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Salud Mental
Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente
perezrh@imp.edu.mx
ISSN (Versión impresa): 0185-3325
MÉXICO
2003
José M. Delgado-García
PARTICIPACIÓN DEL CEREBELO Y DEL HIPOCAMPO EN EL
CONDICIONAMIENTO CLÁSICO DEL REFLEJO CORNEAL
Salud Mental, febrero, año/vol. 26, número 001
Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente
Distrito Federal, México
pp. 1-10
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 2003 1
SUMMARY
The classical conditioning of nictitating membrane/eyelid
responses is one of the most frequently used experimental models
for the study of learning and memory mechanisms in mammals.
Our research group has carried out a detailed study of the kinetic
properties of reflex, voluntary and emotional eyelid responses, as
well as those characterizing classically conditioned blink responses.
On the other hand, we have studied the location and, in particular,
the firing properties of facial motoneurons innervating the
orbicularis oculi muscle during the performance of those types of
eyelid reflex and learned responses. Facial motoneurons encode
the speed of eyelid displacement during reflexively evoked blinks,
but they encode eyelid position during the performance of learned
blink responses. This noticeable difference suggests a different
processing and/or neural origin of both types of motor command.
The paravermal cortex and the rostral pole of the posterior
interpositus nucleus are apparently involved in reflex and learned
eyelid responses, contributing to their correct performance, but
not to the acquisition of new motor abilities carried out with the
lid. Another cerebral structure involved in classical conditioning
of eyelid responses is the hippocampus, contributing to determine
the relevance or predictive value of the conditioning stimulus,
during classical conditioning paradigms. Finally, an integrated view
of the premotor facial system and of the future lines of research in
this experimental model of associative learning in mammals is also
presented.
Key words: Cerebellum, hippocampus, classical conditioning,
eyelid, cats.
RESUMEN
Uno de los modelos experimentales más utilizados para el estudio
de los procesos de aprendizaje y memoria en mamíferos es el
condicionamiento clásico del reflejo corneal. Nuestro grupo de
investigación ha realizado un estudio detallado de las característi-
cas cinéticas de las respuestas palpebrales reflejas, voluntarias y
emocionales, así como de las aprendidas mediante técnicas de
condicionamiento clásico. Por otra parte, hemos estudiado la lo-
calización y, en particular, las propiedades funcionales de las
motoneuronas que inervan el músculo orbicularis oculi que hacen
posible la realización de dichos tipos de movimientos palpebrales.
Las motoneuronas faciales codifican la velocidad de contracción
de los párpados durante respuestas reflejas, pero sólo codifican su
posición durante respuestas condicionadas o aprendidas. Esta
diferencia indica un diferente procesamiento (y/u origen) de ambas
órdenes motoras. Tanto la corteza paravermal como el polo rostral
del núcleo interpósito posterior del cerebelo están relacionados
con los movimientos palpebrales reflejos y aprendidos,
contribuyendo posiblemente a su correcta realización, pero no a
la adquisición de respuestas palpebrales aprendidas. El hipocampo
parece participar en este tipo de condicionamiento asociativo
contribuyendo a la identificación de la relevancia o valor predictivo
del estímulo condicionado, durante condicionamientos de tipo
pavloviano. Se presentan, por último, una visión integrada del
sistema premotor facial y las previsibles líneas futuras de estudio
en este modelo experimental de aprendizaje asociativo en
mamíferos.
Palabras clave: Cerebelo, hipocampo, condicionamiento clásico,
párpado, gatos.
INTRODUCCIÓN
El texto que sigue es una exposición, algo más deta-
llada, de la Conferencia "Hernández-Peón" que tuve
el honor de impartir el 28 de octubre del año 2002
en el Instituto Nacional de Psiquiatría. He procurado
respetar en lo posible el formato de un texto preparado
para una charla, evitando acumular en exceso refe-
rencias demasiado específicas, más propias de un
artículo de investigación. En cualquier caso, una
descripción detallada desde el punto de vista
cuantitativo, y contrastada con la bibliografía
disponible, se puede encontrar en varios artículos
CONFERENCIA MAGISTRAL
PARTICIPACIÓN DEL CEREBELO Y DEL HIPOCAMPO EN EL
CONDICIONAMIENTO CLÁSICO DEL REFLEJO CORNEAL*
José M. Delgado-García**
* Resumen de la Conferencia "Hernández-Peón", dictada el 28 de octubre de 2002 en el Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente.
** Laboratorio Andaluz de Biología, Universidad Pablo de Olavide, 41013-Sevilla, España.
Correspondencia: Prof. José M. Delgado-García. Laboratorio Andaluz de Biología, Universidad Pablo de Olavide. Ctra. de Utrera, Km. 1, 41013-
Sevilla, España. Tel: + 34-954-349374, Fax: + 34-954-349375, e-Mail: jmdelgar@dex.upo.es
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publicados por nuestro grupo de investigación, a los
cuales remito al lector interesado (6, 7, 13-19, 22,
24, 25, 28), así como en revisiones globales del mismo
tema, realizadas por otros autores (9, 11, 12, 27, 30).
La conferencia se centró en la descripción del siste-
ma motor del párpado como modelo experimental
usado frecuentemente en el estudio de los mecanis-
mos neuronales que subyacen al aprendizaje motor
en los mamíferos. De hecho, el condicionamiento
clásico de la respuesta palpebral (o de la membrana
nictitante) se viene utilizando desde hace más de 50
años como ejemplo de generación de nuevas
habilidades motoras mediante aprendizajes de tipo
asociativo (11, 12, 27). Respetando pues las líneas
principales de la conferencia impartida en el I.N.P.,
a continuación se presentará una descripción sucinta
de las características funcionales del sistema motor
facial más relevantes, la metodología que se sigue en
este tipo de estudios, la mecánica palpebral y la
fisiología de las motoneuronas que inervan el músculo
orbicularis oculi y, finalmente, la contribución del
cerebelo y del hipocampo a este tipo de aprendizaje
motor. Conviene señalar aquí que está de moda
considerar los procesos de aprendizaje motor desde
el exclusivo punto de vista de la plasticidad neuronal,
con especial referencia a los “sitios” (lugares del sistema
nervioso central) donde aquéllos tienen lugar (27),
así como sus substratos moleculares (3, 8, 20, 21,
23), olvidando los aspectos funcionales que tienen
lugar in vivo, durante el momento mismo del
aprendizaje (7). A estos aspectos funcionales se
dedicará una atención especial en esta breve revisión
sobre el condicionamiento clásico de la respuesta
palpebral en mamíferos.
EL SISTEMA MOTOR DEL PÁRPADO COMO MODELO EN
EL ESTUDIO DE APRENDIZAJES DE TIPO ASOCIATIVO
El sistema motor facial es peculiar por diversas razo-
nes. Desde el punto de vista evolutivo, este sistema
motor es de aparición tardía, desarrollándose princi-
palmente en felinos y primates. Es un conjunto mus-
cular de origen visceral modificado, lo que explica en
parte su fácil entrenamiento con condicionamiento
clásico o pavloviano. En el hombre, la musculatura
facial está compuesta por más de 20 músculos
distintos. Una característica común a casi todos los
músculos faciales es su pequeña masa, por lo que se
afectan escasamente por la fuerza de la gravedad. Por
ejemplo, los párpados se cierran cuando se relaja el
músculo elevador que los mantiene abiertos, incluso
si nos colocamos cabeza abajo. Por tanto, el cierre de
los párpados no ocurre por acción de la gravedad,
sino por la liberación de las tensiones acumuladas en
los tendones y aponeurosis palpebrales, tras la
relajación del músculo elevador de los párpados. Los
músculos faciales, y entre ellos los que mueven el
párpado, se denominan de carga constante, porque
no están sometidos a cambios en el peso que deben
movilizar cuando se contraen. Además, gran parte
de la musculatura facial (incluyendo la de los
párpados) presenta una disposición plana, en mapa,
ya que cada unidad motora ocupa un lugar preciso y
exclusivo dentro del músculo. Esta disposición tiene
una gran importancia funcional, pues cada motoneu-
rona facial puede tener una contribución específica y
única a la mímica de la cara. De hecho, las motoneu-
ronas faciales están organizadas en subnúcleos dentro
del núcleo motor facial y, a su vez, mantienen un
alto grado de somatotopía en cada subnúcleo (24).
También es sabido que, dentro de cada subnúcleo,
hay aferencias específicas para pequeñas agrupaciones
motoneuronales. Por ejemplo, las motoneuronas que
inervan la porción palpebral (tarsal) del músculo
orbicularis oculi se localizan en la región más dorsal
del núcleo intermedio facial y se activan principal-
mente durante respuestas reflejas originadas por
estímulos mecánicos de la córnea y de la piel de los
párpados (28, 29). Por el contrario, las motoneuronas
que inervan la porción orbitaria (septal) del músculo
orbicularis oculi se activan preferentemente durante
expresiones faciales relacionadas con el estado
emocional del sujeto (10).
Con alguna excepción, los músculos faciales y, en
concreto, los del párpado, carecen de propioceptores
típicos. Desde el punto de vista funcional, esto se
traduce en que no hay reflejo miotático directo, o de
estiramiento, en la musculatura palpebral. Por otra
parte, las motoneuronas que inervan el músculo
orbicularis oculi carecen de información relativa a la
posición que ocupa el párpado sobre el globo ocular.
La posición palpebral durante la vigilia la determina
el músculo elevador de los párpados, ya que las
motoneuronas que lo inervan tienen información de
la posición del ojo en la órbita (mirada arriba o abajo)
como el resto de la musculatura extraocular que mueve
el ojo en el plano vertical (2). Durante los movi-
mientos palpebrales (denominados sacádicos) que
acompañan los movimientos oculares rápidos, el mús-
culo orbicularis oculi está completamente relajado.
Este músculo se activa cuando los párpados se cierran
de forma refleja (por estímulos trigeminales, sonoros
o visuales) y durante movimientos voluntarios y de
origen emocional. La respuesta palpebral condiciona-
da, aprendida mediante condicionamiento clásico,
es más parecida en su cinética a la respuesta palpebral
de tipo emocional que a la respuesta de tipo reflejo
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 2003 3
(13), lo que sugiere algo respecto a los mecanismos
neuronales subyacentes a su génesis.
En primates, el cierre de los párpados es el resulta-
do exclusivo de la contracción del músculo orbicularis
oculi, mientras su apertura depende de la acción del
músculo elevador. Pero en animales con membrana
nictitante (la mayoría de vertebrados terrestres) existe
un músculo que se inserta en el polo posterior del
globo ocular, el músculo retractor bulbi, que retrae el
ojo hacia el fondo de la órbita, para permitir el des-
lizamiento de dicha membrana por la superficie
corneal. Esta retracción del globo ocular contribuye
también al cierre de los párpados (7). Por último,
algunas especies como el conejo y el gato son capaces
de co-contraer los cuatro músculos rectos que se
insertan en el globo ocular, sobre todo en respuesta a
estímulos corneales muy intensos, lo que hace que el
ojo se retraiga hacia el fondo de la órbita, contribuyen-
do al cierre de los párpados.
En resumen, un movimiento tan simple en apa-
riencia como el de cerrar los párpados es el resultado
motor de la acción de muy diversos músculos,
gobernados a su vez por diferentes centros motores
troncoencefálicos. Asimismo, se pueden hacer movi-
mientos palpebrales muy diferentes, algunos de ellos
de extraordinaria precisión y expresividad.
Fig. 1. Modelo experimental. El diseño experimental consiste en la implantación crónica de una pequeña bobina metálica en el
párpado superior para medir los desplazamientos del mismo con la técnica del seguidor magnético de la posición. En esencia,
el animal se coloca dentro de un campo magnético y el desplazamiento de la bobina metálica dentro del campo induce un
voltaje proporcional al ángulo de desplazamiento (13, 16). De forma adicional, se pueden implantar otras dos bobinas alrede-
dor del globo ocular para medir los desplazamientos rotacionales y translacionales del mismo (6). También se implanta un
electrodo bipolar para registrar la actividad electromiográfica (EMG) del músculo orbicularis oculi (OO). Se pueden utilizar
estímulos como soplos de aire (20-100 ms, 1-3 kg / cm2) aplicados a la córnea, sonidos (20-350 ms, 600-6.000 Hercios, 90 dB) o
flases de luz (1 ms). Las neuronas se registran con micropipetas de vidrio rellenas de una solución conductora y se identifican in
vivo mediante su activación antidrómica desde sus sitios de proyección (se indican algunos puntos de estimulación eléctrica).
Abreviaturas: NF, núcleo motor facial; NIP, núcleo interpósito posterior del cerebelo; NR, núcleo rojo; c, h, contra- y homolateral.
METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
El modelo experimental utilizado en este tipo de es-
tudios se ilustra en la figura 1. Al animal se le implan-
tan de forma crónica electrodos bipolares para el
registro de la actividad electromiográfica del músculo
orbicularis oculi y una pequeña bobina metálica para
el registro de la posición palpebral por el método del
seguidor magnético de la posición. El animal se
prepara también para el registro con pipetas de vidrio
de alta resistencia (3-5 Mohms) de la actividad
eléctrica unitaria en estructuras seleccionadas, como
el núcleo motor facial, el núcleo interpósito del
cerebelo o las células piramidales del hipocampo. Las
neuronas registradas se identifican in vivo mediante
su activación antidrómica desde sus sitios de
proyección. Por ejemplo, las motoneuronas faciales
se activan antidrómicamente desde el nervio facial,
las neuronas del núcleo interpósito desde el núcleo
rojo y las células piramidales del hipocampo desde el
fórnix. Una descripción detallada de este modelo
experimental se puede encontrar en artículos
especializados (13, 25).
Como prueba de aprendizaje, en estos estudios se
ha utilizado el condicionamiento clásico del reflejo
corneal, con paradigmas de traza y de demora (figura
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 20034
2). En el paradigma de demora, se presenta un sonido
(600 Hercios, 90 dB) como estímulo condicionado
que dura 350 ms. A los 250 ms de iniciado el sonido
se presenta un soplo intenso en la córnea izquierda
(100 ms, 3 kg / cm2) como estímulo incondiciona-
do, que termina simultáneamente con el estímulo
condicionado. En el paradigma de traza se presenta
un breve (20 ms) soplo de aire en la córnea izquierda
(1 kg / cm2) o un tono (600 Hercios, 90 dB) como
estímulo condicionado. Unos 250 ms después de ter-
minado el estímulo condicionado se presenta un in-
tenso (100 ms, 3 kg / cm2) soplo de aire en la misma
córnea, como estímulo incondicionado. En cada se-
sión de condicionamiento se presentan las parejas de
estímulos condicionado e incondicionado entre 60 y
120 veces, según la especie animal a condicionar,
separados en bloques de 10 parejas. Más detalles de
este modelo experimental se pueden encontrar en
trabajos más específicos de nuestro grupo (13, 19).
FISIOLOGÍA DE LAS MOTONEURONAS FACIALES QUE
INERVAN EL MÚSCULO ORBICULARIS OCULI
La actividad de las motoneuronas faciales que inervan
al músculo orbicularis oculi ha sido registrada en el
gato despierto y alerta durante la realización de
respuestas palpebrales reflejas y condicionadas (28,
29). En la misma serie de experimentos se estudió
también la actividad de las motoneuronas que inervan
el músculo retractor bulbi, localizadas en el núcleo
accesorio del motor ocular externo. Las motoneuronas
del orbicularis oculi y del retractor bulbi generan dos
brotes de potenciales de acción (a los 4-6 y 10-16
ms) en respuesta a la presentación de un soplo de
aire intenso a la córnea homolateral (Figura 3). En el
gato, las motoneuronas faciales, pero no las del
orbicularis oculi, responden a la presentación de tonos
o de flases de luz. Mediante análisis de regresión se
ha comprobado que las motoneuronas faciales
codifican la velocidad con que el párpado se cierra
durante el reflejo corneal, pero no la posición del
párpado sobre el globo ocular (28, 29). De hecho, la
posición del párpado sobre el ojo viene determinada
por la actividad de las motoneuronas que inervan el
músculo elevador de los párpados (2).
En el caso de respuestas palpebrales aprendidas,
estas motoneuronas funcionan de un modo muy dis-
tinto. En primer lugar, las motoneuronas que inervan
el músculo retractor bulbi no se activan durante las
respuestas palpebrales condicionadas (28). Esto
puede deberse a que la respuesta aprendida tiene una
velocidad pico que no llega al 10% de la que se
alcanza durante las respuestas palpebrales reflejas.
Fig. 2. Paradigmas de condicionamiento. Normalmente, una sesión de condicionamiento dura unas dos horas para gatos, una
hora para conejos y 30 min para ratas y ratones. Los estímulos condicionado e incondicionado se presentan emparejados en
bloques de 10, con un intervalo variable entre parejas de unos 30 s. Cada bloque (1, ...12) está separado del anterior unos 5
minutos. Se indica el diseño experimental para los paradigmas de demora y traza. Ver texto para más detalles.
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 2003 5
Esto indica que la señal de activación que llega a las
motoneuronas del retractor bulbi durante el
condicionamiento no es suficientemente intensa para
despolarizarlas. Por el contrario, las motoneuronas
faciales que inervan el músculo orbicularis oculi sí se
despolarizan lo suficiente para producir potenciales
de acción ante la presentación de los estímulos
condicionado e incondicionado. De todas formas, la
activación de estas motoneuronas durante el
condicionamiento clásico del reflejo corneal es más
débil que la que tienen durante la realización de
respuestas palpebrales reflejas. Es importante seña-
lar, que las motoneuronas no codifican la velocidad
del desplazamiento del párpado durante las respuestas
condicionadas, sino su posición. De hecho, en la fi-
gura 3 se puede observar el disparo preferentemente
fásico (o en brotes) que tienen estas motoneuronas
durante las respuestas palpebrales reflejas (figura 3A)
y preferentemente tónico durante las respuestas
palpebrales aprendidas (figura 3B). Estos datos su-
gieren que las respuestas reflejas se elaboran prefe-
rentemente en el soma de las motoneuronas, por lo
que producen una gran despolarización de la misma,
mientras que las respuestas aprendidas se elaboran
preferentemente en las dendritas, causando una
despolarización sostenida, pero menos intensa (28).
Recientemente, se ha descrito que determinados
aferentes colinérgicos a las motoneuronas faciales pue-
den intervenir en la generación del disparo tónico
que caracteriza la producción de respuestas palpebrales
aprendidas (22, 28).
MECANISMOS NEURONALES QUE SUBYACEN AL APREN-
DIZAJE ASOCIATIVO
Una pregunta que se sigue de lo dicho hasta ahora es
¿dónde se originan las señales neuronales que llevan
a las motoneuronas faciales las órdenes correspon-
dientes para la generación de respuestas motoras con-
dicionadas o aprendidas? En un estudio reciente (24),
hemos identificado el complejo sistema pre-motor
que proyecta sobre las motoneuronas que inervan el
músculo orbicularis oculi. Este estudio se realizó
utilizando el virus atenuado de la rabia como marcador
transináptico retrógrado. De dicho estudio se con-
cluye que hay numerosos centros troncoencefálicos,
cerebelosos y de la corteza cerebral relacionados más
o menos directamente con la elaboración de las dife-
rentes órdenes motoras que determinan la producción
de movimientos palpebrales reflejos, voluntarios,
emocionales y aprendidos. En el resto de esta revisión
se presentan los estudios que ya hemos realizado en
algunas de las estructuras identificadas por su carácter
Fig. 3. Actividad de las motoneuronas faciales que inervan el músculo orbicularis oculi durante respuestas palpebrales reflejas
(A) y condicionadas (B). De arriba a abajo se muestra el estímulo aplicado, el registro intracelular de una motoneurona facial y
la aceleración (en grados / s2) y posición (en grados) del párpado. El desplazamiento hacia abajo del trazado de la posición
del párpado indica su cierre. En A, se aplicó un soplo de aire durante 100 ms a la córnea homolateral al registro. En B, se muestra
un ejemplo de respuesta condicionada evocada por la sola presentación del estímulo condicionado (un tono, ver texto para
detalles). Modificado de Trigo y col. (28).
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pre-motor, es decir que proyectan mono-, bi- o poli-
sinápticamente sobre las motoneuronas del músculo
orbicular de los párpados.
Dos de las estructuras que más se han propuesto
como el sitio donde ocurren los procesos moleculares
que subyacen al aprendizaje motor son el hipocampo
y el cerebelo (4, 5, 16, 25, 27, 30). En particular, se
ha sugerido que en el hipocampo ocurren procesos
funcionales y estructurales relacionados con la
potenciación a largo plazo (LTP, siglas en inglés de
long-term potentiation), mientras que en el cerebelo
se han descrito mecanismos de inhibición a largo
plazo (LTD, siglas en inglés para long-term depression).
En ambos casos, la mayoría de estudios realizados,
hasta el momento, han sido en preparaciones in vitro
(3, 8, 20, 21, 23, 30). Por lo tanto, nuestro grupo
ha prestado un interés especial al estudio de la
actividad neuronal que se registra en dichas
estructuras en el animal en condiciones fisiológicas y
durante el proceso mismo de la adquisición de las
respuestas palpebrales condicionadas.
PAPEL DEL CEREBELO EN EL CONDICIONAMIENTO CLÁ-
SICO DEL REFLEJO CORNEAL
En un estudio preliminar hemos descrito que en los
tres núcleos cerebelosos (fastigial, interpósito y den-
tado) se encuentran neuronas relacionadas de un
modo u otro con los movimientos reflejos del párpado
producidos por estímulos trigeminales, acústicos y
visuales (15). En efecto, el marcaje de los núcleos
cerebelosos con el virus atenuado de la rabia indica
una localización difusa de neuronas nucleares
relacionadas con la motórica palpebral (24). En
cualquier caso, existe una zona nuclear donde se
concentra un importante cúmulo de neuronas
relacionadas con los movimientos palpebrales. Esta
zona se ubica, tanto en la rata como en el gato, en el
polo rostral del núcleo interpósito posterior, en
inmediata vecindad con el núcleo dentado (14-16,
24).
Las neuronas del polo rostral del interpósito pos-
terior presentan una actividad eléctrica claramente
relacionada con respuestas palpebrales reflejas y con-
dicionadas. Dichas neuronas han sido clasificadas en
dos tipos (A y B) en función de la actividad eléctrica
que presentan durante el movimiento palpebral. Las
neuronas tipo A se activan unos ms después del inicio
del movimiento palpebral (figura 4) y el perfil de su
frecuencia instantánea de disparo semeja a veces el
perfil del movimiento palpebral. Sin embargo, no se
ha podido demostrar que la frecuencia instantánea
de disparo de estas neuronas tipo A esté linealmente
relacionada con la posición, velocidad o aceleración
del párpado durante movimientos reflejos, volunta-
rios o aprendidos. Las neuronas tipo A tienen una
frecuencia media de disparo de 10-60 potenciales de
acción / s en el gato despierto y alerta. Esta frecuencia
se incrementa considerablemente (hasta los 300 po-
tenciales de acción/s) durante los movimientos
palpebrales.
Por otra parte, las neuronas tipo B localizadas en el
mismo polo rostral del interpósito posterior se
inhiben durante el movimiento palpebral, ya sea de
origen reflejo o condicionado (figura 4). Las neuronas
tipo B tienen una frecuencia espontánea de disparo
de 30-80 potenciales de acción/s, frecuencia que
disminuye hasta desaparecer durante el movimiento
palpebral. En este caso también, la inhibición en el
disparo neuronal se inicia unos ms después que el
movimiento palpebral.
Los cambios en frecuencia (activación o inhibición)
característicos de las neuronas tipo A y B del núcleo
interpósito del cerebelo no ocurren inmediatamente
del comienzo de las sesiones de condicionamiento,
sino que ocurren con una pendiente muy poco pronun-
ciada (del orden de 0.05 potenciales de acción/s/ensa-
yo). Esta pendiente indica que dichas neuronas au-
mentan (las tipo A) o disminuyen (las tipo B) sus
frecuencias medias de disparo de potenciales de acción
alrededor de 5 potenciales de acción / s cada 100
ensayos, es decir, cada sesión de entrenamiento. Su
actividad está ligada a la aparición de la respuesta
condicionada y no a la mera presentación de la pareja
de estímulos condicionado e incondicionado. Esto
último indica que el núcleo interpósito está
claramente relacionado con la realización del movi-
miento palpebral aprendido, pero no con su inicia-
ción o génesis, ya que la activación (tipo A) o inhibi-
ción (tipo B) no precede, sino que sigue al inicio de
la respuesta condicionada (16).
Un experimento que evidencia el importante papel
del núcleo interpósito posterior del cerebelo en la
realización de la respuesta palpebral aprendida o con-
dicionada es que la micro-estimulación de la zona de
registro produce una respuesta palpebral similar en
perfil a la respuesta condicionada, sobre todo si se
acompaña de la presentación de un estímulo condi-
cionado (figura 5). Por el contrario, la microinyección
de muscimol (un conocido agonista del receptor
GABAA) en la misma zona produce una disminución
en la amplitud de la respuesta palpebral condicionada
(figura 5). En este caso, la inhibición de las neuronas
del núcleo interpósito disminuye su efecto facilitador
(a través del núcleo rojo) sobre la activación de las
motoneuronas que inervan el músculo orbicularis oculi.
Así pues, el núcleo interpósito posterior del cere-
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 2003 7
belo contribuye a la despolarización de las
motoneuronas faciales durante el intervalo de tiempo
entre el inicio del estímulo condicionado y del in-
condicionado, momento en que aparece la respuesta
palpebral condicionada. Este efecto se ejerce prefe-
rentemente por las neuronas tipo A, las cuales pro-
yectan a la región dorso-medial del núcleo rojo,
mientras que las neuronas rubrales proyectan
monosinápticamente sobre las motoneuronas del
músculo orbicularis oculi. A su vez, es probable que
las neuronas tipo B proyecten sobre interneuronas
localizadas en las proximidades del núcleo del tercer
par craneal y que contribuyan a inhibir (o des-
facilitar) la actividad de las motoneuronas del músculo
elevador de los párpados, contribuyendo así a facilitar
el cierre de los mismos durante la respuesta
condicionada (16).
En este sentido, pues, el cerebelo no funciona
como un órgano coordinador, integrador y computa-
dor del movimiento aprendido (27), sino más bien
como un órgano reforzador (16) de la orden motora
procedente de alguna otra estructura cerebral, prin-
cipalmente, la corteza motora y pre-motora (1, 17).
PAPEL DEL HIPOCAMPO EN EL CONDICIONAMIENTO
CLÁSICO DEL REFLEJO CORNEAL
Hemos estudiado también la actividad de neuronas
piramidales de las capas CA1 y CA3 del hipocampo
durante la realización de respuestas palpebrales re-
flejas y aprendidas (25). Las células piramidales re-
gistradas en el gato despierto producen un breve brote
de potenciales de acción unos 60-80 ms después de
presentado un estímulo novedoso (figura 6). Esta res-
puesta tiende a desaparecer con la presentación re-
petida del mismo estímulo. Sin embargo, cuando un
estímulo condicionado (soplo de aire débil, tono) se
empareja repetidamente con un estímulo incondicio-
nado (soplo de aire fuerte aplicado a la córnea), la
respuesta neuronal al estímulo condicionado aumenta
considerablemente a lo largo de las sesiones de
condicionamiento (figura 6). Este aumento en la fre-
Fig. 4. Actividad de dos tipos neuronales localizados en el núcleo interpósito posterior del cerebelo durante la realización de
respuestas palpebrales condicionadas. En A se muestra la actividad de una neurona tipo A, mientras que en B se muestra la
actividad eléctrica de una neurona tipo B. En ambos casos, de arriba a abajo se ilustran el paradigma de condicionamiento
(demora), la frecuencia de disparo (en potenciales de acción / s), y la posición (en grados) y velocidad (en grados / s) del
párpado. El desplazamiento hacia abajo del trazado de la posición del párpado indica su cierre. Las calibraciones incluidas
en A son también para B. Modificado de Gruart y col. (16).
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 20038
Fig. 5. Efectos de la micro-estimulación (A-C) y de la inyección de muscimol (D-E) en el núcleo interpósito posterior del cere-
belo durante el condicionamiento clásico del reflejo corneal. En A se muestra la respuesta condicionada del párpado a la
presentación del estímulo condicionado (EC, un tono de 600 Hercios y 350 ms de duración). En B se presenta la respuesta del
párpado en el mismo animal a la estimulación del núcleo interpósito posterior a 20 Hercios. En C se presenta la respuesta
del párpado a la presentación simultanea del EC y del tren de estímulos eléctricos. Las calibraciones en C son también
para A y B. El desplazamiento hacia abajo del trazado de la posición del párpado indica su cierre. En D se presentan
respuestas condicionadas a la presentación del EC, registradas en las sesiones 4, 5 y 7. Nótese la pequeña respuesta en la
sesión 5, debido a la inyección de muscimol en el núcleo interpósito. En E se presenta la curva de aprendizaje del mismo
animal. Véase el efecto de la inyección de muscimol en las sesiones 5 y 6. Modificado de Gruart y col. (16).
Fig. 6. Actividad eléctrica de neuronas piramidales del hipocampo durante el condicionamiento clásico del reflejo corneal. En
A se ilustra la respuesta de una neurona piramidal del hipocampo representativa durante la presentación de un tono (20 ms,
600 Hercios, 90 dB). En B se ilustra la respuesta de otra neurona típica a la presentación de un soplo de aire (100 ms, 3 Kg / cm2).
En C se ilustra la respuesta de otra neurona piramidal del hipocampo durante la sexta sesión de condicionamiento. De arriba a
abajo se muestran los estímulos utilizados, la frecuencia de disparo de la neurona (en potenciales de acción / s) y la posición
(en grados) y velocidad (en grados / s) del párpado. El desplazamiento hacia abajo del trazado de la posición del párpado
indica su cierre. Modificado de Múnera y col. (25).
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 2003 9
cuencia instantánea de disparo de las células
piramidales tiene una pendiente similar (0.05
potenciales de acción/s/ensayo) que la ya descrita para
las neuronas del cerebelo, lo que sugiere que los
procesos de aprendizaje pueden estar ocurriendo en
muy diversos lugares del cerebro a la vez. Estos
cambios pues se corresponderían a un estado
funcional específico que abarcaría numerosas estruc-
turas cerebrales y que sería específico para este tipo
de aprendizaje (7).
Por otra parte, se ha descrito que el hipocampo
sólo estaría relacionado con la adquisición de
condicionamiento clásico utilizando paradigmas de
traza, pero no en los de demora, que serían específicos
del cerebelo (5, 7, 27). Esta afirmación se pone en
duda por los datos ilustrados en la figura 7, en la que
se muestra que las neuronas piramidales del
hipocampo en el gato despierto responden práctica-
mente del mismo modo a paradigmas de traza y de
demora. Incluso, su respuesta parece independiente
de la modalidad sensorial del estímulo condicionado
utilizado (soplo de aire débil, tono breve o tono
prolongado (figura 7). Así pues, el hipocampo parece
estar más relacionado con la relevancia, saliencia o
valor predictivo del estímulo condicionado (25, 26),
más que con la determinación del intervalo de tiempo
entre los estímulos condicionado e incondicionado
(27), o con el paradigma de traza en exclusiva (7).
PERSPECTIVAS FUTURAS
Una pregunta aún pendiente de respuesta es el lugar
(o lugares) donde se genera o elabora la respuesta
palpebral condicionada. Estudios electrofisiológicos
en gatos (1) y estudios recientes sobre genes de
expresión temprana (17) sugieren que amplias zonas
de la corteza motora y sensorial podrían estar
relacionadas con el aprendizaje de este tipo de
respuesta motora. Parece necesario pues estudiar en
detalle estas zonas corticales, en experimentos in vivo,
durante el momento mismo de la adquisición del
movimiento palpebral condicionado. Además, se ha
indicado más arriba la importancia que tendría la
realización de registros de la actividad neuronal de
modo simultáneo en muy diversas regiones corticales
y sub-corticales relacionadas con el movimiento
palpebral (24) durante el proceso de aprendizaje.
El objetivo a medio plazo sería determinar no ya el
sitio, sino el estado funcional subyacente al aprendi-
zaje motor. Esta última línea de trabajo tiene por
tanto un prometedor futuro.
Fig. 7. Actividad de las células piramidales del hipocampo durante distintos paradigmas de condicionamiento clásico. En A se
muestra la actividad de una neurona piramidal durante un condicionamiento clásico del reflejo corneal con un paradigma de
traza. Como estímulo condicionado (EC) se utilizó un tono breve (20 ms, 600 Hercios, 90 dB). En B se utilizó como EC un sóplo
débil (20 ms, 1 Kg / cm2), mientras que en C el EC fue un tono duradero (350 ms, 600 Hercios, 90 dB). En los tres casos, el estímulo
incondicionado fue un soplo de aire largo e intenso (100 ms, 3 Kg / cm2). De arriba a abajo se muestran el paradigma experi-
mental, la frecuencia de disparo de la neurona (en potenciales de acción / s), el potencial de campo (en mV) evocado por los
estímulos condicionado e incondicionado y la posición (en grados) del párpado. El desplazamiento hacia abajo del trazado
de la posición del párpado indica su cierre. Nótese que los tres paradigmas produjeron una respuesta similar en la actividad
neuronal, pero un movimiento palpebral claramente distinto. Las calibraciones en C son también para A-B. Modificado de
Múnera y col. (25).
Salud Mental, Vol. 26, No. 1, febrero 200310
Agradecimientos
A la doctora Agnès Gruart por la ayuda prestada en la realización
de las figuras que ilustran el texto. Este trabajo ha sido realizado
con ayudas del MCyT (BFI2002-00936), FISS (01/0194), Junta
de Andalucía (CVI-122) y Fundació La Caixa (00/032-00).
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