Un nuevo modelo para el estudio del refuerzo

Como hemos expuesto, la mayor parte de los estudios relativos a los procesos de refuerzo y a los mecanismos neuroanatómicos y neuroquímicos subyacentes (como el papel de la dopamina) se han llevado a cabo utilizando drogas adictivas o estímulos reforzantes naturales relacionados con la ingesta, como la alimentación o el sabor dulce, y generalemente se han utilizado paradigmas comportamentales de condicionamiento operante. Esto nos hace preguntarnos si estos resultados son generalizables a todos los procesos de refuerzo.

En este sentido, podríamos clasificar los estímulos reforzantes en dos grandes grupos: aquellos relacionados con el mantenimiento de la homeostasis (estímulos relacionados con la ingesta de sólidos o líquidos o con la temperatura de confort) y los relacionados con la reproducción, como los estímulos que median interacciones sexuales o parento-filiales. Esto nos plantea la cuestión de si ambos tipos de refuerzo utilizan los mismos mecanismos neurobiológicos. Esta pregunta no tiene fácil respuesta dado que no son numerosos los estudios acerca de las bases neurobiológicas del refuerzo del sexo (ni de las interacciones parento-filiales).

Para estudiar experimentalmente el refuerzo asociado al sexo es necesario un estímulo sexual que desencadene una respuesta apetitiva innata (no aprendida) y que sea fácil de administrar sin que el animal tenga que aprender a ejecutar una respuesta motora. De esta manera eliminamos la posible influencia del aprendizaje y disminuimos el papel de la motivación y de la ejecución de una respuesta motora compleja. Un congénere del otro sexo en las condiciones hormonales adecuadas es, seguramente, un objeto sexual atractivo, pero constituye en realidad una pléyade de estímulos (químicos, auditivos, somatosensoriales, visuales) difíciles de administrar controladamente. Por ello decidimos estudiar un estímulo químico que resulta sexualmente atractivo de manera innata (Moncho-Bogani et al., 2002), como son las feromonas sexuales, utilizando un paradigma comportamental sencillo basado en el comportamiento exploratorio de los ratones.

El sexo y las feromonas sexuales

El valor reforzante del sexo deriva evidentemente de que el objetivo de la vida es autoperpetuarse. El comportamiento sexual es parte fundamental de la reproducción de los individuos, y por ello puede ser desencadenado por de manera innata por diversos estímulos sensoriales, resultando en respuestas comportamentales incondicionadas estereotipadas.

Aunque el acto sexual sea el objetivo último de los comportamientos sexuales, el proceso se puede dividir en dos fases (Hull et al., 2002; Blaustein & Erskine, 2002). La fase consumatoria, cuando se realiza la copula, y la fase de apetencia, previa a la fase consumatoria, que abarca desde la detección búsqueda y localización de una pareja sexual hasta los juegos pre-copulatorios.

En la fase de apetencia muchas especies utilizan estímulos visuales para llamar la atención de los congéneres del sexo contrario, lo que ha potenciado el desarrollo evolutivo de caracteres sexuales secundarios y su crecimiento mediante fenómenos de selección sexual (Darwin, 1859; 1871). Son estos fenómenos los que explican el vistoso plumaje de los pavos reales o las aves del paraíso.

Sin embargo los roedores no utilizan estímulos visuales ni muestran dimorfismo sexual evidente. La razón es que en roedores, el comportamiento social y sexual depende fundamentalmente de estímulos químicos. Las primeras descripciones de sustancias químicas secretadas por animales que desencadenaban respuestas estereotipadas en sus congéneres se realizaron en insectos. Basándose en estos estudios, Karlson & Luscher (1959) acuñaron el término feromona para describir estos mensajeros químicos intra-específicos (Karlson & Butenandt, 1959). Según su definición “las feromonas son substancias que son segregadas al exterior de un individuo y recibidas por un segundo individuo de la misma especie, en el que desencadenan una reacción específica, como por ejemplo, un comportamiento concreto o el inicio de un proceso del desarrollo”. Pocos años después se observó que en mamíferos también existían respuestas neuroendocrinas desencadenadas por sustancias de tipo feromonal (Bruce, 1960; Dominic, 1965, 1966; Bronson & Whitten, 1968), si bien la identidad química de las mismas quedó por determinar y aun hoy en día no se han identificado con seguridad (Doty, 2003).

Además de respuestas neuroendocrinas, las feromonas también median respuestas comportamentales en los roedores. Así, Stowers et al. (2002) demostraron que el

Introducción General

28

los ratones que aportan información sobre el estado del animal. Cuando en una jaula donde había un ratón macho se introducía un macho castrado, el primer macho ofrecía un comportamiento de exploración hacia al segundo, pero poco después pasaba a ignorarlo. Por el contrario, si antes de introducir en la jaula al macho castrado éste era impregnado con la orina de un macho intacto, el macho residente empezaba a atacarlo desde su entrada en la jaula. Así pues, la orina de macho desencadena en sus congéneres un comportamiento agresivo.

En este contexto, nuestro grupo se propuso comprobar si la atracción intersexual en ratones era desencadenada por feromonas. Utilizando hembras que habían sido criadas en ausencia de machos o de sus señales químicas en la habitación, a las que denominaremos químicamente vírgenes, se observó que disponiéndolas en un caja dividida en dos compartimentos comunicados por una puerta, las hembras pasaban mayor tiempo en el compartimiento donde había substrato utilizado por machos que en el que había substrato utilizado por hembras (Moncho-Bogani et al., 2002). Esto sugiere que hay alguna sustancia en el substrato utilizado por machos que resulta innatamente atractiva para las hembras de ratón y que constituiría, por tanto, una feromona sexual. Esta respuesta comportamental tan solo ocurría si los animales tenían acceso directo, con contacto, al substrato (Moncho-Bogani et al., 2002; 2005; Martínez-Ricós et al., 2007). Si, por el contrario, se insertaba una plataforma agujereada que impedía el contacto con la viruta ensuciada, pero permitía a los animales oler los volátiles que emanaban de la misma, las hembras no preferían ninguno de los compartimentos, pasando alrededor del 50% del tiempo de test en cada uno. Por lo tanto, la feromona sexual masculina atractiva para las hembras es un compuesto no volátil (o con algún componente no volátil crítico), mientras que los olores (volátiles) del sustrato no son innatamente atractivos para las hembras. Sin embargo, si las hembras no eran químicamente vírgenes, sino que se les había dado experiencia reiterada con substrato ensuciado por machos, preferían los olores de macho (volátiles) a los de hembra o macho castrado (Moncho-Bogani et al., 2002; Martínez-Ricós et al., 2008). Esto sugiere que la experiencia con sustrato de macho promovía un aprendizaje mediante el cual el valor atractivo de las feromonas sexuales se trasladaba a los olores asociados a ellas.

La atracción por las feromonas sexuales no depende del estado hormonal de la hembra, ya que se da por igual en hembras ovariectomizadas sin tratamiento y tratadas con diferentes esteroides sexuales (estradiol, progesterona o ambos; Moncho-Bogani et

Todos estos datos sugerían que las feromonas sexuales masculinas eran reforzantes para las hembras. Teniendo en cuenta que se trata de moléculas no volátiles que, por lo tanto, no son detectadas hasta que el animal contacta con la fuente de las mismas, la única posible explicación para la aparente atracción que ejercen estas moléculas sobre las hembras es que sean reforzantes. Por ello, Martinez-Ricos et al. (2007) intentaron demostrar esta posibilidad comprobando si las feromonas masculinas eran capaces de inducir preferencia condicionada por un lugar en el que eran presentadas sistemáticamente, es decir producir una preferencia condicionada de lugar, un paradigma muy utilizado en el estudio de las propiedades reforzantes de estímulos naturales o artificiales (Crowder y Hutto, 1992). Los resultados de este estudio demostraron inequívocamente que la preferencia de las hembras por el sustrato ensuciado por machos es un reflejo de las propiedades reforzantes de las feromonas que este sustrato contiene. Así pues, las feromonas sexuales constituyen un nuevo reforzante natural que puede ser muy útil para el estudio del refuerzo, ya que se trata de un reforzante natural asociado al sexo y no a la homeostasis del animal.

La mayor parte de los vertebrados, incluyendo los roedores, poseen dos órganos nasales capaces de detectar señales químicas del exterior, el epitelio olfativo y el órgano vomeronasal (VNO; Halpern & Martinez-Marcos, 2003). El VNO está situado en una cavidad del hueso vómer, entre la cavidad craneal y la nasal, y presenta un epitelio pseudoestratificado de neuronas sensoriales que expresan un tipo especifico de receptores diferentes de los olfativos (los receptores vomeronasales; Dulac & Axel, 1998; Belluscio et al., 1999). Los axones de las neuronas vomeronasales proyectan al bulbo olfativo accesorio, cuyas neuronas mitrales originan una vía vomeronasal secundaria que acaba en diversos centros de la amígdala (que constituyen por ello la amígdala vomeronasal) (Scalia & Winans, 1975).

El carácter no volátil de las feromonas sexuales masculinas reforzantes sugiere que éstas no son detectadas por el epitelio olfativo sino por el VNO (Wysocki et al., 1980). Este extremo ha sido demostrado recientemente por Martínez-Ricós et al. (2008) al observar que las lesiones del bulbo olfativo accesorio en hembras de ratón químicamente vírgenes elimina su preferencia por viruta ensuciada por machos.

Así pues, las feromonas sexuales constituyen un estímulo químico relacionado con el sexo, reforzante para las hembras de ratón de manera innata y detectado por el órgano vomeronasal. Estas características hacen de las feromonas sexuales un estímulo ideal

Introducción General

30

para contrastar las actuales hipótesis del refuerzo y comprobar si son generalizables o sólo aplicables a los reforzantes homeostásicos.