Psicobiologia

Orígens, mètode i tècniques utilitzades

  • Diego Redolar Ripoll

    Diego Redolar Ripoll

    Llicenciat en Psicologia per la UAB. Màster en Neurociència per la UAB. Doctor en Psicologia per la UAB. Actualment, professor dels Estudis de Psicologia de la UOC i de la UAB. La seva activitat investigadora se centra en l’estudi de les bases neurals de l’aprenentatge i la memòria i la seva modulació i potenciació mitjançant els sistemes neurals del reforç i en l’estudi de la recuperació de dèficits cognitius.

  • Noemí Robles Muñoz

    Noemí Robles Muñoz

    Llicenciada en Psicologia per la UAB. Màster en Neurociència i doctora en Psicologia per la UAB. Actualment, professora de la UAB i consultora dels Estudis de Psicologia de la UOC.

  • Ana Moreno Alcázar

    Ana Moreno Alcázar

    Llicenciada en Psicologia per la UAB. Investigadora de la Unitat de Recerca en Neurociència Cognitiva del Centre Fòrum - Mar de l’Hospital del Mar de Barcelona. La seva activitat se centra en la recerca avançada en neurociència cognitiva, amb línies d’investigació en l’àmbit de la neuroimatge dels trastorns mentals i neurològics, i també en la població sana.

PID_00144921
Cap part d'aquesta publicació, incloent-hi el disseny general i la coberta, no pot ser copiada, reproduïda, emmagatzemada o transmesa de cap manera ni per cap mitjà, tant si és elèctric com químic, mecànic, òptic, de gravació, de fotocòpia o per altres mètodes, sense l'autorització prèvia per escrit dels titulars del copyright.

Índex

Objectius

Amb l’estudi d’aquest mòdul, els estudiants aconseguiran els objectius següents:

  1. Definir l’emplaçament de la psicobiologia amb relació a l’explicació de la conducta i de la cognició en termes biològics.

  2. Descripció del paper de la psicobiologia en el procés d’obtenció del coneixement com a ciència empírica.

  3. Analitzar els principals aspectes relacionats amb les diferents metodologies científiques implementades en l’àmbit d’estudi de la psicobiologia.

  4. Presentar les bases històriques de l’aparició de la psicobiologia en el camp de la neurociència.

  5. Descriure les principals tècniques de recerca en psicobiologia.

1.Introducció a l’estudi del cervell i de la ment

Avui en dia sabem que el sistema nerviós controla i regula la majoria d’activitats de l’organisme. La informació del nostre entorn és captada per diferents tipus de receptors sensorials distribuïts ordenadament pel nostre cos. Aquests recullen i envien la informació perquè sigui processada i integrada pel nostre sistema nerviós central. De la mateixa manera, constantment s’estan posant en marxa els complexos plans motors que es desenvolupen al nostre cervell i que finalment comporten la coordinació de diversos grups musculars per a permetre un moviment determinat. El cervell rep, integra, processa la informació i envia diferents senyals per a regular múltiples funcions a l’organisme, des de la posada en marxa de la mateixa conducta fins a la regulació de diferents mecanismes homeostàtics i dels sistemes endocrí i immunitari. El sistema nerviós no solament estableix un pont d’unió entre la informació provinent del medi i la resposta que l’organisme fa per a adequar-se a les demandes canviants de l’entorn, sinó que ens converteix en el que som, subjacent a les nostres emocions, a la resolució de problemes, a la intel·ligència, al pensament, a capacitats tan humanes com el llenguatge, l’atenció o els mecanismes d’aprenentatge i memòria.
Cal partir d’un concepte clau que haurem de tenir present al llarg dels pròxims apartats i és que el nostre sistema nerviós s’ha de concebre com un tot amb diferents nivells de complexitat i, per tant, amb diferents nivells d’estudi i d’aproximació experimental.
La unitat estructural i funcional del sistema nerviós queda fonamentalment constituïda per les neurones i les cèl·lules glials. Es calcula que hi ha entorn de 100 bilions de neurones en el sistema nerviós humà i unes deu vegades més de cèl·lules glials. A cadascuna de les cèl·lules podem distingir diferents components o orgànuls i, dins d’aquests, podem portar a terme una anàlisi molecular i estudiar canals, receptors, i fins i tot el ADN neuronal. Per tant, en un extrem tindríem el nivell cel·lular i molecular i, en l’altre extrem de l’escala, l’anatomia en el nivell macroscòpic, en què és possible establir diferents divisions sense necessitat de recórrer als augments del microscopi.
Figura 1. Diferents nivells d’estudi del cervell humàQuan s’analitza l’anatomia cerebral se’n pot abordar l’estudi des d’un punt de vista macroscòpic o bé per mitjà dels diferents components que la integren: les cèl·lules nervioses, parts d’aquestes, les sinapsis, l’estructura interna de la cèl·lula, les molècules presents a la membrana o al citoplasma o fins i tot els gens que s’expressen en el teixit nerviós.
Figura 1. Diferents nivells d’estudi del cervell humà
Quan s’analitza l’anatomia cerebral se’n pot abordar l’estudi des d’un punt de vista macroscòpic o bé per mitjà dels diferents components que la integren: les cèl·lules nervioses, parts d’aquestes, les sinapsis, l’estructura interna de la cèl·lula, les molècules presents a la membrana o al citoplasma o fins i tot els gens que s’expressen en el teixit nerviós.
A partir de l’organització del nostre sistema nerviós en diferents nivells de complexitat estructural cal atendre, de primer, els principals elements cel·lulars, fisiològics i moleculars com a punt de partida per a poder comprendre altres nivells d’organització més global, com la conformació del cervell per nuclis, capes i vies de projecció, l’estructuració dels diferents sistemes neurals i la descripció macroscòpica cerebral.

“Els homes han de saber que el cervell és el responsable exclusiu de les alegries, els plaers, el riure i la diversió, i la pena, l’aflicció, el desànim i les lamentacions. I gràcies al cervell, de manera especial, adquirim saviesa i coneixements, i veiem, sentim i sabem el que és repugnant i el que és bell, el que és dolent i el que és bo, el que és dolç i el que és insípid... I gràcies a aquest òrgan ens tornem bojos i delirem, i les pors i terrors ens assalten... Hem de suportar tot això quan el cervell no està sa... I en aquest sentit al meu entendre aquesta víscera exerceix en l’ésser humà el màxim poder.”

Hipòcrates. Sobre les malalties sagrades (segle IV aC).

2.Què és la psicobiologia?

La psicobiologia és la disciplina l’objecte d’estudi de la qual és la conducta i la cognició però atenent les bases biològiques subjacents.
L’origen de la psicobiologia se circumscriu fonamentalment en la dècada de 1950; no obstant això, l’estudi del sistema nerviós i de com aquest pot explicar el comportament és molt més antic. La publicació del llibre de D. O. Hebb, The Organization of Behavior (L’organització de la conducta), el 1949, va marcar una inflexió en la demarcació de la psicobiologia com a disciplina científica dins la neurociència. En aquesta obra, Hebb va postular un model sobre el funcionament del sistema nerviós amb relació a la producció i regulació de la conducta i la cognició. En el model presentat per Hebb s’intentava explicar com l’activitat neural podria contribuir a la gènesi de processos cognitius com l’aprenentatge i la memòria, l’atenció, les emocions, el pensament complex, etc.
Utilitzant el mètode científic, la psicobiologia té com a objecte d’estudi la conducta, en tant que aquesta s’aborda com un procés biològic. A partir d’això, des de la psicobiologia interessa analitzar els diferents components del sistema neuroendocrí implicats, els factors genètics i epigenètics subjacents, els processos que posen en marxa la conducta i aquells que la controlen; fins i tot és interessant conèixer el conjunt d’adaptacions esdevingudes al llarg de la història evolutiva que es recull en el patrimoni genètic i que la modelarien.
La psicobiologia utilitza el mètode científic i té un objecte d’estudi propi.
En la mesura que la conducta depèn de la història evolutiva de l’ésser humà, l’anàlisi de les seves bases biològiques en diferents models animals pot proporcionar informació elemental per a l’explicació de la conducta humana en termes biològics. No és estrany, per tant, que una bona part de la recerca en psicobiologia utilitzi diferents models animals basant-se en l’establiment d’aquesta correspondència filogenètica (tal com es veurà en apartats posteriors).
En definitiva, la psicobiologia utilitza la metodologia científica i té un objecte d’estudi propi. Aquest, d’una banda, queda circumscrit a la conducta, ja que al·ludeix a les seves bases biològiques. D’altra banda, dins de l’àmbit d’estudi de la psicobiologia, hem de tenir present que la conducta s’ha d’explicar com un fenomen contrastable, de tal manera que es puguin buscar evidències empíriques que rebutgin o acceptin les hipòtesis formulades en l’estudi d’alguns dels aspectes que hi estiguin relacionats. D’aquesta manera, la conducta necessàriament s’ha d’incloure com una activitat observable situada entre uns medis determinats i un resultat o finalitat.
La psicobiologia, per tant, estudia les bases biològiques relacionant els resultats amb el comportament. Del Abril et al. (2001) defineixen encertadament la conducta en termes psicobiològics com “el conjunto de manifestaciones públicamente observables reguladas por el sistema neuroendocrino, mediante las cuales el animal como un todo, en respuesta a un estímulo interno o externo, se relaciona activa y adaptativamente con el medio ambiente”. D’aquesta definició podem inferir que la cognició i els processos mentals també serien susceptibles de ser inclosos per la psicobiologia com a objecte d’estudi.
En tant que la cognició deriva de l’activitat neural, la psicobiologia ha de ser capaç d’estudiar els sistemes neurals l’activitat dels quals resulta en diferents processos cognitius (aprenentatge i memòria, atenció, emocions, funcions executives, etc.). A més a més, és necessari tenir present que els processos generats per l’activitat d’aquests sistemes neurals són capaços de regular la mateixa conducta.
Figura 2. La conducta humana és fruit de l’evolució, amb la qual cosa la història evolutiva exerceix un paper primordial per a entendre les variacions esdevingudes en el comportament al llarg de la filogènia, gràcies a la relació evolutiva de l’ésser humà amb altres espècies. Per tant, podem destacar que el patrimoni genètic de l’home inclou els èxits adaptatius dels seus antecessors. Així mateix, l’estimulació del medi extern i del medi intern del mateix organisme, elicita una resposta en aquest organisme, la finalitat última del qual és la seva adaptació a l’entorn canviant. Entre l’estímul i la resposta es posiciona l’organisme, entès en termes biològics. D’aquesta manera, la conducta permet a l’organisme relacionar-se d’una manera activa amb el medi. En definitiva, la conducta deriva de l’activitat integrada del sistema nerviós i del sistema endocrí, mentre que els gens i tots els factors epigenètics regulen la manera com s’organitzen i responen aquests sistemes.
Figura 2. La conducta humana és fruit de l’evolució, amb la qual cosa la història evolutiva exerceix un paper primordial per a entendre les variacions esdevingudes en el comportament al llarg de la filogènia, gràcies a la relació evolutiva de l’ésser humà amb altres espècies. Per tant, podem destacar que el patrimoni genètic de l’home inclou els èxits adaptatius dels seus antecessors. Així mateix, l’estimulació del medi extern i del medi intern del mateix organisme, elicita una resposta en aquest organisme, la finalitat última del qual és la seva adaptació a l’entorn canviant. Entre l’estímul i la resposta es posiciona l’organisme, entès en termes biològics. D’aquesta manera, la conducta permet a l’organisme relacionar-se d’una manera activa amb el medi. En definitiva, la conducta deriva de l’activitat integrada del sistema nerviós i del sistema endocrí, mentre que els gens i tots els factors epigenètics regulen la manera com s’organitzen i responen aquests sistemes.
La psicobiologia pretén estudiar el comportament observable i els processos cognitius com un conjunt de les fases successives d’un fenomen biològic.

2.1.La psicobiologia amb relació a la neurociència i la neurociència cognitiva

Hem de tenir present que la psicobiologia se situa en el context de la neurociència, disciplina que estudia el sistema nerviós, ubicada entre dos corrents d’obtenció del coneixement: el corrent psicològic i el corrent biològic.
Figura 3. La psicobiologia s’ubica en el marc de referència de la neurociència i neix entre dos corrents científics d’obtenció del coneixement: el psicològic i el biològic. No obstant això, la psicobiologia té un objecte d’estudi propi i això és el que la desmarca d’una mera intersecció entre aquests dos corrents.
Figura 3. La psicobiologia s’ubica en el marc de referència de la neurociència i neix entre dos corrents científics d’obtenció del coneixement: el psicològic i el biològic. No obstant això, la psicobiologia té un objecte d’estudi propi i això és el que la desmarca d’una mera intersecció entre aquests dos corrents.
El terme neurociència és jove. La Society for Neuroscience, associació de neurocientífics professionals, va ser fundada fa relativament poc, concretament el 1970. No obstant això, l’estudi del cervell és tan antic com la mateixa ciència. Històricament, els científics dedicats a comprendre el sistema nerviós procedien de disciplines científiques diferents, com la medicina, la biologia o la psicologia. La revolució de la neurociència es va iniciar quan aquests científics es van adonar que la millor esperança per a discernir el funcionament del cervell necessitava un posicionament multidisciplinari, ja que requeria coneixements sobre infinitat de fets, des de l’estructura d’una molècula d’acetilcolina fins a la raó per la qual el gos de Pavlov segregava saliva quan sonava la campana. Per tant, la unitat d’estudi de la neurociència, com a disciplina, requereix diferents nivells d’anàlisi, que són, en un ordre de complexitat ascendent: molecular, cel·lular, sistèmic, conductual i cognitiu. La psicobiologia, amb relació a la neurociència, també intenta englobar diferents nivells d’anàlisi, però sempre posa l’èmfasi en l’estudi del paper del sistema nerviós, en interacció amb la resta del cos, sobre el control del comportament.
Assimilar els continguts de la neurociència posiciona la psicobiologia en un emplaçament que li hauria de permetre contextualitzar, entendre els diferents mecanismes i sistemes de funcionament del sistema nerviós i endocrí i reflexionar-hi, coneixent els diferents mètodes i estratègies utilitzats per a l’estudi d’aquestes funcions, i també relacionar i integrar tota aquesta informació funcional amb les seves bases fisiològiques, cel·lulars, bioquímiques i anatòmiques amb relació a la producció i regulació de la conducta i la cognició.
La neurociència cognitiva, per la seva banda, és un camp científic d’aparició relativament recent entre dues disciplines: la neurociència i la psicologia cognitiva. Com que la psicologia cognitiva té com a objecte d’estudi les funcions cerebrals superiors i totes les conductes associades, i la neurociència, el sistema nerviós a diferents nivells d’anàlisi (molecular, cel·lular, fisiològic, etc.), la neurociència cognitiva neix en la convergència d’aquestes dues disciplines. Part de la recerca duta a terme dins del marc de la psicobiologia (sobretot la duta a terme amb tècniques de neuroimatge) és determinada pels principals supòsits i premisses de la neurociència cognitiva.

3.El mètode científic en psicobiologia

Hem de partir del fet irrefutable que al món hi ha diferents tipus de coneixements. El sentit comú de l’ésser humà, la màgia, la religió, la filosofia etc., han proporcionat a la nostra raça diferents fonts de coneixement. La ciència ha intentat acumular i ampliar el coneixement seguint un conjunt de regles i procediments. Per la seva banda, la tecnologia ha intentat aplicar aquest coneixement a la generació d’instruments útils per a l’home.
El coneixement científic es genera en acumular dades adquirides mitjançant contrastacions empíriques amb l’objectiu d’obtenir lleis de màxima generabilitat. La manera utilitzada per a dur a terme aquesta provisió de dades és el mètode científic. Per això, la caracterització del coneixement científic es pot centrar tant en la confecció de teories de gran qualitat com en l’acumulació de dades mitjançant la implementació de diferents procediments que permetin les contrastacions empíriques.

"Investigar és llançar una xarxa al mar de la intuïció i esperar que la raó et guiï entre èxits i fracassos".

Arvid Carlsson, premi Nobel de fisiologia o medicina de l’any 2000, per les seves investigacions sobre la dopamina.

El mètode científic parteix d’una premissa essencial que constitueix un dels seus trets cardinals: la replicabilitat. A partir d’aquesta, es pretén generar consens dins de la mateixa comunitat científica. La replicabilitat, per tant, és la característica de la manera de generar el coneixement que possibilita que cada nova contribució pugui ser contrastada periòdicament per diferents grups d’investigació.
Quan estem davant d’un experiment determinat ens podem qüestionar si la investigació que hem portat a terme ens proporciona les garanties suficients de la seva fiabilitat. Què és la fiabilitat d’una investigació? Es tracta de la facultat determinada per la persistència, al llarg del temps o al llarg de diferents avaluacions simultànies, dels resultats obtinguts. Es tracta, per tant, del grau en el qual s’estima que, en portar a terme una nova investigació, obtindrem els mateixos resultats. Com més mesures de control s’implementin en un experiment, més probabilitat hi haurà que aquest sigui fiable.
La fiabilitat no sols la podem circumscriure a una recerca determinada, sinó també a les mesures i avaluacions efectuades en un mateix experiment. Quan es duen a terme diverses mesures, en moments temporals diferents o per avaluadors diferents, i se n’analitza el grau de consistència, parlem de fiabilitat temporal i de fiabilitat interjutges, respectivament.
Figura 4. S’utilitza un termòmetre per a mesurar la temperatura de l’aigua que es troba gairebé congelada. Repetim 100 vegades el mesurament i el resultat és sempre de 23 oC. És fiable? Resulta vàlid?
Figura 4. S’utilitza un termòmetre per a mesurar la temperatura de l’aigua que es troba gairebé congelada. Repetim 100 vegades el mesurament i el resultat és sempre de 23 oC. És fiable? Resulta vàlid?
En el marc de la recerca en psicobiologia, quan es parla de sensibilitat d’un experiment ens estem referint a la condició de l’operativització de les variables, dels procediments utilitzats i de l’aparellatge i instrumentació implementats en el disseny experimental, per a reconèixer la presència de l’objecte d’estudi. En el moment que un experiment no disposa de la capacitat per a induir l’aparició de l’objecte d’estudi, assenyalem que no assumeix sensibilitat.
La psicobiologia té un objecte d’estudi propi i utilitza el mateix mètode que la resta de disciplines científiques. Per tant, es persegueix la contrastació empírica, en tant que es formulen hipòtesis per a buscar evidències empíriques que les confirmin o les refutin. De la mateixa manera, un dels trets cardinals de la investigació en psicobiologia és la recerca de la replicabilitat.

3.1.Obtenció del coneixement

Durant el procés d’obtenció del coneixement és possible utilitzar diferents estratègies i procediments. El que queda clar és que l’eix vertebral de l’obtenció del coneixement s’ha de centrar en la replicabilitat.
La metodologia inductiva es basa en l’obtenció del coneixement mitjançant observacions successives per a establir una llei d’àmbit tan global com es pugui mitjançant l’ús de la generalització. Per tant, aquest tipus de metodologia se centra en la generalització d’una observació del món real per a arribar a elaborar una regla o una llei dins d’un pla més teòric.
La metodologia deductiva parteix d’un pla teòric d’acord amb lleis generals per a extreure implicacions per mitjà de la lògica que puguin ser contrastades en un pla empíric. Amb aquesta metodologia és possible partir d’una regla o llei elaborades mitjançant la raó per a deduir derivacions lògiques que puguin ser adaptables a l’experiència del món en el qual vivim.
La metodologia hipoteticodeductiva se centra en l’ús tant d’argumentacions deductives com d’argumentacions inductives, en funció de la fase de la investigació en la qual ens trobem. D’aquesta manera, és possible partir d’una teoria per a deduir una conseqüència contrastable en un pla empíric, duent a terme observacions que permetin corroborar o transformar els supòsits d’aquesta teoria. També seria possible partir d’un pla empíric fent diferents observacions que permetin mitjançant generalització arribar a una teoria o llei general. A partir de l’elaboració de la llei, tornar a fer observacions en el pla empíric.
Figura 5. El mètode científic en el procés d’obtenció del coneixement pot utilitzar diferents estratègies de sistematització. D’una banda, pot anar del pla teòric al pla empíric mitjançant l’ús d’argumentacions deductives i, de l’altra, pot partir de l’experiència per a establir una llei general (anar del pla empíric al teòric) mitjançant l’ús d’argumentacions inductives (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 5. El mètode científic en el procés d’obtenció del coneixement pot utilitzar diferents estratègies de sistematització. D’una banda, pot anar del pla teòric al pla empíric mitjançant l’ús d’argumentacions deductives i, de l’altra, pot partir de l’experiència per a establir una llei general (anar del pla empíric al teòric) mitjançant l’ús d’argumentacions inductives (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Durant l’obtenció del coneixement, la investigació científica segueix un procés clarament diferenciat. De primer, es necessita un problema a què poder donar una resposta utilitzant el mètode científic. Aquest problema, per tant, ha de ser contrastable. A partir d’aquest problema, s’han de generar els objectius i les hipòtesis de la investigació com a explicació al fenomen (problema) que es pretén estudiar. En aquesta fase del procés d’investigació s’han d’establir les bases que permetin la recerca d’evidències empíriques que confirmin o refutin les hipòtesis planejades. De fet, una hipòtesi resulta ser una solució temptativa a un problema o fenomen d’estudi. Aquesta ha d’estar formulada amb un perfil clarament contrastable. Per la seva banda, una teoria inclou el conjunt de solucions temptatives (hipòtesis) sobre un fenomen o àmbit d’anàlisi determinats.
En la generació d’hipòtesis es pot establir una jerarquia. D’aquesta manera, les hipòtesis teòriques serien les més generals. Aquestes se solen denominar, per aquest motiu, hipòtesis generals o de sistema. En una hipòtesi general no se solen especificar les variables que s’estudiaran en la recerca. Després, vindrien les hipòtesis de la investigació o hipòtesis empíriques, en el nucli de les quals es derivarien variables concretes. No obstant això, encara faltaria un nivell amb una especificitat més gran, ja que les variables en una hipòtesi empírica no es troben operativitzades. Les hipòtesis operatives presenten un nucli amb les variables d’estudi definides d’una manera operativa.
Efecte de l’estrès sobre els processos de memòria
Imaginem que volem estudiar l’efecte que té l’estrès sobre els processos de memòria i, per a això, utilitzem un model animal concret i ens basem en un model teòric específic. L’animal utilitzat serà el macaco rhesus i el model teòric se centrarà en la teoria dels efectes de l’estrès sobre la salut de Robert Sapolsky.
Efecte de l’estrès sobre els processos de memòria
Hipòtesi teòrica
Els efectes de l’estrès sobre la memòria es poden explicar mitjançant la teoria de Sapolsky.
Hipòtesi empírica
Nivells alts de glucocorticoides (que s’alliberen en situacions d’estrès) generen lesions a l’hipocamp.
Hipòtesi operativa
Nivells alts de glucocorticoides (mesurats en diferents intervals de l’estudi mitjançant analítiques en sang) generen lesions a l’hipocamp (quantificat mitjançant l’ús de tècniques histològiques post mortem).
Figura 6. Una hipòtesi és una solució temptativa a un fenomen d’estudi, mentre que la teoria resulta ser el conjunt de solucions temptatives sobre aquest fenomen. Entre la teoria i la hipòtesi apareixen un conjunt d’eines teòriques d’un nivell intermedi que ajuden a vincular-los. Entre aquest tipus d’eines podem distingir el model i el constructe.
Figura 6. Una hipòtesi és una solució temptativa a un fenomen d’estudi, mentre que la teoria resulta ser el conjunt de solucions temptatives sobre aquest fenomen. Entre la teoria i la hipòtesi apareixen un conjunt d’eines teòriques d’un nivell intermedi que ajuden a vincular-los. Entre aquest tipus d’eines podem distingir el model i el constructe.
Després de l’elaboració de qüestions i/o de la deducció d’hipòtesis contrastables, s’ha de plantejar el disseny experimental que permeti obtenir la informació necessària. Per això, una vegada plantejat el disseny que s’ha d’utilitzar s’han de recollir les dades de la recerca, ja sigui en una situació natural o en una situació artificial, depenent de la metodologia utilitzada i de les finalitats perseguides. Aquesta recollida de les dades és un pas crític i previ per a la seva anàlisi, ja que la predeterminarà. En funció de com es recullin les dades, les tècniques d’anàlisi estadística seran unes o unes altres. De la mateixa manera, si es pretén utilitzar una eina estadística determinada a priori, caldrà recollir les dades d’una manera que permeti la seva posterior implementació en la investigació. La fase final del procés serà la possible generalització dels resultats i la seva comunicació a la resta de la comunitat científica i a la mateixa societat.
Figura 7. Fases de la recerca científica per a l’obtenció del coneixement (figura adaptada de Nachmias i Nachmias, 1990).
Figura 7. Fases de la recerca científica per a l’obtenció del coneixement (figura adaptada de Nachmias i Nachmias, 1990).
En les fases del procés de la recerca científica també podem distingir una sèrie de nivells que es produiran en una continuïtat determinada que implicarà tant la utilització d’induccions com de deduccions, i també l’operativització i la comunicació. En un nivell teòric conceptual, es delimitarà l’àmbit d’estudi i la pregunta que cal respondre mitjançant l’ús de la metodologia científica. En aquest nivell, s’ubiquen les hipòtesis teòriques, les teories i models, i també les hipòtesis empíriques i les conseqüències contrastables. Mitjançant la seva operativització arribem a un nivell tècnic metodològic en què es dissenya el pla de la investigació i l’estratègia de recollida de dades mitjançant un tipus concret de metodologia (experimental, quasi experimental, selectiva i observacional). A partir d’aquí, entrem en el nivell estadístic analític, en què s’elaboren i es reuneixen les dades, i es determinen els models i les proves estadístiques que s’utilitzaran per a contrastar les hipòtesis i obtenir proves de significació. D’aquest nivell, mitjançant l’ús de la inducció es discuteixen i generalitzen els resultats per a arribar al nivell expositiu, en què s’han de comunicar a la resta de la comunitat científica. De l’exposició i comunicació dels resultats, el procés torna al seu punt de partida, és a dir, al nivell teòric i conceptual.

3.2.Avaluació del coneixement: per què els científics han de dubtar del que està establert?

La ciència ha de dubtar de tot el que està establert i ho ha d’examinar mitjançant un conjunt de procediments formals. Ens hem de plantejar que el coneixement científic no és immutable. Hi ha d’haver cert dinamisme per a poder avançar i generar un patrimoni de dades que disposi d’una entitat pròpia i que pugui ser contrastat d’una manera empírica.
Imaginem què hauria succeït si al final del segle XIX Santiago Ramón y Cajal no hagués dubtat del dogma biològic que assegurava que el teixit nerviós era un reticle continu que compartia el mateix citoplasma i que no presentava cèl·lules individuals. O bé imaginem que la comunitat científica no hagués dubtat del consens establert sobre que les neurones d’un cervell adult havien perdut la seva capacitat mitòtica i que, per tant, la formació de noves neurones era una mica inversemblant en el teixit nerviós adult. S’ha de dubtar per a poder avançar en el procés d’obtenció del coneixement. Cal sotmetre a una avaluació contínua el coneixement que es té acumulat.
Podem destacar que en l’àmbit de la psicobiologia hi ha dos procediments clarament diferenciats per a avaluar el coneixement: la verificació i la falsació. Es tracta de dues estratègies experimentals utilitzades per a contrastar les hipòtesis. Les hipòtesis s’han de contrastar, és a dir, hem de buscar evidències empíriques que les confirmin o les rebatin. La verificació es basa en la recerca de dades que afirmin i confirmin la hipòtesi traçada en una investigació, mentre que la falsació consisteix en la recerca de dades que l’objectin i refutin.

3.3.Variables: operativització i mesurament

Una variable és un atribut susceptible de prendre diferents valors. Una vegada s’han identificat les variables implicades en el nucli d’una hipòtesi, s’han de detallar i especificar fins al punt que sigui possible explorar-les i mesurar-les. Aquest procediment de descripció i especificació de les variables es denomina operativització.
Aquest procediment d’operativització d’una variable ens permet l’establiment d’un criteri de mesura de la variable. En funció del criteri de l’escala de mesura, podem distingir dos tipus fonamentals de variables:
1) Variables quantitatives (discretes i contínues).
2) Variables categòriques (nominals –binàries i politòmiques– i ordinals).
Amb relació a la hipòtesi d’una investigació, podem distingir:
a) Les variables que deriven directament de la hipòtesi (variables del nucli).
b) Les variables que es troben en el context d’una investigació (variables del context).
Dins de les variables del nucli es podran establir diferents tipus de relacions. Si la relació és bidireccional direm que es tracta d’una relació simètrica, ja que les dues variables ocupen el mateix estatus. Mentre que si la relació és unidireccional, direm que es tracta d’una relació asimètrica. En aquest cas, les variables tenen diferent estatus. En el cas de ser davant d’una relació asimètrica, dins del nucli d’una hipòtesi hem de distingir la variable independent (VI (1) ) i la variable dependent (VD (2) ). La VI és aquella variable sobre la qual s’hipotetitza que influirà en la dependent. En un experiment en psicobiologia és la variable manipulada. La VD, per la seva banda, és la variable sobre la qual s’hipotetitza que influirà en la VI. En el procés d’una investigació es pretén explicar les causes de la seva variació. En definitiva, en una hipòtesi determinada d’una recerca, les variables del nucli definiran el tipus de relació que s’establirà.
Figura 8. En una hipòtesi d’una investigació en psicobiologia, es pretén explicar les variacions trobades en els mesuraments que tenim d’un fenomen determinat a partir dels diferents nivells o valors de la variable independent. No obstant això, hi pot haver explicacions alternatives. En el context que es duu a terme una investigació, tenen lloc una sèrie de variables que no deriven directament de la hipòtesi experimental però que poden tenir un paper important. Algunes d’aquestes variables estranyes poden ser confusionistes de la investigació, en la mesura que actuïn com a possibles explicacions alternatives de les variacions ocorregudes en la variable dependent o fenomen d’estudi.
Figura 8. En una hipòtesi d’una investigació en psicobiologia, es pretén explicar les variacions trobades en els mesuraments que tenim d’un fenomen determinat a partir dels diferents nivells o valors de la variable independent. No obstant això, hi pot haver explicacions alternatives. En el context que es duu a terme una investigació, tenen lloc una sèrie de variables que no deriven directament de la hipòtesi experimental però que poden tenir un paper important. Algunes d’aquestes variables estranyes poden ser confusionistes de la investigació, en la mesura que actuïn com a possibles explicacions alternatives de les variacions ocorregudes en la variable dependent o fenomen d’estudi.
Les variables del context són aquelles variables estranyes que podrien influir sobre la VD. D’aquesta manera, podem distingir entre variables estranyes confusionistes i variables estranyes no confusionistes. Perquè una variable estranya sigui confusionista (presència d’espurietat) s’han de complir dues condicions:

  • En primer lloc, s’ha de demostrar que aquesta variable pot afectar la VD i influir-hi.

  • En segon lloc, els valors que pren la variable estranya han de variar simultàniament en cadascun dels nivells de la VI.

Una variable confusionista és una variable no controlada que influeix sobre la VD amb la propietat de variar simultàniament amb els canvis en els nivells de la VI.
Una variable confusionista rivalitza amb la VI com a possible causa de les variacions trobades en la VD. Una vegada identificada la variable confusionista, l’hem de controlar per augmentar el control intern de la investigació i d’aquesta manera augmentar-ne la validesa.
Estudi sobre la memòria
Imagineu-vos que es volen estudiar els efectes del Memorex@ (un fàrmac amb un principi actiu –la galantamida– que se suposa que té efectes nootròpics) sobre la memòria en una mostra d’estudiants universitaris. Al marge de totes les qüestions ètiques i de procediment que permetessin implementar correctament el protocol experimental, imagineu-vos que s’assignen els subjectes d’aquesta mostra a dues condicions experimentals en forma de doble cegament: tractament A (Memorex@) i tractament B (placebo). Després d’analitzar les dades del mesurament de la variable independent, l’equip de la investigació s’adona que els valors presentats pel grup que va rebre el tractament A eren significativament superiors als mostrats pels subjectes que van rebre el tractament B. No obstant això, analitzant la situació, un membre de l’equip s’adona que la mitjana del quocient intel·lectual (QI) de les persones que han pres Memorex@ és significativament superior a la mitjana mostrada per les persones que han pres el placebo (140 i 115, respectivament). Suposant que hi ha garanties suficients per a assegurar que la variable QI pot tenir un efecte clar sobre la memòria, es tractaria d’una variable del context de la investigació confusionista? Tingueu present que perquè una variable sigui confusionista, aquesta no ha d’estar controlada i ha d’influir de manera provadament demostrada sobre la VD amb la propietat de variar simultàniament amb els canvis en els nivells de la VI, característiques que es produeixen en aquesta investigació.
Figura 9
Figura 9
En funció del criteri del disseny d’una investigació, les variables es poden dividir en tres grans blocs clarament diferenciats:

  • variables independents (manipulades o no manipulades),

  • variables dependents,

  • variables estranyes (confusionistes o no confusionistes).

Figura 10. Classificació de les variables del nucli i del context d’una hipòtesi (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 10. Classificació de les variables del nucli i del context d’una hipòtesi (figura adaptada de Portell et al., 2003).

3.4.Relació, causalitat i validesa

Dins de l’àmbit de la psicobiologia resulta difícil assegurar, amb totes les garanties suficients, que una variable és causa d’una altra. No es tracta d’establir una causa i un efecte, sinó de contrastar una hipòtesi causal en què es defineixi el grau de seguretat que es té que les manipulacions esdevingudes en una variable determinada són la causa de les modificacions trobades en una altra variable.
Per a parlar de causalitat en una determinada relació s’han de complir tres criteris:
1) En primer lloc, hi ha d’haver una relació o covariació que sigui significativa entre les variables d’estudi.
2) En segon lloc, una de les variables ha de precedir en el temps l’altra variable (temporalitat).
3) En tercer lloc, no s’ha d’establir una relació espúria. És a dir, s’han de descartar les causes diferents de la variable objecte d’estudi que no siguin les variables manipulades en la investigació (assegurar l’absència de variables estranyes que confonguin els resultats de l’experiment).
Figura 11. Els tres criteris que s’han de complir per a poder inferir que V1 és la causa de V2 (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 11. Els tres criteris que s’han de complir per a poder inferir que V1 és la causa de V2 (figura adaptada de Portell et al., 2003).
3.4.1.Validesa
Quan intentem definir la validesa d’un coneixement determinat, ens hem de plantejar la correspondència entre el que ens proposem estudiar i el que específicament estem estudiant.
Amb relació a una recerca podem assenyalar diferents tipus de validesa:

  • validesa externa,

  • validesa interna,

  • validesa de constructo,

  • validesa discriminant,

  • validesa discriminativa,

  • validesa aparent,

  • validesa de contingut.

Dins del marc d’obtenció del coneixement de la psicobiologia, tenint present les diferents metodologies utilitzades i els dissenys d’investigació implementats dins de d’aquestes metodologies, en parlar de validesa ens centrarem exclusivament en els components que defineixen la validesa externa i la validesa interna.
La validesa interna és el grau de seguretat amb què podem establir i atribuir la causa de les variacions trobades en els mesuraments de la variable dependent, als canvis de la variable independent. El control intern (caracteritzat per la manipulació de la variable independent, l’ús de l’aleatorització i la implementació de tècniques de control específiques) que tenim en la situació experimental ens permet rebutjar interpretacions alternatives.
La validesa externa és el grau de seguretat amb què podem generalitzar els resultats de la nostra investigació a altres moments temporals, a altres contexts i a altres subjectes d’estudi. Aquesta capacitat de generalització dels resultats se centra en la representativitat i en les tècniques de mostreig utilitzades per a seleccionar la mostra de la recerca. Es relaciona, per tant, amb la possibilitat de generalitzar els resultats obtinguts en un moment determinat a ocasions diferents de les de l’estudi.
En tractar-se d’una qüestió de graduació, les diferents metodologies experimentals utilitzades en el marc de la psicobiologia tindran una validesa externa i interna superior o inferior en funció del control intern (grau d’intervenció per part de l’investigador sobre la situació objecte d’estudi) que implementin en el context experimental i en funció de la representativitat (grau de correspondència entre els subjectes estudiats i els subjectes d’interès) i del realisme (grau de correspondència entre la situació objecte d’estudi i la situació natural d’interès) de les investigacions.
La metodologia experimental és la que té un grau de control intern més gran i, al seu torn, un grau de representativitat més baix. D’aquesta manera, la validesa interna serà molt alta, mentre que la validesa externa serà bastant pobra. Al contrari, la metodologia observacional es trobaria en l’extrem oposat, i gaudiria d’un control intern baix però d’una representativitat molt alta. Entre ambdós tipus de metodologies tenim la metodologia quasi experimental (amb menys grau de control intern que l’experimental, però més representativitat i realisme) i la metodologia selectiva (amb més de control intern que la metodologia observacional però menys grau de representativitat i realisme).
Figura 12. Posicionament de les diferents metodologies d’investigació habitualment utilitzades en psicobiologia amb relació al grau de control intern (validesa interna) i el grau de representativitat i generalització dels resultats (validesa externa) (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 12. Posicionament de les diferents metodologies d’investigació habitualment utilitzades en psicobiologia amb relació al grau de control intern (validesa interna) i el grau de representativitat i generalització dels resultats (validesa externa) (figura adaptada de Portell et al., 2003).
La validesa té tres components clarament diferenciats:

  • Control intern: grau d’intervenció per part de l’investigador sobre la situació objecte d’estudi.

  • Representativitat: grau de correspondència entre els subjectes estudiats i els subjectes d’interès.

  • Realisme: grau de correspondència entre la situació objecte d’estudi i la situació natural d’interès.

3.5.Metodologia experimental

Hem de tenir present que en psicobiologia es poden utilitzar diferents mètodes d’investigació amb diferents dissenys. Un tipus de mètode d’investigació és l’experimental. La metodologia experimental es caracteritza per pretendre estudiar relacions causals.
La metodologia experimental es caracteritza, en primer lloc, per la presència de la manipulació de la VI. Això implica que l’investigador ha de ser capaç d’administrar els valors que pren per a cada subjecte la VI. D’aquesta manera, la manipulació de la VI pot garantir que la causa potencial precedeix l’efecte.
Manipulació de variables
Hi ha variables independents en què es pot dur a terme la manipulació i d’altres en què no és possible.
1) Imaginem que volem estudiar l’efecte que té un possible fàrmac sobre la facilitació de la memòria. Per a això, tenim dues condicions experimentals: els subjectes que prendran el fàrmac (la pastilla amb el principi actiu –la galantamida) i els subjectes que prendran un placebo (la pastilla sense el principi actiu). En aquest cas, l’investigador és capaç d’assignar els subjectes de la mostra experimental a les diferents condicions experimentals (nivells de la VI). Es tracta d’una VI manipulada.
2) Ara imaginem un altre experiment diferent, en què volem analitzar l’efecte que té la personalitat sobre el rendiment acadèmic en els alumnes de primer de Psicologia d’una universitat. Concretament, es pretén analitzar dos trets de personalitat: la introversió i l’extroversió. La VI de la investigació serà la personalitat, amb dos nivells (introversió i extroversió) i la VD serà el rendiment acadèmic. L’investigador no pot assignar els subjectes de la seva mostra a les dues condicions experimentals. El que farà, al seu lloc, és mesurar el tret de personalitat en els subjectes de la seva mostra i els dividirà en dos blocs, en funció de si puntuen alt en introversió o en extraversió. En aquest cas, la VI no és manipulada.
En segon lloc, la metodologia experimental es caracteritza per utilitzar l’aleatorització. És a dir, es caracteritza per la utilització d’un procediment provadament aleatori per a assignar els subjectes de la mostra a les diferents condicions experimentals. Si la mostra és prou gran, mitjançant l’ús de l’aleatorització disposem de les suficients garanties per a creure que els diferents grups experimentals es troben equilibrats amb relació a les variables estranyes (tant conegudes com desconegudes).
L’aleatorització, juntament amb la manipulació de la VI, són les característiques definitòries i distintives de la metodologia experimental. L’aleatorització és un procediment provadament aleatori per a assignar els subjectes a les diferents condicions experimentals amb les garanties suficients (si la mostra és gran) que els grups estaran equilibrats quant a les variables estranyes. La manipulació implica que l’investigador administri els valors de la VI per a cada subjecte.
Una tercera característica (encara que no exclusiva de la metodologia experimental) és l’ús de tècniques específiques per a dur a terme el control de les variables estranyes i de les diferents fonts d’error. Es tracta d’evitar que les variables estranyes que es poden trobar en el context d’una investigació es converteixin en variables confusionistes. D’aquesta manera, mitjançant l’ús de les tècniques de control es pretendrà que els diferents grups siguin tan semblants com es pugui amb relació a les variables estranyes, de manera que l’únic que variï entre ells sigui el nivell de la VI al qual han estat assignats.
Figura 13. La manipulació de la VI, la utilització de l’aleatorització i la implementació en la investigació de tècniques específiques de control són procediments dirigits a augmentar el control intern d’un experiment (grau d’intervenció per part de l’investigador sobre la situació objecte d’estudi) i, per tant, de la validesa interna. D’aquesta manera, en augmentar el grau de seguretat que tenim que els canvis en els valors de la VI expliquen les modificacions en la VD, ens possibilita la contrastació de relacions causals, que és l’objectiu dels dissenys de la metodologia experimental.
Figura 13. La manipulació de la VI, la utilització de l’aleatorització i la implementació en la investigació de tècniques específiques de control són procediments dirigits a augmentar el control intern d’un experiment (grau d’intervenció per part de l’investigador sobre la situació objecte d’estudi) i, per tant, de la validesa interna. D’aquesta manera, en augmentar el grau de seguretat que tenim que els canvis en els valors de la VI expliquen les modificacions en la VD, ens possibilita la contrastació de relacions causals, que és l’objectiu dels dissenys de la metodologia experimental.
Pel que fa a les fonts d’error, n’hi ha de diferents. Una font d’error que pot afectar un disseny experimental és la pèrdua no aleatòria de subjectes o atrició. Aquest tipus de font d’error fa referència a la pèrdua dels participants d’una investigació explicada per motius diferents de l’atzar i relacionada amb les variables de l’estudi. Una altra font d’error que ens podem trobar en la metodologia experimental és aquella relacionada amb les expectatives que tenen el subjecte experimental i l’investigador sobre el desenvolupament i els resultats d’un experiment. Una manera de controlar aquesta font d’error seria mitjançant la utilització del placebo (amb cegament simple o doble, en funció de si és el subjecte experimental qui desconeix la condició experimental a què ha estat assignat, o bé ho desconeixen tant el subjecte com el mateix investigador). Una tercera font d’error que hauríem de controlar és la de regressió a la mitjana. La regressió a la mitjana és la tendència de les dades que presenten valors extrems a tornar cap a la mitjana, quan es repeteixen els mesuraments. Aquesta tendència es pot explicar per la probabilitat insignificant que es repeteixin les ocurrències excepcionals que afavoreixen que una valoració sigui extrema. Aquest tipus de tendència de les dades sol ser freqüent en el patró genètic d’herència multifactorial.
3.5.1.Selecció i assignació aleatòria
En psicobiologia, quan s’investiga un fenomen determinat es tria la població objecte d’estudi i se selecciona una mostra de subjectes per a dur a terme la investigació. Si utilitzem un procediment provadament aleatori per a seleccionar els subjectes que formaran part de la mostra (selecció aleatòria), estem potenciant el grau de correspondència entre els subjectes estudiats i els subjectes d’interès (representativitat) i, per tant, augmentem la validesa externa de la recerca. Perquè es tracti d’una metodologia experimental, no és necessari que aquest procediment sigui aleatori. No obstant això, si volem que el disseny entri dins de la metodologia experimental, l’assignació (repartició) dels subjectes de la mostra a cadascuna de les condicions experimentals s’ha de dur a terme, necessàriament, mitjançant un procediment provadament aleatori. Amb l’assignació aleatòria el que aconseguim és tenir certes garanties (sempre que la mostra sigui prou gran) que els grups que compararem estan equilibrats amb relació a les variables estranyes. Això és, que les variables estranyes (tant conegudes com desconegudes) s’han distribuït d’una manera equilibrada en les diferents condicions experimentals. D’aquesta manera, augmentem el grau de seguretat amb què podem considerar una variable com la causa de les variacions en la variable que estem estudiant (validesa interna).
Figura 14. Diferències entre els processos de selecció de la mostra de subjectes a partir de la població objecte d’estudi i l’assignació d’aquests subjectes a les diferents condicions experimentals de l’estudi. La selecció aleatòria augmenta el grau de validesa externa, mentre que l’assignació aleatòria és un procediment dirigit a augmentar el grau de validesa interna (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 14. Diferències entre els processos de selecció de la mostra de subjectes a partir de la població objecte d’estudi i l’assignació d’aquests subjectes a les diferents condicions experimentals de l’estudi. La selecció aleatòria augmenta el grau de validesa externa, mentre que l’assignació aleatòria és un procediment dirigit a augmentar el grau de validesa interna (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Selecció aleatòria i assignació aleatòria són dos processos molt diferents amb relació a la metodologia experimental.
3.5.2.Dissenys unifactorials intersubjecte
Els dissenys unifactorials intersubjecte són dissenys experimentals caracteritzats per la presència d’una sola variable independent (per això es diuen unifactorials) i per l’ús d’un procediment provadament aleatori –assignació a l’atzar sense restriccions o amb restriccions (bloqueig)– per a assignar els subjectes només a una de les possibles condicions experimentals utilitzant, per tant, una estratègia de comparació intersubjecte.
Figura 15. En els dissenys experimentals es poden utilitzar diferents estratègies de comparació dels subjectes experimentals. Una de les estratègies de comparació és la denominada intersubjecte. Per a això, se seleccionen els subjectes de la mostra de la població d’estudi (el procediment de selecció no ha de ser necessàriament aleatori) i es distribueixen els subjectes de la mostra assignant-los a cadascuna de les condicions experimentals utilitzant un procediment provadament aleatori, de tal manera que cada subjecte de la mostra serà assignat únicament a una condició experimental (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 15. En els dissenys experimentals es poden utilitzar diferents estratègies de comparació dels subjectes experimentals. Una de les estratègies de comparació és la denominada intersubjecte. Per a això, se seleccionen els subjectes de la mostra de la població d’estudi (el procediment de selecció no ha de ser necessàriament aleatori) i es distribueixen els subjectes de la mostra assignant-los a cadascuna de les condicions experimentals utilitzant un procediment provadament aleatori, de tal manera que cada subjecte de la mostra serà assignat únicament a una condició experimental (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Si l’assignació dels subjectes a les condicions experimentals es duu a terme sense cap tipus de restricció (partint d’una distribució mostral determinada i utilitzant un mecanisme aleatori per a assignar els subjectes a les condicions experimentals), a mesura que augmenta la mida de la mostra augmentarà la probabilitat d’obtenir grups equilibrats amb relació a les variables estranyes (tant conegudes com desconegudes). L’objectiu que es persegueix és que els grups que comparem mitjançant l’estratègia intersubjecte siguin tan equivalents com sigui possible. Es tracta que les variables que puguin confondre els resultats de la investigació es distribueixin d’una manera equilibrada en les diferents condicions experimentals, de tal manera que l’única diferència substancial entre els grups hauria de ser la variable independent. No obstant això, de vegades la mida de la mostra no és prou gran. En aquest cas, si tenim coneixement d’alguna variable estranya rellevant (possible variable confusionista), perquè aquesta quedi ben repartida (equilibrada en les diferents condicions experimentals) es podria utilitzar un procediment d’aleatorització amb implementació de restriccions: el bloqueig.
Figura 16. Si volem avaluar l’efecte que tenen dos tractaments (autoestimulació elèctrica intracranial i l’administració de galantamida) sobre la facilitació de l’aprenentatge espacial en rates, podem dur a terme una estratègia de comparació intersubjecte. Si la mostra és prou gran, tenim les garanties suficients que mitjançant la implementació d’un procediment d’aleatorització sense restriccions (per a assignar els subjectes experimentals a l’atzar a cadascuna de les condicions experimentals) les variables estranyes quedaran equilibrades entre els dos grups experimentals.
Figura 16. Si volem avaluar l’efecte que tenen dos tractaments (autoestimulació elèctrica intracranial i l’administració de galantamida) sobre la facilitació de l’aprenentatge espacial en rates, podem dur a terme una estratègia de comparació intersubjecte. Si la mostra és prou gran, tenim les garanties suficients que mitjançant la implementació d’un procediment d’aleatorització sense restriccions (per a assignar els subjectes experimentals a l’atzar a cadascuna de les condicions experimentals) les variables estranyes quedaran equilibrades entre els dos grups experimentals.
Quan els grups són grans, la probabilitat que l’assignació aleatòria sense restriccions pugui produir una distribució descompensada és molt petita.
Per a dur a terme una assignació aleatòria amb restriccions (bloqueig) és necessari seguir els passos següents:

  • Mesurar (ordenar o classificar) els subjectes en la variable estranya que volem controlar per bloqueig.

  • Dur a terme agrupacions de subjectes (blocs) amb valors similars en la variable que es bloqueja.

  • Assignar a l’atzar els subjectes de cada bloc a cadascun dels grups experimentals (nivells de la VI, condicions experimentals).

Facilitació de l’aprenentatge espacial en rates
Si volem avaluar l’efecte que tenen dos tractaments (autoestimulació elèctrica intracranial –AEIC– i l’administració de galantamida) sobre la facilitació de l’aprenentatge espacial en rates, podem dur a terme una estratègia de comparació intersubjecte, és a dir, assignar els subjectes experimentals a una sola de les condicions. Imaginem-nos que s’identifica una variable estranya que pot actuar sobre la VD i variar simultàniament amb els diferents nivells de la VI (una possible variable confusionista).
Disseny de grups aleatoris amb diversos subjectes per nivell i bloc
Bloc
conducta motora
Condició experimental
C. motora < 5
AEIC
 
Galantamida
 
C. motora ≥ 5
AEIC
 
Galantamida
 
Segons la bibliografia prèvia, s’ha posat de manifest que la conducta motora dels animals pot influir en el rendiment dels subjectes en la prova d’aprenentatge espacial que utilitzarem en el nostre experiment. Per això, per tal d’assegurar-nos que els grups experimentals (el grup que rebrà l’AEIC i el grup que rebrà la galantamida) es troben equilibrats quant a la variable conducta motora, es duu a terme un procediment de bloqueig. Per a això, es mesuren i s’ordenen els subjectes en la variable estranya que volem controlar per bloqueig (conducta motora), utilitzant una prova la puntuació mínima de la qual és 0 i la màxima, 10. Seguidament, duem a terme una agrupació dels subjectes, i formem dos blocs amb relació als valors que presenten en la variable que es bloqueja. D’aquesta manera, el primer bloc inclourà els subjectes que obtinguin una puntuació més petita que 5 en la prova de conducta motora i el segon bloc, els subjectes que obtinguin una puntuació més gran o igual que 5. Finalment, s’assignarà a l’atzar els subjectes de cada bloc a cadascun dels grups experimentals (AEIC i galantamida). Amb aquest procediment ens assegurem que la variable estranya quedi equilibrada en les dues condicions experimentals.
En funció del control que es vulgui dur a terme i l’especificitat, podem efectuar el bloqueig usant dos tipus de procediment:

  • bloqueig amb diversos subjectes per nivell i bloc,

  • bloqueig amb un subjecte per nivell i bloc.

Per consegüent, podem destacar que el bloqueig és una tècnica de control específica del disseny experimental dirigida a la consecució de grups equilibrats per a poder establir la seva comparació amb relació als valors presentats en la VD, cosa que minimitza la presència de variables estranyes que puguin ser confusionistes. Resulta una tècnica més efectiva que la tècnica d’assignació aleatòria sense restriccions per a aconseguir el control experimental quan es tracta de mostres petites. No obstant això, aquesta tècnica ens obliga a assegurar-nos que en la variable que es vol bloquejar hi ha una relació important amb la VD i ens exigeix mesurar i classificar els subjectes prèviament a la realització de l’experiment.
En definitiva, en els dissenys unifactorials que utilitzen l’estratègia de comparació intersubjecte (assignar els subjectes únicament a una de les possibles condicions experimentals), podem utilitzar dues de les formes d’aleatorització que són específiques dels dissenys experimentals:

  • assignació aleatòria sense restriccions;

  • assignació aleatòria amb restriccions: bloqueig.

No obstant això, hi ha un altre tipus de tècniques de control que no són específiques dels dissenys experimentals i que es podran utilitzar per a augmentar el grau de control intern i, per tant, el grau de validesa interna:

  • constància;

  • eliminació;

  • control per placebo;

  • control de la ventrada;

  • simple, doble i triple cec;

  • aparellament (estudis de bessons, estudis de casos i controls, etc.).

Estudi d’aparellament dut a terme amb la comparació de bessons monozigòtics i dizigòtics criats junts i separats
Els bessons Jim eren dos nois que setmanes després del seu naixement van ser adoptats per famílies diferents. Ni els bessons ni les famílies no sabien l’existència de l’altre. Quan es van trobar a l’edat de 39 anys, van descobrir que les seves vides eren plenes d’increïbles coincidències: no solament ambdós es deien Jim, sinó que cadascun d’ells es va casar amb una dona que es deia Betty, els noms dels seus fills van ser James Alan i James Allen, respectivament, i tenien un gos que es deia Toy. Ambdós treballaven en el mateix ofici, conduïen el mateix cotxe i passaven les vacances al mateix lloc. Tenien la mateixa alçada, pes i fumaven la mateixa marca de tabac.
Thomas Bouchard i col·laboradors (Universitat de Minnesota, 1990) van identificar més de 100 parelles de bessons monozigòtics i dizigòtics que havien estat criats junts i separats. Aquests autors van examinar una gran varietat de trets i de característiques psicològiques i cognitives. En general, van poder comprovar que els bessons monozigòtics eren més similars que els dizigòtics, independentment de si havien estat criats junts o separats.
Els participants en l’estudi del doctor Bouchard, Gerald Levey i Mark Newman són bessons idèntics que van ser separats en el moment de néixer. Es van retrobar quan tenien 31 anys i van descobrir que tots dos eren bombers i que compartien alguns trets de personalitat.
Els participants en l’estudi del doctor Bouchard, Gerald Levey i Mark Newman són bessons idèntics que van ser separats en el moment de néixer. Es van retrobar quan tenien 31 anys i van descobrir que tots dos eren bombers i que compartien alguns trets de personalitat.
Figura 17. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta, es poden veure els dos dissenys fonamentals unifactorials intersubjectes (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 17. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta, es poden veure els dos dissenys fonamentals unifactorials intersubjectes (figura adaptada de Portell et al., 2003).
3.5.3.Dissenys unifactorials intrasubjecte
Fins al moment, hem vist que en el disseny d’una recerca en psicobiologia el que interessa és que els diferents grups de subjectes siguin equivalents. Això és a causa que els grups són formats per individus diferents que presenten nombroses variables estranyes. Si el repartiment dels subjectes (amb les seves variables estranyes) no fos l’adequat, ens podríem trobar amb diferències entre els grups experimentals que no responen a la manipulació de la VI, sinó a alguna d’aquestes variables. En definitiva, el que es perseguia era que els grups estiguessin tan equilibrats com fos possible amb relació a les variables estranyes (tant conegudes com desconegudes). Per això, calia utilitzar un procediment d’aleatorització. En aquest punt, ens podríem preguntar si hi ha alguna altra estratègia que ens permeti tenir equilibrades les variables estranyes en totes les condicions experimentals. La resposta podria ser la utilització dels mateixos subjectes en totes les condicions experimentals, de manera que cada subjecte ens serviria com a control propi i evitaria descompensacions i desequilibris deguts a les variables que afectaran més un grup que l’altre.
El disseny unifactorial intrasubjecte es caracteritza per la presència d’una sola VI i per l’ús d’una estratègia de comparació intrasubjecte. L’estratègia de comparació utilitzada es fonamenta en la idea que tots els subjectes passen per totes les condicions experimentals.
No obstant això, si hem dit al principi que per a parlar d’un disseny experimental és necessari utilitzar un procediment d’aleatorització, on el podríem implementar en aquest tipus de dissenys? El procediment d’aleatorització es duu a terme amb relació als ordres de presentació de les diferents condicions experimentals. D’aquesta manera, tots els subjectes rebran totes les condicions experimentals, però no tots les rebran en la mateixa seqüència de presentació.
Figura 18. En els dissenys experimentals que utilitzen l’estratègia de comparació intrasubjecte, se seleccionen els subjectes de la mostra de la població d’estudi (el procediment de selecció no ha de ser necessàriament aleatori) i es distribueixen els subjectes de la mostra assignant-los a l’atzar a diferents ordres de presentació de les condicions experimentals. Cada subjecte passa per totes les condicions experimentals, el que canvia d’un subjecte a l’altre és l’ordre d’administració d’aquestes condicions (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 18. En els dissenys experimentals que utilitzen l’estratègia de comparació intrasubjecte, se seleccionen els subjectes de la mostra de la població d’estudi (el procediment de selecció no ha de ser necessàriament aleatori) i es distribueixen els subjectes de la mostra assignant-los a l’atzar a diferents ordres de presentació de les condicions experimentals. Cada subjecte passa per totes les condicions experimentals, el que canvia d’un subjecte a l’altre és l’ordre d’administració d’aquestes condicions (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Suposem que fóssim davant d’una VI amb tres nivells, corresponents a tres tractaments experimentals (t0, t1, t2) dels quals es pretén valorar la seva eficàcia. En tenir tres condicions experimentals, amb un disseny intersubjecte tindríem tres grups de subjectes diferents (el grup que rebés el nivell t0, el grup que rebés el nivell t1 i el grup que rebés el nivell t2). El que perseguirem és que els tres grups siguin equivalents, és a dir, que estiguin tan equilibrats com sigui possible amb relació a les variables estranyes, tant conegudes com desconegudes. Si totes les variables estranyes es trobessin perfectament equilibrades en els tres grups i administréssim el mateix tractament als tres (per exemple, el t0), què esperaríem trobar? Els resultats haurien de mostrar el mateix valor en els tres grups amb relació a la VD (una línia paral·lela en l’eix d’abscisses). En els dissenys que utilitzen una estratègia de comparació intrasubjecte tenim assegurada la comparabilitat entre grups, ja que són formats pels mateixos subjectes. D’aquesta manera, el mateix subjecte actua com a control. En aquest cas, tenint present que un subjecte rebrà tots els nivells de la VI (continuant amb l’exemple, els tractaments t0, t1, t2), el que ha de ser comparable són els diferents moments en què el subjecte rep els diferents nivells de la VI. Dit d’una altra manera, els diferents períodes de presentació han de ser equivalents. En un disseny experimental intersubjecte, els diferents tractaments s’apliquen simultàniament. Això no és possible en un disseny intrasubjecte, ja que el subjecte els ha de rebre tots i hi ha d’haver un temps de “rentatge” entre cada tractament per a evitar la persistència del seu efecte quan s’administra el següent. Partint d’aquesta idea, si els moments en què s’apliquen els tractaments (p0, p1, p2) fossin totalment equivalents i administréssim el mateix tractament (per exemple, el t0), el que esperaríem trobar és el mateix valor en els tres moments amb relació a la VD.
Figura 19. Comparació de les estratègies de comparació intersubjecte i intrasubjecte amb relació a l’equivalència entre els grups de subjectes diferents i els diferents moments de presentació dels nivells de la VI (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 19. Comparació de les estratègies de comparació intersubjecte i intrasubjecte amb relació a l’equivalència entre els grups de subjectes diferents i els diferents moments de presentació dels nivells de la VI (figura adaptada de Portell et al., 2003).
L’estratègia de comparació intrasubjecte té diferents avantatges, derivats del fet que el subjecte actua com un control propi. D’aquesta manera, s’eliminen les diferències individuals que ens podem trobar quan comparem grups de subjectes diferents. De la mateixa manera, aquest tipus d’estratègia possibilita tenir dissenys més econòmics quant al nombre de subjectes i amb relació al procediment.
No obstant això, també presenta una sèrie de desavantatges i inconvenients que hem de tenir en compte i controlar tan com sigui possible. D’una banda, els dissenys intrasubjecte poden presentar l’efecte de la persistència. Aquest es produeix en tant que l’efecte d’un tractament (t0) aplicat en un moment (p0) persisteix quan s’aplica un altre tractament (t1) diferent en un moment posterior (p1). D’una altra banda, un segon desavantatge que resulta un inconvenient important de l’estratègia de comparació intrasubjecte és l’efecte del període. Aquest té lloc quan la mateixa mesura de la VD fa que els diferents períodes no siguin equivalents (per exemple, p0 ≠ p1 ≠ p2). Es tracta d’un conjunt de factors que es deriven del fet que els subjectes hagin de repetir diverses vegades la tasca experimental utilitzada per a mesurar i avaluar la VD.
Figura 20. Principals avantatges i inconvenients de l’estratègia de comparació intrasubjecte. Els inconvenients (persistència i període) amenacen la validesa interna del disseny en influir en la VD i distorsionar l’atribució de causalitat de la VI sobre la VD (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 20. Principals avantatges i inconvenients de l’estratègia de comparació intrasubjecte. Els inconvenients (persistència i període) amenacen la validesa interna del disseny en influir en la VD i distorsionar l’atribució de causalitat de la VI sobre la VD (figura adaptada de Portell et al., 2003).
De vegades, no podem assegurar que quan apliquem un nivell de la VI s’ha extingit per complet el nivell aplicat anteriorment. Si tenim la sospita que els efectes d’un tractament (per exemple, p0) persisteixen al llarg del temps, s’haurien d’establir períodes d’extinció entre un tractament i el següent i diferents mesures per a estudiar-ne la influència. Amb l’eliminació de la persistència, estem més segurs de la influència de la VI sobre la VD. És a dir, millorem la validesa interna de l’experiment.
Amb relació a l’efecte del període, hi ha diferents factors que poden implicar que els moments en què s’administren els diferents nivells de la VI no siguin equivalents:

  • aprenentatge,

  • fatiga,

  • motivació,

  • pràctica.

Exemple d’aprenentatge
Imagineu-vos que es vol estudiar l’efecte de la música relaxant sobre una tasca d’aprenentatge que consisteix a perseguir un objectiu en moviment amb una vareta metàl·lica en un rotor. Aquest tipus d’aprenentatge sabem que depèn del sistema de memòria del dorsal estriat. Per a efectuar l’experiment se selecciona una mostra de la població objecte d’estudi i s’assignen aleatòriament els subjectes de la mostra als diferents ordres de presentació, de tal manera que tots els subjectes passen per les dues condicions experimentals (dur a terme la tasca d’aprenentatge amb música i sense). Seria adequat utilitzar aquesta estratègia de comparació? Com segurament haureu observat, segurament els subjectes tindran una execució millor en el segon període d’administració de la tasca (independentment de si aquesta es fa amb música o sense). Aquest resultat el podríem explicar per l’efecte de la pràctica o de l’aprenentatge.
Figura 21. Aprenentatge amb música relaxant o sense.
Figura 21. Aprenentatge amb música relaxant o sense.
Amb relació als inconvenients de l’estratègia de comparació intrasubjecte, un disseny experimental dut a terme per Lester i Gorzalka el 1988 destaca la importància dels inconvenients d’aquest tipus d’estratègia de comparació i la dificultat que suposa controlar-los. Aquests investigadors es van plantejar estudiar l’efecte Coolidge (augment de la receptivitat sexual quan un subjecte canvia de parella després de copular amb una altra, per comparació a si continués copulant amb la mateixa) en hàmsters femelles. Aquest efecte s’havia demostrat clarament en hàmsters mascles, però no s’havia pogut posar de manifest en hàmsters femelles a causa de la fatiga sexual que presentaven els mascles en copular per segona vegada.
L’efecte Coolidge
El nom de l’efecte Coolidge prové d’un acudit, explicat en forma d’anècdota, que descrivia la visita del president dels Estats Units d’Amèrica, Calvin Coolidge (1872-1933), i la seva esposa a una granja avícola. Durant la visita a la granja, la primera dama va preguntar al granger com se les componia per a aconseguir que s’engendressin tants ous fèrtils amb un nombre tan exigu de galls. El granger orgullós li va revelar que els seus galls exercien el seu deure dotzenes de vegades cada dia. “Potser li ho podríeu explicar al senyor Coolidge”, va replicar la senyora Coolidge en un clar to intencional cap al president. Aquest en escoltar el comentari de la seva esposa va inquirir al granger: “Cada gall cobreix la mateixa gallina cada vegada?”. “No”, va exclamar el granger, “Cada gall té a la seva disposició moltes gallines”. “Potser ho podríeu fer saber a la senyora Coolidge”, va respondre el senyor Coolidge.
Lester i Gorzalka (1988) van voler estudiar aquest efecte (que ja s’havia demostrat en mascles de diferents espècies) en femelles d’hàmster. Aquests investigadors, en un intent de control perquè els períodes de presentació dels nivells de la VI fossin equivalents i la fatiga dels mascles no constituís una dificultat en l’atribució de causalitat entre la VI i la VD (en induir l’efecte del període), van dissenyar el procediment següent: les femelles del grup familiar després de copular amb un primer mascle (mascle a o mascle b), copulaven amb un segon mascle (mascle nou), que s’utilitzava perquè el primer mascle pogués descansar i, d’aquesta manera, la seva fatiga no emmascarés la receptivitat sexual de les femelles. En acabar amb el segon mascle, es posava a copular les femelles amb un tercer mascle (mascle a o mascle b) que resultava ser el mateix amb què havien copulat durant la primera vegada. En el grup desconegut, el procediment era similar, l’única diferència consistia que, durant la tercera còpula, el mascle resultava ser diferent de l’introduït durant la primera còpula. Els resultats van mostrar que la conducta receptiva de les femelles (conducta lordòtica mesurada en segons) durant la tercera còpula va ser significativament més gran en les femelles que havien copulat amb un mascle diferent del de la primera còpula (grup desconegut).
Figura 22. L’efecte Coolidge.
Figura 22. L’efecte Coolidge.
Per a poder controlar els efectes de la persistència (quan és simètric) i del període (quan és lineal), és possible utilitzar una tècnica molt efectiva: el contrabalanç o reequilibrat. Aquesta tècnica consisteix en la variació sistemàtica de l’ordre de presentació dels nivells de la VI. És a dir, consisteix a dur a terme una repetició de la seqüència de presentació de les condicions experimentals en ordre invers. Aquesta inversió es pot implementar amb els mateixos subjectes o amb subjectes diferents.
El contrabalanç és una tècnica de control dels efectes de la persistència i del període que consisteixen a variar d’una manera sistemàtica l’ordre de presentació dels nivells de la VI.
El procediment que cal seguir és el següent:
1) Generar les permutacions possibles dels nivells de la VI (seqüències ordenades de K elements presos d’un conjunt de n elements diferents).
2) Assignar a l’atzar els subjectes de la distribució mostra a les seqüències (ordres de presentació).
Exemple de contrabalanç
Si volem avaluar l’efecte que tenen dos tractaments (autoestimulació elèctrica intracranial –AEIC– i l’administració de galantamida) sobre la facilitació de l’aprenentatge espacial en rates, podem dur a terme una estratègia de comparació intrasubjecte, de tal manera que tots els animals rebran els dos tractaments. El procediment d’aleatorització es duu a terme amb relació als ordres de presentació de les diferents condicions experimentals. D’aquesta manera, tots els subjectes rebran totes les condicions experimentals, però no tots les rebran en la mateixa seqüència de presentació. Dels 30 subjectes de la nostra mostra, 15 rebran els tractaments en l’ordre de presentació AB (primer AEIC i després galantamida) i 15 ho faran en l’ordre BA (primer galantamida i després AEIC). Noteu que els 30 subjectes rebran tant el tractament d’AEIC com el tractament de galantamida.
Figura 23. Exemple de contrabalanç.
Figura 23. Exemple de contrabalanç.
De vegades, hi ha situacions en les quals l’ús dels dissenys intrasubjecte és insostenible, ja que resulta impossible fer reversible el valor de la VI per a cada subjecte:

  • Situacions en les quals la manipulació de la VI és irreversible.

  • Situacions en les quals es pretén estudiar l’efecte de variables com l’edat, el gènere o característiques de personalitat.

El laberint aquàtic de Morris
L’hipocamp és una estructura crítica per a processar i recordar informació espacial i contextual. Partint d’aquesta premissa, es pretén avaluar el paper d’aquesta estructura del lòbul temporal medial en una tasca d’aprenentatge espacial: el laberint aquàtic de Morris. El laberint d’aigua va ser dissenyat el 1984 per Richard G. Morris per a estudiar i avaluar l’aprenentatge i la memòria espacial en rates de laboratori. El laberint aquàtic és una piscina circular plena d’aigua a una temperatura que oscil·la entre els 18 i 27 °C, segons s’utilitzin rates o ratolins, en la qual se submergeix una plataforma que ha de ser localitzada per l’animal. L’aigua es torna opaca amb llet o alguna substància no tòxica com el làtex perquè l’animal no vegi la plataforma, encara que s’ha demostrat que això no és necessari, ja que l’animal neda amb el cap per sobre de l’aigua, cosa que li impedeix veure la plataforma.
En la versió tradicional del laberint, els subjectes experimentals neden des de diferents punts de sortida, situats en el perímetre de la piscina, fins a trobar la plataforma amagada sota l’aigua. Per a localitzar la plataforma, el subjecte depèn d’uns punts de referència, la qual cosa implica un ampli rang de possibilitats com, per exemple, petits objectes localitzats immediatament al voltant de la circumferència de la piscina.
Imagineu-vos que es vol dur a terme un experiment per a avaluar si les lesions bilaterals de l’hipocamp deterioren l’aprenentatge espacial en rates utilitzant aquesta tasca. Per a això, es dissenya un procediment amb dues condicions experimentals: (A) intervenció quirúrgica sense lesió de l’hipocamp, (B) lesió bilateral de l’hipocamp. En aquest tipus de disseny, no podem utilitzar una estratègia de comparació intrasubjecte, ja que la manipulació de la VI fa que la condició experimental sigui irreversible. Si s’utilitza el contrabalanç com a tècnica d’aleatorització, únicament es podria dur a terme l’ordre de presentació dels nivells de la VI AB, però no l’ordre BA (ja que la lesió de l’hipocamp fa la situació irreversible). Per a dur a terme aquest experiment, necessitaríem utilitzar una estratègia de comparació intersubjecte i comparar grups independents. Si la mostra és prou gran i s’utilitza un procediment provadament aleatori per a assignar els subjectes a les condicions experimentals, tenim prou garanties que les variables estranyes s’equilibraran i que tindrem grups equivalents.
Figura 24. Exemple de contrabalanç: estudi de l’hipocamp.
Figura 24. Exemple de contrabalanç: estudi de l’hipocamp.
En definitiva, els dissenys intrasubjecte minimitzen les amenaces a la validesa interna causades per les diferències individuals, però apareixen altres amenaces a la validesa interna causades per l’administració de diferents tractaments a tots els subjectes de la mostra: efecte del període i efecte de la persistència.
Figura 25. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta es pot veure el disseny unifactorial intrasubjecte (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 25. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta es pot veure el disseny unifactorial intrasubjecte (figura adaptada de Portell et al., 2003).
De tot el que s’ha vist fins ara podem resumir que el disseny experimental presenta tres formes d’aleatorització que en són específiques:

  • assignació aleatòria sense restriccions,

  • assignació aleatòria amb restriccions (bloqueig),

  • contrabalanç.

Les dues primeres són característiques de l’estratègia de comparació intersubjecte, mentre que el contrabalanç és característic de l’estratègia de comparació intrasubjecte. D’altra banda, hi ha una sèrie de tècniques de control que no resulten específiques de la metodologia experimental i que podran aparèixer en altres tipus de dissenys.
Figura 26. El disseny experimental presenta tres formes d’aleatorització que en són específiques: assignació aleatòria sense restriccions, assignació aleatòria amb restriccions (bloqueig) i el contrabalanç. Les dues primeres són característiques de l’estratègia de comparació intersubjecte, mentre que el contrabalanç és característic de l’estratègia de comparació intrasubjecte. D’altra banda, hi ha una sèrie de tècniques de control que no resulten específiques de la metodologia experimental i que podran aparèixer en un altre tipus de disseny (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 26. El disseny experimental presenta tres formes d’aleatorització que en són específiques: assignació aleatòria sense restriccions, assignació aleatòria amb restriccions (bloqueig) i el contrabalanç. Les dues primeres són característiques de l’estratègia de comparació intersubjecte, mentre que el contrabalanç és característic de l’estratègia de comparació intrasubjecte. D’altra banda, hi ha una sèrie de tècniques de control que no resulten específiques de la metodologia experimental i que podran aparèixer en un altre tipus de disseny (figura adaptada de Portell et al., 2003).
3.5.4.Dissenys factorials
Els dissenys factorials es caracteritzen per estudiar simultàniament de dues VI a més. Per a això, els nivells de les VI s’han de presentar combinats.
Exemple de disseny factorial
Hi ha evidències prèvies que suggereixen que un programa d’exercici físic regular pot ajudar a reduir el nivell d’ansietat generalitzat. D’altra banda, la fluoxetina (un inhibidor selectiu de la recaptació de serotonina) s’ha utilitzat àmpliament en l’àmbit clínic per a reduir diferents trastorns de tipus depressiu. No obstant això, evidències recents semblen posar de manifest que aquest fàrmac es podria utilitzar també per al tractament de l’ansietat. Si es pretén estudiar l’efecte que tenen dos VI (exercici físic regular i tractament farmacològic –administració de fluoxetina) sobre el nivell d’ansietat que té una persona, podríem utilitzar dos dissenys unifactorials, un per a cadascuna de les VI. No obstant això, si el que es pretén és estudiar d’una manera simultània l’efecte que tenen les dues VI sobre la VD, utilitzarem un disseny factorial, i presentarem els nivells de les VI combinats. Amb un disseny factorial es pot avaluar la presència d’interacció entre les VI, per a analitzar si l’efecte que té una de les VI sobre la VD depèn de l’altra VI.
Figura 27. Exemple de disseny factorial.
Figura 27. Exemple de disseny factorial.
En els dissenys factorials, per tant, tots els nivells d’una variable es combinen amb tots els nivells de la resta de variables. Això es pot observar clarament si es representa en l’esquema del disseny experimental. Estudiant dues variables d’una manera simultània podem obtenir més informació que si ho fem d’una manera separada.
Esquema d’un disseny factorial i de dos dissenys unifactorials
Ens proporcionen el mateix tipus d’informació dos dissenys unifactorials que un de factorial amb les mateixes variables? Imaginem que volem estudiar l’efecte de l’administració d’un programa d’exercici físic regular i l’efecte de l’administració d’un tractament farmacològic (fluoxetina, un inhibidor selectiu de la recaptació de serotonina) sobre el nivell d’ansietat. Per a això, podem dur a terme dos dissenys unifactorials (part inferior de la figura 28). En el primer disseny avaluaríem l’efecte de l’exercici sobre l’ansietat i en el segon experiment, l’efecte de la fluoxetina sobre la mateixa VD. Si ens fixem en les condicions experimentals que es representen, podem observar que la informació és redundant, ja que la condició d (subjectes que no fan exercici regular, ni als quals s’administra fluoxetina) es repeteix. Si duem a terme l’estudi però analitzant l’efecte de les dues VI simultàniament, en combinar els nivells d’ambdues (disseny factorial), podem observar que ens proporciona informació extra que no quedava plasmada en els dos dissenys unifactorials (condició a: subjectes que fan exercici regular i a qui s’administra fluoxetina).
Figura 28. Esquema d’un disseny factorial i de dos dissenys unifactorials
Figura 28. Esquema d’un disseny factorial i de dos dissenys unifactorials
En un disseny factorial, la notació del disseny és determinada per:
Nre. nivellsVI – 1 × nre. nivellsVI – 2 × .... × nre. nivellsVI - j
De tal manera que un disseny amb dues VI, cadascuna de les quals amb dos nivells, tindria la notació de 2 × 2.
Un disseny factorial pot combinar variables amb diferents nivells, variables que segueixin una estratègia de comparació intrasubjecte amb variables que segueixin una estratègia de comparació intersubjecte i variables manipulades amb variables no manipulades. No obstant això, per a parlar d’un experiment cal que almenys una de les VI sigui experimental, és a dir, que compleixi les dues característiques de la metodologia experimental:

  • Ús d’un procediment d’aleatorització (assignació aleatòria sense restriccions o bloqueig en el cas de l’estratègia de comparació intersubjecte i contrabalanç en el cas de l’estratègia de comparació intrasubjecte).

  • Manipulació de la variable.

En definitiva, en un disseny factorial podem estudiar l’efecte conjunt de les VI (interacció). Per a això, es pot utilitzar una representació gràfica dels resultats d’una de les VI en l’eix d’abscisses agrupats sota les condicions de l’altra VI.
Exemple de disseny factorial
Es pretén estudiar (figura 29) d’una manera simultània l’efecte de l’administració d’un programa d’exercici físic regular (VI1) i l’efecte de l’administració d’un tractament farmacològic (fluoxetina, un inhibidor selectiu de la recaptació de serotonina) (VI2) sobre el nivell d’ansietat (VD).
En la figura A veiem representats en l’eix d’ordenades els valors de la VD (nivell d’ansietat dels subjectes) i en l’eix d’abscisses els valors de la VI1 (administració d’un programa d’exercici físic regular), representats en funció dels nivells de la VI2 (administració d’un tractament farmacològic).
En la figura B veiem representats en l’eix d’ordenades els valors de la VD (nivell d’ansietat dels subjectes) i en l’eix d’abscisses els valors de la VI2 (administració d’un tractament farmacològic), representats en funció dels nivells de la VI1 (administració d’un programa d’exercici físic regular).
Amb relació a la gràfica A, ens hauríem de preguntar si l’efecte que té l’exercici sobre el nivell d’ansietat depèn de si administra fluoxetina o placebo. Tal com podem observar, l’efecte de la VI1 sobre la VD quan s’administra fluoxetina és de 40 i quan s’administra el placebo també és de 40. En la gràfica B, ens hauríem de preguntar si l’efecte del tractament farmacològic sobre el nivell d’ansietat depèn de si la persona duu a terme el programa d’exercici regular o no el duu a terme. Tal com podem observar, l’efecte de la VI2 sobre la VD quan s’administra el programa d’exercici és de 80 i quan es no s’efectua també és de 80. En ambdues gràfiques, les línies són paral·leles. Això ens indica que no hi ha interacció entre les VI. Dit d’una altra manera, no es modifica l’efecte d’una VI en passar d’un nivell a un altre de l’altra VI. Si s’hagués modificat aquest efecte diríem que hi ha interacció i que l’efecte d’una VI depèn dels nivells que pren l’altra VI.
Figura 29. Exemple de disseny factorial.
Figura 29. Exemple de disseny factorial.
En un disseny experimental sorgeixen dues preguntes essencials:
1) Quina informació puc extreure d’un disseny factorial?
2) D’aquesta informació, quina serà útil a l’hora de formular conclusions?
La informació que podem extreure d’un disseny factorial la podem agrupar en dos blocs clarament diferenciats:

  • Els efectes principals: es tracta de l’efecte global d’una VI sense tenir presents (independentment) els nivells d’una altra VI. Hi ha un efecte principal per cada VI.

  • Els efectes simples: es tracta de l’efecte d’una VI dins dels nivells d’una altra VI (fixant els seus nivells). Hi ha un efecte simple per cada VI dins de cada nivell de l’altra VI.

Els efectes principals en un disseny factorial ens informen de l’acció d’una VI sobre la VD quan prescindim dels nivells de l’altra o de les altres VI amb la qual o les quals es troba combinada en el disseny. En aquest cas, la VI1 actua de la mateixa manera, bé es combini amb un nivell de la VI2, bé es combini amb un altre nivell de la VI2.
Exemple d’efectes principals
Es pretén estudiar d’una manera simultània l’efecte de l’administració d’un programa d’exercici físic regular (VI1) i l’efecte de l’administració d’un tractament farmacològic (fluoxetina –un inhibidor selectiu de la recaptació de serotonina–) (VI2) sobre el nivell d’ansietat (VD). En la figura 30 veiem representats en l’eix d’ordenades els valors de la VD (nivell d’ansietat dels subjectes) i en l’eix d’abscisses els valors de la VI1 (administració d’un programa d’exercici físic regular), representats en funció dels nivells de la VI2 (administració d’un tractament farmacològic). La línia del mig mostra els efectes principals de l’administració d’un programa d’exercici físic regular (VI1) sobre els nivells d’ansietat sense que tinguin presents els nivells de la VI2 (administració d’un tractament farmacològic).
Figura 30. Exemple d’efectes principals.
Figura 30. Exemple d’efectes principals.
En un disseny factorial, els efectes simples deriven del resultat de cadascun dels dissenys d’una variable que s’obtenen en descompondre una VI en funció dels nivells d’una altra VI. D’aquesta manera, s’estudia com actua la VI1 sobre la VD quan la seva acció es divideix segons els nivells de la VI2. S’estudien, per tant, els resultats produïts des del punt de vista de la VI1 condicionats pels nivells de la VI2.
De tota la informació analitzada en un disseny factorial, només n’interpretarem una part en funció de si hi ha o no hi ha interacció entre les VI:

  • Si hi ha interacció, n’interpretarem els efectes simples.

  • Si no hi ha interacció, n’interpretarem els efectes principals.

En definitiva, es detecta interacció en els resultats quan els patrons dels efectes simples d’una VI no són iguals. D’aquesta manera, parlem de la modificació de l’acció d’una VI sobre la VD, associada al nivell d’una altra VI amb la qual es combina. Els efectes de VI1 sobre la VD es veuen afectats per la presència de VI2. En el cas d’un disseny factorial 2 × 2, la interacció entre dues variables, la podem observar clarament en els pendents de les rectes que representen els efectes simples.
Anàlisi de la interacció de dues variables
Imaginem que volem estudiar l’efecte que tenen dues variables (VI1 –amb dos nivells a i b– i de VI2 –amb dos nivells a i b) sobre una VD. Per a això, decidim estudiar-les d’una manera simultània mitjançant un disseny factorial, que combina els nivells d’aquestes variables. Suposem que l’efecte de la variable VI1 sobre la VD, quan el nivell de la VI2 és a, és diferent de quan el nivell de la VI2 és b. En aquest cas, podem parlar d’una interacció entre les variables, ja que es modifica l’efecte de la VI1 en passar d’un nivell a un altre de la VI2.
Figura 31. Anàlisi de la interacció de dues variables.
Figura 31. Anàlisi de la interacció de dues variables.
De vegades, quan s’analitzen gràficament d’una manera simultània dues variables, podem arribar a la conclusió que hi ha una interacció entre elles. No obstant això, es pot tractar d’una interacció falsa:

  • Efecte sostre: en estudiar l’efecte sobre la VD, a partir d’un valor determinat no es poden obtenir valors més elevats, i es mantenen constants encara que hi hagi un canvi en els nivells (variació dels valors) de la VI.

  • Efecte terra: en estudiar l’efecte sobre la VD, a partir d’un valor determinat no es poden obtenir valors més baixos, i es mantenen constants encara que hi hagi un canvi en els nivells (variació dels valors) de la VI.

Anàlisi de la interacció de dues variables: efecte sostre i efecte terra
Imaginem que volem estudiar l’efecte que tenen dues variables (VI1 –tractament amb tres nivells: tractament A, tractament B i tractament C– i VI2 –situació amb dos nivells: situació X i situació Y) sobre una VD. Per a això, decidim estudiar-les d’una manera simultània mitjançant un disseny factorial, que combina els nivells d’aquestes variables.
En el primer gràfic de la figura 32 es representa l’efecte sostre i, en el segon, l’efecte terra. Imagineu-vos que l’instrument de què disposem per a mesurar la VD ens dóna un valor comprès entre 0 i 100, de tal manera que no podem obtenir mesuraments per sota de 0 ni mesuraments per sobre de 100. Tal com podem apreciar en els dos gràfics, sembla que hi ha una interacció entre les VI. No obstant això, en el cas del primer gràfic, una possible explicació seria que en estudiar l’efecte sobre la VD, a partir de 100 no es poden obtenir valors més elevats, i es mantenen constants encara que hi hagi un canvi en els nivells de la VI (passem del tractament B al C).
En el cas del segon gràfic, podria ser que en estudiar l’efecte sobre la VD, a partir de 0 no es poden obtenir valors més baixos, i es mantenen constants encara que hi hagi un canvi en els nivells de la VI (tractaments A i B).
Figura 32. Efecte sostre i efecte terra.
Figura 32. Efecte sostre i efecte terra.
Amb un disseny factorial es pot avaluar la presència d’interacció entre les VI.
Podem distingir tres tipus fonamentals de dissenys factorials en funció de les estratègies de comparació utilitzades per a les VI:
1) Disseny intersubjecte: totes les VI utilitzen una estratègia de comparació intersubjecte.
2) Disseny intrasubjecte: totes les VI utilitzen una estratègia de comparació intrasubjecte.
3) Disseny mixt: en el disseny es combinen VI que utilitzen una estratègia de comparació intersubjecte i VI que utilitzen una estratègia de comparació intrasubjecte.
Figura 33. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta es poden veure els dissenys fonamentals factorials (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 33. Esquema dels dissenys experimentals en funció del nombre de variables dependents, el nombre de variables independents, l’estratègia de comparació utilitzada i el procediment d’aleatorització implementat. En negreta es poden veure els dissenys fonamentals factorials (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Exemple de tres tipus de dissenys factorials: intersubjecte, intrasubjecte i mixt
Esquema de tres tipus de dissenys: (A) disseny factorial intersubjecte (2 × 3), (B) disseny factorial intrasubjecte (2 × 3) i (C) disseny factorial mixt 2 × 3, intrasubjecte en el segon factor. Imaginem que volem estudiar l’efecte que tenen dues variables (VI1 –tractament farmacològic amb tres nivells: fluoxetina, venlafaxina i buspirona– i VI2 –administració d’un programa d’exercici físic amb dos nivells: SÍ i NO) sobre una VD (nivell d’ansietat).
Per a això, decidim estudiar-les d’una manera simultània mitjançant un disseny factorial, que combina els nivells d’aquestes variables. Observeu les diferències quant a les condicions experimentals i als grups diferents de subjectes utilitzats en funció del tipus del disseny. En el primer cas, tindrem sis grups de subjectes diferents. En el segon cas, un grup (ja que els subjectes passen per totes les condicions experimentals). En l’últim cas, tindrem dos grups de subjectes diferents (ja que en el cas del tractament farmacològic, els subjectes rebran tots els tractaments en tres períodes diferents).
Figura 34. Exemple de tres tipus de dissenys factorials.
Figura 34. Exemple de tres tipus de dissenys factorials.
Exemple de dos tipus de dissenys factorials: mixt i intrasubjecte
Disseny A: imagineu-vos que en un disseny factorial 2 × 3 la primera VI segueix una estratègia de comparació intersubjecte i la segona, una estratègia de comparació intrasubjecte. Si en cada condició experimental volguéssim disposar de deu dades diferents, quants subjectes hauríem de tenir?
Disseny B: imagineu-vos que en un disseny factorial 4 × 2, les dues variables segueixen una estratègia de comparació intrasubjecte. Si en cada condició experimental volguéssim disposar de deu dades diferents, quants subjectes hauríem de tenir?
Figura 35. Exemple de dos tipus de dissenys factorials: mixt i intrasubjecte.
Figura 35. Exemple de dos tipus de dissenys factorials: mixt i intrasubjecte.

3.6.Metodologia quasi experimental

De vegades, malgrat que la VI sigui una condició manipulada, l’investigador no pot establir els mínims controls pel que fa a la utilització d’un procediment provadament aleatori: assignació aleatòria sense restriccions, bloqueig o contrabalanç. En aquests casos, s’incompleix una de les característiques de la metodologia experimental: l’ús de l’aleatorització.
Figura 36. Criteris de demarcació amb relació al paradigma manipulador: comparació dels dissenys experimentals i els dissenys quasi experimentals (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 36. Criteris de demarcació amb relació al paradigma manipulador: comparació dels dissenys experimentals i els dissenys quasi experimentals (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Malgrat que en la metodologia quasi experimental hi ha una impossibilitat de poder assignar aleatòriament els subjectes a les diferents condicions experimentals, el seu objectiu és estudiar relacions causals. Per tal de parlar de causalitat, hem de tenir presents tres criteris:

  • associació entre les variables,

  • temporalitat (la VI precedeix en el temps la VD),

  • absència d’espurietat.

En la metodologia quasi experimental s’estudien relacions causals amb tècniques que no donen un 100% de seguretat sobre l’atribució causal.
Figura 37. Comparació d’un disseny experimental amb un disseny quasi experimental (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 37. Comparació d’un disseny experimental amb un disseny quasi experimental (figura adaptada de Portell et al., 2003).
La falta d’aleatorització disminueix el control i, per tant, disminueix la validesa interna. No obstant això, aquesta falta d’aleatorització no implica una absència de validesa interna, sinó una disminució potencial d’aquesta. La validesa interna és una qüestió de grau. Recordem que tenim tres procediments dirigits a l’augment de la validesa interna:
1) Manipulació de la VI.
2) Ús d’aleatorització:

  • assignació aleatòria sense restriccions,

  • bloqueig,

  • contrabalanç.

3) Control de les variables estranyes mitjançant l’ús de tècniques de control específiques:

  • constància,

  • eliminació, etc.

D’aquests tres procediments, en la metodologia experimental (d’una manera genèrica) es troba absent només la falta d’aleatorització, i els altres dos procediments són presents.
Normalment, la metodologia quasi experimental se sol usar en l’àmbit més aplicat, quan interessa avaluar l’efecte d’una intervenció determinada.
Figura 38. En un disseny quasi experimental, aplicarem una intervenció (VI) i n’analitzarem l’efecte en comparar els valors dels subjectes abans de la intervenció amb els mostrats després de la intervenció.
Figura 38. En un disseny quasi experimental, aplicarem una intervenció (VI) i n’analitzarem l’efecte en comparar els valors dels subjectes abans de la intervenció amb els mostrats després de la intervenció.
Cal conèixer els factors que amenacen la validesa interna per a exercir-hi un control mitjançant tècniques específiques i inespecífiques.
Si entre un tractament determinat i una resposta estudiada hi ha una relació funcional (validesa de conclusió estadística), ens podem preguntar si el tractament ha estat la causa de les variacions trobades en la resposta, o bé si aquestes variacions s’haguessin pogut obtenir en absència del tractament.
La fototeràpia i els ritmes circadiaris
Diferents evidències experimentals semblen indicar que alguns trastorns afectius es troben relacionats amb els ritmes circadiaris. De fet, molts pacients amb trastorn afectiu emocional mostren una certa falta d’ordre en els ritmes biològics circadiaris que resulta en diferents trastorns (insomni, hipersòmnia, etc.).
Imaginem que pretenem avaluar l’eficàcia d’un tractament per tal de reajustar els ritmes circadiaris: la fototeràpia. Per a això, seleccionem una mostra de 20 pacients diagnosticats de trastorn afectiu emocional i en mesurem (mitjançant l’ús de dos qüestionaris i mitjançant una entrevista clínica) el grau de depressió (mesurament pre). Després del primer mesurament, apliquem el tractament de fototeràpia i quan aquest ha finalitzat tornem a mesurar el grau de depressió utilitzant els mateixos instruments (mesurament post).
En la imatge A, es mostra la representació gràfica del disseny utilitzat i en la imatge B, l’esquema del disseny, en què O1 és la mitjana abans de la intervenció, X és la intervenció i O2 és el mesurament després de la intervenció.
Figura 39. Disseny quasi experimental: (a) representació gràfica i (b) esquema del disseny.
Figura 39. Disseny quasi experimental: (a) representació gràfica i (b) esquema del disseny.
Hi ha una sèrie d’amenaces en el disseny experimental que ens dificulten saber si el tractament ha estat la causa dels canvis trobats en una resposta (VD), o bé si aquests canvis s’haguessin pogut obtenir en absència d’aquest tractament. Es tracta d’amenaces contra la validesa interna:
1) Maduració: es tracta de canvis produïts en el mateix subjecte entre el mesurament pre i el mesurament post que produeixen modificacions dels valors de la VD.
2) Història: es tracta de canvis produïts en el context o en l’entorn del subjecte entre el mesurament pre i el mesurament post que produeixen modificacions dels valors de la VD.
3) Selecció: es tracta de diferències inicials entre els grups causades per característiques dels subjectes no controlades per l’investigador. D’aquesta manera, els diferents grups de tractament (nivells de la VI) es troben desequilibrats. Pot ser l’amenaça més greu contra la validesa interna.
4) Administració de proves: es tracta de canvis produïts per l’administració repetida d’una prova.
5) Instrumentació: es tracta de canvis produïts en el calibratge de l’instrument de mesurament al llarg del procés de la investigació.
6) Regressió estadística a la mitjana: es tracta d’una tendència de les dades extremes a apropar-se a la seva mitjana quan es repeteixen els mesuraments. Aquesta amenaça disminueix si tenim diverses observacions pre i post (disseny de sèrie temporal interrompuda).
7) Pèrdua no aleatòria de subjectes: es tracta d’una mortalitat selectiva. Es produeix per l’abandonament no aleatori dels subjectes de la investigació. Aquest abandonament s’associa a un dels nivells de la VI.
Figura 40. La regressió estadística a la mitjana és la tendència de les dades extremes a apropar-se a la seva mitjana quan es repeteixen els mesuraments. Aquesta amenaça a la validesa interna d’un disseny quasi experimental disminueix si tenim diverses observacions pre i post (disseny de sèrie temporal interrompuda: STI).
Figura 40. La regressió estadística a la mitjana és la tendència de les dades extremes a apropar-se a la seva mitjana quan es repeteixen els mesuraments. Aquesta amenaça a la validesa interna d’un disseny quasi experimental disminueix si tenim diverses observacions pre i post (disseny de sèrie temporal interrompuda: STI).
Ara veurem deferents tipologies de dissenys quasi experimentals:

  • preexperiments,

  • dissenys pre-post,

  • dissenys només post,

  • dissenys de sèrie temporal interrompuda.

3.6.1.Preexperiments
Els preexperiments són les estructures bàsiques de comparació que, ampliades com cal, deriven en els quasiexperiments. Es caracteritzen per una absència de mecanismes de control i per moltes amenaces contra la validesa interna.
Podem distingir tres tipus de preexperiments:

  • disseny pre-post amb un sol grup control,

  • disseny només post simple simultani,

  • disseny només post simple de cohorts.

En els dissenys pre-post amb un sol grup control ens podem trobar amb diferents amenaces contra la validesa interna (per exemple, la història, la maduració, l’administració de proves, la instrumentació, etc.). En aquest tipus de disseny, recollim l’estat del subjecte (VD) abans d’aplicar-hi una intervenció i després. L’objectiu és comparar la postintervenció mesurada amb relació a la preintervenció mesurada. D’aquesta manera, la O1 és la línia base o observació preintervenció, la X és l’aplicació de la intervenció i la O2 és l’observació postintervenció. La comparació que establim és O2 – O1.
Com podríem controlar tots els possibles factors externs que en poden amenaçar greument la validesa interna? Una de les mesures que podríem aplicar és la utilització d’un grup control per a comparar els resultats.
En els dissenys només post simples tenim observacions posteriors a la intervenció, però ens manca una línia base (observació preintervenció). La principal amenaça d’aquest tipus de dissenys és la selecció, a causa que en no utilitzar l’aleatorització, no tenim prou garanties per a assegurar-nos que els grups són equivalents. Aquest tipus de disseny es pot implementar d’una manera simultània o bé utilitzant cohorts que formen part de la mateixa institució però que pertanyen a un cicle immediatament anterior. Si s’utilitzen cohorts de cicles anteriors, a més de la selecció, una amenaça que s’ha de tenir present és la història.
Figura 41. Estructures bàsiques de comparació: preexperiments.
Figura 41. Estructures bàsiques de comparació: preexperiments.
3.6.2.Dissenys pre-post
En els dissenys pre-post podem distingir dues tipologies fonamentals:

  • dissenys pre-post amb un grup control no equivalent (grup de quasi-control),

  • dissenys pre-post amb quasi-control en una cohort anterior (dissenys de cicles institucionals).

Els dissenys pre-post amb un grup control no equivalent, o grup de quasi-control, són semblants als dissenys postsimples, però amb un grup de quasi-control. Els dissenys pre-post amb quasi-control en una cohort anterior, o dissenys de cicles institucionals, tenen les mateixes característiques que un disseny només postsimple de cohorts però amb un mesurament tant per al grup control com per al grup que rep el tractament. La principal amenaça és la selecció, en tenir grups no equivalents, i la història en el cas d’ús de cohorts.
Figura 42. Dissenys pre-post.
Figura 42. Dissenys pre-post.
3.6.3.Dissenys només post
Per a poder-los distingir dels preexperiments, els dissenys només post disposen de grups duplicats que s’estudien d’una manera simultània. La principal amenaça és la selecció.
Figura 43. Dissenys només post.
Figura 43. Dissenys només post.
3.6.4.Dissenys de sèrie temporal interrompuda
En la metodologia quasi experimental pot sorgir el dubte de si el canvi observat és a causa del tractament o bé es deu a una tendència prèvia que presenten les dades.
Figura 44. En els dissenys quasi experimentals, si tenim dues mesures (una duta a terme abans de la intervenció i l’altra duta a terme després), pot ser que els canvis observats en les mesures de la VD no es deguin al tractament aplicat, sinó a les tendències que presentin les dades.
Figura 44. En els dissenys quasi experimentals, si tenim dues mesures (una duta a terme abans de la intervenció i l’altra duta a terme després), pot ser que els canvis observats en les mesures de la VD no es deguin al tractament aplicat, sinó a les tendències que presentin les dades.
En un moment determinat del disseny, s’hi aplica la intervenció i es recullen un conjunt de mesuraments postintervenció, i s’espera que s’interrompi la sèrie o tendència prèvia de manera que s’hi observin canvis entre la fase pre i post. D’aquesta manera, s’obté un indicador més estable dels valors mitjana de la VD, el seu possible caràcter cíclic i la tendència al canvi associada al temps. Alhora, el registre de la condició després del tractament ens informa sobre si el canvi produït pel tractament ha estat puntual o és estable, si és per sobre o per sota dels valors mitjana (o de la variabilitat natural del mesurament), si interfereix amb el caràcter cíclic de la condició o si trenca una possible tendència prèvia.
Podem parlar de dos tipus de dissenys:

  • Disseny simple de sèrie temporal interrompuda. La principal amenaça és la història.

  • Disseny de sèrie temporal interrompuda amb grup control no equivalent (grup de quasi-control). Aquest tipus de disseny millora la validesa interna del simple en afegir-hi un grup de quasi-control.

Figura 45. Dissenys de sèrie temporal interrompuda.
Figura 45. Dissenys de sèrie temporal interrompuda.

3.7.Metodologia selectiva i observacional

Dins del paradigma manipulador, ens trobem els dissenys experimentals i quasi experimentals i els dissenys de cas únic. No obstant això, de vegades la variable estudiada no pot ser manipulada (paradigma no manipulador). En aquest cas, tindrem la metodologia selectiva amb dos tipus de dissenys (dissenys ex post facto i dissenys d’enquesta) i la metodologia observacional (característica dels estudis etològics).
Es tracta d’un conjunt de dissenys en els quals no hi ha manipulació de la VI, és a dir, no hi ha una intervenció en el nucli de la recerca:
1) Metodologia selectiva
a) Dissenys d’enquesta:

  • Dissenys transversals.

  • Dissenys longitudinals:

    • disseny longitudinal de poblacions,

    • disseny de panel,

    • disseny de cohorts.

b) Dissenys ex post facto:

  • dissenys de cohorts,

  • dissenys de casos i controls,

  • dissenys transversals analítics.

2) Metodologia observacional
La diferència principal entre la metodologia selectiva i l’observacional és que en la selectiva es produeix una intervenció en el context, la qual cosa proporciona un grau de control intern més gran. El mètode selectiu s’aplica, per tant, quan els elements del nucli de la recerca no són accessibles mitjançant l’observació directa i quan tampoc no són manipulables però sí que són accessibles mitjançant un altre tipus de tècniques.
Figura 46. Paradigma no manipulador: metodologia selectiva i metodologia observacional. La diferència principal entre la metodologia selectiva i l’observacional és que en la selectiva es produeix una intervenció en el context, la qual cosa proporciona un grau de control intern més gran. Ni en el mètode selectiu, ni en el mètode observacional no hi ha una intervenció en el nucli de la recerca.
Figura 46. Paradigma no manipulador: metodologia selectiva i metodologia observacional. La diferència principal entre la metodologia selectiva i l’observacional és que en la selectiva es produeix una intervenció en el context, la qual cosa proporciona un grau de control intern més gran. Ni en el mètode selectiu, ni en el mètode observacional no hi ha una intervenció en el nucli de la recerca.
3.7.1.Mètode selectiu
El mètode selectiu és una estratègia particular del mètode científic que es proposa obtenir informació quantitativa dirigida a la resolució de problemes de naturalesa diferent (descripció, covariació, predicció, causació, etc.). En el mètode selectiu tenim un control indirecte a causa que no hi ha manipulació de la VI. No obstant això, l’investigador intervé en la producció de la resposta d’interès. En el mètode observacional, per la seva banda, no hi ha cap tipus d’intervenció per part de l’investigador.
Figura 47. Característiques principals de la metodologia selectiva.
Figura 47. Característiques principals de la metodologia selectiva.
El mètode selectiu es fonamenta en la selecció dels subjectes en funció de la seva pertinència a un nivell determinat de les variables rellevants (ja sigui del nucli o del context d’una investigació). Tenint present que l’investigador no pot administrar els valors que pren per a cada subjecte la VI, selecciona els subjectes en funció de si pertanyen a un nivell de la VI o a un altre.
Figura adaptada de Portell et al., 2003.
Comparativa dels dissenys d’enquesta i els dissenys ex post facto en la metodologia selectiva
Grup
Aspecte de la validesa que es prioritza
Criteri de classificació
Dissenys
Enquesta
Representativitat
Temporalitat

  • Enquesta transversal

  • Enquesta longitudinal:

    • Longit. de poblacions

    • Panel

    • Cohort
Ex post facto
Control
Var. de selecció

  • Etiològic de cohorts

  • Casos i controls

  • Transversal analític
El mètode selectiu s’aplica quan els elements del nucli d’una hipòtesi no són accessibles mitjançant l’observació directa i quan tampoc no són manipulables però sí que són accessibles per mitjà d’altres tècniques.
Dissenys d’enquesta
En aquest tipus de dissenys s’introdueixen elements d’interrogació general sobre un gran conjunt d’aspectes i factors (passats, presents o futurs), amb l’objectiu de descriure una població amb tanta representativitat com es pugui (amb un alt grau de validesa externa).
L’objectiu, per tant, no es basa a contrastar hipòtesis causals, sinó que se centra en l’estudi de relacions simètriques (bidireccionals) entre les variables.
Figura 48. Característiques generals dels dissenys d’enquesta.
Figura 48. Característiques generals dels dissenys d’enquesta.
El problema de la selecció de la mostra no és específic de l’enquesta, ja que en totes les metodologies que hem descrit fins al moment es treballa amb mostres. A més, el problema d’establir una tècnica de recollida de dades no és específic de l’enquesta, ja que l’obtenció de dades és el que ens permetrà avaluar les hipòtesis inicials. Resulta molt important tenir present la tècnica utilitzada per a recollir aquestes dades.
Els factors que poden incidir en la representativitat de la mostra s’aglutinen en dos grans blocs:
1) Factors relacionats amb la mida de la mostra (normalitat, variabilitat, simetria, etc.).
2) Procediment utilitzat per a seleccionar la mostra d’una població:

  • probabilística,

  • no probabilística.

Metodologia d’enquesta i procediment de mostreig
Amb relació als factors relacionats amb la metodologia d’enquesta i amb el procediment de mostreig, cal aclarir i definir alguns aspectes importants. D’una banda, la població és el conjunt de tots els elements sobre els quals volem obtenir informació. Les unitats d’anàlisi es refereixen a la unitat bàsica de la qual es busca informació i que proporciona les dades per a l’anàlisi. Aquestes poden ser tant elements aïllats com agrupacions d’elements. D’una altra banda, el marc mostral es troba relacionat amb la llista exhaustiva que permet identificar i localitzar les unitats d’anàlisi. El marc mostral és format per elements simples o agregacions d’elements de la població. La unitat de mostreig, per la seva part, pot ser un individu o un grup ja format. L’elecció de la unitat de mostreig no cal que estigui vinculada a la unitat d’anàlisi. El fet que, per exemple, la unitat de mostreig sigui un grup no implica que la unitat d’anàlisi hagi de ser un grup. La mostra l’obtenim a partir del marc mostral dels elements objecte d’estudi (ja sigui a l’atzar o no), els quals són les unitats d’anàlisi.
El mètode probabilístic és aquell en el qual cada element de la població té una probabilitat coneguda i no nul·la de ser seleccionat. En el no probabilístic es desconeixen o no es tenen en compte les probabilitats de selecció de cadascun dels membres de la població.
El mostreig probabilístic és el tipus de mostreig que ens proporciona més mecanismes per a obtenir una bona representativitat (validesa externa). Pel fet d’estar basat en la teoria de la probabilitat, és l’únic que ens permet formar-nos una idea sobre el grau de representativitat d’una mostra concreta.
Tècniques de mostreig en psicobiologia
(A) El mostreig no probabilístic es troba associat a una manca de representativitat. No obstant això, el que succeeix habitualment és que l’estratègia utilitzada sobre la qual es construeix la mostra no n’aporta la informació sobre el grau de representativitat. Dins d’aquest tipus de mostreig, tenim les mostres accidentals en què se selecciona la mostra de subjectes segons la disponibilitat. D’altra banda, les mostres a propòsit es basen en els criteris d’un expert o en elements que han de complir una sèrie de requisits o condicions. Finalment, les mostres de poblacions difícils de localitzar constitueixen el tercer tipus de mostreig no probabilístic.
El mostreig probabilístic, per la seva banda, es pot implementar de diferents maneres. El mostreig aleatori simple es basa en la selecció d’elements simples, de tal manera que cadascun d’aquests elements de la població tenen la mateixa probabilitat de formar part de la mostra. És una tècnica elemental, però la seva execució no sempre resulta senzilla, especialment quan la població és molt gran. D’altra banda, quan tenim coneixement de l’existència de certes variables que són especialment rellevants respecte de la finalitat d’estudi de la recerca, cal que tinguem una certa representació d’aquestes variables en cadascun dels nivells de les VI; per a això, s’acostuma a optimitzar la seva representació mitjançant el mostreig aleatori estratificat. Aquest tipus de mostreig s’efectua segmentant la població en grans grups homogenis (denominats estrats) i dins de cada estrat es duu a terme un mostreig aleatori estratificat. Cada estrat es correspon amb un nivell de la variable rellevant. L’homogeneïtat intraestrat és característica del mostreig aleatori estratificat. Com més homogenis siguin els elements dels estrats, menys subjectes faran falta per a obtenir estimacions (de paràmetres poblacionals) precises (amb poca variabilitat). El mostreig aleatori estratificat té tres tipus d’afixació: simple, proporcional i òptima. Finalment, en el mostreig per conglomerats no es mostregen unitats aïllades sinó agrupacions d’unitats, habitualment grups ja formats d’individus. La unitat de mostreig ja no és l’element simple, sinó l’agrupació o el conglomerat d’elements. És necessari que els conglomerats siguin heterogenis, de manera que el fenomen que s’ha d’estudiar presenti tanta variabilitat dins el conglomerat com dins el conjunt de la població (altrament la mostra inclouria informació redundant).
(B) Comparació del mostreig probabilístic per estrats i per conglomerats (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Hi ha dos tipus de dissenys d’enquesta:

  • Transversal: estudi d’una mostra en un moment en el temps.

  • Longitudinal: estudi del canvi o de l’evolució.

En els dissenys transversals obtenim informació d’un únic moment; en els dissenys longitudinals es recullen almenys dos mesuraments temporalment distants amb l’objectiu d’estudiar el possible canvi d’una variable en la població.
Dins dels dissenys longitudinals, podem distingir alguns subtipus. Per exemple, el disseny longitudinal de poblacions permet analitzar com evoluciona una variable en la població (com si es duguessin a terme diversos dissenys transversals successius utilitzant mostres de subjectes diferents). El disseny de panel, a part de permetre estudiar com evoluciona una variable en la població, també permet estudiar canvis individuals. El disseny de cohorts és un tipus de disseny implementat a manera de diferents dissenys de panel en què cadascun dels dissenys fos format per una cohort (conjunt de subjectes que comparteixen alguna característica comuna freqüentment relacionada amb el temps).
Figura 49. Diferents tipus de dissenys d’enquesta (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 49. Diferents tipus de dissenys d’enquesta (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Els dissenys d’enquesta tenen com a objectiu descriure una població amb tanta representativitat com es pugui. Se centren en l’estudi de relacions simètriques.
Dissenys ex post facto
De vegades, els nivells de la VI no són condicions manipulades (investigador), es tracta de característiques que els subjectes presentaven abans de començar l’experiment. En aquests casos, s’incompleixen les dues característiques de la metodologia experimental: l’ús de l’aleatorització i la manipulació de la VI.
Figura 50. Criteris de demarcació amb relació al paradigma manipulador: comparació dels dissenys experimentals i els dissenys ex post facto (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 50. Criteris de demarcació amb relació al paradigma manipulador: comparació dels dissenys experimentals i els dissenys ex post facto (figura adaptada de Portell et al., 2003).
L’estudi s’inicia després que hagi succeït alguna cosa:

  • Que es trobin presents els diferents nivells o valors de la VI (causa suposada), però que encara no s’hagi produït el desenllaç (VD).

  • Que hagin succeït tant els diferents nivells de la VI com el desenllaç (VD).

Els dissenys ex post facto es poden classificar en:

  • disseny etiològic de cohorts,

  • disseny de casos i controls,

  • disseny transversal analític.

Figura 51. Principals dissenys ex post facto.
Figura 51. Principals dissenys ex post facto.
1) El disseny etiològic de cohorts és el disseny ex post facto que presenta més validesa interna, ja que permet avaluar la condició de temporalitat (en punts anteriors, es va explicar que els tres criteris de causalitat són: associació, temporalitat i absència d’espurietat). Com a requisit essencial parteix de la premissa que cap dels subjectes de la mostra seleccionada no presenti el desenllaç que s’està estudiant. S’ha de mesurar la VI i agrupar els subjectes en funció de les categories o nivells de la VI. En el cas més senzill, el disseny tindrà dues categories (VIe i VIne) amb relació a l’exposició al factor (exposició –e–, no-exposició –ne–). Una vegada definida la selecció, s’efectua un seguiment de les cohorts (l’exposada i la no exposada) i es mesura la VD (desenllaç). En el cas més senzill, implica classificar els subjectes en funció de la presència o no-presència del desenllaç objecte d’estudi (VDc i VDnc).
Figura 52. Esquema dels dissenys etiològics de cohorts (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 52. Esquema dels dissenys etiològics de cohorts (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Es tracta d’un tipus de disseny poc adequat per a estudiar desenllaços amb una prevalença molt baixa.
Estudi dels efectes del plom sobre el sistema nerviós
L’estudi comença seleccionant els subjectes en funció de si estan o no estan exposats al plom, per a avaluar, posteriorment, els efectes d’aquest metall sobre el teixit nerviós.
Figura 53. Estudi dels efectes del plom sobre el sistema nerviós (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 53. Estudi dels efectes del plom sobre el sistema nerviós (figura adaptada de Portell et al., 2003).
2) El disseny de casos i controls és el disseny ex post facto adequat per a analitzar desenllaços amb una prevalença baixa. En aquest tipus de disseny, els subjectes se seleccionen en funció de la presència/absència del nivell objecte d’estudi (desenllaç) de la VD. A partir d’aquí, es duu a terme un rastreig retrospectiu per a recollir els valors que presentaven les potencials variables explicatives de l’objecte d’estudi (VI).
Figura 54. Esquema dels dissenys de casos i controls (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 54. Esquema dels dissenys de casos i controls (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Per dur a terme aquest tipus d’estudis:
a) Se selecciona una mostra d’individus (casos) que presenten la categoria o nivell “crític” de la VD (nivell de la VD que es vol explicar –VDc–).
b) Se selecciona una mostra d’individus (controls) que no presenten la categoria o nivell “crític” de la VD (VDnc).
c) Es mesura d’una manera retrospectiva les VI. En general, el mesurament d’aquestes variables comporta buscar informació relativa al passat dels subjectes.
Estudi de la síndrome de Lesch-Nyhan
La síndrome de Lesch-Nyhan té una prevalença d’un nen de cada 20.000 nens. Cursa amb una conducta compulsiva d’automutilació consistent a mossegar-se els dits i els llavis fins que s’ocasionin lesions greus. També es pot observar en els pacients un retard d’aprenentatge important. L’estudi comença seleccionant els subjectes amb relació a la presència de la síndrome i retrospectivament se n’analitzen les causes, que en aquest cas resulta un dèficit de l’enzim hipoxantina-fosforibosiltransferasa que provoca un augment de purines i àcid úric en sang.
Figura 55. Estudi de la síndrome de Lesch-Nyhan (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 55. Estudi de la síndrome de Lesch-Nyhan (figura adaptada de Portell et al., 2003).
3) El disseny transversal analític és el disseny ex post facto adequat per a avaluar d’una manera simultània la VI i la VD. A causa d’això, per a poder avaluar relacions causals amb aquest tipus de disseny cal tenir les garanties suficients que la VI ha succeït abans en el temps que la VD (criteri de temporalitat).
Figura 56. Esquema dels dissenys transversals analítics (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Figura 56. Esquema dels dissenys transversals analítics (figura adaptada de Portell et al., 2003).
Exemple d’un disseny transversal analític
Imagineu-vos que un grup d’investigadors suggereix (per evidències experimentals preliminars) que l’activitat theta i gamma del sistema septohipocampal constitueix un tret fisiològic subjacent a la potenciació de l’aprenentatge i la memòria. Per a testar la seva hipòtesi, que una activitat alta theta i gamma augmenta el record d’una tasca de memòria declarativa, aquest grup d’investigadors avaluen una mostra de voluntaris registrant la seva activitat cerebral alhora que efectuen la tasca de memòria. El disseny emprat en aquesta recerca és un disseny transversal analític, ja que s’estan analitzant simultàniament la VI i la VD.
Figura 57. Exemple d’un disseny transversal analític.
Figura 57. Exemple d’un disseny transversal analític.
L’objectiu dels dissenys ex post facto és estudiar relacions causals; no obstant això, no hi ha una manipulació de les VI.
3.7.2.Mètode observacional
Aquest tipus de metodologia s’analitzarà amb més deteniment en l’assignatura Etologia del grau de psicologia. No obstant això, hem de tenir present que cal delimitar alguns principis bàsics de l’observació que seran útils per a entendre algunes investigacions en psicobiologia.
Primerament, aquest tipus de metodologia se centra en observacions que compleixin els requisits següents:

  • Que siguin sistemàtiques.

  • Que es puguin replicar.

Una observació és sistemàtica en tant que s’expliciten els elements del procés observacional. És replicable, quan pot ser reproduïda, i facilita d’aquesta manera la contrastació independent dels factors que la componen.
Inicialment, podem distingir dos tipus d’observació amb relació al grau d’estructuració de la situació que s’observa:

  • observació natural,

  • observació estructurada.

En tant que una observació es duu a terme sense manipular ni aportar elements que contribueixin a la seva gènesi o als canvis en la situació en què es contextualitza, es denomina observació natural. En aquest tipus d’estudis podem accedir a les situacions tal com es presenten en la realitat. No obstant això, de vegades pot interessar elicitar algun tipus de resposta o situació per a poder-nos-hi apropar amb la finalitat d’estudi (perdent, per tant, cert grau de validesa externa). D’aquesta manera, és possible utilitzar algunes tècniques que garanteixen un context natural però que augmenten, alhora, la probabilitat que un determinat fenomen ocorri (gènesi d’un context estructurat d’observació). Aquest tipus d’observació es denomina observació estructurada. Alguns autors en distingeixen un tercer tipus, que seria l’estudi de camp.
Després, un altre aspecte important que cal destacar és si l’observador és una unitat que no forma part de l’objecte d’estudi o bé si en forma part. En funció d’aquest criteri (grau d’implicació de l’observador en l’objecte d’estudi/fenomen observat) podem distingir entre dos tipus d’observació:

  • observació externa,

  • observació participant.

Figura 58. Diferents modalitats d’observació segons León i Montero (León i Montero, 2003).
Figura 58. Diferents modalitats d’observació segons León i Montero (León i Montero, 2003).
Diferents maneres de mesurament en l’observació
Ocurrència
Mesurament per a analitzar l’aparició de la categoria que s’observa.
Freqüència
Analitza les vegades que apareix la categoria objecte d’observació.
Latència
Mesurament que ens informa del temps que triga a aparèixer el fenomen que s’observa a partir d’un moment de referència determinat.
Durada
Mesurament per a analitzar el temps en què el fenomen que s’observa es troba present d’una manera contínua.
Intensitat
Analitza el grau en el qual el fenomen que s’observa es troba present. Per a això, cal tenir escales de mesura d’aquesta intensitat.
El mètode observacional forma part de la metodologia selectiva, en tant que no hi ha manipulació de la VI.

4.Orígens històrics de la psicobiologia

Tal com hem vist al principi del mòdul, la psicobiologia s’emmarca dins de la neurociència.
Cal tenir present que el terme neurociència, breument definida per Mora i Sanguinetti com “aquella parcela disciplinar que estudia el desarrollo, estructura, función, farmacología y patología del sistema nervioso en su relación con los procesos sensoriomotores, cognitivos y conductuales” (Mora i Sanguinetti, 1994), va ser utilitzat d’una manera més assídua a la llengua anglesa a partir del final de la dècada de 1960 i començament de la de 1970. Per això, d’acord amb l’opinió d’E. G. Jones (2000), podem dir que la neurociència com a tal és un fenomen que s’inscriu fonamentalment al segle XX, malgrat les seves profundes arrels dins del camp del coneixement biomèdic (Nutton, 2002).
Íntimament lligat al camp de la neurociència i la psicobiologia, s’inscriu la neuropsicologia i la neurociència cognitiva. La neuropsicologia representa un híbrid de disciplines que canvia ràpidament davant de nous coneixements científics i amb l’ús de tecnologies modernes, en què el cervell, la ment i la cognició representen una tríada fonamental en els seus mateixos fonaments. Durant l’última part d’aquest mil·lenni, l’estudi del cervell es va traslladar des d’una posició perifèrica dins de les ciències biològiques i psicològiques fins a convertir-se en aquest camp interdisciplinari que ara ocupa una posició central en cadascuna d’aquestes disciplines (Schacter, 2001).
Aquest gir va tenir lloc principalment a causa que l’estudi del cervell es va incorporar en un marc general de coneixement que disposava, d’una banda, dels avenços de la biologia cel·lular i molecular i, de l’altra, de l’aparició de la psicologia com a disciplina científica. Dins d’aquesta nova línia, l’abast de la neurociència cognitiva i la psicobiologia va ser capaç d’incloure des de l’estudi dels gens i de les molècules fins a la cognició i la mateixa ment de l’individu. A partir d’aquest plantejament, resulta oportú establir una reflexió, en primer lloc, sobre les diferents influències que han permès la maduració de la psicobiologia com a disciplina sobre la base de les relacions conceptuals i metodològiques que diferents ciències, com la biologia, la psicologia, la medicina, i fins i tot les ciències de la computació, van establir en paral·lel en diversos moments de la nostra història més recent. En segon lloc, pot resultar de gran utilitat analitzar com aquest marc multidisciplinari ha permès que disciplines amb diferents tradicions, metodologies i diferents objectes d’estudi hagin pogut anar incorporant l’estudi científic del sistema nerviós com una cosa fonamental i vertebral en el seu marc teòric.
Segons Jones, la psicobiologia emmarcada dins de la neurociència expressa un concepte nou, denominat ciència del cervell, de la ment i de la conducta, i una disciplina no restringida per les actituds predominants, dogmes i tècniques subjacents a les disciplines tradicionals (Jones, 2000). Diversos treballs que van tenir lloc al final del segle xviii i al començament del xix van proporcionar una base prou sòlida perquè la psicobiologia s’hi pogués basar (Swanson, 2000).

4.1.Els inicis: de les trepanacions al Renaixement

Actualment, disposem de diferents registres arqueològics molt antics que posen de manifest l’existència de perforacions als ossos del crani d’altres persones. Aquest tipus d’intervencions rep el nom de trepanació.
Hi ha evidències de trepanacions de 10.000 anys d’antiguitat. Sembla ser que el procediment es duia a terme amb la intenció de tractar el subjecte d’algun mal que l’assetjava (ja fos “físic” o fins i tot “espiritual”). L’anàlisi dels cranis examinats demostra el creixement de teixit nou al voltant de la intervenció quirúrgica, el qual suggereix que els pacients aconseguien sobreviure a aquestes trepanacions. Fins i tot hi ha casos de cranis que demostren haver sofert diverses d’aquestes intervencions.
L’objectiu de les trepanacions no queda clar avui en dia. Hi ha hipòtesis que suggereixen que aquest tipus d’intervencions eren dutes a terme per a alleugerir el pacient del seu sofriment (pacients amb maldecaps, pacients que patien bogeria o aquells que havien estat víctimes d’encantaments o d’energies perverses, etc.).
El 1862, Edwin Smith va poder aconseguir un papir a la ciutat egípcia de Luxor. Aquest papir es coneix com el papir quirúrgic d’Edwin Smith i sembla tractar-se del document mèdic més antic de què tenim notícia. Malgrat estar datat al començament del segle xvii aC (dinastia XVII), hi ha evidències que suggereixen que es va fonamentar en documents de períodes més antics (3000 aC).
Esquerra, James Henry Breasted (1865-1935). Dreta, Papir quirúrgic d’Edwin Smith.
Esquerra, James Henry Breasted (1865-1935). Dreta, Papir quirúrgic d’Edwin Smith.

Si examináis a un hombre con una herida abierta en la cabeza que le llega hasta el hueso y que le atraviesa el cráneo, deberéis palpar la herida. Si encontráis algo preocupante en contacto con vuestros dedos, [y] el hombre se estremece en gran mesura [...]. Deberéis decir respecto a él: [...] «Una dolencia contra la que voy a lidiar».

Anónimo, Papiro quirúrgico de Edwin Smith, circa 1550 a. C.

Treballs inicials van suggerir que l’autor del document va ser un sacerdot egipci de la tercera dinastia del vell regne egipci: Imhotep. No obstant això, hi ha indicis que fan pensar que el papir va ser elaborat, com a mínim, per tres escriptors diferents.
L’arqueòleg i historiador americà James Breasted va trobar que aquest document era un text antic que recollia descripcions de 48 casos de pacients amb lesions traumàtiques (Breasted, 1922). En el papir es feia referència a l’exploració dels pacients, a les observacions efectuades de l’anatomia, el diagnòstic establert, les pautes d’intervenció i fins i tot el possible pronòstic i evolució per a cada cas. El document proporciona descripcions interessants de 27 casos de pacients amb trauma cranial. Dels casos presentats, només 14 semblen no mostrar alteracions i danys cerebrals, la resta (13 pacients) presenten dany cerebral i alteracions neurològiques. En el detall dels casos, s’expliquen alguns procediments per a dur a terme sutures cranials, es fan descripcions detallades de les membranes que cobreixen el cervell (”sac que cobreix el cervell”, les meninges) i d’un líquid que circula per sota d’aquestes (el líquid cefaloraquidi). Es descriuen les circumvolucions de l’escorça i són comparades amb els residus ondulats que deixa el mineral de coure en fondre’s. En aquest document es posa de manifest que les lesions al cervell podien tenir conseqüències en parts del cos bastant distants, i produir problemes de coordinació, paràlisi dels membres del costat oposat del cos, pèrdues sensorials, etc. En un dels casos, el pacient sembla haver sofert les conseqüències d’un “contracop”, és a dir, un cop en un costat del cap que produeix una compressió del cervell sobre el costat oposat del crani.
A més a més, en la medicina egípcia, ens trobem que diferents escoles gregues i romanes aludien al possible funcionament del sistema nerviós.
Hipòcrates va desenvolupar les seves tasques com a metge i com a docent de medicina. Aquest autor no solament va relacionar el cervell amb la gènesi del moviment o amb el registre de les sensacions, sinó que també el va vincular a la cognició i a l’intel·lecte.
En contra dels supòsits d’Hipòcrates, el grec Aristòtil va intentar vincular la intel·ligència amb el cor i no amb el cervell. Aquest filòsof, a més de gestar la lògica, va ser un propulsor de l’estudi de la biologia i de l’anatomia. Aristòtil pensava que la funció del cervell era la de proporcionar refrigeració a la sang i d’aquesta manera evitar-ne el sobreescalfament perquè el funcionament del cor fos l’adequat i es pogués denotar el temperament racional característic de l’ésser humà.
Esquerra, Hipòcrates (460 aC-355 aC) va néixer a l’illa de Cos i és reconegut com el pare de la medicina occidental. Dreta, Aristòtil (384-322 aC), amb el seu mestre Plató (427-347 aC) a l’esquerra.
Esquerra, Hipòcrates (460 aC-355 aC) va néixer a l’illa de Cos i és reconegut com el pare de la medicina occidental. Dreta, Aristòtil (384-322 aC), amb el seu mestre Plató (427-347 aC) a l’esquerra.
Galè (130-200 aC) va ser un metge que va néixer a Pèrgam (en l’actualitat Bergama, a Turquia). En néixer al si d’una família amb recursos es va poder formar àmpliament en diferents disciplines. Es va centrar, no obstant això, en la medicina, de manera que va poder estudiar l’obra d’Hipòcrates (cosa que va determinar l’orientació que va mantenir durant tota la seva trajectòria). Va acabar els seus estudis a Alexandria, on es va poder afavorir dels estudis d’anatomia i fisiologia i on va poder accedir a documents d’Erasístrat i Heròfil. Va tornar Pèrgam, on va treballar com a metge dels gladiadors. Aquest tipus de treball li va permetre analitzar les conseqüències dels traumes sobre el sistema nerviós. El 162 es va traslladar a Roma, on va treballar com a metge i es va dedicar a l’estudi de l’anatomia. Galè va dur a terme nombrosos estudis de dissecció amb diferents espècies animals (ovelles, porcs, mones, etc.), a causa que la dissecció humana era prohibida per la legislació romana. Mitjançant aquests estudis de dissecció va mostrar dues estructures clarament diferenciades al cervell: el cervell i el cerebel. En adonar-se que la consistència del teixit entre aquestes dues parts també era diferent (el cervell d’estructura més laxa i el cerebel de textura més ferma i dura), va suggerir que el cerebel era l’encarregat d’enviar les ordres als músculs i que el cervell era el que havia de registrar les sensacions.
Encara que va escriure més de 400 obres (de les quals només s’han pogut conservar uns 140 documents), una de les principals és el Methodo medendi, que va influir notablement sobre la medicina occidental durant més de 14 segles.
Avui sabem que els ventricles cerebrals són espais que tenim en l’interior del cervell plens de líquid cefaloraquidi. Galè va suggerir que el cervell funcionava d’acord a un equilibri en quatre fluids vitals: els humors. Segons Galè, les sensacions eren registrades i els moviments s’iniciaven gràcies al moviment dels humors cap als ventricles cerebrals o d’aquests a través dels nervis. Galè creia que els ventricles ajudaven el cervell a registrar les sensacions i a controlar el moviment del tronc i de les extremitats. Posteriorment, René Descartes, a partir de les teories mecàniques dels fluids, es va emmarcar en el corrent de pensament que sostenia que el fluid expulsat dels ventricles circulava pels nervis per a causar el moviment dels membres mitjançant l’inflament de la musculatura.
Les obres del metge i filòsof persa Avicenna (Abū Alī al-Husayn ibn Abd Allāh ibn Sīnā) i del metge jueu Maimònides (Mosě ben Maimon o Mūsa ibn Maymūn) també van aportar descripcions importants sobre l’anatomia, el funcionament i les patologies associades al sistema nerviós. Per exemple, Avicenna detalla en la seva obra dos tipus de paràlisis facials: la perifèrica i la central. També la seva obra tracta d’alguns aspectes considerats avui objecte d’estudi de la psicologia i descriu algunes alteracions psiquiàtriques. Per a Maimònides, per exemple, l’asma implicava tant el cervell com els pulmons, ja que d’aquesta manera es podien explicar tant els maldecaps com els mateixos atacs asmàtics.
Esquerra, cànon d’Avicenna. Dreta, Maimònides (1135-1204).
Esquerra, cànon d’Avicenna. Dreta, Maimònides (1135-1204).
Andreas Vesal (1514-1564) va continuar bàsicament amb els estudis anatòmics iniciats ja amb Galè, i va proporcionar detalls extraordinaris de l’estructura i organització macroscòpica del teixit nerviós. A Basilea (1543), va publicar De humani corporis fabrica (Sobre l’estructura del cos humà), una obra d’anatomia de set volums, ricament il·lustrada per Jan Stephen van Calcar (alumne de Ticià). Vesalius advoca per la importància crítica de la dissecció humana per a l’estudi correcte del cos.
Nicolaus Steno (1638-1686) va ser un dels científics que va intentar analitzar l’organització funcional del cervell. Aquest autor estava interessat a poder arribar a comprendre com el cervell és capaç de “governar” els moviments, els sentits i fins i tot el mateix pensament de l’home.

No hay más que observar la disección de la masa grande, el cerebro, para tener amplios motivos para lamentar nuestra ignorancia [...]. Admiramos [...] las fibras de todos los músculos y aún deberíamos admirar más su disposición en el cerebro, donde un número infinito de ellas, confinadas en un espacio muy reducido, llevan a cabo su función específica sin confusión ni desorden alguno.

Nicolaus Steno (Niels Stensen), 1668.

4.2.L’electricitat i l’estudi del sistema nerviós

Entre el 1772 i el 1775, John Walsh va demostrar que l’electricitat semblava estar implicada en la fisiologia animal (Piccolino i Bresadola, 2002). No obstant això, aquest autor no va poder explicar com l’electricitat es podia emmagatzemar en els teixits.
René Descartes (1560-1650)
Aquest filòsof francès va argumentar que el cervell i el sistema nerviós tenien un funcionament semblant al d’una bomba. Va ser el primer autor a generar una teoria sòlida sobre la producció dels reflexos. Descartes parlava d’un fluid que circulava pels conductes nerviosos i que arribava fins al cervell. Posteriorment, els científics del final del segle xviii i començament del xix van polir aquesta teoria i es van decantar pels corrents elèctrics en comptes dels fluids. Dreta, segons Descartes, diferents òrgans receptors envien informació al cervell (on és possible accedir-hi a través de l’ànima). A partir d’aquí, es genera una reacció eferent en actuar en l’àmbit de la glàndula pineal que controla a tall de vàlvula la circulació del fluid pels conductes nerviosos.
El 1791, els treballs de Luigi Galvani van proporcionar evidències experimentals fermes de la implicació de l’electricitat en la funció neuromuscular. D’acord amb aquest autor, hi ha un desequilibri entre l’interior i l’exterior de les fibres musculars, i és una fibra nerviosa la que hi penetra, cosa que permet el flux elèctric entre els dos compartiments. Al final de segle, els treballs de Galvani i el biòleg alemany Emil du Bois Reymond havien posat de manifest que l’estimulació d’un nervi permetria induir el moviment dels músculs. Per tant, es va arribar a la conclusió que el cervell podia generar electricitat (Piccolino, 2000; Piccolino i Bresadola, 2002).
Una de les preguntes que es van plantejar en el moment va ser si els senyals que arriben fins als músculs i que causen el moviment utilitzen les mateixes vies que els que registren les sensacions. Al començament del segle XIX, el físic escocès Charles Bell i el fisiòleg francès François Magendie van intentar donar resposta a aquesta qüestió (Finger, 1994). Bell va examinar la possibilitat que les dues arrels espinals transmetessin la informació en direccions diferents, i va demostrar que la secció de l’arrel ventral provocava paràlisi muscular. Per la seva banda, Magendie va poder demostrar que les arrels dorsals transmetien la informació sensorial fins a la medul·la espinal.
Esquerra, Charles Bell (1774-1842). Dreta, François Magendie (1783-1855).
Esquerra, Charles Bell (1774-1842). Dreta, François Magendie (1783-1855).
La llei de la conducció nerviosa

Uns exemples il·lustratius amb relació a la llei de la conducció nerviosa:

“S’ha reconegut que les arrels anteriors dels nervis espinals atorguen el poder de la moció muscular i les arrels posteriors, la sensibilitat. Quan en l’experiment es tallen les arrels anteriors dels nervis d’una pota, l’animal en perd tot el poder, tot i que el membre encara continua sensible. Però si, d’altra banda, es tallen les arrels posteriors, el poder de moció continua, encara que la sensibilitat queda destruïda.”

Ch. Bell (1825). An exposition of the natural system of the nerves of the human body with a republication of the papers delivered to the Royal Society, on the subject of nerves (p. 21).

“Utilitzant un escalpel molt afilat vaig poder [...] deixar en descobert la meitat posterior de la medul·la espinal [...] vaig veure que (el gos) es movia encara que la seva sensibilitat havia estat completament anul·lada [...]. Vaig començar a considerar que era probable que les arrels posteriors dels nervis espinals tinguessin funcions diferents que les anteriors i estiguessin particularment relacionades amb la sensibilitat. Se’m va ocórrer, sens dubte, que el pas següent era tallar les arrels anteriors deixant intactes les posteriors [...] el membre estava completament immòbil i flàccid, encara que no hi podia haver dubte que la seva sensibilitat quedava sense afectar.”

F. Magendie (1822). Expériencies sur les fonctions des racines des nerfs rachidiens. Journal de Physiologie Expérimentale et Pathologique, 2, 276-279.

La llei de la conducció nerviosa, que germina de l’obra de Charles Bell i François Magendie, va facilitar l’estudi dels arcs reflexos, postulats i analitzats posteriorment gràcies als treballs de Marshall Hall, cosa que va originar una senda teòrica fructífera que obtindria el seu zenit a partir de l’aparició de la reflexologia russa.
Al final de segle, els fisiòlegs alemanys Gustav Theodor Fritsch i Eduard Hitzig van estimular parts concretes del cervell d’un gos, i van observar que aquesta estimulació provocava la contracció de músculs específics en la part oposada del cos de l’animal. D’altra banda, una altra de les aportacions destacades d’aquest segle va ser l’estudi de la localització de diferents funcions en parts anatòmicament diferenciades del cervell.
Un altre autor important en la gènesi de la psicobiologia, no solament pel que fa al paper de l’electricitat en el sistema nerviós, sinó també pels seus treballs en la fisiologia dels sistemes sensorials, va ser Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz.
Aquest autor va iniciar el 1841 la seva dissertació doctoral com a deixeble de Johannes Müller. Aquest últim va formular la teoria de l’energia específica amb relació als sistemes sensorials, i va suggerir que cada sensació es trobava marcada i configurada per l’activitat específica de les cèl·lules sensorials que recollien i enviaven aquesta informació, independentment de l’energia estimular que les activés (llum, pressió de la pell, etc.).
Esquerra, el metge i físic alemany Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894). Dreta, Johannes Peter Müller (1801-1858).
Esquerra, el metge i físic alemany Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894). Dreta, Johannes Peter Müller (1801-1858).

“Johannes Müller es considerado como el padre de la fisiologia experimental alemana. Catedrático de Fisiología en la Universidad de Berlín, de su modelo experimental partirá una escuela que dejará huella en distintos enfoques de la psicología. Sus discípulos, contrarios a su vitalismo, entendieron que los procesos fisiológicos podían ser explicados por fuerzas físico-químicas, dando así al organismo una explicación materialista. Sus componentes más importantes fueron: Herman von Helmholtz, que estableció la velocidad del impulso nervioso, Emil du Bois Reymond, que descubrió la naturaleza electro-química del impulso nervioso, Carl Ludwing, especialista en la circulación de la sangre y en las glándulas de secreción interna y Ernest Brücke, maestro de Freud en la Universidad de Viena. La visión de estos autores, que entendieron el organismo como una máquina especializada en transformar energía, influenció tanto a la teoría psicoanalítica como a la reflexología rusa.”

D. Saiz (2000). Los umbrales de la psicología científica (p. 20). Barcelona: UOC.

Hermann von Helmholtz va analitzar amb summa cura l’organització i la disposició del sistema nerviós en els invertebrats. Un dels seus descobriments es va centrar en els terminals d’un tipus de cèl·lules que havia identificat el naturalista alemany Christian Gottfried von Ehrenberg.
Hermann von Helmholtz va portar a terme al seu laboratori de Potsdam investigacions amb relació a la generació de calor per la contracció muscular. Aquest fisiòleg va arribar a poder demostrar que la calor era generada pels músculs i no pels nervis (tal com havien suggerit altres autors). Amb relació als aspectes fisiològics dels sistemes sensorials analitzats per Von Helmholtz, es pot destacar que van marcar una important influència en el seu deixeble Wilhelm Wundt (un dels pares de la psicologia experimental).

“Fueron los tiempos los que plantearon los problemas, pero fue el genio de Helmholtz el que desarrolló teorías para solucionarlos. A diferencia de Wundt, Helmholtz no buscaba el establecimiento formal de la psicología como ciencia independiente; sin embargo, el peso de sus trabajos y el efecto producido por su prestigio tuvieron mucho que ver con el establecimiento de la psicología como ciencia.”

E. G. Boring (1950). Historia de la psicología experimental (p. 318). Mèxic: Trillas, 1978.

Hermann von Helmholtz va estudiar la velocitat de conducció de l’impuls elèctric a les cèl·lules nervioses. Aquest autor la va poder arribar a quantificar.
Aparell dissenyat per Hermann von Helmholtz per a mesurar la velocitat de la conducció nerviosa
Aparell dissenyat per Hermann von Helmholtz per a mesurar la velocitat de la conducció nerviosa

4.3.L’estudi de les parts: localitzacionisme

El 1823, el fisiòleg francès Jean-Pierre-Marie Flourens va posar de manifest que el cerebel tenia un paper molt important en la coordinació motriu, en suggerir que, en última instància, les funcions cognitives són propietats globals que provenen de l’activitat integrada de tot el cervell i no de regions específiques anatòmicament diferenciades.
Esquerra, Jean-Pierre-Marie Flourens (1794-1867). Dreta, estudis de fisiologia del francès Jean-Pierre-Marie Flourens.
Esquerra, Jean-Pierre-Marie Flourens (1794-1867). Dreta, estudis de fisiologia del francès Jean-Pierre-Marie Flourens.
No obstant això, l’austríac Franz Joseph Gall es va decantar per la idea que el cervell era compost per parts especialitzades. La percepció, l’emoció i el llenguatge es podien localitzar en diferents sistemes neurals.
Figura 59. Mapa de localitzacions cerebrals proposat per Spurzheim (Font: Edelmira Domènech. “La frenología”. Seminari Peu Mata. Universitat de Barcelona, pp. 176-177).
Figura 59. Mapa de localitzacions cerebrals proposat per Spurzheim (Font: Edelmira Domènech. “La frenología”. Seminari Peu Mata. Universitat de Barcelona, pp. 176-177).
A mitjan segle, el cirurgià francès Pierre Paul Broca va argumentar que el llenguatge, una de les funcions que ens distingeixen d’altres espècies, no és una propietat procedent del funcionament global del cervell, sinó que es pot circumscriure a regions cerebrals específiques.
Broca va presentar un pacient que podia entendre el llenguatge però no podia parlar. A la mort del pacient (1861) en va examinar el cervell i va observar que només una petita porció de teixit semblava danyada; aquesta lesió es localitzava únicament al lòbul frontal de l’hemisferi esquerre.
Paul Pierre Broca (1824-1880). A la dreta: vista lateral d’un cervell humà, on es pot localitzar l’àrea de Broca.
Paul Pierre Broca (1824-1880). A la dreta: vista lateral d’un cervell humà, on es pot localitzar l’àrea de Broca.
El neuròleg i psiquiatre alemany Karl Wernicke, per la seva part, va identificar una altra àrea (denominada posteriorment l’àrea de Wernicke) localitzada a la regió posterior de la circumvolució temporal superior, i a la regió limítrofa a la circumvolució temporal mitjana (àrees 22, 39 i 40 de Brodmann). Inicialment, la seva lesió es va relacionar amb dèficit en la comprensió del llenguatge. No obstant això, avui en dia sabem que la seva implicació funcional en el llenguatge és molt més complexa, i forma part del sistema perisilvià posterior i interacciona amb el sistema perisilvià anterior.
Per tant, tota la tradició científica esdevinguda en el segle XIX es va decantar cap a tres premisses vertebrals:
1) El cervell es comunica amb el cos mitjançant els nervis i l’electricitat.
2) Les lesions del sistema nerviós poden afectar les sensacions, el moviment i fins i tot el mateix pensament.
3) El cervell té diferents parts identificables que probablement podrien dur a terme diferents funcions: la percepció, l’emoció i el llenguatge es podrien localitzar en sistemes neurals anatòmicament diferenciats.
Podem dir que el llenguatge amb què s’escriuen les arrels en el segle xix de la psicobiologia i la neurociència és un llenguatge basat fonamentalment en l’electrofisiologia i en la neuroanatomia.

4.4.L’era moderna: la doctrina neuronal i la hipòtesi iònica

Què ha succeït en l’era moderna? S’ha de considerar que durant l’últim terç del segle xx, l’estudi del cervell en les ciències biològiques i psicològiques ha passat d’una posició perifèrica a ocupar una posició central. Però, què és el que ha permès la incorporació gradual de l’estudi del sistema nerviós en el nucli central de la biologia i la seva alineació posterior amb la psicologia? Autors com Kandel i Squire defensen que l’aparició de la neurociència cel·lular i molecular, d’una banda, i l’enfortiment de la psicologia científica, de l’altra, han permès la ruptura de moltes barreres teòriques, conceptuals i fins i tot metodològiques per a poder abordar, finalment, l’estudi de la ment i del cervell des del nucli d’ambdues disciplines (Kandel i Squire, 2000).
Referent a la biologia, al començament del segle xx resultava una àrdua tasca intentar comprendre com el cervell es desenvolupa i és capaç de percebre, pensar, fer moviments i fins i tot recordar la informació prèviament apresa. Gradualment, l’estudi del sistema nerviós ha ajudat a traçar un plantejament general en què és possible entendre el sistema nerviós com un sistema que està sota el control de diferents processos biològics universals i, d’aquesta manera, fàcilment abastable pel coneixement de la tradició biològica.
Respecte a la psicologia, als començaments d’aquest segle semblava molt pretensiós i reduccionista intentar incloure els processos mentals des d’una aproximació neural. No obstant això, el desenvolupament de diversos treballs de les dècades de 1950 i 1960, i l’aparició de tècniques que permetien l’estudi del cervell humà in vivo sota diferents condicions sensorials i cognitives, han mostrat que per mitjà de l’exploració del sistema nerviós podem arribar a conèixer els processos cognitius (que fins ara únicament podien abordar-se mitjançant la inferència deductiva) que intervenen entre estímuls i respostes: un intent per a comprendre el llenguatge estructural i electrofisiològic.
Hi havia entre la biologia i l’estudi del sistema nerviós una gran barrera teòrica ja que, tal com s’ha especificat anteriorment, el llenguatge amb què s’estava escrivint l’estudi del cervell es versava fonamentalment en la neuroanatomia i en l’electrofisiologia, i el llenguatge utilitzat per la biologia es basava en la bioquímica. Durant les cinc últimes dècades aquesta barrera s’ha anat resolent, i es va anar establint a poc a poc una neurociència cel·lular i molecular, en la qual anatomia i electrofisiologia s’han convertit en objectius fàcilment accessibles. Aquesta instauració de la neurociència cel·lular i molecular s’ha basat fonamentalment en dos fets importants:
1) D’una banda, en la doctrina neuronal.
2) De l’altra, en l’aparició de la hipòtesi iònica.
4.4.1.La doctrina neuronal: Santiago Ramón y Cajal
L’aparició de Santiago Ramón y Cajal en el marc teòric de l’estudi del sistema nerviós va canviar el curs de la seva història (Bosch i Abbott, 2001; De Felipe, 2002).
Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) en la seva maduresa. A la dreta, dibuix fet pel mateix Cajal d’una de les seves preparacions histològiques.
Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) en la seva maduresa. A la dreta, dibuix fet pel mateix Cajal d’una de les seves preparacions histològiques.
Al final del segle xix la teoria que prevalia per a donar una explicació de l’organització del sistema nerviós establia que aquest era compost per una xarxa difusa de nervis, en què els somes cel·lulars exercien un paper específic d’aportament de nutrients. Cajal va poder demostrar que el cervell es componia de cèl·lules discretes, anomenades neurones, els axons i ramificacions axòniques de les quals no formaven un reticle continu. Ràpidament, aquesta doctrina va constituir el principi fonamental i organitzacional del sistema nerviós, i va exposar que la neurona era la unitat metabòlica, genètica, anatòmica i fisiològica del cervell (Shepherd, 1991). Cajal va ser considerat com un dels investigadors que havia contribuït d’una manera més significativa a la victòria de la doctrina neuronal en la seva batalla sobre la teoria reticular (De Felipe, 2002).
De la mateixa manera, Cajal va exposar uns altres dos principis teòrics que van ajudar en gran manera a afavorir l’acostament teòric de la biologia cap a l’estudi del sistema nerviós:
1) El primer, denominat principi de la polarització dinàmica, estableix que en una neurona els senyals elèctrics flueixen en una sola direcció, direcció que és a més predicible i constant.
2) El segon és el principi d’especificitat de les connexions, que suggereix que les cèl·lules nervioses no es comuniquen d’una manera indiscriminada, ni formen xarxes aleatòries, i que aquestes connexions són invariants i es troben definides per a cada espècie.
Cent anys després de la concessió del premi Nobel de fisiologia i medicina a Santiago Ramón y Cajal, la seva obra no solament no queda obsoleta, sinó que promou la necessitat d’una relectura davant de nous escenaris científics del segle XXI. Durant tota la seva trajectòria científica, Cajal va obtenir observacions excel·lents i incomparables mitjançant el maneig i la posada en marxa de diferents mètodes científics utilitzats també pels seus coetanis. El que va diferenciar l’essència de les aportacions de Cajal de la resta de la comunitat científica va ser la interpretació que en va fer, basant-se en un treball continu, exhaustiu, ardu i conscienciós. Arribar a la interpretació de la ment mitjançant l’anàlisi de l’estructura del sistema nerviós adult o en desenvolupament resulta en una exaltació de la creativitat que va aplicar Cajal a tots els seus estudis. Anem a analitzar com l’obra i el pensament de Cajal aborda aspectes que avui en dia són matèria d’estudi en psicologia.
En primer lloc, ens centrarem en la visió que tenia Cajal de diferents processos cognitius com l’aprenentatge i la memòria, quan va aplicar l’anàlisi estructural de l’escorça cerebral i la seva interpretació funcional. També abordarem la visió que sostenia Cajal dels correlats neurals de la resposta emocional i dels sentiments, per a finalitzar amb una previsió de Cajal de com la consciència podia ser fruit de l’activitat del cervell. En definitiva, avui en dia és indiscutible la importància que en el seu moment van tenir les teories de Santiago Ramón y Cajal en la gènesi d’alguns dels postulats essencials de la neurociència cognitiva i de la psicologia, ja que la seva obra i pensament van mostrar una preocupació profunda pel que avui coneixem com a processament de la informació cognitiva o emocional i de l’aplicació de la neurobiologia a les funcions superiors del cervell com la consciència (Redolar, 2007).
Intel·ligència
Per a Cajal, la morfologia cel·lular o la seva relació entre elles no poden explicar les funcions cerebrals superiors, pels motius següents:

  • El cervell no conté un centre receptor de totes les fibres sensorials i motrius, sinó que tota l’escorça es pot considerar una sèrie de centres.

  • L’escorça està dividida en regions que fan associacions mentals que no es poden explicar per la seva citoarquitectura.

Segons Cajal, una “cèl·lula psíquica” desenvolupa una activitat més àmplia i funcional amb relació a les funcions superiors com més elevat és el nombre d’expansions protoplasmàtiques, somàtiques i col·laterals que ofereix i com més copiosos, llargs i ramificats són els col·laterals emergents del seu cilindre eix.
La hipòtesi prèvia a Cajal acceptada per la comunitat científica se centrava en la premissa que la intel·ligència està relacionada amb el nombre de cèl·lules. Cajal suggereix que l’exercici mental pot forçar el desenvolupament d’expansions protoplasmàtiques i col·laterals en establir-se noves relacions intercorticals (procés que avui identifiquem com a plasticitat cerebral) encara que no es formen neurones noves (procés conegut actualment com a neurogènesi).
En aquesta línia de pensament, s’observa la gran influència de l’associacionisme a Cajal gràcies a autors alemanys, com Wundt i Helmholtz (Redolar, 2007). D’aquesta manera, es parla d’associacionisme interneuronal, en el sentit que la intel·ligència depèn del nombre de connexions entre les cèl·lules nervioses (hipòtesi quimiotàctica, no solament per al desenvolupament sinó també per als processos d’aprenentatge i memòria). A més, Cajal també duu a terme una descripció de les diferències en la plasticitat cerebral al cervell en desenvolupament i en l’edat adulta.
Bases fisiològiques de l’aprenentatge i la intel·ligència
En l’obra de Cajal hi ha tres aspectes clau amb relació a l’aprenentatge i la intel·ligència:
1) El creixement d’axons i l’extensió i ajustament superiors de les connexions.
2) Els impulsos nerviosos es propaguen sense esforç i es converteixen en més automàtics.
3) La influència del naturalisme i el mecanicisme en la concepció de Cajal sobre l’aprenentatge i la intel·ligència.
Cajal s’adona que la riquesa i la longitud de les expansions protoplasmàtiques semblen dependre del nombre de fibril·les nervioses terminals amb què cada cèl·lula manté relacions de contacte.

Aquest autor també destaca en la seva obra la importància que té l’atenció en els processos d’aprenentatge i memòria:

“Bajo la influencia de la atención profunda y continuada sobre un orden de ideas y percepciones, el territorio encefálico correspondiente sería asiento de una hiperemia fisiológica, y el protoplasma nervioso acrecentaría su masa en virtud de una asimilación más activa.”

S. Ramón y Cajal (1894b).

Cajal duu a terme descripcions àmplies de la gran complexitat de les vies d’associació a distàncies curtes i llargues. Intenta vincular aquests estudis histològics amb les funcions cognitives superiors, sobretot amb l’aprenentatge i la memòria.
A tota aquesta amalgama de factors, Cajal va afegir alguns aspectes que ajudaven a aclarir la importància del paper cel·lular del sistema nerviós en funcions complexes:

  • Mielinització (aïllament dels terminals i una comunicació més ràpida).

  • “Ciment intersticial”.

  • Neuròglia (separar les fibres i evitar contactes i filtracions dels corrents).

  • Modificacions en la composició química de les cèl·lules i del “ciment intersticial”.

Cajal va analitzar meticulosament la gran riquesa en els acabaments nerviosos, la qual cosa explica la gran complexitat que presenten les àrees d’associació de l’escorça. D’aquesta manera, va suggerir que el creixement de noves dendrites i allargament i ramificació de col·laterals nerviosos són susceptibles de millorar l’ajust i l’extensió dels contactes, i d’organitzar relacions absolutament noves entre neurones primitivament inconnexes.
A més a més, per a Cajal la intel·ligència no era fruit de l’activitat d’un “centre privilegiat”, sinó el resultat de l’activitat combinada del cervell.
Consciència
Segons Cajal, el caràcter conscient o inconscient de l’activitat cerebral podria dependre del consum de força més alt o més baix que requereix la circulació de l’ona nerviosa mitjançant sèries neuronals. Aquest resulta ser un dels primers acostaments al concepte d’arousal cerebral.
Cajal comença a entreveure la idea d’una diferenciació entre àrees motrius, sensorials i d’associació a escala cortical. A més, suggereix que la consciència és fruit de l’activitat de l’escorça cerebral.
Emocions
Per a Cajal, a més dels “centres perceptius”, hi ha a l’escorça cerebral els “centres commemoratius”, la lesió dels quals afecta la memòria, el reconeixement d’objectes i la conducta emocional (”sentiment”). Cajal s’anticipa a la relació entre el control emocional de la conducta i l’escorça cerebral (fa referència al que coneixem com a escorça prefrontal).
Figura 60. Diferents subregions de l’escorça prefrontal. Blau: escorça prefrontal dorsolateral; verd: escorça orbitofrontal; vermell: escorça ventromedial.
Figura 60. Diferents subregions de l’escorça prefrontal. Blau: escorça prefrontal dorsolateral; verd: escorça orbitofrontal; vermell: escorça ventromedial.
Cajal també s’anticipa a la lateralització de les funcions cerebrals en els “centres commemoratius” (no per als “centres perceptius”, que són simètrics i bilaterals).
Cajal, la psicologia i la doctrina neuronal
Els aspectes cognitius tractats en l’obra de Cajal es troben molt lligats als fenòmens de plasticitat cerebral i associacionisme interneuronal. L’atenció, el sentiment i la consciència representen processos dinàmics col·laterals. Cajal opta per una psicologia positivista, però no d’un positivisme acrític (posicions inamovibles).
Una contribució crítica de Cajal va ser l’aplicació de la doctrina neuronal per a explicar les relacions entre plasticitat cerebral i processos mentals des d’un punt de vista estructural i les seves teories sobre la influència de l’ambient sobre la funció i el desenvolupament del cervell. Cajal proposa en la seva obra mecanismes i teories sobre la plasticitat i funcionament del sistema nerviós que representen un punt de partida per a les idees modernes de la psicologia referent a la cognició, la consciència i les emocions (Redolar, 2002).
4.4.2.La neurotransmissió i la hipòtesi iònica
Posteriorment, Charles Sherrington maduraria els conceptes descrits per Cajal i al començament de segle va introduir el terme sinapsi, amb el qual definia aquells punts especialitzats que serveixen de contacte entre dues cèl·lules nervioses.
Esquerra: Charles Sherrington a la porta de l’Old Pathology Laboratory, Cambridge, l’any 1893 (36 anys), fotografia del Dr. Louis Corbett. Centre: Sir Charles Sherrington als anys vint (de Penfield W, Brain: 1957; pàgina oposada 402). Dreta: última fotografia feta el març de 1950 (93 anys) per Allan Chappelow. “Un home gran, savi i valent, a qui la vida ha pres les il·lusions sense deixar-li el cinisme i a qui la fisiologia ha alliberat de sentimentalismes sense destruir la compassió”. Joseph Needtham, The Spectator. Les fotografies s’han sobreimprès amb registres de contraccions del flexor comú profund dels dits de la mà d’un macaco rhesus (extret de Sherrington CS, Brain 1931: 54; p. 21).
Esquerra: Charles Sherrington a la porta de l’Old Pathology Laboratory, Cambridge, l’any 1893 (36 anys), fotografia del Dr. Louis Corbett. Centre: Sir Charles Sherrington als anys vint (de Penfield W, Brain: 1957; pàgina oposada 402). Dreta: última fotografia feta el març de 1950 (93 anys) per Allan Chappelow. “Un home gran, savi i valent, a qui la vida ha pres les il·lusions sense deixar-li el cinisme i a qui la fisiologia ha alliberat de sentimentalismes sense destruir la compassió”. Joseph Needtham, The Spectator. Les fotografies s’han sobreimprès amb registres de contraccions del flexor comú profund dels dits de la mà d’un macaco rhesus (extret de Sherrington CS, Brain 1931: 54; p. 21).
En la dècada de 1920, Otto Löewi va demostrar que una substància química era capaç d’activar el cor des del nervi vague.
Juntament amb Henry Dale i Wilhelm Feldeberg, Otto Löewi va estudiar les sinapsis neuromuscular i autonòmica, i va posar de manifest l’existència d’un senyal (substància química) que permetia la comunicació en el sistema nerviós i que s’alliberava des del terminal presinàptic, es difonia per l’espai sinàptic i s’unia, finalment, als receptors de la neurona postsinàptica.
Esquerra, Sir Henry Hallett Dale (1875-1968). Dreta, Wilhelm Siegmund Feldberg (1900-1993).
Esquerra, Sir Henry Hallett Dale (1875-1968). Dreta, Wilhelm Siegmund Feldberg (1900-1993).
El 1925, Edgar Douglas Adrian va posar de manifest que l’impuls nerviós es propagava seguint la llei del tot o res. Tres anys més tard, utilitzant tècniques de registre de fibres sensorials individuals, va descobrir l’existència d’una relació entre la sensació i la freqüència d’impulsos d’un axó sensorial específic.
Tant metodològicament com teòricament, van sorgir dues línies ben diferenciades: d’una banda, l’encapçalada per John Eccles (deixeble de Sherrington) que postulava que la transmissió sinàptica es devia a un flux passiu de corrent des d’una neurona a l’altra; de l’altra, l’encapçalada pel mateix Dales, que argumentava que la transmissió havia de ser química, i havia d’utilitzar com a vehicle de comunicació una substància transmissora (Kandel, Schwartz i Jessell, 2000).
En la dècada de 1940, Alan Hodgkin, Andrew Huxley i Bernard Katz van explicar el potencial de repòs i el potencial d’acció en termes de moviments específics d’ions a la membrana neuronal, de manera que van desenvolupar la hipòtesi iònica de la comunicació intraneuronal.
Esquerra, Alan Lloyd Hodgkin (1914-1998). Centre, sir Andrew Fielding Huxley (1917). Dreta, sir Bernard Katz FRS (1911-2003).
Esquerra, Alan Lloyd Hodgkin (1914-1998). Centre, sir Andrew Fielding Huxley (1917). Dreta, sir Bernard Katz FRS (1911-2003).
Ja al final de la dècada de 1930, Hodgkin i Huxley van revolucionar el pensament de la biologia en descobrir que el potencial d’acció a les neurones no abolia simplement el potencial de repòs com s’havia cregut fins llavors (Kandel, Schwartz i Jessell, 2000). Pocs anys després, van posar en pràctica una sèrie d’experiments de fixació de voltatge que van demostrar el flux diferencial del Na+ i del K+ durant el potencial d’acció de fora a dins i de dins a fora, respectivament.
Durant les dècades de 1960 i 1970, es van identificar diverses substàncies que podien actuar com a neurotransmissors i, el 1976, Edwin Neher i Bert Sakmann van desenvolupar la tècnica del Patchclamp, que permetia mesurar el flux de corrent per mitjà d’un canal iònic individual. Posteriorment, es va fer un gran pas a escala molecular amb la clonació tant de receptors ionotròpics com metabotròpics.
Aquests dos autors van obtenir el premi Nobel de fisiologia o medicina l’any 1991, per les seves recerques amb relació a l’estudi del pas de corrents elèctrics per un canal de la membrana de la cèl·lula.
Esquerra, Edwin Neher (1944). Dreta, Bert Sakmann (1942).
Esquerra, Edwin Neher (1944). Dreta, Bert Sakmann (1942).

4.5.La psicologia i l’estudi del cervell

Arribats a aquest punt quedava clara l’àmplia carcassa construïda a partir de la neuroanatomia, la neurofisiologia i la neuroquímica; però com es podria implementar una aproximació neural a la cognició? Al final del segle XIX, la psicologia va començar a emergir com una ciència experimental. Els treballs de Wilhelm Wundt i Gustav Fechner van començar a descriure i delimitar una línia de quantificació experimental sobre com processem l’estimulació sensorial de l’entorn i quines relacions hi ha entre la magnitud d’un estímul físic determinat i una sensació subjectiva. Aquest rigor científic va ser portat a l’estudi de la conducta observable, i va virar d’una manera completa en la dècada de 1960 cap a l’estudi dels processos cognitius i les representacions internes.
Esquerra: Wilhelm Wundt (1832-1920). Dreta: autors més influents en el pensament de Wundt.
Esquerra: Wilhelm Wundt (1832-1920). Dreta: autors més influents en el pensament de Wundt.

“La psicologia fisiològica és així en primer lloc psicologia, i adopta com a objectiu, investigar els processos conscients dins del seu context.”

W. Wundt (1874). Grundzüge der physiologischen Psychologie. Leipzig: W. Engelman.

“La idea de tratar las sensaciones como estados conscientes que varían cuantitativamente se remonta a las mónadas de Leibniz y a sus doctrinas de la pequeña percepción y la apercepción. Esta línea de pensamiento había sido elaborada ulteriormente por el filósofo alemán Herbart. Fechner los siguió a ambos al admitir la existencia de sensaciones inconscientes -o, como él las denominaba, negativas- que no atraviesan el umbral de la conciencia.”

Th. Leahey (1998). Historia de la psicología. Principales corrientes en el pensamiento psicológico. Madrid: Prentice Hall.

Un altre dels camps que va recollir gran nombre de treballs basats en la metodologia experimental va ser el de l’estudi científic de les emocions. Tal com va especificar el biòleg britànic Charles Robert Darwin, el llenguatge de les emocions és en si mateix i, sens dubte, important per al benestar del gènere humà.
El 1862, l’anatomista francès Duchenne va descriure que, en els éssers humans, el somriure era produït per la contracció de dos músculs de la cara: l’orbicular i el zigomàtic major. Concretament, Duchenne va observar que aquest últim es podia controlar d’una manera voluntària, mentre que l’orbicular –o múscul de Duchenne– únicament semblava contreure’s davant d’una emoció.
Guillaume
Guillaume
A més a més, es van posar en marxa diferents treballs que, des d’una perspectiva cel·lular, però utilitzant els mètodes de la psicofísica i el conductisme, van intentar analitzar com les cèl·lules nervioses eren capaces de codificar un estímul sensorial determinat. Per tant, es va poder mostrar com en l’estudi de la conducta i la cognició era possible moure’s més enllà d’una mera descripció per a explorar els mecanismes neurals subjacents a les representacions internes del món extern.
D’altra banda, Ebbinghaus va analitzar l’obra de Fechner (Elementos de psicofísica), utilitzant el seu procediment per a ponderar els valors de sensibilitat i constituir els llindars de la percepció. Va adaptar, posteriorment, aquests valors per a poder quantificar els graus de retenció i instituir d’aquesta manera el funcionament dels processos mnèmics.

“Los trabajos experimentales llevados a cabo por Ebbinghaus en la Universidad de Berlín representaban un cierto atrevimiento en aquella época, puesto que tanto Wundt como Fechner, pioneros de la psicología científica, no veían viable el estudio experimental de la memoria. Sin embargo, los resultados de sus investigaciones no dejaron de impresionar, como ha indicado el historiador español Antonio Caparrós, por su seguridad cuantitativo-experimental, rigor, originalidad, e imaginación innovadora, así como por su estilo claro, sobrio, preciso y enérgico. Con esta aportación Ebbinghaus se convertía en el pionero del estudio de este proceso, ejerciendo una profunda influencia sobre la manera de abordar la investigación de la memoria. Con su sistema de trabajo, rompió con los métodos introspectivos aún vigentes en el laboratorio de Wundt en Leipzig y abrió, al mismo tiempo, un nuevo campo de investigación con el que demostró la posibilidad de utilizar el método experimental en los procesos cognitivos.”

D. Saiz (2000). Fundación y establecimiento de la psicología científica (p. 18). Barcelona: UOC.

4.6.Registres de cèl·lules

Fins al moment, la investigació sobre el funcionament del cervell havia posat de manifest que la maquinària molecular i les propietats elèctriques de les neurones eren molt similars entre les diferents espècies animals. Des d’una perspectiva cognitiva es va plantejar la qüestió següent: si a escala cel·lular i molecular hi ha aquestes semblances i si la conducta i la cognició són productes de les operacions neurals què és el que distingeix una espècie d’una altra respecte a les seves habilitats cognitives? Gràcies a l’aplicació de la metodologia neurocientífica en la recerca psicològica es va arribar a la conclusió que era el nombre de neurones i les diferents connexions que s’estableixen entre elles el punt clau de distinció en l’escala filogenètica que ens permetia distingir unes espècies d’altres en funció de les seves capacitats cognitives, i es tractava més d’una diferència quantitativa que qualitativa.
A mitjan segle XX, es van posar en marxa diferents estudis de registre de cèl·lules individuals de l’escorça sensorial. Investigadors com Vernon Mountcastle, David Hubel i Torsten Wiesel van posar de manifest que el cervell filtra i transforma la informació sensorial en el seu camí cap a l’escorça, la qual cosa resulta crítica per a la percepció de l’estímul.
Esquerra, Vernon B. Mountcastle (1918). Dreta, d’esquerra a dreta, David Hubel, Torsten Wiesel, Ed Kravitz, David Potter i Ed Furshpan.
Esquerra, Vernon B. Mountcastle (1918). Dreta, d’esquerra a dreta, David Hubel, Torsten Wiesel, Ed Kravitz, David Potter i Ed Furshpan.
La majoria d’aquests estudis van ser elaborats en animals anestesiats, però no va ser fins al final de la dècada de 1960 que es va començar a aplicar aquest tipus de registres en subjectes desperts que podien estar efectuant alhora diferents tasques motrius i sensorials. No obstant això, malgrat que aquests treballs amb cèl·lules individuals havien aportat molta informació sobre com el cervell és capaç de codificar neuralment la informació del món exterior, no podem oblidar que el cervell és constituït per múltiples sistemes i neurones que operen en conjunt. D’aquesta manera, en la dècada de 1960 les tècniques de neuroimatge funcional van proporcionar la manera de poder monitoritzar àmplies poblacions neuronals mentre els subjectes feien diferents tasques cognitives, per exemple, les relacionades amb els processos d’aprenentatge i memòria o amb el llenguatge.
L’aplicació gradual de diferents mètodes neurocientífics en psicologia ha permès introduir l’estudi del sistema nerviós com el nexe d’unió entre l’ambient i la conducta i la cognició.

4.7.Arrels històriques en l’estudi de la memòria

Diversos autors han suggerit que l’estudi de la memòria s’ha constituït com un dels exemples clau de com la metodologia multidisciplinària dels estudis paral·lels elaborats en subjectes humans i en animals de laboratori ens serveix per a poder comprendre la interacció existent entre els sistemes cerebrals i la cognició (Eichenmbaum i Cohen, 2001; Kandel, Schwartz i Jessell, 2000; Kandel i Squire, 2000).
Lectures complementàries

Per tal d’aprofundir en la qüestió de l’estudi de la memòria, podeu llegir les obres següents:

H. Eichenmbaum i N. Cohen (2001). From conditioning to conscious recollection: Memory systems of the brain. Nova York: Oxford University Press.

E. R. Kandel, J. H. Shwartz, i T. M. Jessell (ed.) (2001). Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill.

E. R. Kandel i L. R. Squire (2000). Neuroscience: breaking down scientific barriers to the study of brain and mind. Science, 290, 1113-1120.

En el punt anterior s’han analitzat els treballs de Hermann Ebbinghaus. A més d’aquest autor, altres científics immediatament posteriors van donar un gran impuls a l’aplicació del mètode científic en l’estudi dels processos d’aprenentatge i memòria. Entre alguns dels autors destaquen: Edward L. Thorndike, Shepherd I. Franz, Karl Lashley, etc.
En el cas de Thorndike, el seu treball es va centrar fonamentalment en la perspectiva conductual. Un dels grans èxits que es va plantejar amb l’obra d’aquest autor va ser la possibilitat de contrastar hipòtesis causals utilitzant el mètode científic en models animals per a quantificar l’aprenentatge i la memòria.
Posteriorment, altres investigadors van utilitzar alguns dels paradigmes experimentals de Thorndike, però dins d’un paradigma manipulador fisiològic, la majoria utilitzant tècniques lesionals del sistema nerviós. Dins d’aquesta línia podem trobar Shepherd I. Franz i Karl S. Lashley.
Esquerra, Karl Lashley (1890-1958). Dreta, Shepherd Ivory Franz (1919-1920).
Esquerra, Karl Lashley (1890-1958). Dreta, Shepherd Ivory Franz (1919-1920).
Tal com hem avançat a l’inici del mòdul, la publicació del llibre de D. O. Hebb, The Organization of Behavior, el 1949, va marcar una inflexió en la demarcació de la psicobiologia com a disciplina científica dins de la neurociència. En aquesta obra, Hebb va postular un model sobre el funcionament del sistema nerviós amb relació a la producció i regulació de la conducta i la cognició. En el model presentat per Hebb s’intentava explicar com l’activitat neural podria contribuir a la gènesi de processos cognitius com l’aprenentatge i la memòria.
De tota manera, un dels avenços principals en el coneixement de com el cervell consolida la informació i de com s’emmagatzema, prové de la clínica. El 1957 William Scoville i Brenda Milner van constatar que pacients que havien sofert una extirpació bilateral d’algunes de les estructures del lòbul temporal medial tenien una pèrdua de memòria considerable, cosa que demostrava que aquestes estructures estaven implicades en els processos de memòria, independentment d’altres funcions cognitives (Scoville i Milner, 1957).
El 1937, un nen de set anys (posteriorment conegut en la bibliografia neuropsicològica com a H. M.) va sofrir un accident en ser atropellat per una bicicleta, i va perdre la consciència durant 5 minuts. Tres anys després del fet, H. M. va començar a mostrar atacs epilèptics menors que es van agreujar amb el pas del temps. A causa de la gravetat de les crisis epilèptiques i la mínima resposta al tractament farmacològic es va considerar la realització d’una intervenció quirúrgica.
El 1953, quan H. M. tenia vint-i-set anys, William Scoville va fer una resecció bilateral del lòbul temporal medial que va reduir els atacs epilèptics del pacient.
Després de la recuperació de la seva operació, H. M. va intentar tornar a la rutina de la vida diària, però es va trobar amb un trastorn de memòria d’una magnitud molt severa: era incapaç de fer aprenentatges nous, era incapaç de recordar els fets quotidians. Cada dia era una pàgina en blanc per a H. M. en la qual per molt que escrigués, la construcció de les representacions de l’entorn no es podia basar en els records de les memòries posteriors a la seva intervenció quirúrgica. Immediatament després de l’operació, H. M. no va poder recordar ni l’hospital ni el personal que el va atendre. H. M. podia llegir la mateixa revista dia rere dia sense familiaritzar-s’hi.
Figura 61. Reconstrucció de la lesió presentada pel pacient H. M. i comparació d’una RM del pacient amb la d’un control
Figura 61. Reconstrucció de la lesió presentada pel pacient H. M. i comparació d’una RM del pacient amb la d’un control
L’amnèsia d’H. M. es caracteritzava per un conjunt de trets cardinals: tenia una capacitat intacta de memòria immediata i remota. Les seves funcions cognitives, motores i perceptuals estaven preservades. No obstant això, patia una amnèsia retrògrada temporalment graduada i una amnèsia anterògrada total i severa. H. M. tenia greument afectada la capacitat de memòria declarativa. Per això, davant els records declaratius, les estructures del lòbul temporal medial semblaven ser essencials.
La britànica Brenda Milner va demostrar ser una de les pioneres en l’estudi de la memòria i d’altres funcions cognitives des d’un punt de vista neuropsicològic. Aquesta autora va analitzar d’una manera sistemàtica les seqüeles cognitives produïdes per la lesió del lòbul temporal medial, i va detallar els dèficits presentats per H. M. A partir dels treballs de Brenda Milner, es va gestar la idea que al cervell hi ha diferents sistemes de memòria, que poden interactuar i que es poden mantenir preservats en cas de dany o lesió en un d’ells. Així, Brenda Milner no solament es va centrar en l’estudi de la memòria declarativa mitjançant l’estudi del paper del lòbul temporal medial, sinó que també va abordar altres sistemes, com el que implica l’escorça prefrontal dorsolateral en l’organització temporal de la memòria, o el sistema que inclou el dorsal estriat i les seves connexions amb d’escorça, cosa que dóna suport a les memòries procedimentals.
En la dècada de 1980, van sorgir models animals d’amnèsia en primats no humans i en rates que van permetre identificar les estructures del lòbul temporal medial implicades en la memòria declarativa: l’hipocamp i la regió de l’hipocam (compresa per l’escorça perinasal, la l’escorça de l’hipocamp –o postrínica– i l’escorça entorínica). Aquests experiments van posar de manifest l’existència d’un circuit neural crític que involucrava connexions bidireccionals entre el neocòrtex, la regió de l’hipocamp i l’hipocamp (Eichenbaum i Cohen, 2001).
D’aquesta manera, es va poder comprovar que les àrees d’associació a l’escorça tenien una funció específica sobre el processament de la informació perceptual, motriu i cognitiva. Per la seva part, la regió de l’hipocamp mediatitzava la convergència d’aquesta informació i ampliava la persistència de les representacions amnèsiques corticals, de manera que era crítica per a l’augment de la durada de la memòria d’estímuls simples sobre períodes breus, i mantenia, de la mateixa manera, la informació sobre la familiaritat dels estímuls durant períodes prolongats de temps, fins i tot amb interferències. L’hipocamp codificava les seqüències dels llocs i esdeveniments que componien les memòries episòdiques i era capaç de relacionar-les mitjançant els seus elements comuns (Eichenbaum, 2000). D’aquesta manera, l’hipocamp semblava exercir un paper crític en les associacions entre estímuls amb discontinuïtat, tant temporal com espacial, en participar d’una manera molt clara en funcions cognitives que impliquen transitivitat i simetria. La memòria declarativa consisteix en una amalgama de processos multifactorials que involucren una síntesi de representacions episòdiques al nostre marc general de coneixement semàntic, mediatitzant la nostra capacitat de recol·lecció amnèsica (Eichenbaum, 2000). Aquestes representacions es reflecteixen en els patrons d’activació neuronal que codifiquen la seqüència d’esdeveniments, els quals componen una única experiència personal. De la mateixa manera, l’organització de la informació dels fets sembla ser independent dels episodis específics en què s’ha adquirit i constitueix el coneixement semàntic. Actualment, hi ha un consens unànime entorn de l’existència de múltiples sistemes de memòria, dels quals l’hipocamp tan sols es constitueix com un d’ells.
En un primer moment, Cohen i Squire van reconèixer funcionalment la regió de l’hipocamp com un sistema selectiu de memòria declarativa (Cohen i Squire, 1980). Posteriorment, es va poder comprovar que l’hipocamp no era necessari per a l’adquisició d’algunes habilitats que podien ser expressades d’una manera inconscient. Sembla ser que sistemes que inclouen l’estriat i el cerebel mediatitzen la memòria procedimental i l’adquisició d’habilitats motrius i d’hàbits, independentment de les estructures del lòbul temporal medial (Knowlton, Mangels i Squire, 1996). D’altra banda, el sistema cerebral que inclou l’amígdala es troba implicat en els mecanismes de memòria emocional, de manera que poden modular la força i consolidació de memòries en els altres sistemes (Cahill et al., 1995). Finalment, cal destacar que hi ha diverses regions corticals que són crítiques per a la memòria de treball, per al processament de la informació estimular experimentada recentment, i també per a la memòria declarativa a llarg termini (Tulving i Schacter, 1990). Les formes de memòria no declarativa són evolutivament més antigues i s’han pogut estudiar en invertebrats com l’Aplysia i la Drosophila. Dins d’aquest àmbit d’anàlisi, un dels objectius principals va ser intentar incloure-hi tant els processos cognitius com la mateixa biologia molecular de les cèl·lules nervioses, estudiar els mecanismes de plasticitat sinàptica i la seva relació amb l’emmagatzemament de la informació en la memòria. Podem pensar en una unificació més àmplia que aquella que ens permet comprendre tant les molècules com la mateixa ment?
Al començament de la dècada de 1970, diferents estudis en invertebrats van mostrar que formes d’aprenentatge com l’habituació, la sensibilització o fins i tot el condicionament clàssic, es basaven en canvis estructurals i funcionals en les sinapsis entre les neurones que hi havia en la conducta modificada (Kandel i Squire, 2000).
En la dècada de 1990 l’aparició de tècniques de manipulació gènica va permetre poder relacionar gens específics amb els mecanismes de plasticitat sinàptica i fins i tot amb la conducta i la cognició. De la mateixa manera, el fet de poder combinar estudis genètics amb estudis conductuals en Drosophila, Aplysia i ratolins va permetre identificar que les formes de memòria declarativa i no declarativa compartien alguns elements cel·lulars i moleculars comuns. D’aquesta manera, es va poder comprovar l’existència de diverses molècules de senyalització crítiques per a convertir la plasticitat transitòria a curt termini en una memòria persistent a llarg termini, tant per a les memòries de tipus declaratiu com no declaratiu (Kandel i Squire, 2000).
Figura 62. Aplysia en diferents estats conductuals. En la part esquerra de la imatge, l’animal es desplaça lentament. Enmig de la imatge podem observar com l’Aplysia alça el cap després d’olorar el menjar a l’aigua. A la dreta de la imatge es pot observar com l’Aplysia mossega (Font: Timothy Kang, Jin-sheng Wu i Jian Jing).
Figura 62. Aplysia en diferents estats conductuals. En la part esquerra de la imatge, l’animal es desplaça lentament. Enmig de la imatge podem observar com l’Aplysia alça el cap després d’olorar el menjar a l’aigua. A la dreta de la imatge es pot observar com l’Aplysia mossega (Font: Timothy Kang, Jin-sheng Wu i Jian Jing).

4.8.Com ha madurat la psicobiologia en l’estudi dels processos mentals?

Tant en les recerques orientades als processos d’aprenentatge i memòria com en d’altres que han tractat de l’atenció, de les emocions o fins i tot de la comunicació, s’ha obtingut una quantitat ingent de dades arran de diferents models i estudis en animals. El mòdul “Anatomia del sistema nerviós” d’aquesta assignatura ha seguit una orientació fonamentalment relacionada amb l’anatomia estructural i funcional humana i tots els processos que se’n deriven. No obstant això, no podem defugir ni obviar que una font essencial en el coneixement de la psicobiologia prové del que coneixem com a anatomia comparada.
Aquest plantejament s’ha sostingut en l’estudi d’individus filogenèticament diferents, ha analitzat l’estructura cerebral i intentat discernir si les diferències anatòmiques i estructurals trobades ens poden explicar les diferències existents en la conducta o la mateixa cognició. Un dels trets que més ens pot cridar l’atenció és la mida del cervell humà. Aproximadament, el nostre cervell pesa uns 400 grams en el moment del naixement, i es triplica el seu pes durant els primers tres anys de vida. Cap als onze anys assolim un pes mitjà d’uns 1.400 grams. No obstant això, hi ha animals amb el cervell més gran. Per exemple, el cervell d’un elefant pesa uns cinc quilos. De tota manera, el cos de l’elefant és molt més pesat que el d’una persona, si comparem el pes del cervell amb referència al pes relatiu del cos ens adonem que l’ésser humà té un dels cervells més grans. Tanmateix, altres animals com els dofins o petits rosegadors també tenen cervells molt grans tenint en compte la mida relativa del cos. És en aquests casos en què l’anatomia comparada ens permet veure que les diferències cognitives trobades entre l’home i altres animals han de dependre més de la complexitat de les interconnexions neuronals i de la mida selectiva de certes àrees cerebrals que no del pes total del cervell, encara que sigui tenint en compte la mida relativa del cos.
La neurociència s’emmarca dins d’un caràcter multidisciplinari que ha permès que disciplines (com la psicobiologia, la biologia, etc.) amb diferents tradicions, metodologies i diferents objectes d’estudi hagin pogut anar incorporant l’estudi científic del sistema nerviós com una cosa fonamental i vertebral en el seu marc teòric.
En els últims anys s’ha anat entreveient una amalgama complexa de relacions teòriques i metodològiques entre els diferents camps que han contribuït d’una manera interdisciplinària a la potenciació de l’estudi científic de l’estudi nerviós i de tot allò que comporta. De vegades, pot resultar difícil distingir el límit entre les contribucions diferencials i els objectes específics d’estudi de cadascun d’aquests camps. D’aquesta manera, en els últims anys han anat sorgint quantitats ingents de treballs emmarcats dins del camp de la psicobiologia, que es demarquen com a disciplines noves clarament diferenciades de la resta d’aproximacions científiques existents. A partir d’aquesta conceptualització, hem d’assumir que la diferència més important que es pot establir, dins d’aquesta nova perspectiva d’estudi i les diferents aproximacions que intenten comprendre el funcionament del cervell subjacent a la conducta i la cognició, és el nivell d’anàlisi que s’utilitza. D’aquesta manera, algunes línies de pensament suggereixen que la psicobiologia utilitza un nivell d’anàlisi més holístic que la resta d’aproximacions. L’anàlisi exhaustiva dels processos mentals amb l’estudi de les neurones, dels circuits i dels sistemes cerebrals ha proporcionat nous models que han servit per a guiar el treball experimental, tant en biologia com en psicologia.
Autors com Kandel i Squire suggereixen que perquè l’estudi del sistema nerviós es pugui decantar a resoldre els problemes abordats per les ciències biològiques i psicològiques, es necessitaran noves aproximacions moleculars i cel·lulars i el seu ús en conjunció amb els sistemes conductuals i cognitius. D’aquesta manera, serem capaços de relacionar determinats esdeveniments moleculars i canvis específics en l’interior de les neurones amb processos mentals com la percepció, la memòria, el llenguatge, el pensament o, fins i tot, la consciència (Kandel i Squire, 2000).
El sistema nerviós és compost per sistemes neurals àmpliament connectats i subjacents a la gènesi de la cognició i la conducta. El nombre de neurones i les seves característiques connexionals ens permeten poder distingir què és el que distingeix unes espècies d’altres amb relació a les seves capacitats cognitives i als patrons conductuals que mostren d’una manera específica i clarament diferenciada.

5.Les tècniques de recerca en psicobiologia

En aquest apartat es comentaran les principals tècniques d’estudi i recerca utilitzades en psicobiologia, tant aquelles tècniques utilitzades en humans com en animals. L’objectiu, per tant, d’aquest apartat és que l’estudiant es familiaritzi amb les principals tècniques d’estudi utilitzades en el camp de la psicobiologia, i també que en valori els avantatges i desavantatges.
D’una manera més concreta, s’estudiarà:

  • La cirurgia estereotàxica com a mitjà per a assolir estructures profundes del cervell a fi de poder-les estudiar.

  • Els mètodes de registre de l’activitat neuronal, tant elèctrica com química.

  • Les tècniques, tant elèctriques com químiques, d’estimulació del sistema nerviós.

  • Les tècniques de registre psicofisiològiques més utilitzades en psicobiologia.

  • Els principals mètodes utilitzats per a induir lesions cerebrals en models animals d’experimentació.

  • La utilitat de les tècniques farmacològiques.

  • Els principals tipus d’estudi post mortem del sistema nerviós.

  • Les tècniques genètiques aplicables a humans i animals.

  • Les proves que es poden utilitzar per a avaluar la conducta.

  • Les tècniques de neuroimatge.

En psicobiologia està àmpliament estès l’ús d’animals en l’experimentació, ja que això permet utilitzar un gran nombre de tècniques que possibiliten la manipulació directa del sistema nerviós. Les espècies més utilitzades són els rosegadors, tant rates com ratolins, encara que també és possible utilitzar primats o altres espècies, com gats o gossos.
Els principals avantatges de treballar amb animals com a subjectes experimentals és que permeten un control exhaustiu de l’historial de l’individu (naixement, dieta, condicions de manteniment, possibles malalties, etc.), facilitat en la manipulació i, sobretot, la possibilitat d’aplicar tècniques que èticament no seria possible aplicar en humans (per exemple, la inducció de lesions).
Els inconvenients de treballar amb animals en psicobiologia és que hi ha certes diferències estructurals i funcionals entre espècies que poden fer que els resultats no siguin directament extrapolables. A més, els animals no poden verbalitzar els estats en els quals es troben, amb la qual cosa l’investigador ha d’inferir quins són, cosa que pot donar lloc a interpretacions errònies dels processos que s’estudien.
En general, les tècniques que es poden utilitzar són invasives o no invasives. Les tècniques invasives són aquelles en les quals s’introdueix algun element a l’organisme del subjecte experimental (per exemple, una injecció de substàncies, elèctrodes inserits al cervell), encara que d’una manera més àmplia es pot utilitzar per a definir els procediments que causen malestar físic o tinguin efectes nocius (per exemple, lesions cerebrals). Les tècniques no invasives són les tècniques que no introdueixen cap element a l’organisme del subjecte (per exemple, registres a la superfície de la pell). I, per extensió, aquells mètodes que no són molestos ni nocius.
Finalment, l’estudi del sistema nerviós (SN (3) ) es pot efectuar utilitzant subjectes vius o, al contrari, fer-ne una anàlisi post mortem. Els estudis in vivo permeten estudiar en directe el funcionament del SN (per exemple, activitat elèctrica o química), tant en estat de repòs o mentres duen a terme tasques conductuals. Les tècniques post mortem permeten l’estudi d’elements i estructures del cervell d’una manera més detallada (per exemple, localització de receptors, d’enzims, etc.).

5.1.Cirurgia estereotàxica

La cirurgia estereotàxica és un procediment quirúrgic que permet accedir a estructures profundes del cervell amb l’objectiu d’implantar dispositius que en permetran l’estudi.
Gràcies a aquesta es poden implantar elèctrodes, cànules, obtenir mostres de teixit, fer lesions o injectar fàrmacs al cervell. Aquesta tècnica permet implantar aquests elements en estructures concretes del cervell sense causar massa danys a la resta de teixit cerebral adjacent.
És convenient recalcar que l’estereotàxia no és un mètode d’estudi, sinó una eina que permet introduir instrumental al cervell. L’instrumental inserit serà aquell que realment estudiï l’activitat/funció del cervell.
5.1.1.Procediment quirúrgic
Per a efectuar aquesta tècnica es necessita:

  • un atles estereotàxic,

  • un aparell d’estereotàxia.

L’atles d’estrereotàxia s’utilitza per a localitzar estructures cerebrals. En aquest atles, cada full representa una secció seriada del cervell en què apareixen les estructures cerebrals corresponents a cada posició del cervell. A més, a cada full trobem tres coordenades d’orientació en funció d’un punt de referència anomenat bregma, que està situat al crani, i és el lloc d’unió de les sutures frontal i central del crani. Les coordenades d’orientació són:

  • Anteroposterior: estructures cerebrals que es troben per davant del bregma o per darrere del bregma.

  • Lateralitat: estructures cerebrals que es troben cap a l’esquerra o cap a la dreta del bregma.

  • Profunditat: marca a quina profunditat es troben les estructures cerebrals respecte a la part superior del crani, on es troba el bregma.

L’atles ens servirà per a escollir les coordenades anteroposterior, lateral i de profunditat més adequades per a arribar a l’estructura cerebral que volem registrar/lesionar/estimular/etc.
Una vegada escollides les coordenades se situa el subjecte experimental en l’aparell d’estereotàxia. Aquest aparell consta d’un suport per al cap, que evitarà que aquest es mogui durant la cirurgia, i un suport d’instrumental, on es col·locarà l’element que s’inserirà al cervell (elèctrode, cànula, etc.). El suport d’instrumental està unit a un mecanisme calibrat que permet desplaçar el suport en les tres direccions de les coordenades. De primer, es col·loca el suport amb l’instrumental sobre les coordenades anteroposterior i lateral i, a continuació, es fa un petit forat al crani per a ajustar la coordenada de profunditat i introduir l’instrumental. Posteriorment, se sutura la ferida i es deixa que el subjecte es recuperi de la cirurgia abans de dur a terme les proves conductuals pertinents.
Figura 63. Esquema dels principals elements de la cirurgia estereotàxica: A) representació d’una secció de l’atles d’estereotàxia de rosegador; B) senyalització del punt bregma al crani d’una rata; C) imatge de l’aparell d’estereotàxia per a rosegadors.
Figura 63. Esquema dels principals elements de la cirurgia estereotàxica: A) representació d’una secció de l’atles d’estereotàxia de rosegador; B) senyalització del punt bregma al crani d’una rata; C) imatge de l’aparell d’estereotàxia per a rosegadors.
Si es donés el cas que calgués fer diverses estimulacions/registres/recol·leccions de mostres, l’instrumental es fixa al crani d’una manera permanent amb ciment dental.
Sempre que es fa un procediment estereotàxic és imprescindible verificar que s’ha efectuat correctament, és a dir, que l’elèctrode, cànula, etc. va assolir les coordenades prefixades. Per a això es recorre als mètodes histològics.
5.1.2.Validació histològica
Les tècniques histològiques permeten verificar que el procediment estereotàxic s’ha efectuat amb èxit, ja que ens permeten visualitzar la morfologia del cervell.
El primer pas consisteix a fixar el teixit cerebral amb substàncies químiques com la formalina. La fixació permet que el teixit es pugui conservar sense descompondre’s i, a més, l’endureix, la qual cosa en facilita la manipulació. Normalment, per a fixar el teixit es perfon el subjecte (substituir la sang pel fixador) i posteriorment s’extreu el cervell de la cavitat cranial.
Una vegada fixat el cervell, es procedeix a seccionar-lo en làmines fines d’unes quantes micres amb l’ajuda d’un micròtom o un criòstat. Les làmines es munten sobre portaobjectes de vidre i es tenyeix el teixit.
La tinció es fa per a poder visualitzar amb més detall les estructures cerebrals. Els tints que s’utilitzen són absorbits per les cèl·lules o per parts concretes d’aquestes (per exemple, pels somes o els axons). El colorant més utilitzat és el violeta de cresil, que tenyeix els nuclis de les neurones. Altres tincions que s’utilitzen són la tinció de Golgi-Cox, que tenyeix específicament la membrana, o els colorants, que tenyeixen la mielina.
Finalment, les seccions tallades i tenyides s’analitzen sota el microscopi per a estudiar la zona d’implantació i comprovar quina és la correcta.
Sempre que es faci un procediment estereotàxic és imprescindible comprovar que aquest s’ha fet correctament mitjançant tècniques histològiques.
5.1.3.Estereotàxia en humans
Malgrat que en aquest subapartat ens hem centrat a explicar el procediment estereotàxic en animals, aquesta tècnica també s’utilitza en humans, encara que en aquest cas no com a mètode d’experimentació, sinó com a procediment quirúrgic en processos terapèutics. Per exemple, per a extracció de tumors, obtenció de mostres, implantació d’elèctrodes d’estimulació, etc.
En aquest cas, la comprovació de la ubicació correcta de l’element inserit al cervell s’efectua durant la mateixa intervenció, monitoritzant tot el procediment amb tècniques de neuroimatge que permetin visualitzar per on avança l’element.
Degut a les característiques d’aquesta cirurgia i per consideracions ètiques, només s’utilitza en humans amb finalitats mèdiques, no per a experimentació.

5.2.Tècniques de registre de l’activitat neuronal

L’activitat neural produeix canvis elèctrics i químics en les neurones. En aquest subapartat s’explicaran quines són les tècniques que permeten registrar d’una manera directa l’activitat neuronal, tant l’elèctrica com la química, mentre el subjecte experimental fa alguna tasca.
5.2.1.Registre de l’activitat elèctrica neural
Les tècniques de registre de l’activitat neuronal permeten registrar els potencials d’acció que es produeixen als axons, i també els potencials postsinàptics. D’aquesta manera, es pot saber si l’estructura cerebral de la qual estem registrant l’activitat participa en una conducta que el subjecte duu a terme en aquell moment.
El registre es fa mitjançant elèctrodes implantats a la zona del cervell que es pretén estudiar.
Aquests registres es poden fer sobre una sola neurona o sobre múltiples neurones.
1) Quan s’efectua el registre d’una sola unitat es pot estudiar tant l’activitat intracel·lular d’aquesta cèl·lula com l’activitat extracel·lular. Els registres intracel·lulars donen informació sobre els canvis de potencial de membrana i els extracel·lulars, sobre la taxa d’alliberament de la neurona.
2) Els registres de múltiples unitats permeten captar els senyals elèctrics d’un gran nombre de neurones, de manera que permeten registrar l’activitat elèctrica d’una àrea determinada. El registre que ofereix és la suma de l’activitat de les neurones.
Els elèctrodes que s’utilitzen en els registres d’una i de múltiples unitats difereixen en la seva mida: els de registre únic reben el nom de microelèctrodes, mentre que els de múltiples unitats són els macroelèctrodes.
Les tècniques de registre es poden utilitzar excepcionalment en humans per a detectar fonts d’activitat elèctrica anormal, com en el cas de l’epilèpsia.
5.2.2.Registre de l’activitat química
Les tècniques d’activitat química permeten analitzar les secrecions de neurotransmissors i neuromoduladors per part de les neurones, i també detectar la presència de metabòlits de degradació d’aquests. L’augment d’aquestes secrecions en una àrea determinada del cervell durant la realització d’una tasca conductual indica la participació d’aquesta àrea en la conducta.
En aquest subapartat es descriuran les tècniques que permeten l’estudi de l’activitat química del cervell in vivo. Les tècniques que permeten estudiar aquesta activitat cerebral post mortem es veuran més endavant.
La microdiàlisi és una tècnica que permet registrar l’activitat química del SN. Per a això, cal implantar una sonda de diàlisi a la regió cerebral que es pretén estudiar. La punta de la sonda és semipermeable i permet el pas de les molècules per difusió. Les mostres recollides per la sonda són analitzades per un cromatògraf, un aparell que determina la composició de la mostra.
La tècnica de neuroimatge TEP (tomografia per emissió de positrons (4) ) no solament permet estudiar l’activitat global del cervell, sinó també l’activitat d’un neurotransmissor concret. Per exemple, es pot injectar el precursor de la dopamina (L-DOPA) radiactivament marcat i aquest serà captat per les neurones, que sintetitzaran dopamina; quan el subjecte faci una tasca que impliqui aquest neurotransmissor, l’aparell captarà l’augment del senyal de la dopamina radioactiva.
Les tècniques de registre permeten estudiar els canvis elèctrics i químics que es produeixen al cervell quan el subjecte efectua una tasca.

5.3.Tècniques d’estimulació de l’activitat neuronal

L’estimulació d’àrees concretes del SN és una estratègia que permet esbrinar en quines funcions participa l’àrea estimulada i observar quins canvis conductuals es produeixen en el subjecte després de l’estimulació. L’estimulació pot ser elèctrica o química.
1) L’estimulació elèctrica es fa mitjançant elèctrodes implantats en àrees concretes del cervell, pels quals es fa passar un corrent elèctric de baixa intensitat. Aquest corrent estimularà l’activitat de les neurones pròximes a la punta de l’elèctrode.
2) L’estimulació química es produeix injectant determinades substàncies en àrees concretes del cervell amb una cànula. Les substàncies que se solen administrar per a estimular són petites quantitats d’aminoàcids excitadors, com l’àcid glutàmic. El seu principal avantatge és que l’estimulació és més localitzada que en el cas de l’estimulació elèctrica, ja que només activa els somes, no els axons.
Les tècniques d’estimulació cerebral, tant elèctriques com químiques, permeten estudiar en quina conducta participa l’àrea que hem estimulat.

5.4.Tècniques de registre psicofisiològic

En aquest subapartat es comentaran les tècniques de registre de l’activitat del SN que es duen a terme a la superfície corporal més utilitzades en psicobiologia. Normalment, aquestes tècniques s’han utilitzat en l’estudi dels mecanismes de la son i de les emocions.
5.4.1.Registre de l’activitat de l’activitat cerebral
L’electroencefalograma (5) (EEG) permet registrar l’activitat elèctrica cerebral d’una manera global a temps real, utilitzant una sèrie d’elèctrodes situats estratègicament en diferents zones de la superfície del cuir cabellut. Aquests elèctrodes recullen l’activitat elèctrica i la transmeten a una màquina que s’encarrega de traduir aquests senyals en ones. Aquesta tècnica es comentarà amb més profunditat més endavant.
Els patrons d’aquestes ones poden variar en funció de l’estadi del desenvolupament cerebral, l’estat de consciència o en algunes patologies cerebrals, com l’epilèpsia.
Aquesta tècnica també permet registrar canvis en l’activitat elèctrica a causa de l’aparició de diferents esdeveniments, com, per exemple, durant la presentació d’estímuls sensorials (visuals, auditius, etc.). Aquests canvis produïts per la presentació momentània d’un estímul s’anomenen potencials evocats.
5.4.2.Registre de l’activitat del SN somàtic
Les tècniques de registre d’activitat somàtica més utilitzades són l’electromiograma (EMG (6) ) i l’electrooculograma (EOG (7) ).
L’EMG recull informació sobre el grau de la tensió muscular mitjançant elèctrodes situats a la superfície del grup muscular que interessi, per exemple, als músculs facials, cames, etc.
L’EOG registra els moviments dels ulls, en situar els elèctrodes als músculs que envolten els ulls.
5.4.3.Registre de l’activitat del SN autònom
Com a mesuraments del SN autònom se sol registrar l’activitat del sistema cardiovascular. Normalment, se solen mesurar la freqüència cardíaca utilitzant l’electrocardiograma (ECG (8) ), que registra l’activitat cardíaca mitjançant uns elèctrodes situats en diferents zones del pit, i la tensió arterial, utilitzant un esfigmomanòmetre. I fins i tot es poden registrar els canvis de volum sanguini (volèmia) mitjançant els pletismògrafs.
Una altra variable que s’acostuma a registrar en els estudis de psicobiologia és l’activitat electrodèrmica (també conductància o resistència galvànica de la pell), és a dir, els canvis que experimenta la pell en la seva capacitat de conduir l’electricitat, en la qual participa la sudoració.
Així, un increment de la sudoració de l’individu, causada, per exemple, per una emoció intensa, augmenta la conductància de la pell i, per tant, disminueix la resistència galvànica de la pell. El registre es fa col·locant uns detectors a les puntes dels dits de les mans.
Les tècniques de registre psicofisiològic permeten estudiar l’activitat del sistema nerviós central, el sistema nerviós somàtic i el sistema nerviós autònom mitjançant tècniques de registre situades a la superfície corporal.

5.5.Estudi del SN mitjançant lesions cerebrals

L’observació conductual d’un subjecte que ha sofert la lesió d’una àrea concreta del cervell ens permet estudiar en quins processos està implicada aquesta àrea: aquelles conductes que apareguin alterades dependran de les àrees lesionades. Això no implica que l’àrea lesionada sigui l’única àrea implicada en la funció que estem observant.
La major part estudis de lesions s’elaboren induint lesions a animals d’experimentació; en el cas dels humans, s’utilitzen voluntaris que han sofert algun tipus de lesió cerebral (per exemple, traumatismes cranioencefàlics o accidents vasculars).
5.5.1.Animals: inducció de lesions
En el cas dels animals, el primer que cal plantejar-se és si les lesions seran unilaterals o bilaterals (recordem que la major part de les estructures cerebrals són bilaterals). Les lesions unilaterals són més lleus, però cal tenir en compte que l’estructura que roman intacta manté la seva funció i pot emmascarar els efectes de la lesió.
A més, s’ha de considerar la possibilitat que amb el pas del temps l’àrea lesionada pugui aconseguir un cert grau de recuperació, o que altres àrees cerebrals assumeixin les funcions de la lesionada.
Lesions per aspiració de teixit neural
Aquesta tècnica s’utilitza quan es vol lesionar l’escorça, tant del cervell com del cerebel, ja que són teixits superficials fàcilment accessibles al cirurgià. La manera de fer-ho és succionant el teixit mitjançant una pipeta. Aquesta tècnica permet mantenir intactes els axons que hi ha per sota de l’escorça i els vasos sanguinis.
Lesions elèctriques
Són adequades per a fer lesions en estructures subcorticals. S’efectuen fent passar corrent elèctric per elèctrodes. Les lesions es denominen electrolítiques si el corrent és continu: les neurones pròximes a l’elèctrode generen una sèrie de reaccions químiques que condueixen a la mort d’aquestes neurones i de les que les envolten. Si el corrent és altern i d’alta freqüència es tracta de lesions per radiofreqüència. En aquest cas, la calor generada és la que destrueix el teixit.
El principal desavantatge d’aquestes lesions és que són poc selectives i pot implicar que es lesionin àrees adjacents o de fibres de pas.
Lesions químiques o excitotòxiques
Consisteixen en l’administració intracerebral de substàncies químiques que produiran mort neuronal. Se solen utilitzar neurotoxines o aminoàcids excitadors; aquests últims, en ser administrats en dosis altes, sobreestimulen les neurones i inicien els mecanismes de mort cel·lular programada. Les estructures afectades són els somes propers a la punta de la cànula per la qual s’injecten els compostos químics, sense afectar els axons de pas.
L’aminoàcid més utilitzat és l’àcid glutàmic, i les neurotoxines més comunament usades, l’àcid kaínic i l’àcid ibotènic.
Hi ha substàncies que produeixen lesions molt més selectives, entre elles la 6-hidroxidopamina (6-HD), que és una substància molt semblant a la dopamina, i la noradrenalina, que en injectar-se en estructures catecolaminèrgiques és captada i incorporada als somes d’aquestes neurones i, una vegada dins, les destrueix. Altres substàncies utilitzades per a fer lesions selectives són la saporina, per a neurones colinèrgiques, o la 5,7-dihidroxitriptamina, per a les neurones serotoninèrgiques.
Seccionament de fibres
Aquest mètode consisteix a seccionar les connexions neurals, de manera que en interrompre les connexions axonals s’estudien les implicacions de vies de comunicació en la conducta. El seccionament de les fibres del cos callós rep el nom de comissurotomia i permet estudiar les funcions i el processament d’informació de cada hemisferi.
Lesions reversibles
Són aquelles lesions que no són permanents i després de les quals el subjecte recupera el seu funcionament normal. Consisteixen, bàsicament, a suspendre momentàniament l’activitat elèctrica i metabòlica d’una àrea determinada. Les seves conseqüències són mínimes per al subjecte experimental.
Un dels mètodes és la injecció d’un anestèsic local, com la lidocaïna, que interromp l’activitat cerebral mentre duren els efectes de la droga.
L’altre mètode utilitzat és el refredament del teixit. S’utilitza un criode que va refredant lentament el teixit de manera que es redueix progressivament l’activitat neuronal sense arribar a una temperatura que produeixi danys tissulars. Aquest mateix criode escalfa també gradualment el teixit perquè recuperi la seva funció normal.
5.5.2.Humans: estudis amb pacients amb lesions cerebrals
Per consideracions ètiques, no es poden practicar deliberadament lesions a humans amb finalitats experimentals, encara que sí que es poden dur a terme estudis amb pacients que hagin sofert algun tipus de lesió cerebral o a qui s’hagi extirpat quirúrgicament alguna estructura cerebral amb finalitats terapèutiques.
Alguns exemples són els estudis elaborats amb els pacients comissurectumitzats (tall de les fibres del cos callós), el pacient H. M. (extirpació bilateral dels lòbuls temporals com a pal·liatiu d’una epilèpsia) o el cas de Phileas Gage (lesió de l’escorça prefrontal per un accident laboral).
Les lesions cerebrals són un mètode que permet estudiar les funcions cerebrals mitjançant l’observació dels canvis conductuals del subjecte lesionat.

5.6.Tècniques farmacològiques

Les tècniques farmacològiques consisteixen a administrar una substància al subjecte experimental i observar com aquesta influeix en la seva conducta. Les substàncies poden ser fàrmacs, com un antidepressiu, o drogues, com la cocaïna.
En el cas dels estudis de psicobiologia, abans de començar un estudi del tipus farmacològic cal assegurar que la substància té la capacitat de travessar la barrera hematoencefàlica i, per tant, arribar al SN.
Cal tenir en compte que hi ha diferents vies d’administració i que, depenent de la que s’utilitzi, l’efecte de la substància pot ser més o menys intens.
La via oral és la més lenta, ja que la substància ha de passar pel tracte digestiu abans de ser absorbida i assolir el SN. A més, el seu efecte es pot veure disminuït, ja que durant el procés digestiu part de la substància es pot metabolitzar. En contrapartida, és la via amb efectes més duradors.
Les vies inhalada i endovenosa són les més ràpids. Aquestes vies permeten que la substància arribi ràpidament al SN, encara que l’efecte decau més ràpidament.
Figura 64. Durada dels efectes de les drogues/fàrmacs en funció de la via d’administració.
Figura 64. Durada dels efectes de les drogues/fàrmacs en funció de la via d’administració.
Un altre tipus d’administracions són la subcutània, intramuscular, intraperitoneal (utilitzada sobretot en animals), tòpica i, en alguns casos, esnifada. Finalment, hi ha la possibilitat d’injectar el fàrmac directament al cervell o en el sistema ventricular.
Les tècniques farmacològiques permeten estudiar l’efecte de drogues/fàrmacs sobre el sistema nerviós.

5.7.Tècniques d’estudi del SN post mortem

Les tècniques post mortem requereixen el sacrifici dels subjectes experimentals, en cas que es tracti d’animals d’experimentació, o l’obtenció de mostres de teixit humà de persones que hagin donat els seus cossos a la ciència. Aquestes tècniques permeten estudiar amb més detall l’anatomia del sistema nerviós i identificar components que són impossibles d’estudiar in vivo (orgànuls cel·lulars, receptors, enzims, etc.).
5.7.1.Tècniques histològiques
La histologia permet l’estudi de l’estructura de les cèl·lules, en aquest cas neurones i glia. Les tècniques clàssiques de tinció (violeta de cresil, tinció de Golgi-Cox) permeten una visió grosso modo de la morfologia de les neurones, mentre que altres tècniques més modernes permeten estudiar les connexions neuronals que s’estableixen.
Les tècniques histològiques, a més d’utilitzar-se per a la validació de les implantacions estereotàxiques, permeten estudiar l’anatomia cerebral (mida de les àrees, tipus cel·lulars, etc.).
Un tipus interessant de tinció és la que s’utilitza en la tècnica dels traçadors de connexions, que permeten estudiar les aferències i eferències de les àrees cerebrals. En el cas de voler estudiar les aferències d’una àrea concreta, s’injecta una substància que serà recaptada pels botons terminals que arriben a aquesta àrea i que serà transportada retrògradament fins al soma d’aquestes neurones (per exemple, or fluorat o peroxidada de rave). Posteriorment, s’extreu el cervell, es prepara el teixit i s’examina sota el microscopi, d’aquesta manera es pot seguir el recorregut de la substància.
Si es volen estudiar les eferències d’una àrea, s’injecta una substància a la regió d’estudi, que serà captada per les dendrites d’aquesta zona i transportada anterògradament cap als axons (per exemple, la proteïna PHA-l). Com en els traçadors retrògrads, posteriorment s’extreu el cervell i després de preparar el teixit s’estudia el recorregut de la substància.
En aquests casos, s’utilitzen microscopis òptics per a observar amb detall el teixit tenyit o el recorregut dels traçadors. Aquest tipus de microscopis són útils per a estudis anatòmics, però no permeten visualitzar els orgànuls intracel·lulars, com, per exemple, les vesícules sinàptiques. Per a poder estudiar aquest tipus d’estructures cel·lulars s’utilitza el microscopi electrònic. Si el que es pretén és obtenir imatges tridimensionals dels components de les seccions de cervell s’utilitza el microscopi electrònic de rastreig, encara que la seva amplificació és inferior a la del microscopi electrònic estàndard.
Figura 65. A) Imatge d’una secció de teixit tenyida amb violeta de cresil, les fletxes indiquen algunes agrupacions de somes neuronals; B) imatge de grups neuronals obtinguda mitjançant microscopi electrònic, les fletxes indiquen zones sinàptiques; C) reconstrucció de cèl·lules nervioses mitjançant microscopi electrònic de rastreig, es poden observar neurones i glia.
Figura 65. A) Imatge d’una secció de teixit tenyida amb violeta de cresil, les fletxes indiquen algunes agrupacions de somes neuronals; B) imatge de grups neuronals obtinguda mitjançant microscopi electrònic, les fletxes indiquen zones sinàptiques; C) reconstrucció de cèl·lules nervioses mitjançant microscopi electrònic de rastreig, es poden observar neurones i glia.
5.7.2.Immunocitoquímica
Les tècniques immunocitoquímiques són un tipus de tècniques histològiques que permeten identificar elements del sistema nerviós com a orgànuls cel·lulars, neurotransmissors, enzims de síntesi o de degradació de neurotransmissors, receptors per a neurotransmissors, etc.
Consisteix a crear artificialment substàncies químiques que reconeguin específicament l’element que es vol estudiar; aquestes substàncies reben el nom d’anticossos. Així, una vegada extret el cervell i preparat el teixit, aquest s’incuba en una solució que conté l’anticòs que s’unirà a l’element que es vol estudiar. Posteriorment, es procedeix a la localització de l’anticòs o bé perquè aquest emet senyals sota certes condicions (per exemple, senyals radioactius o fluorescents) o perquè l’exposem a un segon anticòs que reconeix el primer i que emet un senyal.
Aquestes tècniques es poden utilitzar també per a mesurar l’activitat cerebral detectant proteïnes que se sintetitzen quan les neurones s’activen (gràcies als gens d’acció immediata), com la proteïna c-Fos o la proteïna Jun.
Enllaços d’interès

En aquestes webs trobareu microfotografies de neurones de rata marcades mitjançant mètodes immunohistoquímics:

Rat Neurons 2: en verd, marcats els neurofilaments (NF-h) de les neurones; en vermell, les proteïnes fibril·lars de la glia: http://www.immunoportal.com/modules.php?set_albumName=album03&id=Chk NFH_GFAP_Hoe_20X_2&op=modload&name=Gallery&file=index&include=view _photo.php

Rat Neurons 3: en verd, marcades les proteïnes associades als microtúbuls tipus 2 (MAP2) de les neurones, presents sobretot en dendrites; en vermell, les proteïnes fibril·lars de la glia (GFAP): http://www.immunoportal.com/modules.php?set_albumName=album03&id=Chk MAP2_GFAP_Hoe_40X_2&op=modload&name=Gallery&file=index&include=view _photo.php

5.7.3.Autoradiografia
L’autoradiografia és una tècnica que consisteix a marcar radioactivament una substància (lligand) que s’unirà a algun element del SN. El teixit cerebral s’exposa al lligand durant un temps determinat sobre una placa fotogràfica protegida de la llum, de manera que la radioactivitat s’imprimeix a la placa fotogràfica que posteriorment es revela com una fotografia. La imatge revelada és similar a una radiografia del teixit cerebral, en la qual les zones més fosques marquen on es troba el lligand.
S’utilitza principalment per a estudiar la localització dels receptors dels neurotransmissors i també com a mesura d’activitat metabòlica. En el cas dels receptors, el que es marca radiactivament són agonistes o anatagonistes del receptor. Quan es mesura l’activitat metabòlica, s’injecta al subjecte experimental 2-desoxiglucosa (2-DG) marcada radiactivament, que és captada per les neurones, així que l’autoradiografia mostrarà com a zones fosques les àrees on s’ha acumulat la 2-DG radioactiva, de manera que reflectirà així les àrees més actives.
Enllaç d’interès

En el web següent es poden veure microfotografies d’autoradiografies extretes d’un article de la revista Neuropsycopharmacology (Beneyto et al. [2007], núm. 32, pàg. 1888-1902), en què es pot veure la distribució de receptors AMPA i kainat per a l’NMDA al lòbul temporal de pacients esquizofrènics: http://www.nature.com/npp/journal/v32/n9/fig_tab/1301312f5.html

Per veure l’article sencer en el qual també es poden veure hibridacions in situ dels receptors: http://www.nature.com/npp/journal/v32/n9/full/1301312a.html

5.7.4.Hibridació in situ
Aquesta tècnica és una mesura indirecta de la síntesi de proteïna, ja que permet localitzar la presència d’una seqüència d’ARNm que posteriorment es transcriurà en una proteïna (receptors, enzims, etc.). Per a localitzar aquest ARNm, es dissenyen sondes complementàries a la seqüència que es pretén estudiar (recordeu la llei de complementarietat de bases). El teixit cerebral, una vegada preparat, s’incuba en una solució que conté la sonda, que s’unirà específicament al material genètic objecte d’estudi. Aquestes sondes emeten senyals que permeten detectar-les sota certes condicions i així quantificar i localitzar on es troba l’ARNm. Les zones més fosques seran aquelles on hi ha més concentració de sonda, és a dir, més ARNm i s’infereix que més síntesi de proteïna.
Les tècniques immunocitoquímiques, l’autoradiografia i la hibridació in situ permeten estudiar components cel·lulars, com receptors, enzims, proteïnes, etc.

5.8.Tècniques genètiques

La psicobiologia també estudia la participació dels gens en la conducta. Es pot centrar a estudiar si algun tret té base genètica (per exemple, ansietat, intel·ligència), quin tipus d’herència segueix (unifactorial o multifactorial) o intentar identificar els gens implicats en l’expressió d’un tret o malaltia psiquiàtrica (per exemple, quins gens estan implicats en l’esquizofrènia o en la depressió).
5.8.1.Tècniques genètiques en humans
En el cas d’utilitzar humans com a subjectes d’estudi, s’utilitzen mètodes que no impliquen cap tipus de manipulació, com és el cas dels estudis de famílies, d’adopcions o de bessons, basats a estudiar la concordança de trets entre familiars o el tipus de transmissió mitjançant arbres genealògics. És possible analitzar el genoma dels subjectes per a buscar-hi alteracions gèniques, coincidències genètiques entre familiars afectats d’una mateixa psicopatologia, variacions al·lèliques que puguin explicar per què uns familiars estan afectats i d’altres no, etc.
5.8.2.Tècniques genètiques en animals
L’ús d’animals d’experimentació permet certes manipulacions, tant pel que fa al control dels aparellaments dels subjectes experimentals, a fi de potenciar-ne trets, com les que impliquen manipulació directa del genoma del subjecte experimental.
1) Dins de les tècniques de control dels aparellaments hi ha:
a) La cria selectiva: s’aparellen animals que expressen un tret d’una manera similar entre ells (per exemple, animals molt ansiosos entre ells).
b) Les soques consanguínies: s’aparellen germans entre ells, durant diverses generacions, amb l’objectiu d’aconseguir subjectes genèticament idèntics.
2) Les tècniques que permeten manipular directament el genoma estan sent utilitzades àmpliament en l’actualitat. Les principals són la creació d’animals knock-out i la generació d’animals transgènics:
a) La tècnica del knock-out permet eliminar l’expressió d’un gen concret, així es pot estudiar quina és la implicació d’aquest gen en la conducta a partir de les conseqüències de la seva eliminació.
b) En el cas de la creació d’animals transgènics, s’introdueix un gen d’una espècie, per exemple la humana, en una altra espècie diferent, com en un ratolí. D’aquesta manera, el ratolí expressarà el gen humà, cosa que en permet estudiar d’una manera aïllada i controlada la implicació en un tret o malaltia.
Les tècniques genètiques estudien la implicació dels gens en la conducta. En el cas d’utilitzar animals com a subjectes experimentals, és possible controlar els aparellaments per a potenciar trets o manipular-ne el genoma.

5.9.Proves conductuals

La majoria de les tècniques comentades anteriorment es combinen amb tècniques conductuals, de manera que es pot estudiar com influeix la injecció d’un fàrmac, la lesió d’una àrea cerebral, etc. en les funcions cognitives.
En humans, es poden utilitzar bateries de test o proves específiques que avaluïn els processos de memòria, d’aprenentatge, atenció, etc. (per exemple, les diferents subescales del test d’intel·ligència WAIS, el test de Stoop, etc.) després de, per exemple, haver injectat una droga al subjecte experimental. També es poden dissenyar experiments específics per a avaluar processos psicològics, com, per exemple, provocar reaccions emocionals i estudiar quins paràmetres canvien o quines àrees s’activen.
En animals, es pot observar la conducta natural de l’animal després d’haver efectuat un procediment experimental com els anteriorment descrits (per exemple, veure si una lesió canvia hàbits alimentaris o conductes d’agressivitat). Igualment, hi ha proves específiques que permeten avaluar en animals processos com l’ansietat (laberint elevat, camp obert), l’aprenentatge i memòria (per exemple, cambres de condicionament operant, laberint radial, laberint de Morris) o l’atenció (proves de Startle o sobresalt).
Totes les tècniques exposades en aquest apartat es poden combinar amb proves conductuals a fi d’establir relacions directes entre la conducta i els canvis en el SN.

5.10.Tècniques de neuroimatge

El cervell humà sempre ha estat considerat un gran enigma i des de fa centenars d’anys, molts científics i especialistes l’han intentat estudiar. De fet, avui en dia ho continuem fent per a intentar obtenir nova informació que ens permeti entendre i explicar centenars de processos des del nostre comportament i funcionament com a humans, fins a l’origen i evolució de diferents patologies.
Va ser a partir de la dècada de 1970, amb l’aparició de les primeres tècniques de neuroimatge, que aquest camp d’estudi va viure una gran revolució, ja que es va poder començar a monitoritzar les funcions cerebrals d’una manera més detallada i quantitativa i, com a conseqüència, hi va haver un gran avenç en la diagnosi mèdica.
Aquest subapartat té per objectiu analitzar i descriure algunes de les diferents tècniques que avui en dia s’utilitzen tant a la pràctica clínica com científica que ens permeten estudiar el sistema nerviós d’una manera detallada i precisa. Més concretament, ens proposarem:

  • Saber què són les tècniques de neuroimatge.

  • Tenir una idea general sobre els principis físics en els quals es basen cadascuna de les tècniques que estudiarem.

  • Saber com funciona cada tècnica de neuroimatge.

  • Conèixer en quines patologies s’apliquen aquestes tècniques i quina informació ens donen.

  • Saber diferenciar una tècnica de l’altra.

  • Conèixer els avantatges i desavantatges que presenten aquestes tècniques.

5.10.1.Ressonància magnètica (RM)
Es pot dir que la ressonància magnètica (RM (9) ) és la tècnica de neuroimatge que més s’utilitza en el camp de les neurociències.
Figura 66. Equip de ressonància magnètica (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 66. Equip de ressonància magnètica (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Un aspecte molt important que hem de tenir present és que l’RM no utilitza cap tipus de rajos X, sinó que es basa en la utilització d’ones electromagnètiques a una freqüència de ràdio de l’ordre dels megahertzs (per a fer-nos una idea, aquest tipus d’ones són molt semblants a les ones de la ràdio comercial). Per tant, la RM es pot considerar com una tècnica completament innòcua per l’organisme.
Figura 67. Combinació de la informació d’un subjecte mitjançant RM per a localitzar una regió cerebral subjacent a un dèficit cognitiu (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 67. Combinació de la informació d’un subjecte mitjançant RM per a localitzar una regió cerebral subjacent a un dèficit cognitiu (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Per a poder obtenir la imatge de l’interior del nostre organisme, necessitem que quan les ones electromagnètiques s’enviïn, siguin rebudes i posteriorment siguin reenviades per algun tipus de receptor-emissor. En el nostre cas, els que fan la funció d’antena receptora-emissora són els protons d’alguns nuclis atòmics i, especialment, els protons dels àtoms d’hidrogen.
L’RM és la tècnica per la qual s’obtenen imatges de l’interior del nostre organisme a partir de les ones que emeten els àtoms d’hidrogen en ser activats per ones electromagnètiques.
L’escàner de RM és constituït, al seu torn, per un gran camp magnètic i, quan hi situem un subjecte, el que succeeix és que els protons dels seus àtoms s’alineen respecte a ell. Quan s’envia el pols d’ones electromagnètiques, només els àtoms d’hidrogen que es trobin en un estat determinat, denominat paral·lel, podran adquirir l’energia de les ones i posteriorment emetre-les. En el moment en què el pols d’ones acaba, els àtoms tornen a la seva posició inicial emetent un senyal, i és aquest senyal el que conté la informació que posteriorment podrem reconstruir per a obtenir una imatge del teixit.
En RM podem obtenir diferents tipus d’imatges, entre elles, les imatges en T1 o en T2. En aquest subapartat no entrarem en els detalls específics de com s’obté un tipus d’imatge o un altre; no obstant això, analitzarem per què és útil o més apropiada cadascuna d’elles.
1) Les imatges en T1 són més adequades per a estudiar aspectes anatòmics; per tant, serà útil emprar-les quan vulguem observar patologies que cursen amb canvis morfològics, com, per exemple, tumors cerebrals (figura 68).
2) Al contrari, les imatges en T2 és més apropiat utilitzar-les per a obtenir informació més de tipus fisiopatològica, com, per exemple, malalties neurodegeneratives (figura 69).
Figura 68. Ressonància magnètica estructural en la qual es pot observar una tumoració talàmica bilateral en un pacient pediàtric.
Figura 68. Ressonància magnètica estructural en la qual es pot observar una tumoració talàmica bilateral en un pacient pediàtric.
Figura 69. Ressonància magnètica funcional d’un pacient pediàtric amb malaltia d’Aicardi-Goutieres. La imatge mostra atròfia corticosubcortical i alteració en la mielinització.
Figura 69. Ressonància magnètica funcional d’un pacient pediàtric amb malaltia d’Aicardi-Goutieres. La imatge mostra atròfia corticosubcortical i alteració en la mielinització.
Les imatges obtingudes en ressonància magnètica solen ser conformades majoritàriament per diferents tons de grisos que ens permeten observar i contrastar els teixits. No obstant això, també ens trobem amb colors com el blanc i el negre. A continuació, veurem quin valor pot tenir cadascun dels diferents colors en funció del tipus d’imatge.
Valor dels diferents colors en funció del tipus d’imatge
Color gris
Color negre
Color blanc
Imatge T1
Substància grisa
LCR
Aire
Greix
Substància blanca
Hemorràgia
Imatge T2
Substància grisa
Greix
Substància blanca
Aire
LCR
Tumors
Aigua
En RM podem obtenir dos tipus d’imatges: en T1 se solen utilitzar per a veure alteracions anatòmiques i en T2 per a veure alteracions més fisiopatològiques.
Fins ara hem fet referència principalment a l’RM estructural. A partir d’aquestes línies ens centrarem en l’RM funcional (RMf (10) ), que és una de les tècniques no invasives que permet registrar l’activitat cerebral in vivo i, a més, en un temps real.
En els últims anys la ressonància magnètica funcional (fMRI) s’ha convertit en la tècnica més utilitzada per a mesurar els canvis hemodinàmics al cervell i mapejar la resposta neurofisiològica davant de diferents estímuls: sensorials, motors i cognitius. L’èxit d’aquesta tècnica es deu en gran part a la gran resolució tant espacial com temporal que presenta, i a la seva naturalesa no invasiva en no usar cap tipus de radiofàrmac.
Figura 70. Ressonància magnètica funcional (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 70. Ressonància magnètica funcional (figura adaptada de Purves et al., 2008).
L’origen dels canvis en el senyal d’fMRI sembla degut a alteracions locals en l’oxigenació del teixit relacionades amb variacions en l’activitat neuronal. I per això aquesta tècnica es coneix com a imatges per efecte BOLD, de l’anglès blood oxygenation level dependent. Els canvis en el contrast BOLD es basen en els canvis en la concentració local de deoxihemoglobina als vasos sanguinis. La presència a la sang de deoxihemoglobina paramagnètica permet diferenciar-la de la sang totalment oxigenada, a causa de les diferències de susceptibilitat magnètica en el senyal fMRI (R. Rodríguez, R. Palmero, R. Macías, L. Álvarez i M. Carballo, 2003).
Així, doncs, en investigació l’RMf s’utilitza mentre el subjecte efectua una tasca determinada. Per exemple, un treball en el que pot observar-se l’aplicació d’aquesta tècnica és el realitzat per Azim et al. (2004) en el que van aplicar la RMf per observar quines àrees s’activaven tant en homes com en dones mentre se’ls presentaven estímuls graciosos (figura 71).
Figura 71. RMf en la qual s’observa com l’escorça prefrontal dorsolateral, el nucli accumbens i la unió temporooccipital s’activen principalment en les dones mentre se’ls presenten estímuls graciosos.
Figura 71. RMf en la qual s’observa com l’escorça prefrontal dorsolateral, el nucli accumbens i la unió temporooccipital s’activen principalment en les dones mentre se’ls presenten estímuls graciosos.
No hi ha cap dubte que l’aparició de l’RMf ha contribuït a un gran avenç en el camp de la recerca. No obstant això, aquesta tècnica presenta algunes limitacions, entre elles que poden aparèixer zones activades cerebrals que no estan directament implicades en la realització de la tasca, sinó que s’activen per altres causes que nosaltres no sabem i/o no podem controlar, com, per exemple, sorolls, que el subjecte estigui movent alguna part del cos mentre efectua la tasca, etc.
L’RMf és una de les tècniques de neuroimatge que permet registrar l’activitat cerebral in vivo en un temps real.
5.10.2.Tomografia per emissió de positrons
La tomografia per emissió de positrons, o TEP és, una tècnica de neuroimatge funcional que és de gran utilitat tant per a la diagnosi clínica com per a estudiar el metabolisme de l’organisme.
A diferència de l’RM, en la TEP s’utilitza radiació ionitzant, és a dir, per a obtenir una imatge és necessari introduir al pacient un marcador radioactiu denominat radiofàrmac o radiosonda. En funció de la part de l’organisme que es vulgui observar, s’utilitzarà un radiofàrmac o un altre, i s’administrarà a través d’una de les tres vies possibles: venosa, ingerida o inhalada.
La TEP és una tècnica de neuroimatge funcional per la qual mitjançant l’administració d’un radiofàrmac es poden observar tant patologies com el funcionament del metabolisme de l’organisme.
Els principis físics en què es basa aquesta tècnica són de gran complexitat i per a poder-los entendre caldria tenir un coneixement profund sobre l’estructura atòmica dels àtoms i sobre en què consisteix el fenomen de la radioactivitat. Per aquest motiu, no entrarem en detalls de física molecular, però sí que veurem a grans trets com s’obté la imatge de la TEP.
Una vegada que s’injecta al pacient el radiofàrmac, aquest s’acumula a la zona de l’organisme que volem observar i comença a emetre energia en forma de rajos gamma. La màquina de la TEP té una sèrie de dispositius que són capaços de detectar aquest tipus d’energia i, per tant, mesurar quina quantitat de radiofàrmac ha absorbit l’organisme. A continuació, es generen les imatges que ens permeten observar quins canvis s’estan produint o s’han produït en l’organisme del pacient.
Figura 72. Tractografia de difusió del cos callós (figura adaptada de Baars i Cage, 2007).
Figura 72. Tractografia de difusió del cos callós (figura adaptada de Baars i Cage, 2007).
Com hem esmentat al principi del subapartat, la TEP és una tècnica que té una gran aplicació en la diagnosi clínica, en àmbits com la neurologia, la psiquiatria, l’oncologia, etc. A continuació, veurem algunes de les aplicacions de la TEP en determinades patologies.
TEP i tumors cerebrals
Un tumor cerebral consisteix en la formació d’una massa en l’interior del cervell com a conseqüència del creixement descontrolat de determinades cèl·lules.
Normalment, quan s’aplica el radiofàrmac al pacient, les cèl·lules que conformen el tumor tenen unes propietats característiques que provoca que aquestes absorbeixin més radiosonda, per tant en la imatge podem observar on es troba localitzat i quina extensió té (figura 73).
Figura 73. TEP corresponent a un glioblastoma cerebral de tipus maligne
Figura 73. TEP corresponent a un glioblastoma cerebral de tipus maligne
Els radiofàrmacs que s’utilitzen en la TEP es poden classificar en funció de la seva distribució cerebral com a (Masdeu et al., 2006):

  • agents de percussió,

  • substrat metabòlic,

  • si són o no permeables a la barrera hematoencefàlica,

  • per la seva unió a receptors i neurotransmissors.

El radiofàrmac més utilitzat en la PET quan es volen avaluar alteracions neurològiques és la 18 fluoro-2-desoxi-D-glucosa (18 F-FDG (11) ).
En l’àmbit de l’oncologia, la PET és molt útil per a fer avaluacions de seguiment dels pacients, per a valorar si el tractament ha estat efectiu, per a a l’estadificació del tumor, per a fer el diagnòstic diferencial i per a prendre decisions a l’hora d’establir el tractament oncològic.
TEP i demències
Quan un pacient presenta un trastorn cognitiu atípic i es vol diferenciar quin tipus de demència pot presentar, la tècnica de la PET és molt eficaç, perquè és una tècnica funcional que ens proporciona patrons d’activitat bastant específics per a diferents patologies i, per tant, ens pot ajudar molt a fer un diagnòstic.
Com és ben sabut, hi ha diferents tipus de demències; no obstant això, la demència tipus Alzheimer és la que més predomina entre els subjectes d’edats més avançades. Aquesta demència es caracteritza perquè en les àrees d’associació del cervell, sobretot en les temporoparietals, es produeix una disminució del metabolisme cerebral de la glucosa. Al contrari, tant als ganglis basals, còrtex primari visual i motor i cerebel no es detecta cap disfunció a escala metabòlica (figura 74).
Figura 74. PET corresponent a un subjecte amb Alzheimer en qui s’observa una disminució marcada global de la perfusió cortical, de predomini temporoparietal bilateral (imatge axial, sagital [fletxes] i coronal posterior) àrees blaves; amb relativa preservació de l’escorça sensorimotora (imatge coronal anterior). Els nuclis basals i estructures infratentorials s’aprecien de perfusió conservada (cerebel en to més intens).
Figura 74. PET corresponent a un subjecte amb Alzheimer en qui s’observa una disminució marcada global de la perfusió cortical, de predomini temporoparietal bilateral (imatge axial, sagital [fletxes] i coronal posterior) àrees blaves; amb relativa preservació de l’escorça sensorimotora (imatge coronal anterior). Els nuclis basals i estructures infratentorials s’aprecien de perfusió conservada (cerebel en to més intens).
5.10.3.Tomografia axial computada
La tomografia axial computada, o TAC (12) , és una altra de les tècniques de neuroimatge que s’utilitza per al diagnòstic clínic, ja que permet observar l’interior del nostre organisme a partir de talls mil·limètrics transversals a l’eix cefalocaudal, mitjançant la utilització de rajos X (figura 75).
(12) Abreugem tomografia axial computada amb la sigla TAC.
Figura 75. Equip de tomografia axial computada.
Figura 75. Equip de tomografia axial computada.
Quan situem el pacient a la màquina, un raig X travessa el seu cos i és captat per un detector. La imatge que se n’obté depèn principalment del grau d’atenuació del raig X, és a dir, en funció de la massa que travessi el raig (os, sang, etc.) serà absorbit en major o menor mesura i, per tant, serà captat més o menys pel detector.
Tenint en compte aquest fenomen, quan observem una imatge feta en TAC, apreciarem que les estructures de més densitat, com els ossos o la sang en abundància, presenten un color brillant, mentre que les estructures o teixits menys densos, com el greix o el líquid cefaloraquidi, apareixen en tons foscos.
No obstant això, quan efectuem un TAC, si volem augmentar la definició de la imatge, podem recórrer també a determinats radiofàrmacs, que ens permetran obtenir una imatge molt més nítida. Així, per exemple, el “bari” és un traçador que s’administra via oral o rectal i que realça l’estructura intestinal i, per tant, ens ajudarà a localitzar anomalies ubicades en aquesta àrea, com, per exemple, tumors de còlon, entre d’altres.
Correlació de les estructures o teixits amb el to de color que observem en la imatge d’un TAC
Estructura o teixit
Aparença en la imatge d’un TAC
Substància grisa
Blanc
Substància blanca
Gris
Os
Molt blanc
Calcificacions
Blanc
Greix
Negre
Sang
Blanc
Aire
Molt negre
LCF
Gris fosc
Quant a l’ús clínic del TAC, es pot utilitzar per a observar diferents patologies, entre elles les següents:

  • anormalitats cerebrals i medul·lars,

  • tumors cerebrals i accidents cervell vasculars,

  • sinusitis,

  • aneurismes d’aorta,

  • infeccions toràciques,

  • malalties d’òrgans com el fetge, els ronyons i els nòduls limfàtics de l’abdomen,

  • hemorràgies,

  • atròfies.

Un aspecte molt important que hem de tenir present, és que el TAC no s’ha de confondre amb la típica radiografia convencional, ja que utilitza un feix que, a més d’anar ben dirigit cap a l’estructura que ens interessa, en pot variar la grossor en funció de la zona que calia avaluar. Així mateix, i com hem vist anteriorment, el TAC pot distingir diferents densitats que ens permeten diferenciar diferents teixits o estructures. Una altra característica molt important que presenta aquesta tècnica és que pot detectar anormalitats de fins a 1 o 2 mm de mida, la qual cosa representa un gran avantatge per al diagnòstic precoç de patologies tumorals.
Igual que la majoria de les tècniques, el TAC també presenta avantatges i desavantatges. Quant als avantatges, a més de la gran precisió a l’hora de detectar anomalies minúscules, és una tècnica el cost de la qual no és tan elevat com el de l’RM, és més ràpida i té més disponibilitat. Pel que fa a les limitacions, és una tècnica que únicament genera les imatges en els plans axial o transversal i, en el cas d’utilitzar radiofàrmacs, la dosi elevada de radiació que s’administra als pacients.
5.10.4.Electroencefalografia
L’electroencefalografia (EEG (13) ) és una tècnica que permet registrar l’activitat elèctrica cerebral que subjeu a diferents processos cognitius, motors i fins i tot sensorials.
(13) Abreugem electroencefalografia amb la sigla EEG.
Com és ben sabut, el teixit nerviós té la peculiaritat de generar potencials elèctrics; no obstant això, per a l’EEG només ens interessaran aquells que es produeixin a l’escorça cerebral i a les regions que hi estiguin directament relacionades.
Per a poder registrar aquesta activitat cal col·locar al cap del subjecte una sèrie d’elèctrodes de tipus superficial (hi ha altres tipus d’elèctrodes que s’utilitzen per a registrar l’activitat en altres àrees, com, per exemple, elèctrodes basals que es disposen en la base del crani) que es col·loquen sobre el cuir cabellut del subjecte.
Aquests elèctrodes consisteixen en petits discs metàl·lics d’uns 5 mm de diàmetre aproximadament que s’adhereixen amb una pasta conductora i es fixen al cuir cabellut amb un aïllant (figura 76, esquerra). Actualment, per a fer una EEG també s’utilitza un tipus de casc que porta inclosos els elèctrodes (figura 76, dreta).
Figura 76. Esquerra, elèctrodes que s’adhereixen al cuir cabellut per a fer una electroencefalografia. Dreta, casc amb els elèctrodes integrats per a efectuar una electroencefalografia.
Figura 76. Esquerra, elèctrodes que s’adhereixen al cuir cabellut per a fer una electroencefalografia. Dreta, casc amb els elèctrodes integrats per a efectuar una electroencefalografia.
Per a poder registrar l’activitat cerebral del cervell cal que els elèctrodes es disposin en un ordre determinat i, per a això, hi ha diferents sistemes, com el d’Illinois, Mont-real, Lennox, etc. Tanmateix, el més utilitzat a escala internacional és el conegut sistema deu-vint. Segons aquest sistema, els elèctrodes s’han de col·locar seguint unes pautes determinades fins a disposar-los per tot el cap (figura 77).
Figura 77. Electroencefalografia (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 77. Electroencefalografia (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 78. Sistema de col·locació d’elèctrodes segons la versió europea.
Figura 78. Sistema de col·locació d’elèctrodes segons la versió europea.
L’activitat elèctrica que recullen els elèctrodes consisteix en ones l’amplitud de les quals oscil·la entre els 10 mV fins als 100 μV i la freqüència de les quals es mou entre els 0,5 i els 100 Hz, segons el grau d’activitat del cervell. Normalment, el tipus d’ones que es recullen són:
1) Ones α (alfa): la seva freqüència es troba entre els 8 i els 13 Hz. Se solen registrar en estats en els quals el subjecte es troba despert, amb els ulls tancats i relaxat en un ambient lliure d’estímuls inesperats.
2) Ones β (beta): la seva freqüència oscil·la entre els 14 i els 30 Hz. Se solen registrar quan el subjecte està en vigília fent alguna activitat que li suposi estar en alerta o en tensió, com, per exemple, conduir, treballar, etc.
3) Ones θ (theta): la seva freqüència es troba entre els 4 i els 7 Hz. Solen aparèixer en estats de son.
4) Ones δ (delta): la seva freqüència es troba per sota dels 3,5 Hz. Apareixen en estats de son profund i en algunes patologies cerebrals.
Quant a la seva aplicació clínica, l’EEG s’ha utilitzat molt per a estudiar malalties neurològiques com l’epilèpsia.
L’epilèpsia és una malaltia de l’SNC que es manifesta en forma de crisis inesperades com a conseqüència d’una activitat elèctrica excessiva de determinades neurones cerebrals.
Podem distingir diferents tipus d’epilèpsia en funció de la regió on es produeix l’augment d’activitat elèctrica.
Entre elles destacarem l’epilèpsia generalitzada. En aquest tipus d’epilèpsia, l’augment d’activitat elèctrica inclou tot el cervell. La simptomatologia principal que presenta el pacient és una pèrdua sobtada del coneixement i una caiguda brusca al terra. A continuació, apareix rigidesa en les extremitats (aquest símptoma es correspon amb la fase tònica de la malaltia) i finalitza amb la seva convulsió (corresponent a la fase clònica de la patologia). Al cap d’uns minuts, quan el pacient recupera la consciència, no recorda res del que ha ocorregut.
Estudis amb EEG han mostrat que en la fase tònica el pacient presenta ones amb una freqüència molt semblant a la de les ones α (figura 79), però amb més amplitud i, a més, es registren a qualsevol zona del còrtex cerebral.
Figura 79. EEG corresponent a un subjecte amb epilèpsia en la fase tonicoclònica.
Figura 79. EEG corresponent a un subjecte amb epilèpsia en la fase tonicoclònica.
Un aspecte important que cal tenir en compte és que l’EEG pot presentar alguna limitació en el diagnòstic de l’epilèpsia, com, per exemple, una mala interpretació dels resultats a causa que l’activitat elèctrica cerebral és atenuada tant pel teixit cerebral, el líquid cefaloraquidi, el crani i el cuir cabellut (Jiménez, 2004).
5.10.5.Magnetoencefalografia
Igual que l’electroencefalografia, la magnetoencefalografia (MEG (14) ) és una tècnica de neuroimatge funcional no invasiva que permet registrar l’activitat cerebral. No obstant això, la MEG capta els petits camps magnètics generats pels potencials postsinàptics, tant excitadors com inhibitoris, produïts per les dendrites apicals de les neurones piramidals que es trobin localitzades als solcs cerebrals.
(14) Abreugem magnetoencefalografia amb la sigla MEG.
Figura 80. Senyals de magnetoencefalografia (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Figura 80. Senyals de magnetoencefalografia (figura adaptada de Purves et al., 2008).
Igual que moltes altres tècniques, la MEG presenta avantatges i inconvenients. Quant als avantatges, aquesta tècnica permet mesurar els senyals neuronals en un temps real; tanmateix, en ser un instrument molt sensible, pot registrar diferents artefactes, tant mediambientals com els provocats per materials ferromagnètics, cosa que constitueix una de les seves principals limitacions o desavantatges.
Quant a les aplicacions clíniques, la MEG s’utilitza per al diagnòstic o avaluació de diferents patologies, entre elles les següents:

  • epilèpsia,

  • estudis vasculars,

  • traumatismes cranioencefàlics,

  • migranyes,

  • malalties neurodegeneratives, com la malaltia d’Alzheimer i la malaltia de Parkinson,

  • trastorns psiquiàtrics, com depressió o esquizofrènia,

  • tumors.

La MEG és la tècnica que permet registrar l’activitat cerebral produïda per les neurones piramidals localitzades als solcs cerebrals.
La MEG no té únicament aplicacions clíniques, sinó que també s’utilitza per a avaluar o estudiar processos cognitius bàsics com la memòria, el llenguatge, la percepció o les funcions executives.
A continuació, descriurem molt breument quines contribucions ha fet la MEG en l’estudi del llenguatge, ja que és un dels processos cognitius més estudiats amb aquesta tècnica.
Un dels aspectes que més interès ha suscitat en l’estudi del llenguatge és el lloc on es troba localitzat, és a dir, quina és la seva lateralització hemisfèrica.
Diferents estudis efectuats amb MEG han demostrat que subjectes dretans mostren més activitat magnètica en l’hemisferi esquerre respecte a l’hemisferi dret. Per a comprovar si aquests resultats eren correctes, es van comparar amb dues tècniques que s’empren molt en neuropsicologia per a estudiar la localització del llenguatge:
a) El test de Wada. També conegut amb el nom de test d’amital intracarotidi, aquest test és una prova que s’aplica a aquelles persones que s’han de sotmetre a una operació quirúrgica per a extirpar un tumor o un focus convulsiu. Aquest test consisteix a inactivar temporalment cadascun dels hemisferis cerebrals d’una manera independent. De primer s’injecta un barbitúric a la caròtide dreta per inactivar l’hemisferi dret i, al cap d’una estona, quan aquest ha tornat al seu estat normal, s’anestesia l’hemisferi esquerre injectant novament un barbitúric a la caròtide esquerra. Amb aquest test el que es pretén és avaluar i estudiar la localització de determinades funcions cognitives com el llenguatge, etc.
b) L’estimulació cortical intraoperatòria. Possibilita la realització d’un mapa funcional precís de l’escorça cerebral exposada en una craniotomia, tant per a determinar les zones funcionalment significatives i tractar de preservar-les, com per a les que no ho són i que serveixen de corredor per a l’extirpació de lesions subjacents, o bé per a fer una resecció més radical, fonamental en el cas dels tumors.
Els resultats obtinguts van ser que hi havia un alt grau d’acord entre els tres procediments.
5.10.6.Estimulació magnètica transcranial
A diferència de l’electroencefalografia i la magnetoencefalografia, l’estimulació elèctrica transcranial (EMT (15) ) no registra l’activitat cerebral, sinó que és una tècnica no invasiva que consisteix a induir un corrent al cervell mitjançant un camp magnètic amb l’objectiu de generar un benefici terapèutic i/o establir relacions causals entre activitat cerebral i comportament (figura 81).
(15) Abreugem estimulació elèctrica transcranial amb la sigla EMT.
Figura 81. Imatge en la qual s’observa com s’estimula el lòbul prefrontal esquerre d’un pacient.
Figura 81. Imatge en la qual s’observa com s’estimula el lòbul prefrontal esquerre d’un pacient.
Per a induir el corrent al cervell cal disposar d’un dispositiu, en aquest cas un cèrcol, i col·locar-lo sobre la superfície del cap del subjecte perquè generi el camp magnètic. A continuació, aquest camp magnètic traspassa els teixits del cap i es converteix en energia elèctrica, és a dir, la que utilitza el nostre sistema nerviós.
L’EMT és una tècnica que s’ha utilitzat com a instrument complementari a diferents mètodes utilitzats en l’àrea de les neurociències, per a efectuar mapatges corticals de diferents funcions cerebrals com la memòria, el llenguatge, etc. i fins i tot per a establir relacions causals entre excitabilitat cortical i comportament.
L’EMT és una tècnica que per mitjà d’un camp magnètic indueix un corrent al cervell a fi d’establir relacions causals entre l’activitat cerebral i conducta.
A continuació, veurem alguns de dels trastorns neuropsiquiàtrics en què s’ha aplicat l’EMT i quines conseqüències s’han produït.
EMT i trastorn obsessivocompulsiu (TOC)
El trastorn obsessivocompulsiu (TOC (16) ) és un desordre psiquiàtric que cursa principalment amb:
1) Obsessions: consisteixen en idees, pensaments, impulsos o imatges recurrents i persistents, que envaeixen el pensament del subjecte, i són viscudes com a repugnants o sense sentit. L’individu intenta ignorar o suprimir aquest tipus de pensaments o impulsos, o bé tracta de neutralitzar-los amb altres pensaments o accions.
2) Compulsions: conductes repetitives finalistes i intencionades, que s’efectuen com a resposta a una obsessió, d’una manera esterotipada o d’acord amb determinades regles. La conducta es troba dissenyada per a neutralitzar o impedir el malestar o algun esdeveniment o situació temuda futura.
El 1997 l’equip de Greenberg va dur a terme un estudi en el qual van aplicar l’EMT a l’escorça cerebral prefrontal dreta, esquerra i sobre la regió occipital a un grup de 12 subjectes diagnosticats amb TOC i van observar que durant les vuit hores següents a l’estimulació els pacients van disminuir significativament les seves compulsions i van presentar un estat d’ànim millor.
EMT i depressió
La depressió és un dels trastorns psiquiàtrics en els quals més s’ha estudiat l’EMT.
S’ha pogut comprovar que malgrat que l’EMT estimula àrees superficials del cervell, gràcies a les connexions que aquest estableix entre elles, el camp magnètic que s’aplica a les zones més externes és capaç d’arribar a zones més profundes del nostre cervell, com, per exemple, el tàlem, l’estriat, etc. No obstant això, la zona que més s’ha estimulat amb EMT amb relació a la depressió ha estat l’escorça prefrontal dorsolateral, ja que estudis amb neuroimatge mostren que els pacients deprimits presenten una hipofrontalitat i un flux sanguini reduït als lòbuls frontals.
Han estat molts els estudis que s’han fet amb pacient deprimits i, encara que els resultats no són concloents, sí que són prometedors.
5.10.7.Estimulació elèctrica cortical
L’estimulació elèctrica cortical (EEC (17) ) és una tècnica que s’utilitza bàsicament en l’àmbit de la neurocirurgia, és a dir, quan un pacient ha de ser sotmès a una intervenció quirúrgica cerebral. La funció principal d’aquesta tècnica és fer un mapatge cortical i veure quines àrees cerebrals poden quedar afectades durant l’operació (figura 82).
(17) Abreugem estimulació elèctrica cortical amb la sigla EEC.
Figura 82. Estimulació de l’àrea motriu durant una intervenció quirúrgica amb una manta d’elèctrodes.
Figura 82. Estimulació de l’àrea motriu durant una intervenció quirúrgica amb una manta d’elèctrodes.
Per a dur a terme l’EEC cal disposar d’un generador de corrent elèctric, uns elèctrodes que puguin conduir aquest corrent i el teixit que s’ha d’estimular, que en aquest cas és l’escorça cerebral.
Quant al generador de corrent, n’hi ha de diferents tipus. Els més segurs i utilitzats són aquells que presenten els estímuls elèctrics a un corrent constant. Respecte als elèctrodes, generalment s’utilitzen els fabricats amb platí a causa que aquest material és més segur i, a més, en no ser ferromagnètic, es poden utilitzar mentre es duu a terme un altre tipus d’exploració mèdica, com, per exemple, una ressonància magnètica.
Hi ha diferents tipologies d’elèctrodes:

  • Els strips, que són conformats per una tira en què hi pot haver entre dos i vuit contactes.

  • Les mantes, que són rectangulars o quadrades, i els contactes oscil·len entre els 8 i 64.

Quan s’inicia un procés d’EEC, les estimulacions que s’utilitzen són de baixa amplitud i aquesta es va incrementant a poc a poc fins a aconseguir un canvi funcional. No obstant això, cal tenir en compte que hi pot haver zones del cervell que no responguin a l’estimulació i, per tant, deixarem d’estimular-les quan vegem que l’amplitud que estem aplicant pot ocasionar danys cerebrals. A més, després de cada estimulació cal deixar un període d’uns 25 segons aproximadament per a recuperar l’estat basal.
Quant a les respostes que s’obtenen quan s’efectua una estimulació, se solen classificar en dos tipus:
1) Positives: són aquelles que en estimular, per exemple, l’àrea motriu primària o suplementària el resultat és un moviment involuntari d’algun múscul de l’organisme.
2) Negatives: quan en estimular alguna àrea cortical la funció que té aquesta es veu irrompuda, com, per exemple, dislèxia, anomies, etc.
A continuació, veurem algunes de les respostes que s’obtenen en estimular diferents zones corticals.
Respostes que s’obtenen en estimular diferents zones corticals
Àrea estimulada
Resposta observada
Àrea motriu
Moviments o contraccions musculars
Àrea auditiva
Percepció de sons simples
Àrea visual
Percepció de llampades
Lòbul temporal i estructures límbiques
Evocació de memòries passades
Àrees lingüístiques
Dislèxia, anomies, etc.
Per a finalitzar aquest subapartat, és necessari esmentar que actualment s’estan duent a terme assaigs clínics en els quals s’utilitza l’EEC en diferents patologies, com l’epilèpsia o el Parkinson, per a observar si implantant elèctrodes que estimulin elèctricament àrees que puguin estar influint en aquestes malalties se’n poden bloquejar o estabilitzar algunes disfuncions característiques.

Resum

Resumint tot el presentat fins al moment, no hi ha dubte que per a desxifrar el funcionament del cervell és necessari un posicionament multidisciplinari amb diferents nivells d’anàlisi, que són, en un ordre de complexitat ascendent: molecular, cel·lular, sistèmic, conductual i cognitiu. Les unitats de cada nivell són més senzilles que les del nivell superior, per això podem estudiar el cervell desglossant-lo en unitats successivament menys complexes, fins a endinsar-nos al món de les cèl·lules i fins i tot de les molècules.
Aquests enfocaments d’estudi cobren un interès especial pel que fa a la psicobiologia. Al llarg dels propers mòduls intentarem englobar tots els nivells d’anàlisi, però sempre posant l’èmfasi en la relació existent entre estructura i funció, per a arribar a descriure finalment com el sistema nerviós és capaç de controlar no solament els processos fisiològics més bàsics, sinó també regular aspectes més globals, com el control del comportament i la cognició.
Des de l’aparició de les tècniques de neuroimatge el cúmul de dades sobre l’estructura, bioquímica i funcionament del sistema nerviós ha anat creixent a passos gegants. En l’actualitat, ens trobem en un moment àlgid de la neuroanatomia funcional, en què ens resulta relativament fàcil traçar mapes de les regions específiques del cervell, en què fins i tot podem estudiar les diferents funcions del cervell, que inclou des de l’estudi dels sistemes sensorials i homeostàtics fins al pensament, el llenguatge i la cognició humana.
A més, l’estudi anatòmic del sistema nerviós constitueix avui en dia un punt clau per al coneixement de la patologia. Dins d’aquest àmbit podem avançar en el tractament de diferents afeccions neurològiques i neuropsicològiques en conèixer els aspectes anatòmics i neuroquímics subjacents. Per a això, la neuroanatomia funcional i la psicobiologia estableixen un nexe d’unió molt important entre els nivells d’estudi cel·lular i molecular i la seva aplicabilitat clínica. L’estudi de l’organització del sistema nerviós i de la localització anatòmica de les funcions cerebrals constitueix una de les premisses essencials en l’estudi neurocientífic. La neuroanatomia funcional i la psicobiologia es poden considerar, per tant, eines bàsiques de què disposa un professional de la salut, no solament de cara a una aplicabilitat clínica, sinó també com a punt d’inflexió en el qual aglutinar les diferents explicacions del sistema nerviós que ens poden ajudar a discernir sobre l’origen dels nostres propis pensaments i cognicions.
Tal com hem vist al llarg d’aquest mòdul, la psicobiologia utilitza el mètode científic per a estudiar els diferents aspectes biològics subjacents a la conducta i la cognició. Fonamentalment, es busquen evidències empíriques que ajudin a confirmar o refutar hipòtesis, on habitualment s’implementen atribucions causals, amb les garanties suficients per a assolir el grau de control intern necessari per a això.
La psicobiologia, per tant, s’ha d’embarcar en la comprensió del sistema neuroendocrí i de tots els factors genètics i epigenètics relacionats. Una part important d’aquest coneixement queda constituït per les bases cel·lulars, fisiològiques, bioquímiques i anatòmiques. Per aquest motiu, dedicarem el mòdul següent, “Les cèl·lules del sistema nerviós”, a l’estudi de les cèl·lules que componen el sistema nerviós i dels aspectes principals de la seva fisiologia. En un tercer mòdul, “Comunicació neuronal”, s’analitzaran els diferents aspectes de la comunicació neuronal, en què es farà un èmfasi especial en cadascun dels sistemes de neurotransmissió. En quart lloc, en el mòdul “Anatomia del sistema nerviós”, s’estudiarà l’anatomia del sistema nerviós i l’organització fonamental del sistema neuroendocrí, atenent sobretot els aspectes funcionals. En últim lloc, en el mòdul “Sistema nerviós, sistema endocrí i sistema immunitari: interaccions, factors epigenètics i períodes crítics” s’analitzarà l’efecte, més o menys reversible, de diferents factors epigenètics sobre el sistema neuroendocrí, que actua mitjançant la modificació de l’expressió genètica, tenint presents alguns dels períodes crítics del procés de maduració ontogenètic.

Exercicis d'autoavaluació

1. Quin disseny és el més adequat quan es vol contrastar una hipòtesi causal però l’efecte d’estudi té una prevalença molt baixa?
2. Alguns estudis mostren que la galantamida (Memorex ®) és un nootròpic potent (substància capaç de potenciar els processos d’aprenentatge i memòria) capaç de facilitar diferents tasques d’aprenentatge. D’altra banda, sembla que el seu efecte pot ser influït pel sexe dels subjectes. Per a comprovar aquesta hipòtesi, un grup de psicòlegs de la Universitat de Boston va administrar la galantamida o un placebo a dos grups de subjectes de diferent sexe. En la taula següent es mostren els resultats de la prova d’aprenentatge en les quatre condicions experimentals (puntuacions mitjanes de la prova d’aprenentatge, en què el valor màxim és 150 i el mínim 0). Basant la vostra resposta en les dades de la taula, quina creieu que pot ser una conclusió que podem establir a partir d’aquest estudi?
3. Per a augmentar el grau de seguretat amb què podem considerar la variable independent com la causa de les variacions en la variable dependent podem fer servir...
4. Es vol comprovar l’eficàcia de la fluvoxamina (una única dosi de 225 mg) per al tractament del trastorn obsessivocompulsiu mitjançant una comparació pre-post sense grup control no equivalent. Just abans d’administrar la fluvoxamina, els subjectes de la investigació responen una bateria de preguntes estandarditzades que en mesuren el grau d’obsessions i compulsions (puntuació màxima de 125 per a les obsessions i de 90 per a les compulsions). Els subjectes que obtenen una puntuació inferior a 100 en les obsessions i/o una puntuació inferior a 75 en les compulsions són exclosos de l’estudi. Aquest disseny...
5. Es vol estudiar l’efecte que té l’emanació de plom a les fàbriques i tallers de pintura sobre el risc de patir neurotoxicitat aguda cerebral. Per a avaluar-ho se seleccionen 36 participants voluntaris en funció de si pateixin o no pateixin neurotoxicitat i després s’estudia si hi ha hagut exposició a emanacions de plom, es tractaria d’un disseny...
6. Imagineu un estudi adreçat a descriure la relació entre dues variables en què la hipòtesi de partida és que hi ha una relació bidireccional entre elles, un disseny adequat per a portar a terme la investigació seria...
7. Respecte al mostratge aleatori amb conglomerats (seleccioneu la resposta correcta),...
8. Imagineu que volem estudiar l’evolució del consum de tabac a la Facultat de Psicologia de la UAB. Per això, es va seleccionar el 2002 una mostra de 125 estudiants de Psicologia agafats d’una manera aleatòria de la base de dades de la Universitat. Es va repetir el mateix procés de mostratge els anys 2004 i 2006. El disseny emprat en aquesta recerca és un...
9. Es disposa de 75 subjectes per a fer una investigació basada en un disseny mixt 3 × 2, en què el primer factor segueix una estratègia de comparació intersubjecte i el segon factor una estratègia de comparació intrasubjecte. Quants subjectes tindrem a cada condició experimental?
10. Recentment, Hofmann i col·laboradors han posat de manifest que l’activitat theta i gamma al sistema septohipocampal constitueix un tret fisiològic subjacent a la potenciació de l’aprenentatge i la memòria. Per a testar la seva hipòtesi que una activitat alta theta i gamma augmenta el record d’una tasca de memòria declarativa van avaluar un grup de voluntaris registrant la seva activitat cerebral a la vegada que feien la tasca de memòria. El disseny emprat en aquesta investigació és un...
11. En els dissenys quasi experimentals es diu que els grups de control són no equivalents. Per quina raó?
12. Us disposeu a fer una investigació per valorar la possible existència d’una relació causa-efecte entre la presencia d’un gen (el gen ob) al genoma humà (VI) i l’obesitat (VD). En quin disseny basaríeu la investigació?
13. L’any 2000 el CIS va seleccionar una mostra aleatòria de joves universitaris de Catalunya per a establir l’edat a la qual es van iniciar en l’hàbit de fumar aquells que en aquest moment eren fumadors. El disseny que s’ha fet servir en aquesta investigació es caracteritza...
14. Assenyaleu l’alternativa incorrecta.
15. Assenyaleu l’alternativa incorrecta amb relació a la validesa externa.
16. L’estereotàxia...
17. Per a poder registrar l’activitat d’un grup neuronal in vivo...
18. Altes concentracions de _________ poden produir lesions neuronals:
19. Les tècniques de registre pseudofisiològiques...
20. La 2DG s’utilitza...
21. Sobre les tècniques genètiques...
22. Indiqueu quina d’aquestes tècniques que estudien activitat cerebral no és invasiva.
23. La tècnica més adequada per a localitzar receptors gabaèrgics seria...
24. Si volguéssim estudiar les àrees cerebrals implicades en l’ansietat en humans mitjançant tècniques no invasives...
25. El mètode més adequat per a lesionar l’escorça del cerebel seria...
26. Indiqueu que tècnica permet obtenir imatges estructurals de l’organisme a partir de la utilització d’ones electromagnètiques.
27. Les imatges obtingudes en T2 amb un equip de RM ens permetran observar...
28. L’efecte BOLD és el principi que consisteix a...
29. Què és un radiofàrmac?
30. Indiqueu quina de les afirmacions següents és correcta:
31. Respecte a l’EEG...
32. Les ones de ritme beta...
33. Quina tècnica permet recollir l’activitat cerebral produïda per les neurones piramidals dels solcs cerebrals?
34. L’EMT és una tècnica que...
35. Respecte a l’EEC, un dels avantatges que presenta és...
36. Les respostes positives que s’obtenen en fer una EEC són aquelles que...
37. Quines funcions s’han atribuït als ventricles cerebrals en els orígens de la psicobiologia?
38. Quin experiment va dur a terme Bell per a demostrar que els nervis del nostre cos contenen un conjunt de fibres sensorials i motrius?
39. Què suggereixen els experiments de Flourens sobre les funcions del cervell i del cerebel?
40. Amb relació als orígens de la psicobiologia, quina creus que va ser una de les aportacions més importants de Broca?
41. Què és un model animal en psicobiologia?
Investigació 1
L’amnèsia diencefàlica és un tipus d’alteració dels mecanismes d’aprenentatge i memòria que fa que els pacients que la pateixen presentin un dèficit molt greu en la formació de noves memòries. Diferents estudis en primats han posat de manifest que l’estimulació elèctrica de l’escorça cerebral mitjançant elèctrodes adherits a la superfície del crani (estimulació elèctrica transcortical) millora notablement els efectes d’aquest tipus d’amnèsia induïda experimentalment. Per a comprovar si aquest tractament no invasiu pot millorar la memòria en pacients, es va seleccionar a l’atzar una mostra de 10 dones i 11 homes, tots ells havien estat diagnosticats d’amnèsia diencefàlica a alguns dels hospitals universitaris de la xarxa dels Instituts Nacionals de Salut Americans (National Institutes of Health –NIH). A més a més de la simptomatologia amnèsica, tots els subjectes tenien un estat de salut normal i ningú no patia cap trastorn sistèmic. A la meitat de les dones (5) i dels homes (6) se’ls va aplicar el tractament d’estimulació. A l’altra meitat se’ls va aplicar un procediment estàndard de registre de l’activitat cerebral sense administrar cap tipus d’estimulació. Es va utilitzar un procediment aleatori per a assignar tant els homes com les dones a un grup o altre (tractament/no-tractament). A continuació, se’ls va demanar que fessin una tasca d’aprenentatge i es va cronometrar el temps invertit en solucionar la tasca; d’aquesta manera, es va obtenir un mesurament de l’execució dels subjectes. Al dia següent es va tornar a mesurar l’execució dels subjectes en la tasca d’aprenentatge. Els resultats van indicar que tots els subjectes van millorar la seva execució a les 24 hores. No obstant això, l’execució dels subjectes als quals es va donar el tractament d’estimulació va ser significativament superior per comparació als subjectes a qui no es va aplicar el tractament. D’altra banda, aquesta millora de l’execució en la tasca va ser més marcada en homes que en dones.
42. La/les variable/s dependent/s d’aquest disseny és/són...
43. La/les variable/s independent/s d’aquest disseny és/són...
44. El disseny emprat en aquesta investigació és...
45. El disseny emprat en aquesta investigació és...
46. Quina de les informacions següents ha estat rellevant perquè identifiqueu el disseny?
47. Del resum anterior es pot deduir que en aquest estudi...
48. Del resum anterior es desprèn que en aquest estudi s’aplica...
49. Quina de les afirmacions següents és més correcta?
50. Les variables que s’han controlat en aquesta recerca són...
51. És pertinent l’anàlisi de la interacció en aquesta recerca?
Investigació 2
L’any 2003 O. Güntürkün i col·laboradors van publicar en la prestigiosa revista Nature un treball que pretenia descriure la relació entre la preferència manual (subjectes dretans o esquerrans) i l’asimetria motora de gir del cap quan es fa un petó (girar el cap a l’esquerra o a la dreta). La hipòtesi de partida era que hi havia una relació bidireccional entre la preferència manual i l’asimetria motora de gir del cap quan es fa un petó; concretament, s’esperava que una preferència determinada correlacionaria amb un estil de gir de cap específic, i viceversa. Per a portar a terme aquesta recerca, es van seleccionar a l’atzar 50 noies i 50 nois estudiants de primer curs de Psicologia de la Universitat de Iowa. D’aquest subjectes, se’n van eliminar 14 perquè no complien algun dels requisits següents: tenir parella, ser actiu sexualment i no presentar cap trastorn de tipus motor. Tot seguit, es va passar un qüestionari de 20 ítems per a estudiar la preferència manual (De Agostini, M. i col·laboradors, 1997) i, d’altra banda, es va preguntar als subjectes cap a on giraven el cap quan feien un petó a la seva parella.
52. La/les variable/s dependent/s d’aquest disseny és/són...
53. La/les variable/s independent/s d’aquest disseny és/són...
54. El tipus de mostratge emprat en aquesta investigació és...
55. El disseny emprat en aquesta investigació és...
56. El disseny emprat en aquesta investigació és...
57. Del resum anterior es desprèn que en aquest estudi s’aplica...
58. Del resum anterior es pot deduir que en aquest estudi...
59. Respecte a la validesa d’aquest estudi (seleccioneu la resposta correcta)...
Investigació 3
A l’Hospital Clínic de Barcelona l’any 1997 es va portar a terme un estudi pediàtric sobre la hipòxia perinatal (manca d’oxigen abans i/o després del moment del naixement). La hipòtesi de partida era que hi havia una relació entre la hipòxia perinatal i l’aparició d’alteracions volumètriques al cervell dels nens que havien patit un episodi. Per a portar a terme aquesta recerca, es va seleccionar una mostra de 12 nois i 15 noies de entre deu i quinze anys. Tots els subjectes tenien com a hospital de referència l’Hospital Clínic de Barcelona. Es va mirar en la seva història clínica si els subjectes havien patit o no un episodi d’hipòxia perinatal. Tot seguit, a tots els subjectes se’ls va aplicar un procediment estàndard de registre volumètric del cervell mitjançant l’ús de la ressonància magnètica estructural. El resultats van mostrar que els nens que havien patit un episodi d’hipòxia perinatal presentaven un hipocamp significativament inferior en volum que els nens que no havien experimentat cap manca d’oxigen durant el naixement.
60. La/les variable/s dependent/s d’aquest disseny és/són...
61. La/les variable/s independent/s d’aquest disseny és/són...
62. El disseny emprat en aquesta investigació és...
63. El disseny emprat en aquesta investigació és...
64. Del resum anterior es pot deduir que en aquest estudi...
65. Del resum anterior es pot deduir que en aquest estudi...
66. Del resum anterior es desprèn que en aquest estudi s’ha utilitzat un mostratge...

Solucionari

1.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


2.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


3.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


4.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


5.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


6.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


7.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


8.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


9.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


10.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


11.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


12.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


13.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


14.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


15.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


16.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


17.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


18.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


19.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


20.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


21.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


22.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


23.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


24.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


25.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


26.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


27.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


28.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


29.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


30.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


31.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


32.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


33.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


34.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


35.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


36.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


37.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


38.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


39.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


40.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


41.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


42.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


43.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


44.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


45.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


46.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


47.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


48.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


49.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


50.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


51.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


52.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


53.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


54.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


55.
a.Incorrecte

b.Correcte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


56.
a.Correcte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Incorrecte


57.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


58.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


59.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


60.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Correcte

d.Incorrecte


61.
a.Incorrecte

b.Incorrecte

c.Incorrecte

d.Correcte


Bibliografia

Abril, A. del, Ambrosio, E., Blas, M. R. de, Caminero, A., Pablo, J. M. de, i Sandoval, E. (eds.) (2001). . Madrid: Sanz y Torres.
Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J. A., Bargalló, N., Calvo, B. (2008). Resonancia Magnética I. Resonancia Magnética funcional. A: F. Maestu, M. Ríos i R. Cabestero. (pp. 27-64). Barcelona: Elsevier Masson.
Blanco. M. O., Curros, M. C., Álvarez, A., Alonso, A., Eirís, J. M., i Castro, M. (2005). Síndrome de Aicardi-Goutières: aportación de dos nuevas observaciones. 62(2), 166-170.
Bear, M. F., Connors, B. W., i Paradiso, M. A. (2001). . Baltimore: Williams & Wilkins.
Bosch, X. i Abbott, A. (2001). The brain in Spain. 409, 451.
Breasted, J. H. (1922). . New-York Historical Society.
Cahill, L. F., Babinksy, R., Markowitsch, H. J., i McGaugh, J. L. (1995). “The amygdala and emotional memory”. (núm. 377, pàg. 6547).
Carlson, N. R. (2002). . Barcelona: Ariel Psicología.
Carpenter, M. B. (1994). . Madrid: Editorial Panamericana.
Delgado, J. M., Ferrús, A., Mora, F., i Rubia, F. J. (eds.) (1998). . Madrid: Síntesis.
Eichenbaum, H. (2000). A cortical-hippocampal system for declarative memory. 1, 41-50.
Eichenmbaum, H. i Cohen, N. (2001). . Nova York: Oxford University Press.
Eiman Azim, E., Mobbs, D., Jo, B., Menon, V., i Reiss, A. L. (2005). Sex differences in brain activation elicited by humor. 102, 16496-16501.
Felipe, J. de (2002). Cortical interneurons: from Cajal to 2001. 136, 215-238.
Felipe, J. de (2002). Sesquicentenary of the birthday of Santiago Ramón y Cajal, the father of modern neuroscience. 25, 481-484.
Felipe, J. de (2006). Brain plasticity and mental processes: Cajal again. 7, 811-817.
Finger, S. (1994). . Nova York: Oxford University Press.
Gamundí, A. i Ferrús, A. (2006). . Madrid: Pirámide.
Gazzaniga, M. S., Ivry, R. B., Mangun, G. R. (2002). . Nova York: Norton & Company.
Gelabert, M., Seramito, R., Bandín, J., i Allut, A. (2007). Tumores talámicos bilaterales. Presentación de tres casos y revisión de la bibliografía. 45(10), 599-603.
Gerson, R., Serrano, A., Villalobos, A., i Martínez, D. (2004). Tomografía por emisión de positrones (PET) en pacientes con cáncer: primer estudio descriptivo mexicano. 49(2), 58-65.
Geschwind, D. H. i Miller, B. L. (2001). Molecular approaches to cerebral laterality: Development and neurodegeneration. 101, 370-381.
Guyton, A. C. (1994). . Madrid: Editorial Médica Panamericana.
Haines, D. E. (2003). (2a. ed.). Madrid: Elsevier España.
Jager, G. i Postma, A. (2003). On the hemispheric specialization for categorical and coordinate spatial relations: A review of the current evidence. 41, 504-515.
Jones, E. G. (2000). Neuroscience in the modern era. 31, 5-11.
Kandel, E. R., Shwartz, J. H., i Jessell, T. M. (eds.) (2001). . Madrid: McGraw-Hill.
Kandel, E. R. i Squire, L. R. (2000). Neuroscience: breaking down scientific barriers to the study of brain and mind. 290, 1113-1120.
Kiernan, J. A. (2000). (7a. ed.). Madrid: McGraw-Hill/Interamericana.
Knowlton, B. J., Mangels, J. A., i Squire, L. R. (1996). A neostrital habit learning system in humans. 273, 1399-1401.
Kolb, B. i Wishaw, I. Q. (2002). . Madrid: McGraw-Hill.
Maestu, F., Arbizu, J., Toledo, J., i Valero, M. (2006). SPECT y PET en neurología. 21(5), 219-225.
Maestu, F., Gonzales, J., Marty, G., Nadal, M., Cela-Conde, C. J., i Ortiz, T. (2005). La magentoencefalografía: una nueva herramienta para el estudio de los procesos cognitivos básicos. 17(3), 459-464.
Martin, J. H. (1998). (2a. ed.). Madrid: Prentice Hall.
Mora, F. i Sanguinetti, A. M. (1994). . Madrid: Alianza Editorial.
Nolte, J. (2002). . Mosby.
Nutton, V. (2002). Logic, learning, and experimental medicine. 295, 800-801.
Piccolino, M. (2000). The bicentennial of the Voltaic battery (1800-2000): the artificial electric organ. 23, 147-151.
Piccolino, M. i Bresadola, M. (2002). Drawing a spark from darkness: John Walsh and electric fish. 25, 51-59.
Pinel, J. (2001). . Madrid: Prentice-Hall.
Portell, M., Vives, J., i Boixadós, M. (2003). . Barcelona: Servei de Publicacions de la Universitat Autònoma de Barcelona.
Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A-S., i McNamara, J. O. (2001). . Madrid: Editorial Panamericana.
Quintana, J. C. (2002). Neuropsiquiatría: PET Y SPECT. 8(2), 63-69.
Ramón y Cajal, S. (1892a). Nuevo concepto de la histología de los centros nerviosos. 18, 1-68.
Ramón y Cajal, S. (1892b). La retina de los teleósteros y algunas observaciones sobre los vertebnrados inferiores. 21, 281-305.
Ramón y Cajal, S. (1894). Consideraciones generales sobre la morfología de la célula nerviosa. 38, 257-260.
Ramón y Cajal, S. (1897). . Madrid: Imprenta de L. Aguado.
Ramón y Cajal, S. (1904). . Madrid: Imprenta de Nicolás Moya.
Ramón y Cajal, S. (1908). . Madrid: Imprenta de Eduardo Arias.
Ramón y Cajal, S. (1921). . Madrid: Imprenta de Nicolás Moya.
Ramón y Cajal, S. (1922). . Madrid: Imprenta Juan Pueyo.
Ramón y Cajal, S. (1923). . Madrid: Imprenta Juan Pueyo.
Redolar Ripoll, D. (2002). Neurociencia: la génesis de un concepto desde un punto de vista multidisciplinar. 29, 346-352.
Redolar Ripoll, D. (2007). Influencia del pensamiento y de la obra de Santiago Ramón y Cajal en la psicología: una visión científica de la cognición, las emociones y la conciencia. Comunicació escrita en el Symposium de la SEHP.
Rosenzweig, M. R., Leiman, A. L., i Breedlove, S. M. (2001). . Madrid: Ariel.
Schacter, D. L. (2001). . Nova York: Houghton Mifflin Company, 2001.
Scoville, W. B. i Milner, B. (1957). Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. 20, 11-21.
Shepherd, G. M. (1991). . Nova York: Oxford University Press.
Squire, L. R., Bloom, F. E., McConnell, S. K., Roberts, J. L., Spitzer, N. C., i Zigmond, M. J. (eds.). (2003). . Academic Press.
Swanson, L. W. (2000). What is the brain? 23, 519-527.
Toga, A. W. i Thompson, P. M. (2003). Mapping brain asymmetry. 4, 37-48.
Tulving, E. i Schacter, D. L. (1990). Priming and human memory systems. 247, 301-306.
Vendrell, P., Junqué, C., i Pujol, J. (1995). La resonancia magnética funcional: una nueva técnica para el estudio de las bases cerebrales de los procesos cognitivos. 7(1), 51-60.