Revista Latinoamericana de Psicología

ISSN: 0120-0534

direccion.rlp@konradlorenz.edu.co

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

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=80533305

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REVISTA LATINOAMERICANA DE PSICOLOGÍA2001 VOLUMEN 33 - N° 3 299-310

,BASES NEUROBIOLOGICAS

DEL CONTRASTE NEGATIVO SUCESIVO

MARIANA BENTOSELA *

Universidad de Buenos AiresRUBÉN N. Muzlü**

Instituto de Biología y Medicina Experimental, Buenos Airesy

ALBA E. MUSTACA*Universidad de Buenos Aires

ABSTRACT

Successi ve negati ve contrast (SNC) is one of the paradoxical effects of reinforcement, resulting fromthe sudden lessening of the quality/quantity of an expected reinforcer. The present work is a review ofthe existing information concerning the neurobiological basis of SNC, using both instrumental andconsummatory procedures. The effects of drugs, cerebral lesions, electrical simulation, andelectrophysiological studies of this phenomenon are also analyzed. Most research has been focused onthe evaluation of emotional factors involved in SNC, and only a minor attention has been paid to thecognitive ones (such as the internal representation of reinforcers, memory of previous reinforces, andreinforcement expectancy). Pharmacological studies revealed that SNC attenuates or is even abolishedwhen 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 forreinforcement change. Lesion studies showed that the septum, hyppocampus and cingulum might bein volved in instrumental SNC, while the amygdala and the pontine parabrachial nuclei participate in theinstrumental SNC. Finally, electrophysiological studies suggest that the prefrontal cortex plays an activerole in the expression of these phenomena.

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

* Correspondencia: MARIANABENTOSELAy/o ALBAE. MUSTACA,Facultad de Psicología, Departamento de Investigaciones,Universidad de Buenos Aires, Independencia 3065, piso 3, (1225) Buenos Aires, Argentina. E-mail: mustaca@psLuba.ar

** Correspondencia: RUBÉNN. MUZlO,Instituto de Biología y Medicina Experimental, Obligado 2490, (1428) Buenos Aires,Argentina. E-mail: rrnuzio@dna.uba.ar

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RESUMEN

El contraste negativo sucesivo (CNS) es unode los efectos paradójicos del reforzamiento que se produceante una sorpresiva disminución en la calidad y/o cantidad de un reforzador esperado. En el presente trabajose hace una revisión de la información existente sobre las bases neurobiológicas del CNS en procedimientosinstrumentales 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 hanconcentrado en evaluar el papel de los factores emocionales involucrados, habiendo pocos estudios sobrelos factores cognitivos (representación interna del reforzador, memoria de refuerzos previos y expectativade reforzamiento). Las investigaciones con drogas revelan que el CNS se atenúa o desaparece con laaplicación de drogas tranquilizantes y no semodifica por la administración de antidepresivos o neurolépticos.Además, el sistema gabaérgico de la amígdala y el sistema colinérgico participan en la modulación de lamemoria para los cambios de reforzamiento. Los estudios con lesiones muestran que en el CNS instrumentalestaráninvolucrados el septum, hipocampo y cíngulo, mientras que en el CNS consumatorio, lo estarían laamígdala y el núcleo parabraquial. Los estudios de registro electrofisiológico sugieren la participación dela 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 produ-cen frente a cambios sorpresivos en la cantidad y/ocalidad del refuerzo (Amsel, 1962). Hay variosprocedimientos para mostrar estos fenómenos. Porejemplo, ratas adultas que recibieron un reforzadorde mayor magnitud por realizar una tarea instru-mental, cuando dejan de ser reforzados muestranmenor resistencia a la extinci6n que los animalesque recibieron un reforzador de menor magnitud(efecto de la magnitud del reforzamiento en laextinción, EMRE). En el mismo sentido, existemayor resistencia a la extinci6n luego de que lossujetos fueron reforzados solamente un porcentajede los ensayos respecto de los que recibieron refuer-zo continuo (efecto del reforzarniento parcial en laextinción luego de que los sujetos fueron reforza-dos solamente un porcentaje de los ensayos respec-to de los que recibieron refuerzo continuo (efectodel reforzamiento parcial en la extinción, ERPE).Cuando el reforzador que recibían durante la adqui-sici6n se cambia por otro más pequeño disminuyeel nivel de su respuesta en comparación con anima-les que siempre recibieron un refuerzo pequeño(contraste negativo sucesivo, CNS).

Todos estos fen6menos en conjunto no puedenser explicados por las teorías clásicas del aprendi-zaje, ya que éstas utilizan modelos lineales paraexplicar las variaciones de la conducta durante laadquisición y laextinci6n (Papini y col., 1999). Porejemplo, la teoría de Hull (1943) predice que en lafase posterior a un cambio de reforzamiento de unamagnitud grande a una pequeña, el desempeñodisminuirá progresivamente a lo largo de los ensa-yos hasta alcanzar el nivel del grupo control quesiempre recibi6 una magnitud pequeña. Esta es laraz6n principal por la que han sido llamados para-dójicos (Amsel y Stanton, 1980).

Las teorías que intentaron dar cuenta de estosefectos se pueden clasificar encogniti vas o emocio-nales, según el énfasis que ponen en dichos proce-sos (para una revisión véase Flaherty, 1996). Unode los modelos más abarcativos y generales es lateoría de.la frustración de Amsel (1958, 1992), quese ubica dentro de las teorías emocionales. Postulaque los animales aprenden a anticipar el refuerzoante la presencia de estímulos previamente asocia-dos con el reforzador. Cuando el animal encuentraun reforzador menor al esperado se produce unareacci6n incondicionada llamada "frustración pri-maria" como consecuencia de la discrepancia entre

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el refuerzo esperado y el obtenido. Mediado porprocesos de condicionamiento, los estímulospresentes se asocian a esta reacción aversiva defrustración. Las posteriores presentaciones de estosestímulos provocan una reacción de "frustracióncondicionada" que produce respuestas de aleja-miento y evitación del reforzador devaluado (Amsel,1958, 1962). Si el procedimiento es de reforzarnientoparcial (i.e., con ensayos reforzados y no reforzadosen forma azarosa), los animales desarrollarán ex-pectativas opuestas. Los ensayos reforzados losllevarán a esperar reforzarniento y los no reforzadosa no esperarlo. Al inicio del entrenamiento lossujetos tienen planteado un conflicto acerca de loque deben hacer. Sin embargo, en algunas ocasio-nes en que no esperan recompensa, la obtienen, yviceversa. A causa de estas experiencias, la ex-pectativa de no obtener recompensa o todas lasreacciones interoceptivas que esto evoca, por"contracondicionamiento", se transforman en estí-mulos condicionados que anticipan una posiblerecompensa. De este modo, la respuesta tarda endesaparecer durante la extinción, haciéndose máspersistente. Según Amsel (1992), la clave de lapersistencia está en que los sujetos aprenden aresponder igual en ausencia de expectativa de re-fuerzo. Este entrenamiento genera cambiosneurofisiológicos permanentes que se independizanrelativamente de los estímulos ambientales dondese adquirió. Es por ello que los sujetos aprenden apersistir ante experiencia distintas a las que seentrenaron originalmente (proceso denominadotransferencia de la persistencia), y se transforma enuna característica permanente de la conducta.

También poniendo el énfasis en los procesosemocionales, y teniendo en cuenta la informaciónsobre el efecto de droga y lesiones sobre el contrastenegativo sucesivo (CNSc) Flaherty propone la teo-ría de "múltiples etapas" (multistage theory)(Flaherty y cols., 1985; Flaherty, 1996; Flaherty ycols., 1998b). La misma sugiere la existencia suce-siva de una primera etapa perceptual y cognitiva enla que se detecta que el nuevo refuerzo es diferentea la memoria del reforzador previo; luego, una deevaluación hedónica de ese nuevo refuerzo y, en elcaso de que el nuevo reforzador sea menor alesperado, una búsqueda del refuerzo anterior. Fi-

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nalmente, seguiría una etapa dominada por unasituación de conflicto y estrés que muestra unaactivación emocional como respuesta a la reduc-ción del refuerzo esperado. La interpretación de laexistencia de efectos emocionales asociados alCNScse basa en la observación de que los niveles decorticosterona no están elevados en el primer díadespués del cambio de incentivo, pero sí en elsegundo día postcambio. Además el nivel de esteincremento está correlacionado positivamente conel grado de supresión de la respuesta (Flaherty ycols., 1985). Más recientemente, se observó unincremento de la corticosterona, inmediatamenteantes de que comenzara el segundo día de postcambio(Mitchell y Flaherty, 1998), indicando un estadoemocional anticipatorio a la presentación del re-fuerzo.

Dentro de las teorías cognitivas, una de las demayor relevancia es la de Capaldi (1994) que pos-tula que la conducta instrumental está controladapor la memoria de los eventos reforzantes previos ypor la anticipación de los eventos futuros. Losrefuerzos producen memorias que pueden servircomo estímulos condicionados para expectativasde refuerzo y no refuerzo. En una gran variedad decondiciones estas memorias son señales que tienenmayor validez que los estímulos externos paraanticipar el refuerzo y el no refuerzo.

Gray propone un modelo neurobiológico paradar cuenta de estos fenómenos (Gray, 1987; Gray yMcNaughton, 2000). Según este modelo, existe uncomparador de recompensas que recibiría de lamemoria almacenada información de la calidad ycantidad de recompensa que debería esperar en unmomento frente a la presencia de señales específi-cas del ambiente. Esta información recibida seríacomparada con la recompensa efectivamente obte-nida. Si esta última es menor a la esperada, elcomparador de recompensa envía un impulso alsistema ataque-huida (sistema que detecta los estí-mulos aversivos incondicionados). De este modo ladevaluación de un reforzador esperado activaría elmismo mecanismo que la presentación de estímu-los aversivos. Los estímulos percibidos antes de esarecompensa frustradora, a través de un proceso decondicionamiento clásico, incrementan su capaci-

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dad de acti vareste mecanismo en futuras ocasiones.Así, los estímulos condicionados de frustraciónpueden conducir a la inhibición del comportamien-to que los sigue. Gray propone que este comparadorde recompensas sería el sistema septo-hipocampal.El mismo tendría la tarea fundamental de compararlos estímulos actuales con los esperados. Si ambosconcuerdan, actúa sólo como un verificador y elcontrol de la conducta lo ejercen otras estructuras.Si no concuerda, el sistema septo-hipocampal asu-mirá el control directo de la conducta. Así contro-laría las salidas del sistema de inhibición conductualante las entradas de novedad, las señales de castigoy las de no recompensa.

A pesar de los diferentes desarrollos te6ricos,aún no está claro cuál es el papel de los factoresemocionales y cuál el de los cogniti vos o asociativos(expectativa y memoria de los reforzadores pre-vios) en estos fen6menos. Uno de los aspectos queresulta relevante en el esclarecimiento de este pro-blema es el estudio de sus bases neurobiológicas.La existencia de los efectos paradójicos delreforzamiento (EPR) supone que los animales soncapaces de evaluar diversas características de losrefuerzos, comparar los distintos valores de losmismos y actuar en funci6n de esas diferencias.Esto significa que poseen mecanismos cerebralescapaces de realizar esas funciones (Flaherty, 1996).

El estudio de las bases neurobiológicas de losEPR incluye una diversidad de abordajes experi-mentales. Entre ellos se encuentran los efectos dedrogas, lesiones cerebrales, estimulación cerebral yregistro electrofisiol6gico.

En el presente trabajo haremos una revisión delos principios hallazgos neurobio16gicos del con-traste negativo sucesivo (CNS), debido a que este esuno de los efectos paradójicos más estudiados ypara el cual se cuenta con mayor información. Estefenómeno ha sido estudiado tanto en procedimien-tos instrumentales como consumatorios. En el CNSinstrumental (CNSi), los animales son típicamenteentrenados en un corredor recto, en cuyo comparti-miento meta reciben el reforzador. El grupo expe-rimental recibe, en una primera fase, una magnitudde refuerzo grande y luego es cambiado en una

segunda fase a una magnitud pequeña. El grupocontrol es siempre entrenado con el reforzadorpequeño. En este procedimiento se utiliza comovariable dependiente el tiempo de recorrido desdeel compartimiento de partida hasta el comparti-miento meta. Luego de la reducción de la magnituddel refuerzo, los animales experimentales muestranun aumento significativo del tiempo de recorridopor encima del grupo control. En el CNSconsumatorio (CNSc), los animales son entrena-dos en una caja de condicionamiento provista deun bebedero, donde reciben agua azucarada comoreforzador. En una primera fase, el grupo experi-mental recibe agua azucarada al 32% y el grupocontrol al 4%. Luego, en una segunda fase los dosgrupos reciben agua azucarada al 4% (Flaherty,1982). La variable dependiente que se utiliza es larespuesta de consumo, lamido (licking) o tiempode contacto con el bebedero. En este caso, en lasegunda fase el grupo experimental muestra unaabrupta y significativa disminución de su respuestadurante unos 4 ó 5 días comparado con el grupocontrol.

EFECTOS DE DROGAS SOBRE EL CNS

La administración de drogas puede realizarsetanto en forma aguda como cr6nica. En la formaaguda, la droga se administra inmediatamente antesdel primero o segundo día de postcambio. En tantoque en la forma cr6nica, s610 se aplica durante laetapa de precambio, previo a cada ensayo. En laliteratura sobre el CNS existen más estudios sobreel efecto de la administración aguda de drogas, quedel efecto de la aplicaci6n crónica.

Los resultados sobre la aplicación aguda dedrogas apoyan la interpretaci6n de que el CNS estáasociado a una reacción emocional ante la reduc-ción de un refuerzo esperado, teniendo en cuenta laefectividad de diversas drogas ansiolíticas paraaliviar sus efectos. El CNS consumatorio e instru-mental se reduce o elimina por la administraciónaguda de tranquilizantes como el clordiacepóxido(Rosen y Tessel, 1970; Flaherty y col., 1980), elmidazolam (Becker, 1986. Flaherty y cols., 1990) yel flurazepan (Flaherty y cols., 1992). Sin embargo,

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si bien estas drogas son capaces de modular elefecto del CNSc en el segundo día de postcambio(Flaherty, 1991), no tienen efecto en el primer díade esa misma fase (Grigson y Flaherty, 1991). Si enel primer día de postcambio se les da acceso a lasustancia durante 20 minutos en lugar de los 5minutos a los que típicamente tienen acceso, elclordiacepóxido es ineficaz en reducir el contrasteen los primeros 5 minutos, pero es efectivo en lossiguientes tres períodos de 5 minutos (Flaherty ycols., 1986). Específicamente, la droga es efectivadesde el minuto 7 al minuto 20. Una explicaciónposible de este resultado es que los mecanismosinvolucrados durante el primer día de postcambiotengan más características cognitivas que emocio-nales (Flaherty, 1996; Flaherty y co1s., 1998b),como mencionamos en la introducción. Así, lareacción inicial a la disminución del refuerzo espe-rado es la búsqueda del reforzador previo, mientrasque la reacción emocional es posterior. Una segun-da explicación la sugiere Gray (1987), quien postu-la que en el segundo día los ansiolíticos reduciríanlas formas anticipatorias o condicionadas de ansie-dad o frustración (basadas en la experiencia del díaprevio), pero no la respuesta primaria a los eventosaversivos. Sin embargo, la hipótesis de Flahertyparece más acorde a los resultados experimentales,ya que hay ausencia de niveles de corticosteronaplasmática durante el primer día de postcambio,que aparece después de 10 minutos de la presenta-ción de la solución devaluada (Mitchell y Flaherty,1998), reduciéndose así la posibilidad de la existen-cia de una ansiedad anticipatoria.

El etanol, del mismo modo que las benzo-diacepinas, reduce el CNSc en el segundo día depostcambio pero no en el primero (Beckery Flaherty,1982). Además, mostró efectos con el clor-diacepóxido (Becker y Flaherty, 1983).

Los barbitúricos también afectan al CNSc. Elamobarbital sódico redujo el CNSc tanto en elprimero como en el segundo día de postcambio(Flaherty y cols., 1982, Flaherty y Driscoll, 1980).La morfina, un opiáceo, también reduce este fenó-meno en el primer y segundo día de postcambio. Eneste caso, este efecto es bloqueado por naloxone(Rowan y Flaherty, 1987).

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Diversos estudios se han esforzado en encon-trar otras sustancias que modulen estos fenómenosde aprendizaje. La clonidina, un agonistanoradrenérgico, que ha mostrado tener efectosansiolíticos, no afectó al CNS consumatoria al seradministrada en el segundo día de postcambio(Flaherty y cols., 1987). Además, los antidepresivos(Flaherty y cols., 1990) y neurolépticos (Flaherty ycols., 1992) no han producido ninguna modifica-ción sobre el CNSc.

Todos los trabajos mencionados pusieron elénfasis en el estudio de los factores emocionalesinvolucrados en los EPR. Otro conjunto de estudiostuva el objetivo de indagar sobre la participación dela memoria en los cambios sorpresi vos del refuerzo.Por ejemplo, Salinas y cols. (1994) pusieron demanifiesto el efecto que las benzodiacepinas tienensobre la memoria. Ellos mostraron que el midazolamafecta la memoria anterógrada para cambios en elreforzamiento en el contraste instrumental negativoy positivo. Los resultados de este trabajo muestranla importancia del papel de la memoria junto con losfactores emocionales en el CNS. Además postulanque este efecto se encuentra vinculado al sistemagabaérgicode la amígdala. En un estudio previo,Salinas y col. (1993) mostraron que la inactivaciónde la amígdala con lidocaína (reversible post -entre-namiento) perjudica la memoria anterógrada paracambios en el reforzamiento atenuando la respuestaante una reducción del refuerzo.

Prosiguiendo sus estudios sobre el papel de laamígdala en la regulación de la memoria para loscambios del reforzamiento, Salinas y McGaugh(1996) estudiaron el efecto de la administraciónintra-amígdala, post-entrenamiento, de un agonistaGABA-A (muscimol) y de un antagonista (bicucullinemethiodide). Los resultados (decremento y aumentode la memoria, respectivamente) apoyan la hipótesisde que los receptores GABA A en la amígdala estáninvolucrados en la memoria para los cambios dereforzamiento.

Más recientemente, Salinas y cols. (1997) mos-traron que infusiones intra-amígdalade oxotremorina(unagonistamuscarínico), administradas inmediata-mente después del primer día de postcambio produ-

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cen un retardo en la recuperación de la respuestaposterior al cambio de reforzamiento. Así, encon-traron que el efecto de CNSi se extendió un día másen el grupo con droga comparado con sus controlessin droga. En un segundo experimento replicaronestos resultados y se agregó un tercer grupo al quele administraban oxotremorina y propanolol (unantagonista beta-noradrenérgico). Este último gru-po también mostró latencias aumentadas (efecto decontraste) hasta un día más de postcambio que loscontroles sin droga. A partir de estos resultados,concluyen que los sistemas muscarínicos colinérgicosy beta-noradrenérgicos interactuarían en la amígdalapara la regulación de la memoria y apoyan la idea deque la influencia noradrenérgica estaría mediadapor la activación colinérgica. Sin embargo, otrostrabajos previos habían mostrado que la esco-polamina (una droga anticolinérgica) no afectaba alCNSc (Becker, 1986; Flaherty y Meinrath, 1979).Además, en un estudio preliminar sobre CNScrealizado en nuestro laboratorio, se observó que laadministración de fisostigmina (un agonistacolinérgico) inmediatamente después de la primerasesión de postcambio, extiende un día más el efectode CNSc comparado con controles sin droga(Bentosela y cols., en preparación). Por lo tanto,queda poco claro el papel de los agentes colinérgicosen la memoria para los cambios de reforzamiento.

La administración crónica de drogas muestraresultados diferentes a los efectos agudos. La apli-cación crónica de clordiacepóxido y de amobarbitalsódico 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). Encambio, el CNSi no es modificado por la aplicacióncrónica de clorpromazina (Rosen y Tessell, 1970).

En síntesis, existe discrepancia entre los efectosproducidos por la administración aguda y crónicade drogas, así como entre el efecto de los fármacossobre el CNSc y el CNSi. De todos modos, lasconclusiones deben tomarse con precaución, ya queexisten pocos estudios tanto sobre la administra-ción crónica de drogas como sobre el CNSi.

La información recogida hasta el presente reve-la que, en la administración aguda, las benzodia-

cepinas y el etanol disminuyen o evitan la ocurren-cia del CNSc y del CNSi, pero sólo en el segundodía de postcambio. En cambio, los barbitúricos y lamorfina, disminuyen el contraste tanto en el prime-ro como en el segundo día de postcambio. Losantidepresivos y neurolépticos no actúan sobre elCNS. Estos resultados indicarían la existencia defactores emocionales involucrados en el contraste yla relevancia del sistema gabaérgico en su modula-ción. Las drogas que afectan la memoria (agentesgabaérgicos y colinérgicos) producen modificacio-nes en el efecto de contraste instrumental aumen-tando o disminuyendo su intensidad y duración.Esto indicaría la participación de factores cognitivosen la expresión del CNSi. Existen pocos datos sobreel efecto de estas drogas sobre el CNSc. Finalmen-te, la administración crónica de benzodiacepinas noafecta el CNSc pero sí al CNSi. Este resultadosugiere una disociación entre ambos tipos de con-traste, hecho que también se manifestará en elestudio de lesiones sobre el CNS.

EFECTOS DE LESIONES SOBRE EL CNS

Los efectos de lesiones en diferentes áreascerebrales aportan información valiosa sobre lasbases neurales de los EPR.

Como se mencionó anteriormente, la teoría deGray (1987) afirma que el sistema septo-hipocampaltiene un papel crucial en la inhibición de respuestasasociadas a estímulos condicionados con señales decastigo o no reforzamiento. Así, asume que el miedoy la frustración tienen las mismas bases neuro-biológicas. Esta teoría está apoyada por los resulta-dos de varios estudios que mostraron que lesionesbilaterales del hipocampo incrementan la resistenciaa 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 animaleslesionados mostraron una disminución lenta y gra-dual de la respuesta desde el nivel establecido en elentrenamiento original comparada con los controles.Esto indica que los animales lesionados aumentaronsu resistencia a la extinción de respuestas condicio-nadas clásicas e instrumentalmente.

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Franchina y Brown (1971), por ejemplo, usan-do una situación de corredor recto, estudiaron enratas el efecto de la lesión del hipocampo sobre eldesempeño ante una disminución o un aumento enla magnitud del refuerzo (CNSi y contraste positivosucesivo instrumental, CPSi). En este trabajo utili-zaron tres grupos: lesión en el hipocampo, lesión enla corteza cerebral y sin operación (intacto). Encada una de estas condiciones, la mitad de losanimales se entrenaban durante una primera fase(60 ensayos) con un reforzador grande (12 bolitasde comida) y la otra mitad con un pequeño (1pellet). En la segunda fase (42 ensayos) la mitad delgrupo que tenía reforzador grande era cambiado alpequeño (contraste negativo). A la inversa, la mitadde los animales que recibían un refuerzo pequeñofueron cambiados al de mayor magnitud (contrastepositivo). El resto de los animales permanecieronen iguales condiciones a la fase inicial (controles).Los resultados mostraron que en la segunda fasetodos los animales controles mantuvieron el mismonivel de respuesta que en la primera fase, siendosuperior el desempeño del grupo de mayor magni-tud. Los grupos de contraste negativo sin lesión(intacto) y con lesión cortical mostraron efecto decontraste, disminuyendo su desempeño por debajodel grupo que recibió siempre 1pellet. En cambio,el grupo con lesión en el hipocampo sólo mostró unleve decremento en la respuesta por debajo delgrupo que siempre recibió 12 pellets. En cuanto alcontraste positivo, los grupos sin lesión (intacto) ycon lesión cortical aumentaron su desempeño al-canzando rápidamente al grupo que recibió siempre12 pellets, aunque sólo el grupo sin lesión mejoróluego el desempeño de este último grupo, expresan-do un efecto de contraste positivo. En cambio, elgrupo con lesión en el hipocampo mostró sólo unleve incremento de la respuesta en comparacióncon el grupo que recibió siempre 1 pellet. Ensíntesis, los animales con lesión en el hipocampocontinuaron comportándose en la segunda fase comoen la primera. Esto sugiere que serían incapaces demodificar o inhibir las respuestas previamente apren-didas frente a cambios en las contingencias ambien-tales (Franchina y Brown, 1971).

Más recientemente, Flaherty y col. (1998a)compararon los efectos de lesiones bilaterales del

hipocampo sobre el CNSi y el CNSc en un diseñoinstrasujeto donde utilizaron los mismos animalespara ambos procedimientos. En el contraste instru-mental los animales se entrenaban en un corredorrecto. En la primera fase, un grupo recibía unreforzador grande (12 pellets) y el otro uno pequeño(1 pellet) durante 10 días de adquisición. Luego, enla segunda fase, todos recibían el reforzador demenor magnitud durante 7 días. En el contrasteconsumatorio se sometió a los animales a unaprimera fase de 10 lesiones diarias de 5 minutos deacceso al agua azucarada en las concentracionescorrespondientes (grupo grande: 32%, grupo pe-queño: 4%). En la segunda fase, que constaba de 4sesiones, todos los animales recibieron el reforzadorpequeño. Los resultados mostraron que en el pro-cedimiento de contraste instrumental, en la segundafase, las ratas lesionadas corrían más rápidamenteque las ratas control, mostrando una persistencia dela respuesta adquirida en la primera fase. En cam-bio, en el contraste consumatorio el grado de con-traste no fue afectado por la lesión. Estos resultadossugieren que el hipocampo tendría participación enel contraste instrumental, pero no en el consumatorio.

Las lesiones del septum no afectaron el gradoinicial del CNSc, pero el efecto desapareció másrápidamente (Flaherty y cols., 1973; Flaherty ycols., 1979). En un procedimiento de CNSi (si bienno había un grupo de animales control sin cambiode refuerzo), ratas con lesiones septales mostraronfrente a una reducción del refuerzo un aumento dela velocidad de recorrido, en vez de una disminu-ción, comparado con controles no lesionados(Harnmond y Thomas, 1971).

En síntesis, las lesiones del sistema septo-hipocampal disminuyen o evitan la ocurrencia delCNSi, pero no afectan el grado inicial del CNSc(Flaherty y cols., 1998a). Estos resultados apoyanparcialmente la hipótesis de Gray acerca del papelmodulador del sistema septo-hipocampal para elcNSi y el CPSi, pero no para el caso del CNSc.Flaherty concluye entonces que en el CNSc elsistema septo-hipocampal jugaría un papel míni-mo, mientras que la amígdala asumiría un papelmás importante. La observación experimental mues-tra que lesiones electrolíticas de la región central de

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la amígdala bloquean completamente la aparicióndel CNSc, y en el área basolateral de la amígdala loreducen (Becker y cols., 1984; Flaherty y cols.,1973; Flaherty y Hamilton, 1971; Flaherty y cols.,1989).

En cuanto a la participación de otras áreascerebrales es relevante el papel del cíngulo. Laslesiones del cíngulo interfieren con la habilidad delanimal para utilizar las claves provenientes delensayo previo en el ensayo actual. Esto se vio porejemplo en tareas de alternancia simple donde losanimales fallaban en el patrón típico de respuesta decorrer despacio-rápido en función de las caracterís-ticas del ensayo previo (Barker y Thomas, 1965).Además, se mostró que los sujetos lesionados en unprocedimiento de reforzamiento parcial tenían undéficit en la adquisición de la respuesta y su extin-ción era similar a los controles con reforzamientocontinuo. Estos resultados fueron interpretadoscomo productos de una disociación entre la res-puesta emocional anticipatoria y la instrumental.Durante la adquisición los estímulos no generaríanreacciones emocionales anticipatorias al refuerzo,mientras que en la extinción habría un aumento enla tolerancia a la frustración por una ineficiencia delos estímulos de evocar reacciones emocionalesante el no refuerzo (Gurowitz y cols., 1970). Te-niendo en cuenta que afectaba la frustración,Gurowitz y col. (1970) decidieron analizar el efectode lesiones grandes del cíngulo sobre el CNSi. Losresultados de este estudio mostraron que sólo elgrupo con operación simulada y disminución en elrefuerzo tuvo un decremento en la velocidad derecorrido del corredor recto, mientras que el grupocon lesión en el cíngulo permaneció al mismo nivelque en la fase de precambio.

También se han comprobado efectos de lesio-nes de otras áreas. Las lesiones en la cortezaentorrinal eliminaron el CNSi, pero no afectaronel CNSc (Flaherty, 1996). Las lesioneselectrolíticas del núcleo pontino parabraquial eli-minaron el CNS consumatorio, ya que en el siste-ma gustativo de los roedores esta zona es un relevoobligatorio entre el tronco cerebral y otras dosáreas: el eje tálamo cortical y el sistema límbico(Grigson y cols., 1994).

El núcleo tegmental pedúculopontino estáinvolucrado en el circuito neural del reforzamientoy su lesión produce déficits en tareas que involucranreforzamiento condicionado. Sin embargo, se ob-servó que la lesión de este núcleo no afecta laaparición del CNSc y del CPSc (Olmstead y col.,1999).

En conclusión, los estudios con lesiones refle-jan la misma discrepancia entre la CNS instrumen-tal y consumatorio que revelaban los trabajos condrogas. El CNSi se reduce o desaparece con lesio-nes septo-hipocámpicas relacionado con la incapa-cidad del animal de inhibir respuestas previamenteaprendidas. También se afecta con lesiones delcíngulo y de la corteza entorrinal. En cambio, elCNSc disminuye o desaparece con lesiones de laamígdala, que tendría un papel análogo al delhipocampo en el CNSi, y con lesiones del núcleopontino parabraquial, relacionado con funcionesgustativas. El CNSc no se modifica con lesiones delhipocampo, de la corteza entorrinal y del núcleotegmental pedúnculopontino.

En conjunto, estos resultados más los del efectode drogas, sugieren que el CNS consumatorio einstrumental poseen al menos bases neurobiológicasparcialmente diferentes, que podrían involucrarprocesos emocionales y cognitivos relativamentedistintos. Sin embargo, existen aún pocos estudiossobre el efecto de lesiones en el CNS que permitanllegar a alguna conclusión definitiva.

ESTUDIOS DE ACTIVIDADELÉCTRICA CEREBRAL

Los experimentos con monos realizados porWatanawe (1996) mostraron que el área dorsolateralde la corteza prefrontal puede monitorear las conse-cuencias de las conductas dirigidas a una meta. Losmonos fueron entrenados en tareas de respuestademorada con diversos refuerzos sólidos y líqui-dos, utilizando un procedimiento similar al desarro-llo por Tinklepaugh (1928). En este procedimiento,se le muestra al sujeto un refuerzo que luego estapado (cubierto) por uno de los dos recipientes. Elanimal debe recordar por algunos segundos la ubi-

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caci6n del refuerzo, mientras los recipientes penna-necen momentáneamente ocultos con un panel.Luego recibe una señal para descubrir y tomar elreforzador. Si el refuerzo obtenido es menor que elesperado, los animales desarrollan una respuesta deirritaci6n y enojo, indicando que recuerdan no s610la ubicaci6n sino también la naturaleza del refuerzoesperado. El objetivo del estudio de Watanabe eraanalizar c6mo el cerebro almacena esas expectati-vas, para lo cual estudi6 en esta situaci6n la activi-dad neuronal anticipatoria de la corteza prefrontaldorso lateral a diferentes reforzadores. En algunoscasos, el mono podría ver previamente la comida,mientras que en otros su ubicaci6n fue señalada poruna luz, y el animal s610 conocía el refuerzo aesperar con base a lo recibido en el ensayo previo.Hasta el estudio de Watanabe, se sabía que lasneuronas de la corteza prefrontal dorso lateral alma-cenaban infonnaci6n acerca de la ubicaci6n deseñales que han sido ocultadas. A partir de estetrabajo se supo además que estas mismas neuronasalmacenan infonnaci6n referida a la expectativagenerada en este procedimiento. Los resultadosindicaron que existen neuronas específicas de lacorteza prefrontal que se activan selectivamente enanticipaci6n a un tipo particular de refuerzo (porejemplo, banana versus lechuga) durante el mo-mento en que el animal está impedido de ver elrefuerzo y espera por él. Además, se comprob6 queotras neuronas son selectivas para una localizaci6nespecífica (izquierda versus derecha) o para elcontexto, y otras se activan según si el refuerzo hasido visto realmente en ese ensayo o si es inferidode la experiencia de ensayos previos. La actividadcombinada de muchas de estas neuronas podrían, enprincipio, codificar una descripci6n detallada delrefuerzo esperado, lo cual podría luego ser usado enel control de conductas dirigidas a una meta.

En resumen, estos datos sugieren que el animaladquiere durante el aprendizaje la expectativa deque una conducta particular conduce a un resultadoespecífico. Las neuronas del área dorsolateral de lacorteza prefrontal almacenarían infonnaci6n sobrela naturaleza de esa expectativa. Por lo tanto, lacorteza prefontal estaría involucrada en la integra-ci6n de la infonnaci6n cognitiva (tal como la codi-ficaci6n del contexto en que el refuerzo es presen-

tado u omitido) y motivacional para conductasdirigidas a una meta -conducta intencional-(Watanabe, 1998).

Aún no se conocen estudios que midan la acti-vidad de áreas frontales en ratas expuestas a unCNSc o a un CNSi, pero estos resultados sugierenla participaci6n de esa área en dichos fen6menos.

CONCLUSIONES

El cúmulo de infonnaci6n recogida hasta elpresente acerca de las bases neurobiol6gicas de losEPR muestran un mayor desarrollo de la investiga-ci6n del papel de los factores emocionalesinvolucrados en estos fen6menos, probablemente acausa del impacto que produjo la teoría de la frus-traci6n de Amsel (1962).

Hasta el presente, existe mayor cantidad detrabajos que estudian los efectos de drogas sobre elCNSc que sobre el CNSi, y la mayor parte de ellosaplican tratamientos agudos y no cr6nicos. Losestudios sobre la administraci6n aguda de drogasevidenciaron que las benzodiacepinas y el etanoldisminuyen el contraste consumatorio en el segun-do día de cambio y no en el primero, probablementepor la disminuci6n de la ansiedad anticipatoria alevento aversivo. La morfina y los barbitúricosreducen el contraste en el primer y segundo día decambio. En la administraci6n cr6nica lasbenzodiacepinasy barbitúricos s610afectan alCNSi.Estos resultados sugerirían la participaci6n del sis-tema gabaérgico en la expresi6n de los efectos decontraste y una cierta disociaci6n entre el CNSc y elCNSi.

Más recientemente, surgi6 el interés por estu-diar la participaci6n de factores cognitivos talescomo la memoria de los reforzadores previos y laexpectativa de reforzamiento en los cambiossorpresivos del refuerzo. Así, se mostr6 que losantagonistas gabaérgicos y los agonistas colinérgicosproducen un incremento de la memoria por elcambio de reforzamiento, prolongando los efectosen el contraste instrumental. En el mismo sentido,los agonistas gabaérgicos disminuyen el efecto de

308 BENTOSELA, MUZIO y MUSTACA

CNSi. Además, estos resultados reflejarían la fun-ción moduladora de la amígdala en la memoria delos cambios de reforzamiento en el CNSi. En cuan-to al efecto de estas drogas sobre el CNSc existenpocos trabajos y los resultados son contradictorios.Por lo tanto, sería relevante en futuras investigacio-nes profundizar el estudio del papel de los factorescognitivos involucrados.

Respecto a los estudios del efecto de lesiones,los datos son aún escasos para hacer conclusionesdefinitivas, Las lesiones del septum, hipocampo,corteza entorrinal, amígdala y cíngulo afectan elCNSi, mientras que las lesiones de la amígdala y elnúcleo pontino parabraquial disminuyen o evitan laaparición del CNSc; pero éste no se modifica porlesiones del hipocampo y la corteza entorrinal.Estos datos sugerirían que existe un control neuraldiferente para el CNS instrumental y consumatorio.

Los estudios de registro electrofisiológico re-velan el papel de la corteza prefrontal en el proce-

samiento de la información sobre reforzadores. Sinembargo, no hay aún información sobre el efecto delesiones prefrontales en los cambios sorpresivos dereforzamiento.

En conclusión, las bases neurobiológicas de losefectos paradójicos necesitan de una mayor explo-ración experimental para responder a cuestionesque permanecen aún confusas. Esto se hace aún másnotorio en lo referente a la participación de losfactores cognitivos en la producción de estos fenó-menos. Los datos disponibles hasta el momentosugerirían que los cambios sorpresivos delreforzamiento involucran tanto factores emociona-les, similares a los producidos por la presentaciónde estímulos aversivos, como factores cognitivos,relacionados con el procesamiento de la informa-ción acerca de los refuerzos. Por otro lado, losdiferentes procedimientos que se incluyen dentrode los efectos paradójicos podrían tener basesneurales diferentes y reflejar así procesos emocio-nales y cognitivos diferentes.

REFERENCIAS

Amsel, A. (1958). The role of frustrative nonreward in nonnocontinuous reward situations. Psyehologieal Bulletin, 55, 102-119.Amsel, A. (1962). Frustrative nonreward in partial reinforcement and discrirnination learning. Psychological Review, 69, 306"328.Amsel, A. (1992). Frustration theory: An analysis 01dispositionalleaming and memory. New York: Cambridge University Press.Amsel, A. & Stanton, M. (1980). Ontogeny and phylogeny of paradoxical reward effects. En: J. S. Rosenblatt, R. A. Hinde, C. Beer

& M. Busnel (Eds.), Advanees in the study 01behavior (pp. 227-274). New York: Acadernic Press.Barker, D. J. Y Thomas, G. J. (1965). Ablation of cinculate cortex in rats impairs altemation learning and retention. Joumal 01

Comparative and Physiologieal Psyehology, 60, 353-359.Becker, H. C. (1986). Comparison of the effects of the benzodiazepine rnidazolam and three serotonin antagonists on a

consurnrnatory conflict paradigm. Pharmacology, Bioehemistry & Behavior, 24, 1057-1064.Becker, H. C. y Flaherty, C. F. (1982).lnfluence of ethanol on contrast in consurnrnatory behavior. Psyehopharmacology, 77, 253-

258.Becker, H. C. y Faherty, C. F. (1983). Chlordiazepoxide and ethanol additively reduce gustatory negative contrast.

Pseyhopharmaeology, 80, 35-37.Becker, H. C., Jarvis, M., Wagner, G. & Flaherty, C. F. (1984). Medial and lateral amygdala lesions differentially influence contrast

with sucrose solutions. Physiology and Behavior, 33, 707-712.Bentosela, M., Pereira, Y. y Mustaca, A. (En preparación). Efecto de la administración de fisostigrnina en el contraste negativo

sucesivo consumatorio.Capaldi, E. J. (1994). The relation between memory and expectancy as revealed by percentage and sequence of reward

investigations. Psyehonomie Bulletin & Review, 1, 303-310.Flaherty, C. F. (1982). Incentive contrast: A review of behavioral changes following shifts in reward. Animal Leaming and

Behavior, lO, 409-440.Flaherty, C. F. (1991). Incentive contrast and selected animal models of anxiety. En: L.Dachowski y C. F. Flaherty (Eds.), Current

topies in animalleaming: Brain, emotion, and eognition (pp. 207-234). Hillsdale, NJ: Erlbaum.Flaherty, C. F. (1996)./neentive relativity. New York: Cambridge University Press.Flaherty, C. F., Becker, H. C. & Driscoll, C. (1982). Conditions under which amobarbital sodium influences contrast in

consurnrnatory behavior. Physiologieal Psychology, lO, 122-128.

BASES NEUROBIOLÓGICAS DEL CONTRASTE NEGATIVO SUCESIVO 309

Flaherty, C. F., Becker, H. C., Checke, S., Rowan, G. A. & Grigson, P. S. (1992). Effect of chlorpromazine and haloperidol onnegative contrast. Phannacology Biochemistry and Behavior, 42, 111-117.

Flaherty, C. F., Becker, H. C. & Pohorecky, L. A. (1985). Correlation of corticosterone elevation and negative contrast varíes asa function of postshift day. Animal Leaming and Behavior, 13, 309-314.

Flaherty, C. F., Capobianco, S. & Hamilton, L. W. (1973). Effect of septallesions on retention of negative contrast. PhysiologyandBehavior, 11, 625-631.

Flaherty, C. F., & Driscoll, C. (1980). Amobarbital sodioum reduces successive gustatory contrast. Psychopharmacology, 69, 161-162.

Flaherty, C. F., Cappotelli, C., Hsu, D. & Otto, T. (1998a). Excitotoxic lesions of the hippocampus disrupt runway but notconsurnmatory contrast. Behavioural Brain Research, 93, 1-9.

Flaherty, C. F., Greenwood, A., Martin, 1. & Leszczuk, M. (1998b). Relationship of negative contrast to animal models of fear andanxiety. Animal Learning & Behavior, 26, 397-407.

Flaherty, C. F., Grigson, P. S. & Demetrikopoulos, M. K. (1987). Effect of clonidine on consumatory negative contrast and onnovelty-induced stress. Pharmacology, Biochemistry & Behavior, 27, 659-664.

Flaherty, C. F. Grigson, P. S., Demetrikopoulos, M. K., Weaver, M., Krauss, K. & Rowan, G. (1990). Effect of serotonergic drugson negative contrast in consummatory behavior. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 36, 799-806.

Flaherty, C. F., Grigson, P. S. y Rowan, G. A. (1986). Chlordiazepoxide and the determinants of contrast. Animal Leaming andBehavior, 14, 315-321.

Flaherty, C. F. y Hamilton, L. W. (1971). Responsivity to decreasing sucrose concentration following septallesions in the rat.Physiology and Behavior, 11, 625-631.

Flaherty, C. F., Lombardi, B. R., Wrightson, J. y Deptula, D. (1980). Conditions under which chlordiazepoxide influence gustatorycontrast. Psychopharmacology, 67, 269-277.

Flaherty, C. F., & Meinrath, A. (1979). Influence of scopolamine on sucrose intake under absolute and relative test conditions.Physiological Psychology, 7, 412-418.

Flaherty, C. F., Powell, G. & Hamilton, L. W. (1979). Septallesion, sex, andincentive shifts effects on open field behavior ofrats.Physiology and Behavior, 22, 903-909.

Flaherty, C. F., Rowan, G. A., Emerich, D. & Walsh, T. (1989). Effects of intra-hippocampal administration of colchicine onincentive contrast and on radial maze performance. Behavioral Neuroscience, J03, 319-328.

Franchina.J, J., & Brown, T.. S. (1971). Reward magnitude shift effects in rats with hippocampallesions. Joumal of Comparativeand Physiological Psychology, 76, 365-370.

Gray, J. A. (1987). The psychology of fear and stress. Cambrdige: Cambridge University Press.Gray, J. A. Y McNaughton, N. (2000). The neuropsychology of anxiety (2nd ed.). Oxford: University Press.Grigson, P. S. y Flaherty, C. F. (1991). Cyproheptadine prevents the initial occurrenceof succesive negativecontrast. Pharmacology

Biochemistry and Behavior, 40, 433-442.Grigson, P. S., Spector, A. C. & Norgren, R. (1994). Lesions of the pontine parabrachial nuclei eliminate successive negative

contrast effects in rats. Behavioral Neuroscience, J08, 714-723.Gurowitz, E. M., Rosen, A. J. & Tessel, R. E. (1970). Incentive shift performance in cingulectomized rats. Joumal ofComparative

and Physiological Psychology, 70, 476-481.Hammond, G. R. & Thomas, G. J. (1971). Failure to reactivate the septal syndrome in rats. Physiology and Behavior, 6, 599-601.Hull, C. L. (1943). Principles ofbehavior. New York: Appleton.Isaacson, R. L., Douglas, R. 1. & Moore, R. Y. (1961). The effect of radical hippocampal ablation on acquisition of avoidance

response. Joumal of Comparative and Physiological Psychology, 54, 625-628.Isaacson, R. L. & Wickelgren, W. O. (1962). Hippocampal ablation and passive avoidance. Science, 138, 1104-1106.Jarrard, L. E., Isaacson, R. L. & Wickelgren, W. O. (1964). Effects of hippocampal ablation and intertrial interval on runway

acquisition and extinction. Joumal of Comparative and Physiological Psychology, 57, 442-444.Mitchell, C. y Flaherty, C. (1998)" Temporal dynamics of corticosterone elevation in succesive negative contrast. Physiologyand

Behavior, 64, 287-292.0lmstead, M. C., Inglis, W. L., Bordeaux, C. P., Clarke, E. 1., Wallum, N. P., Everitt, B. J. Y Robbins, T. W. (1999). Lesions of

the pedunculopontine tegrnental nucleus increase sucrose consumption but do not affect discrimination or contrast effects.Behavioral Neuroscience, 113, 732-743.

Papini, M. R., Salas, C. y Muzio, R. N. (1999). Análisis comparativo del aprendizaje en vertebrados. Revista Latinoamericana dePsicología, 31, 15-34.

Rosen, A. J., Glass, D. H., Y Ison, J. R. (1967). Amobarbital sodium and instrumental performance changes following rewardreduction. Psychonomic Science, 9, 129-130.

Rosen, A. J. Y Tessel, R. E. (1970). Chlorpromazine, chlordiazepoxide and incentive shift performance in the rat. JoumalofComparative and Physiological Psychology, 72, 257-262.

Rowan, G. A. Y Flaherty, C. F. (1987). Effect of morphine on negative contrast in consummatory behavior. Psychophannacology,93,51-58.

310 BENTOSELA, MUZIO y MUSTACA

Salinas, J. A., Dickinson-Anson, H. & McGaugh, 1. 1. (1994). Midazolam administered to rats induces anterograde amnesia forchanges in reward magnitude. Behavioural Neuroscience, 108, 1059-1064.

Salinas, J. A., Introini-Collison, I.8., Dalmaz, C. y McGaugh, J. L. (1997). Posttraining intraamygdala infusions of oxotremorineand propanolol modulate storage of memory for reductions in reward magnitude. Neurobiology of Leaming and Memory, 68,51-59.

Salinas, J. A. YMcGaugh, J. L. (1996). The amygdala modulates memory for changes in reward magnitude: Involvement of theamygdaloid GABAergic system. Behavioural Brain Research, 80, 87-98.

Salinas, J. A., Packard, M. G. &McGaugh, J. L. (1993). Amygdala modulates memory for changes in reward magnitude: Reversiblepost-training inactivation with lidocaine attenuates the response to a reduction in reward. Behavioral Brain Research, 59, 153-159.

Tinklepaugh, O. (1928). An experimental study of representative factors in monkeys. Joumal ofComparative Psychology, 8, 197-236.

Watanabe, M. (1996). Reward expectancy in primate prefrontal neurons. Nature, 382, 629-632.Watanabe, M. (1998). Cognitive and motivational operations in primate prefrontal neurons. Review Neuroscience, 9 (4),225-241.