What are the 4 types of animal models?

Animales clave en investigación psicológica

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La investigación en el campo de la psicología, y por extensión, la neurociencia, a menudo requiere el uso de sujetos vivos para comprender los complejos mecanismos del comportamiento y la cognición. Si bien los estudios con humanos son fundamentales, existen limitaciones éticas y prácticas que hacen que la investigación con animales sea una herramienta indispensable. Una estadística notable en este ámbito es que aproximadamente el 90% de toda la investigación psicológica que utiliza animales se concentra en solo dos grupos: los roedores y las aves.

Esta prevalencia no es casualidad. La elección de un modelo animal adecuado para la investigación psicológica y neurocientífica depende de múltiples factores, incluyendo la similitud biológica y conductual con los humanos, la viabilidad experimental, los costos y las consideraciones éticas. Roedores como ratones y ratas, y diversas especies de aves, han demostrado ser excepcionalmente útiles para abordar una amplia gama de preguntas científicas.

What do veterinary neurologists do?
The doctor specializes in treating animals with neurological maladies such as tremors, seizures, brain and spine disorders, unusual behavior, abnormal gait and balance issues, to name just a few. A veterinary neurologist is trained to do extensive testing on animals with the assistance of the following: CT Scan.
Índice de Contenido

¿Por qué roedores y aves dominan la investigación?

La principal razón detrás del uso extensivo de roedores y aves radica en la notable conservación evolutiva de muchos procesos biológicos y conductuales básicos. Aunque a primera vista un ratón parezca muy diferente de un ser humano, los mecanismos fundamentales del aprendizaje, la memoria, la respuesta al estrés, la motivación y la percepción comparten similitudes sorprendentes a nivel celular y molecular. De manera similar, ciertas aves, como las palomas o los pinzones cebra, exhiben capacidades cognitivas y de aprendizaje vocal que ofrecen modelos valiosos para entender aspectos del lenguaje y la cognición.

Además de estas similitudes biológicas, existen razones prácticas significativas. Roedores y aves suelen ser especies relativamente pequeñas, lo que facilita su alojamiento y manejo en entornos de laboratorio. Tienen ciclos de vida cortos y se reproducen rápidamente, lo que permite estudiar procesos a lo largo de varias generaciones y realizar experimentos en tiempos razonables. Su mantenimiento es generalmente menos costoso en comparación con otros mamíferos más grandes. Estas características logísticas son cruciales para la viabilidad de estudios a gran escala.

Roedores: Los campeones indiscutibles

Dentro del 90% de investigación animal, los roedores, particularmente ratones y ratas, constituyen la mayoría. Su popularidad se debe a una combinación de factores:

  • Similitud Genética: Aunque no son primates, comparten una gran cantidad de genes con los humanos. La disponibilidad de herramientas genéticas avanzadas para ratones (como las técnicas de edición genética tipo CRISPR) permite crear modelos de enfermedades humanas o manipular genes específicos para estudiar su función en el comportamiento y la neurobiología.
  • Sistemas Nerviosos Estudiados: La estructura y función de sus cerebros han sido extensamente mapeadas, lo que facilita la interpretación de los resultados experimentales.
  • Variedad de Comportamientos: Exhiben una amplia gama de comportamientos relevantes para la investigación psicológica, incluyendo exploración, ansiedad, miedo, comportamiento social, aprendizaje espacial y adicción.
  • Facilidad de Manipulación: Permiten la aplicación de diversas técnicas experimentales, desde estudios conductuales simples hasta manipulaciones farmacológicas, genéticas y neuroquirúrgicas complejas.

Las ratas, por ejemplo, han sido modelos clásicos en el estudio del aprendizaje asociativo (condicionamiento operante y clásico), la navegación espacial (famosos laberintos como el de Morris) y la neurobiología de la recompensa y la adicción.

Aves: Modelos para la cognición y el aprendizaje complejo

Aunque quizás menos numerosas que los roedores, las aves también son sujetos de investigación esenciales en psicología y neurociencia. Su contribución es particularmente valiosa en áreas como:

  • Aprendizaje Vocal: Especies como los pinzones cebra son modelos primordiales para estudiar cómo se aprende y produce el canto, un comportamiento complejo con paralelismos con el desarrollo del lenguaje humano.
  • Capacidades Cognitivas: Algunas aves, como los loros o los cuervos, demuestran habilidades cognitivas sorprendentes, incluyendo el uso de herramientas, la planificación y la comprensión de conceptos abstractos, desafiando la noción de que la alta cognición es exclusiva de los mamíferos superiores.
  • Visión y Control Motor: El sistema visual de las aves es altamente desarrollado y ha servido como modelo para entender la percepción y el control motor.

Las palomas, en particular, tienen una larga historia en la investigación del aprendizaje y la discriminación perceptiva, gracias a trabajos pioneros en condicionamiento operante.

Consideraciones Éticas en la Investigación Animal

El uso de animales en investigación conlleva una seria responsabilidad ética. Los investigadores y las instituciones están obligados a asegurar el trato humanitario y ético de los sujetos animales. Esto no es una opción, sino un componente crítico de este tipo de investigación.

Las pautas éticas, establecidas por organismos como la Asociación Americana de Psicología (APA) y regulaciones gubernamentales en la mayoría de los países, se basan en el principio de las "3 Rs":

  • Reemplazo (Replacement): Siempre que sea posible, se deben utilizar métodos alternativos en lugar de animales (por ejemplo, modelos computacionales, cultivos celulares).
  • Reducción (Reduction): Se debe utilizar el número mínimo de animales necesario para obtener resultados científicamente válidos.
  • Refinamiento (Refinement): Los procedimientos deben ser refinados para minimizar el dolor, el sufrimiento y el estrés de los animales. Esto incluye mejoras en el alojamiento, el cuidado y la aplicación de analgésicos o anestesia cuando sea necesario.

Los proyectos de investigación que involucran animales deben ser revisados y aprobados por comités de ética institucionales (a menudo llamados Comités de Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio) antes de poder llevarse a cabo. Estos comités evalúan la justificación científica del estudio, la idoneidad del modelo animal, los procedimientos propuestos para minimizar el disconfort y el plan de cuidado animal.

La investigación animal, cuando se lleva a cabo de manera ética y rigurosa, proporciona conocimientos invaluables que no podrían obtenerse de otra manera, contribuyendo a avances en nuestra comprensión del cerebro y el comportamiento, y en el desarrollo de tratamientos para trastornos neurológicos y psicológicos.

Comparativa: ¿Por qué Roedores y Aves vs. Otros?

CaracterísticaRoedores (Ratas/Ratones)Aves (Palomas/Pinzones)Otros Animales (Ej: Primates)
Costo de MantenimientoBajoBajo/ModeradoAlto
Ciclo de VidaCortoCorto/ModeradoLargo
ReproducciónRápidaRápida/ModeradaLenta
Similitud Genética (directa con humanos)ModeradaBaja (en comparación con mamíferos)Alta
Complejidad Comportamental (relevante para ciertas áreas)Alta (aprendizaje, emoción)Alta (aprendizaje vocal, cognición)Muy Alta (cognición social, lenguaje)
Facilidad de Manipulación GenéticaMuy Alta (especialmente ratones)Moderada/BajaBaja/Muy Baja
Relevancia para Modelos EspecíficosEnfermedades neurodegenerativas, ansiedad, depresión, aprendizaje básico.Aprendizaje vocal, cognición comparada, visión.Cognición superior, comportamiento social complejo, neurociencia de sistemas.
Volumen de Uso en PsicologíaMuy AltoAltoBajo (debido a costo, ética, complejidad)

Esta tabla ilustra por qué, a pesar de que otros animales (como primates, perros o gatos) podrían ofrecer modelos más cercanos a ciertas complejidades humanas, los roedores y las aves presentan un equilibrio óptimo entre relevancia científica, viabilidad experimental y consideraciones éticas y económicas para la gran mayoría de las preguntas de investigación en psicología y neurociencia básica.

Preguntas Frecuentes sobre Investigación Animal en Psicología

¿Es realmente necesario usar animales para estudiar psicología?

Sí, en muchos casos es necesario. Gran parte de la investigación psicológica y neurocientífica busca entender los mecanismos biológicos subyacentes al comportamiento. Muchos de estos procesos (neurotransmisores, estructuras cerebrales, desarrollo) no pueden estudiarse de manera invasiva en humanos por razones éticas. Los modelos animales permiten investigar estos mecanismos fundamentales de forma controlada.

¿Por qué no usar solo alternativas como simulaciones por computadora?

Las alternativas son valiosas y se utilizan siempre que es posible (principio de Reemplazo). Sin embargo, la complejidad de un organismo vivo completo, con sus interacciones genéticas, celulares y ambientales, es algo que las simulaciones o los cultivos celulares aún no pueden replicar completamente, especialmente cuando se estudia el comportamiento complejo que emerge de la función cerebral integrada.

¿Se les causa dolor a los animales?

Las pautas éticas exigen que los investigadores minimicen el dolor y el sufrimiento al máximo (principio de Refinamiento). Esto incluye el uso de anestesia y analgésicos, el monitoreo constante y la eutanasia humanitaria si el sufrimiento no puede aliviarse. Cualquier procedimiento que cause dolor debe estar científicamente justificado y ser aprobado por un comité de ética.

¿Qué tipo de descubrimientos importantes provienen de la investigación con roedores y aves?

Muchos. La investigación con roedores ha sido fundamental para entender el aprendizaje y la memoria (circuitos del hipocampo), la ansiedad y el miedo (amígdala), la adicción (sistema de recompensa dopaminérgico) y el desarrollo de psicofármacos. Los estudios con aves han aportado conocimientos cruciales sobre el aprendizaje motor, la plasticidad cerebral asociada al aprendizaje vocal y la cognición comparada.

¿Cómo se garantiza el bienestar de los animales en los laboratorios?

Las instituciones de investigación cuentan con programas de cuidado animal y comités de ética (IACUCs en EE.UU., o equivalentes en otros países) que supervisan todas las actividades que involucran animales. Estos comités están formados por veterinarios, científicos y miembros de la comunidad. Inspeccionan las instalaciones, revisan y aprueban protocolos de investigación y se aseguran de que se cumplan las regulaciones y pautas éticas.

En conclusión, la concentración del 90% de la investigación animal en psicología en roedores y aves responde a una combinación estratégica de relevancia científica, viabilidad experimental y consideraciones éticas rigurosas. Estos modelos animales han sido y siguen siendo herramientas indispensables para desentrañar los misterios de la mente y el comportamiento, impulsando avances que, en última instancia, benefician nuestra comprensión de nosotros mismos y el desarrollo de tratamientos para mejorar la salud mental humana.

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Jesús Porta Etessam

Soy licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor en Neurociencias por la Universidad Complutense de Madrid. Me formé como especialista en Neurología realizando la residencia en el Hospital 12 de Octubre bajo la dirección de Alberto Portera y Alfonso Vallejo, donde también ejercí como adjunto durante seis años y fui tutor de residentes. Durante mi formación, realicé una rotación electiva en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center.Posteriormente, fui Jefe de Sección en el Hospital Clínico San Carlos de Madrid y actualmente soy jefe de servicio de Neurología en el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz. Tengo el honor de ser presidente de la Sociedad Española de Neurología, además de haber ocupado la vicepresidencia del Consejo Español del Cerebro y de ser Fellow de la European Academy of Neurology.A lo largo de mi trayectoria, he formado parte de la junta directiva de la Sociedad Española de Neurología como vocal de comunicación, relaciones internacionales, director de cultura y vicepresidente de relaciones institucionales. También dirigí la Fundación del Cerebro.Impulsé la creación del grupo de neurooftalmología de la SEN y he formado parte de las juntas de los grupos de cefalea y neurooftalmología. Además, he sido profesor de Neurología en la Universidad Complutense de Madrid durante más de 16 años.

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