Hay tres tácticas básicas para que las ratas escapen del laberinto: una estrategia práxica (recordar los movimientos necesarios para llegar a la plataforma), una estrategia taxonómica (la rata usa señales visuales para llegar a sus destinos) o una estrategia espacial (usar señales distales como puntos de referencia para ubicarse). [ 7 ] Hay una variedad de paradigmas para el laberinto acuático que se pueden usar para examinar diferentes funciones cognitivas. [ 3 ] [ 8 ] Por ejemplo, la flexibilidad cognitiva se puede evaluar usando un paradigma de laberinto acuático en el que la plataforma oculta se reubica continuamente. [ 9 ]

Historia

La tarea de navegación acuática de Morris fue concebida por Richard G. Morris (entonces en la Universidad de St Andrews ) en 1981 como una alternativa al laberinto radial. [ 10 ] La prueba se desarrolló para estudiar el aprendizaje espacial y cómo se diferenciaba de otras formas de aprendizaje asociativo . [ 11 ] Originalmente, se colocaban ratas, ahora más comúnmente ratones, en una piscina abierta y se medía la latencia para escapar durante hasta seis ensayos al día durante 2 a 14 días. [ 12 ] Se utilizan varias variables para evaluar el rendimiento de un animal. Por ejemplo, un "ensayo de sondeo" mide cuánto tiempo pasa el sujeto de prueba en el "cuadrante objetivo" (el cuadrante con la plataforma oculta). [ 12 ] En ensayos más elaborados se altera la ubicación de la plataforma oculta o se mide la distancia que se pasa nadando en la piscina antes de llegar a la plataforma. [ 12 ] A lo largo de los años, se han realizado muchas versiones diferentes de esta prueba con una gran cantidad de variables. Por ejemplo, los neurocientíficos examinan el efecto de las diferencias de sexo, peso, fuerza, niveles de estrés, edad y cepa de especie. Los resultados varían drásticamente, por lo que los investigadores no pueden sacar conclusiones a menos que estas variables se mantengan constantes. [ 1 ] Se han utilizado piscinas de diferentes tamaños a lo largo de la historia de esta tarea, pero se ha demostrado que esto no tiene un impacto significativo en los resultados de la prueba. [ 13 ] En las primeras versiones de la tarea, los investigadores solo cronometraban la latencia para escapar; sin embargo, ahora se utilizan de forma rutinaria dispositivos de seguimiento de vídeo para medir la trayectoria de escape, el tiempo que se pasa en cada cuadrante y la distancia recorrida en la piscina. [ 14 ]

Experimento original

En el primer experimento de Morris, el aparato consistía en una gran piscina circular de 1,30 m de diámetro y 0,60 m de altura. El objetivo del experimento original era demostrar que el aprendizaje espacial no requiere la presencia de señales locales, lo que significa que las ratas pueden aprender a localizar un objeto sin ninguna señal auditiva, visual u olfativa. [ 15 ]

Análisis

La medida más temprana del aprendizaje es la latencia de escape , que es el tiempo que tarda la rata o el ratón en encontrar la plataforma. Sin embargo, esta medida se ve afectada por la velocidad de natación, que no necesariamente es un factor cognitivo, y la longitud del camino entre el punto de origen y la plataforma es un parámetro más relacionado con el aprendizaje espacial. [ 16 ] Otros parámetros son la medida de Gallagher, [ 17 ] la distancia promedio a la plataforma y la prueba del corredor de Whishaw, [ 18 ] que mide el tiempo y el camino en una franja que va directamente desde el inicio de la natación hasta la plataforma. Otros parámetros se miden durante las pruebas de sondeo: se retira la plataforma de escape y se permite a los ratones o ratas buscarla durante un tiempo fijo (a menudo 60 segundos), durante el cual se puede medir la preferencia de búsqueda por la ubicación correcta y su proximidad; las variables medidas incluyen el tiempo y la longitud del camino en diferentes cuadrantes de la piscina, el tiempo cerca de la plataforma y los cruces de la plataforma. [ 3 ]

Comparación con tareas de laberinto

Al igual que otras tareas espaciales, como el laberinto en T y el laberinto de brazos radiales , se supone que la tarea de navegación acuática de Morris mide la memoria espacial, el control del movimiento y el mapeo cognitivo . [ 19 ] [ 20 ] El laberinto en T y el laberinto de brazos radiales son mucho más estructurados en comparación. [ 21 ] El laberinto en T, por ejemplo, solo requiere que la rata o el ratón tomen una decisión binaria, elegir izquierda o derecha (o este u oeste). En la tarea de navegación acuática de Morris, por otro lado, el animal necesita decidir continuamente a dónde ir. [ 11 ] Otra razón por la que esta tarea se hizo popular es que las ratas (pero no los ratones) [ 19 ] son ​​nadadoras naturales, pero no les gusta el agua fría (a los ratones simplemente no les gusta el agua de cualquier temperatura), por lo que para realizar la tarea no necesitan ser motivadas por la privación de alimentos o descargas eléctricas. [ 11 ] La movilidad de la plataforma permite experimentos sobre aprendizaje y reaprendizaje. [ 14 ] Además, la configuración del aparato y los costos son relativamente bajos. [ 14 ]

Debilidades

Los cambios en las medidas del desempeño en la tarea de navegación acuática de Morris no necesariamente reflejan deficiencias específicas en los mecanismos de aprendizaje o memoria espacial. El motivo de un mayor tiempo dedicado a buscar la plataforma, o la falta de búsqueda en el cuadrante objetivo, puede no estar necesariamente relacionado con un efecto en la memoria espacial de la rata o el ratón, sino que puede deberse a otros factores. Por ejemplo, un amplio estudio sobre el desempeño en la tarea de navegación acuática de Morris en ratones concluyó que casi la mitad de la varianza en las puntuaciones de desempeño se debía a diferencias en la tigmotaxis , la tendencia de los ratones a permanecer cerca de las paredes de la piscina. Alrededor del 20 % de la variabilidad se explicaba por las diferentes tendencias de los ratones a flotar pasivamente en el agua hasta ser "rescatados" por el experimentador. Las diferencias en la memoria espacial fueron solo el tercer factor, explicando apenas el 13 % de la variación en el desempeño de los animales. [ 16 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 D'Hooge, R; De Deyn, PP (agosto de 2001). "Aplicaciones del laberinto acuático de Morris en el estudio del aprendizaje y la memoria". Brain Research. Brain Research Reviews . 36 (1): 60– 90. doi : 10.1016/S0165-0173(01)00067-4 . PMID 11516773. S2CID 2651456 .  
  2. ↑ Morris, RG; Garrud, P; Rawlins, JN; O'Keefe, J (24 de junio de 1982). "La navegación espacial se ve afectada en ratas con lesiones hipocampales". Nature . 297 ( 5868): 681– 3. Bibcode : 1982Natur.297..681M . doi : 10.1038/297681a0 . PMID 7088155. S2CID 4242147 .  
  3. 1 2 3 4 Morris, Richard GM (31 de agosto de 2008). "Laberinto acuático de Morris" . Scholarpedia . 3 (8): 6315. Bibcode : 2008SchpJ...3.6315M . doi : 10.4249/scholarpedia.6315 . ISSN 1941-6016 . 
  4. ↑ Sharma, S; Rakoczy, S; Brown-Borg, H (23 de octubre de 2010). "Evaluación de la memoria espacial en ratones" . Life Sciences . 87 ( 17–18 ): 521–36 . doi : 10.1016/j.lfs.2010.09.004 . PMC 6457258. PMID 20837032 .  
  5. ↑ Vorhees, C; Williams, M (27 de julio de 2006). "Laberinto acuático de Morris: procedimientos para evaluar formas espaciales y relacionadas de aprendizaje y memoria" . Nature Protocols . 1 (2): 848– 58. doi : 10.1038/nprot.2006.116 . PMC 2895266. PMID 17406317 .  
  6. ↑ Wongwitdecha, N; Marsden, CA (9 de abril de 1996). "Efectos de la crianza en aislamiento social sobre el aprendizaje en el laberinto acuático de Morris". Brain Research . 715 ( 1–2 ): 119–24 . doi : 10.1016/0006-8993(95)01578-7 . PMID 8739630. S2CID 12321749 .  
  7. ↑ Brandeis, R; Brandys, Y; Yehuda, S (septiembre de 1989). "El uso del laberinto acuático de Morris en el estudio de la memoria y el aprendizaje". The International Journal of Neuroscience . 48 ( 1–2 ): 29–69 . doi : 10.3109/00207458909002151 . PMID 2684886 . 
  8. ↑ D'Hooge, R.; De Deyn PP (agosto de 2001). "Aplicaciones del laberinto acuático de Morris en el estudio del aprendizaje y la memoria". Brain Research. Brain Research Reviews . 36 (1): 60– 90. doi : 10.1016/S0165-0173(01)00067-4 . PMID 11516773. S2CID 2651456 .  
  9. ↑ Saab, BJ; Saab AMP; Roder JC (mayo de 2011). "Consideraciones estadísticas y teóricas para el laberinto acuático de reubicación de plataformas". Journal of Neuroscience Methods . 198 (1): 44– 52. doi : 10.1016/j.jneumeth.2011.03.008 . PMID 21419797. S2CID 33909927 .  
  10. ↑ Wenk, GL (mayo de 2004). Jacqueline N. Crawley ; et al. (eds.). Evaluación de la memoria espacial mediante el laberinto de brazos radiales y el laberinto acuático de Morris . Vol. Capítulo 8. págs. 8.5A.1–8.5A.12. doi : 10.1002/0471142301.ns0805as26 . ISBN    978-0471142300. PMID 18428607 . S2CID 205151857 .  {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  11. 1 2 3 Morris, R (mayo de 1984). "Desarrollos de un procedimiento de laberinto acuático para estudiar el aprendizaje espacial en la rata". Journal of Neuroscience Methods . 11 (1): 47– 60. doi : 10.1016/0165-0270(84)90007-4 . PMID 6471907. S2CID 8292701 .  
  12. 1 2 3 Morgan, D; Buccafusco, JJ (2009). "Tareas en laberintos acuáticos en ratones: referencia especial a ratones transgénicos de Alzheimer". PMID 21204327 . {{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  13. ↑ Van Dam, D; Lenders, G; De Deyn, PP (marzo de 2006). "Efecto del diámetro del laberinto acuático de Morris en el aprendizaje visoespacial en diferentes cepas de ratones". Neurobiology of Learning and Memory . 85 (2): 164– 72. doi : 10.1016/j.nlm.2005.09.006 . PMID 16290194. S2CID 19824659 .  
  14. 1 2 3 Terry AV, Jr; Buccafusco, JJ (2009). "Tareas de navegación espacial (laberinto acuático)". PMID 21204326 . {{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  15. ↑ Morris, RGM (mayo de 1981). "La localización espacial no requiere la presencia de señales locales". Aprendizaje y motivación . 12 (2): 239– 260. doi : 10.1016/0023-9690(81)90020-5 .
  16. 1 2 Wolfer, DP; Stagljar-Bozicevic, M; Errington, ML; Lipp, HP (1998). "Memoria espacial y aprendizaje en ratones transgénicos: ¿hecho o artefacto?" . Noticias en Ciencias Fisiológicas . 13 (3): 118– 123. doi : 10.1152/physiologyonline.1998.13.3.118 . PMID 11390774 . S2CID 10771826 .  
  17. ↑ Maei HR, Zaslavsky K, Teixeira CM, Frankland PW (2009). "¿Cuál es la medida más sensible del rendimiento en la prueba de sonda del laberinto acuático?" . Front Integr Neurosci . 3 : 4. doi : 10.3389/neuro.07.004.2009 . PMC 2659169 . PMID 19404412 .  
  18. ↑ Whishaw, IQ (octubre de 1985). "El bloqueo de los receptores colinérgicos en la rata afecta las estrategias de localización, pero no las de taxón, para la navegación espacial en una piscina". Neurociencia del comportamiento . 99 (5): 979–1005 . doi : 10.1037/0735-7044.99.5.979 . PMID 3843314 . 
  19. 1 2 Whishaw, IQ (1995). "Una comparación de ratas y ratones en una tarea de localización en una piscina y una tarea de emparejamiento con la localización: algunas diferencias sorprendentes". Physiology & Behavior . 58 (4): 687– 693. doi : 10.1016/0031-9384(95)00110-5 . PMID 8559777 . S2CID 11764808 .  
  20. ↑ Crusio, Wim (1999). «Consideraciones metodológicas para evaluar el aprendizaje en ratones». En Crusio, WE; Gerlai, RT (eds.). Manual de técnicas molecular-genéticas para la investigación del cerebro y el comportamiento (1.ª ed.). Ámsterdam: Elsevier. pp. 638–651 . ISBN   978-0-444-50239-1.
  21. ↑ Hodges, H (junio de 1996). "Procedimientos de laberinto: comparación entre el laberinto de brazos radiales y el laberinto acuático". Investigación cerebral. Investigación cognitiva del cerebro . 3 ( 3–4 ): 167–81 . doi : 10.1016/0926-6410(96)00004-3 . PMID 8806020 .