El Método Científico

El conocimiento científico es aquel que se obtiene mediante el método científico y hablar de método en ciencias (la Psicobiología es una ciencia empírica) es hablar del método Hipotético-Deductivo:

  1. Observación: Es la fase que comprende el planteamiento general de un problema y la revisión en profundidad de todo lo que ya se sabe sobre el problema en cuestión.
  2. Hipótesis: Son conjeturas que el científico propone para dar cuenta de los hechos observados. Esta debe ser verosímil, guardar alguna relación con los conocimientos previos alcanzados por la ciencia y ser susceptibles de comprobación empírica.
  3. Contrastación empírica: Se someten a contrastación empírica los casos concretos deducidos a través de la hipótesis. A medida en que aumenta el número de casos favorables de la contrastación mayor será su grado de verosimilitud puesto que aumentará el apoyo empírico. Para probar de un modo empírico las hipótesis el investigador puede optar por la observación (registrar variaciones) o por la experimentación (modificar deliberadamente las condiciones de contrastación derivadas de la hipótesis para la comprobación de la misma)
  4. Ley Científica: Es el resultado de relacionar los datos obtenidos en la contrastación con la hipótesis planteada permitiendo explicar las relaciones que se dan entre los hechos observados. Son la primera aproximación al conocimiento científico.
  5. La agrupación de Leyes para explicar fenómenos completamente diversos permitiendo una comprensión unificada de los mismos, de carácter más general que el descrito por cada una de esas leyes aparece una teoría.

Es importante no entender las explicaciones científicas como Dogmas, pues siempre es provisional y susceptible de revisión cuando nuevos datos reemplazan a los planteamientos existentes.

Estrategias de Investigación

Las estrategias para estudiar la conducta implican contrastaciones experimentales y observacionales. Dentro de las experimentales hay dos grandes estrategias, la intervención conductual, en la que la conducta actúa como variable independiente y el organismo como variable dependiente (Actuamos sobre el ambiente para estudiar los cambios en el organismo) y la intervención somática, en la que toma a la conducta como variable dependiente siendo el organismo la variable independiente (actuamos sobre el organismo para ver cómo influye en su conducta).

La técnica observacional se emplea cuando no es posible utilizar una contrastación experimental. En ciertas ocasiones no es posible el control de las variables independientes, por lo que solo nos queda la contrastación observacional para verificar o desechar una hipótesis, siendo la aproximación correlacional, es decir observación de covariaciones entre medidas biológicas y conductuales la única posibilidad de dar una explicación a la hipótesis de partida. (Ejem: Verificar si ciertas sustancias producen malformaciones en fetos humanos sería imposible experimentarlo pero podemos estudiar si existen relaciones entre niños con malformaciones y exposición de las madres).

Los Modelos Animales

Los animales que habitan la Tierra están emparentados filogenéticamente, lo cual sirve el aspecto metódico para validar el uso de modelos animales en los casos en que por razones éticas no es posible hacerlo de otra manera.

Según la teoría sintética de la evolución el hecho de que dos especies realicen conductas similares, nos puede estar indicando que ambas conductas son homologas, es decir, que no solo es equivalente el resultado, sino también los procesos y estructuras implicados en esas conductas, debido a las consecuencias de la herencia compartida de un antepasado común. Esto hay que hacerlo con sumo cuidado, procesos de analogía o de convergencia evolutiva, pueden conducir, en el mejor de los casos, a que la distancia filogenética entre dos especies pueda parecer más corta de lo que realmente es y, en el peor, a que lo que creemos homologo entre dos especies sea únicamente análogo, es decir, que la similitud no sea debida a la herencia compartida de un antepasado común. De la misma forma las perdidas selectivas a lo largo de la evolución pueden llevar a dar por nuevos procesos observados en una especie filogenéticamente mas reciente que en otra que no los presenta, cuando en realidad puede resulta tratarse de un proceso ya existente en otras especies filogenéticamente más antiguas, pero perdido a lo largo de la evolución en algunos linajes.

En la investigación psicobiológica han resultado muy útiles los modelos de conducta animal empleados para el estudio de diferentes procesos. Gracias a algunos animales se han estudiado aquellas conductas que de forma natural están presentes en todos los miembros de la especia (comer, aparearse, luchar...) así como conductas aprendidas, siendo los procesos de aprendizaje y memoria de gran interés para Psicobiología y ampliamente estudiados utilizando tanto los modelos de condicionamiento tradicionales (clásico y operante) como aquellos diseñados para simular situaciones parecidas a aquellas que se puedan dar en su entorno natural.

Sin la utilización de los modelos animales en los que poder relacionar a través de la experimentación conducta y funcionamiento del SN, hubiera sido imposible avanzar en el conocimiento de las bases neuronales de nuestro comportamiento.

Técnicas de la Psicobiología

Debido a la composición de la Psicobiología por parte de ciencias con sus propias técnicas, solo se van a enumerar algunos de los procedimientos utilizados con más frecuencia para estudiar el SN, según las distintas estrategias de intervención antes señaladas y que tienen como objetivo explicar la conducta:

Estudios de Lesión y Estimulación

Técnica muy antigua usada en la neurociencia basada en que la destrucción de una zona del encéfalo altera las funciones de la zona que controla y, en consecuencia, afecta a la conducta. Estas pruebas se realizan básicamente en animales, pero también es posible estudiar las lesiones producidas en accidentes, tumores cerebrales etc. en humanos. Para realizar la lesión experimental es necesaria gran precisión, para lo cual se utiliza un aparato estereotáxico, que sirve para mediante un mapa tridimensional localizar precisamente la zona que se desea lesionar, bien por electrocoagulación o mediante una sustancia específica. Finalizada la intervención se deja que el animal se recupere y se realizan las observaciones conductuales objeto de la investigación. Es importante someter al mismo procedimiento (exceptuando la lesión) a otro grupo de animales control para verificar que los resultados son consecuencia de la lesión y no de la anestesia, el daño al introducir el electrodo. Una vez concluida la observación se sacrifica al animal y se separa el tejido cerebral mediante procedimientos histológicos (fijación, sección y tinción del tejido) para verificar la situación exacta de la lesión cerebral mediante el microscopio.

Las técnicas de estimulación persiguen producir artificialmente cambios fisiológicos que se supone ocurren de forma natural en el SN del animal, con el fin de obtener información acerca de las estructuras y mecanismos biológicos que pueden encontrarse involucrados en una conducta determinada. Como en el caso de la lesión, se emplea el aparato estereotáxico y mediante estimulaciones eléctricas o químicas se activan las neuronas.

Registro de la Actividad Neuronal

Los cambios eléctricos producidos durante la actividad neuronal pueden registrarse mediante microelectrodos. Estos tienen una punta extremadamente fina y permiten registrar la actividad eléctrica de neuronas individuales. Habitualmente se implantan mediante cirugía estereotáxica y se fijan al cráneo bien anestesiado (preparaciones agudas) o en vivo para analizar la actividad neuronal sometiendo al sujeto de estudio a diferentes condiciones experimentales. Después se recuperan los electrodos y se intensifican las señales recogidas para ser observadas y analizadas. También pueden realizarse mediante macroelectrodos que registran la actividad de miles de neuronas de la zona del encéfalo donde se insertan.

Además de la actividad eléctrica, el funcionamiento neuronal implica un aumento de la actividad metabólica.

Este aumento puede medirse mediante la técnica de 2-DG ( 2-desoxiglucosa) que consiste en inyectar 2-DG con marcador radiactivo. Esta molécula, pese a tener una estructura análoga a la de la glucosa (fuente de energía del encéfalo) no puede ser metabolizada, por lo que queda acumulada. Una vez que el animar ha realizado la conducta estudiada, hay que sacrificarlo, seccionar su encéfalo y someterlo a una prueba de autoradiografía (Exponer las secciones a una solución que contiene un ligado radiactivo para un receptor determinado y guardarlas en la oscuridad durante unos días, donde hay más 2-DG se marcará más actividad)

Otra técnica para identificar las zonas del encéfalo activas durante una determinada conducta se basa en que cuando una neurona es estimulada, determinados genes (genes de expresión temprana) se activan y dan lugar a la síntesis de proteínas específicas. La presencia de estas proteínas indica que la neurona acaba de ser activada. Después se sacrifica al animal, se extrae el encéfalo y mediante técnicas inmunocitoquímicas se localizan las proteínas. Si queremos investigar en un animal vivo, utilizaremos un método llamado microdiálisis. Consiste en mediante una sonda con membranas permeables y una solución salina extraer los neurotransmisores y ser analizados por HPLC.

Estudio del Cerebro Humano In Vivo

Inicialmente se estudiaba la actividad eléctrica de grandes zonas del encéfalo humano mediante el electroencefalograma (EEG) inventado en la década de 1920 por Hans Berger (1873 –1941). Esta prueba consiste en colocar sobre el cuero cabelludo electrodos para captar el potencial eléctrico del cerebro. Los registros del EEG son útiles como herramienta de investigación y diagnostico en cuanto a ciertos patrones de ondas cerebrales, los potenciales relacionados con determinadas situaciones son conocidos como potenciales evocadores (PE).

El registro encefalográfico permite una buena resolución temporal (cambios rápidos de la actividad nerviosa) pero una deficiente resolución espacial (detectar diferencias de localización espacial)

Para poder localizar el grupo neuronal mediante una representación tridimensional del campo medido, se usa otra técnica llamada magnetoencefalograma (MEG). Técnica de especial utilidad médica para crear imágenes funcionales del cerebro cuando se sospecha de la existencia de un trastorno pero no se tiene la evidencia de anormalidad anatómica alguna.

A Principio de la década de los 70, comenzó el uso de la tomografía axial computarizada (TAC) que básicamente es una sucesión de radiografías realizadas en un plano horizontal del cerebro desde distintos ángulos. Estas imágenes se tratan informáticamente para crear un modelo en 3D. Esta técnica es útil para visualizar por ejemplo los ventrículos cerebrales pero no nos da información suficiente de la materia blanca y gris del encéfalo. El uso del TAC ha quedado para el uso clínico, mientras que en la investigación se utilizan otras técnicas.

Para conseguir imágenes más precisas que con el TAC recurriremos a otras técnicas como la resonancia magnética nuclear, basada en el uso de un imán de gran tamaño y en como los átomos de hidrógeno del sujeto orientan sus núcleos en la dirección del campo.

La tomografía por emisión de positrones (TEP) mide la actividad metabólica de las regiones cerebrales, utilizando un marcador radioactivo unido a una sustancia que nuestro organismo utilizar, por ejemplo la 2-DG.

Esta técnica se basa en el supuesto de que el metabolismo aumenta en aquellas zonas donde aumenta la actividad neural.

La resonancia magnética funcional (RMf) es otra alternativa para visualizar la función encefálica basándose en las diferencias en el metabolismo local. Mediante este procedimiento se detecta el aumento del aporte de oxigeno en sangre en las regiones encefálicas más activas.

Estos dos últimos procedimientos han permitido la obtención de imágenes de cambios funcionales en el encéfalo. Las técnicas de neuroimagen permiten a los investigadores idenficar estructuras y función, y examinar la manera en que ambas se relacionan con diferencias genéticas, de personalidad, con procesos emocionales y cognitivos, etc., además de evaluar directamente los efectos de las manipulaciones experimentales.