I N T E R O C E P T I O N A N D B E H A V I O R.AN EXPERIMENTAL STUDY.G. DM.ACADMIAI KIAD.BUDAPEST, 1967

PREFACIO

En el presente trabajo se hizo un intento por resumir los resultados de las investigaciones concernientes a la integracin del sistema interoceptivo en el sistema nervioso central y al papel que juega la interocepcin en el proceso de aprendizaje. El Libro resume 12 aos de trabajo experimental; el autor lo presenta al lector con el sentimiento de que est incompleto todava.

Este sentimiento es bien conocido para aquellos quienes escriben monografas y tratan de dar una descripcin ms o menos completa a cerca de un tema. Sin embargo, el material que se presenta aqu es fragmentario y en una forma como de mosaico. A pesar de este defecto, espero que una revisin comprensiva de los datos disponibles, proporcione una gua para la investigacin futura en interocepcin. Adems, espero que algunos neurofisilogos y psiclogos dirijan su atencin hacia este tpico, el cual se ha descuidado sin una justificacin aparente.

Nos fue ms bien difcil arreglar nuestros datos en un orden lgico, como puede esperarse cuando se presenta una cantidad considerable de trabajo experimental. En el transcurso de los aos, la pasin del experimentador lo aparta frecuentemente de una lnea importante de trabajo de investigacin planeada y lo dirige a otras cosas que pueden parecer ms prometedoras que el problema principal. El Captulo IV es el resultado de tal disgregacin ms all del tpico de las vas aferentes viscerales y establece algunas preguntas sobre el mecanismo del aprendizaje.

Al sistematizar el material disponible pretend seguir un orden lgico, el cual form la base de nuestro trabajo experimental en el curso de estos aos. El primer captulo del libro presenta un bosquejo de los mecanismos perifricos de la interocepcin, ms bien que tratar sobre nuestros experimentos. Debido a que no hay una revisin completa de la literatura disponible, nos pareci razonable dar una visin general introductoria sobre el tema; lo cual nos ayud tambin para establecer la importancia de la interocepcin en los mecanismos neurofisiolgicos y constituyo una transicin til al trabajo experimental concerniente con los eventos que ocurren en los niveles superiores del sistema nervioso. Los siguientes cuatro captulos, los cuales forman la parte principal de este libro, tratan sobre la investigacin relacionada con la influencia compleja del sistema aferente visceral en la actividad nerviosa superior, con la implicacin de este sistema en el proceso de modificacin de conducta o aprendizaje y con algunos aspectos de su organizacin morfo-fisiolgica en el cerebro. El ltimo captulo trata sobre la conciencia, y es realmente una excursin al campo de la psicologa. El fisilogo, quien esta explorando la interocepcin se encuentra inevitable con esta compulsin, ya que una diferencia entre las sensaciones exteroceptivas y viscerales es que stas ltimas no llegan a la conciencia.Casi todos los experimentos descritos ya han sido publicados en artculos separados; stos se enumeran en la lista de referencias. Debido a esto, los detalles metodolgicos, estadsticos u otros sobre los experimentos se dieron solo en cuanto fueran necesarios para el desarrollo lgico de los argumentos.Los resultados de la investigacin biolgica contempornea siempre son el producto del trabajo en cooperacin: el esfuerzo presente no es la excepcin. Nuestro grupo de trabajo se form hace doce aos, cuando yo regres del Instituto Pavlov de Leningrado al Departamento de Fisiologa de la Escuela de Medicina de la Universidad de Budapest, bajo la direccin del Prof. P. Blint. Los experimentos descritos fueron realizados en colaboracin con el Dr. I. Mszros, el Dr. E. Markel, el Dr. T. Kukorelli y e1 Dr. J. I. Szkelv. Adems nmeros estudiantes que desde entonces se han graduado como mdicos o bilogos, contribuyeron en los experimentos. Su participacin se reflejo en las publicaciones comunes enlistadas en las referencias. Estudios experimentales llevados a cabo en varios laboratorios extranjeros, en los que me fue dada la oportunidad de trabajar como invitado, tambin se incluyeron. Estos estudios comprenden aquellos conducidos en el Instituto Pavlov de Leningrado (en colaboracin con el Prof. E. Sh.) Airapetyants, en la Universidad de Lyn ( en asociacin con el Prof. M. Jouvet y el Dr. F. Michel) y en el Instituto de Investigaciones Cerebrales de Los ngeles (junto con el Prof. W. R. Adey, el Dr. R. W. Porter y el Dr. H. Slucki). Las observaciones hechas en colaboracin con clnicos hngaros (Dr. E. Psztor, el Dr. P. Preisich y el Dr. I. Tomka) en sujetos humanos tambin se incluyeron.

Mis mayores agradecimientos son para el Prof. K. Lissk y el Prof. I. Kardos por el cuidadoso escrutinio de este manuscrito. Estoy en deuda con el Dr. R. Chtel por la excelente traduccin al ingls y con el Dr. H. Slucki por su revisin. Por el inters en la produccin del libro, deseo expresar mi agradecimiento al personal de Publishing House of Hugarian Academy of Sciences y a la Academy Press.

Mis agradecimientos a Mrs. K. Nagy y a Mr. M. Komromi por su valiosa asistencia tcnica.Budapest, Noviembre de 1966 G. dm.

Captulo I

GENERALIDADES INTRODUCTORIAS DE LOS MECANISMOS PERIFERICOS

"In every respect, in terminology as well as the presentation of data, in experimental methods as well as the interpretation of results, the main sense organs and the receptors of the visceral field have always bean treated separately in other words, up to the present time they have constituted two distinct sections in our physiological know1edge.

K. Bykov.(The cerebral cortex and the internal organs).

TERMINOLOGA

DATOS FILOGENETICOS Y ONTOGENETICOS

MORFOLOGA

DIFERENCIACIN DE LOS INTEROCEPTORES

MECANORRECEPTORES

QUIMIORRECEPTORES

TERMORRECEPTORES

OSMORRECEPTORES

RECEPTORES DE VOLUMEN

GENERACIN Y CONDUCCIN DE IMPULSOS AFERENTES.

Aunque poseemos una evidencia considerable concerniente a la integracin central de la interocepcin, todava hace falta una evaluacin completa de los datos. Esto se nota particularmente con respecto a sus relaciones con la conducta, tanto en el hombre como en los animales.

Hace 100 aos Cyon y Ludwig (1866) describieron la anatoma y la fisiologa del nervio depresor que se origina en el arco artico. Poco despus Hering y Breuer (1868) reportaron el descubrimiento de un reflejo respiratorio basado en la estimulacin mecnica de receptores pulmonares. Durante los siguientes 40 aos la obtencin de un mayor conocimiento sobre la aferentacin visceral, llev a Sherrington (1911) a que incorporara a los interoceptores en la fisiologa sensorial como un aspecto bien definido.Con gran extraamiento, despus de casi 60 aos, la interocepcin an no se ha arraigado en el pensamiento fisiolgico. Es un hecho notable que la interocepcin no ha recibido un nfasis apropiado como un tpico independiente, en los manuales y monografas sobre la fisiologa del sistema nervioso que se han publicado en los ltimos cinco aos, sobre todo cuando se considera que las publicaciones sobre los mecanismos perifricos de las sensaciones viscerales en los sistemas cardiovascular, respiratorio, gastrointestinal y otros estn aumentando continuamente. Una monografa excelente, por ejemplo contiene 1500 referencias sobre el tema de aferentacin visceral (Chernigovski, 1960).

As, mientras que hay disponible un gran nmero de observaciones en este campo, an no se ha hecho una revisin completa que pudiera abrir nuestras perspectivas para la investigacin en la fisiologa de la interocepcin. Cul es la razn para esta obvia contradiccin? En nuestra opinin, esto se debe a que el pensamiento psicofsico (dualista) ha llegado a ser obsoleto, y ninguna interpretacin apropiada del mecanismo central de la interocepcin est disponible en este momento.

No hay duda de que la perspectiva psicofsica constituyo la base del trabajo experimental, cl cual a finales del siglo pasado y a principios de este, llev a la formulacin de los principios modernos de la fisiologa sensorial. El establecimiento de la relacin entre las caractersticas fsicas de los estmulos y la sensacin subjetiva, tuvo gran significado en las ciencias Mdicas; el mtodo psicofsico es hasta ahora un procedimiento valioso en la investigacin de los rganos de 1os sentidos.Nosotros tambin lo hemos usado en algunas fases de experimentacin en nuestro laboratorio (cf. Cap. V).

Los impulsos aferentes que se originan en los rganos viscerales no provocan una sensacin subjetiva, y por lo tanto no se pueden evaluar con el mtodo psicofsico. Esta es la razn por la cual cuando surgi el repentino progreso de la fisiologa sensorial, el conocimiento de la sensacin visceral y de los receptores permaneci relativamente limitado. En 1866 Sechenov (1935) supuso la existencia de sensaciones tenues de carcter inconsciente originndose en los rganos viscerales. Sherrington (1911) estableci enfticamente que los estmulos interoceptivos no provocan una sensacin subjetiva y reconoci lo inadecuado del mtodo psicofsico en este campo. Para demostrar la existencia de los impulsos aferentes viscerales, este autor utiliz los mtodos fisiolgicos clsicos y en 1899, mostr cambios en 1a presin sangunea del gato, despus de distender la vescula biliar (Fig. 1). Las respuestas vegetativas se han usado frecuentemente como signos objetivos de estimulacin aferente visceral (Chernigovski, 1960), pero para estudiar adecuadamente los mecanismos interoceptivos fue necesario utilizar: a) la tcnica electrofisiolgica, desarrollada en un principio por Adrin en 1926 y b) el mtodo de los reflejos condicionados elaborado por Pavlov.

El mtodo electrofisiolgico ha dado excelentes resultados; por eso Gray y sus colaboradores (1951, 1953) determinaron los rasgos cuantitativos del potencial de receptor y la descarga rtmica de1 rgano sensorial en un interoceptor y la descarga rtmica del rgano sensorial en un interoceptor, es decir, el corpsculo de Pacini del mesenterio del gato. Debido a estos y otros estudios se puede decir que nuestro entendimiento del mecanismo visceral perifrico llega a ser cada vez mas completo.

Ciertamente la misma conclusin no se puede hacer acerca de los mecanismos centrales. Pavlov (1951-54) dijo en 1912: Debe haber en la corteza cerebral algunos analizadores especiales, los cuales realizan la tarea de registrar continuamente el enorme complejo de eventos que suceden dentro del organismo...

Por lo tanto, adems de los analizadores externos enlistados aqu, la existencia de analizadores internos tiene que ser considerada tambin. Esta directiva de Pavlov constituy la base para una serie de investigaciones sobre reflejos condicionados interoceptivos en los aos treintas (Bykov, 1947). La estimulacin de receptores viscerales aplicada simultneamente con estmulos externos lleva al condicionamiento (Fig. 2). Este fenmeno no slo es evidencia clara de que los estmulos interoceptivos alcanzan los centros nerviosos superiores, sino que tambin sirve como un mtodo til de investigacin para los analizadores viscerales.

Este trabajo an se encuentra en su fase inicial. Muchos datos se han obtenido, aunque, la descripcin final esta lejos de haberse concluido. Una cosa es definitiva:

Los principios de la integracin interoceptiva, sus rasgos especiales y caractersticas no se pueden explicar suficientemente con base en los procesos bioelctricos que ocurren en los receptores. Por otro lado, la mera descripcin de los reflejos condicionados interoceptivos no ayudar a dilucidar cualquier aferentacin visceral. Para obtener un entendimiento ms completo del problema, se requieren investigaciones complejas que incluyan experimentos empleando tcnicas electrofisiolgicas, el anlisis experimental de la conducta, reportes verbales, introspeccin y algunos aspectos de los mtodos psicofsicos.

TERMINOLOGA

El propsito del presente trabajo es aadir una serie de datos con el objeto de ayudar en la formacin de esta descripcin compleja de la interocepcin y la conducta.

Antes de presentar los resultados de nuestro trabajo experimental, concerniente a la integracin central de le interocepcin, se har una breve revisin de los principios fundamentales del mecanismo interoceptivo perifrico, su morfologa y evolucin, del efecto diferencial de varios estmulos y de la generacin y conduccin de impulsos en el sistema aferente visceral.

El trmino interocepcin se emplea en este trabajo de acuerdo a su significado original definido por Sherrington. En uno de sus trabajos fundamentales llamado La accin integrativa del Sistema Nervioso, este autor distingui tres clases de receptores de acuerdo a la fuente de estimulacin: a) exteroceptores los cuales dan informacin acerca de los cambios en el medio ambiente externo, b) propioceptores, los cuales transmiten sensaciones somticas profundas, y c) interoceptores, los cuales inician impulsos desde el campo visceral. La clasificaci6n de Fulton (1943) adoptada tambin por Chernigovski, es ms bien inapropiada, debido a que se incluye a los propioceptores y a los receptores vestibulares en la categora de interoceptores; lo cual no puede aceptarse por las diferencias bsicas en sus mecanismos fisiolgicos. Los propioceptores, que dan informacin acerca de los movimientos y la posicin del cuerpo en el espacio, tienen un sistema receptor perifrico intrincado y un mecanismo central del cual se conoce bastante y difiere fundamentalmente del sistema aferente visceral -como ser discutido mas tarde. Por lo tanto el trmino interoceptor nosotros lo aplicaremos solamente a los receptores del sistema gastro-intestinal , cardiovascular y linftico, a los de los rganos urogenitales y respiratorios, de las glndulas endocrinas, de la medula roja de los huesos; de las membranas serosas y del sistema retculo-endotelial. Las estructuras especiales del sistema nervioso central que dan informacin de los cambios en la composicin qumica de la sangre, tales como ciertos ncleos hipotalmicos o estructuras celulares especiales de la medula oblongada, pueden ser clasificadas tambin como interoceptores, aunque no estn compuestas de clulas receptoras. El termino visceroceptor se usa ampliamente en la literatura, incluye la misma categora de receptores y puede ser empleado entonces como un sinnimo de interoceptor.

DATOS FILOGENTICOS Y ONTOGENTICOS

Estos datos sobre aferentacin visceral son escasos. Como con otros problemas de la interocepcin, no existe un estudio completo y crtico de los datos disponibles.

Barnard (1936) estudi la morfologa comparativa de las fibras aferentes viscerales bulbares (nervios glosofarngeo y vago) en los vertebrados. El desarrollo de los ncleos aferentes viscerales bulbares esta relacionado muy de cerca con la funcin fisiolgica. En la cyclostomata (e.g. la lamprea) est casi ausente una organizacin celular de los centros bulbares de aferentacin visceral, mientras que en el pez cartilaginoso hay una diferenciacin marcada, especialmente en el rea aferente visceral asociada con el nervio glosofarngeo.Los anfibios casi no muestran un desarrollo en la organizacin de ncleos interoceptivos; este desarrollo es algo ms superior en las especies acaudadas que en las caudadas. Lo mismo es cierto en el caso de los reptiles. Sin embargo las aves y los mamferos muestran un abrupto desarrollo de estos centros tanto en tamao como en estructura. Esta rpida evolucin debe de estar ligada ntimamente con la vasta extensin del campo receptor visceral (gastro-intestinal, respiratorio) e indica claramente la fuerte relacin entre la estructura y la funcin.

Milohin (1963) hizo una gran cantidad de estudios sobre los receptores del tracto grastro-intestinal en los vertebrados. En la cyclostomata encontr una red de receptores no diferenciados en forma de arborizacin, mientras que en el te1eostei haba terminaciones glomerulares. En los anfibios la evolucin de la estructura de los receptores viscerales es relativamente escasa. Sin embargo en los reptiles se demostr la presencia de terminaciones encapsuladas. Milohin concluye que:1) En el curso de la evolucin filogentica, los interceptores llegan a ser cada vez mas diferenciados y al mismo tiempo aumentan en nmero a lo largo del tracto gastro-intestinal.2) El desarrollo de las estructuras nerviosas centrales se relaciona muy de cerca con el desarrollo de las terminaciones aferentes perifricas en los rganos viscerales.

brahm (1964) hizo un excelente resumen, desde el punto de vista de la evolucin, sobre la morfologa de los receptores cardiovasculares en los vertebrados. Sus datos estn de acuerdo con las observaciones fisiolgicas de otros investigadores, las cuales sern discutidas mas adelante. De acuerdo con los datos de la fisiologa comparativa, un incremento de presin en el flotador (vlvula) del pez, que se acompaa por un lanzamiento de descargas en las fibras aferentes, afecta en gran medida el movimiento del flotador mismo y la funcin del corazn y los pulmones (Koshtoyane, 1950, 1957).Sokolov (1955) estableci con xito reflejos condicionados a partir de los interceptores del flotador del pez.

Koshtoyane (1950, 1957) tambin demostr signos similares de interocepcin en los pulmones de anfibios caudados (ajolote). La estimulacin de los aferentes viscerales (gastro-intestinales, pulmonares) en los anfibios acaudados (rana) tiene un efecto muy marcado en las funciones somticas y vegetativas del animal.La fisiologa comparativa de los barorreceptores y quimiorreceptores de la cartida y el arco artico ha sido el problema de la interocepcin ms extensamente estudiado en los vertebrados inferiores. Esto no es sorprendente si recordamos que estos sistemas aferentes viscerales fueron desde el principio el foco de inters del trabajo de investigacin sobre interocepcin, mas que cualquier otro de los aferentes viscerales. La estimulacin de los vasos branquiales en el teleostei llev a cambios en la funcin, similares a los resultantes de la estimulacin de los quimio y mecanorreceptores (Kravchinski, 1945). El laberinto vascular de la arteria cartida en los anfibios acaudados y caudados puede considerarse como un seno carotideo primitivo (Pischinger 1934). La estimulacin de los aferentes vgales en la rana provoca una respuesta depresora (Niikiforovski 1913) mientras que el aumento de presin en la arcula incrementa la descarga de impulsos en las fibras aferentes vgales (Neil, Strm y Zotterman 1950).

Es obvio que la aferentacin visceral est presente ya en los vertebrados inferiores. As, de acuerdo a lo que sabemos, los anfibios no muestran una evolucin esencial en este campo al compararlos con los peces. Sin embargo, la organizacin de las estructuras interoceptivas se encuentra en un nivel relativamente alto en los mamferos.

Se origina una cierta contradiccin cuando se comparan los datos filogenticos con las escasas observaciones ontogenticas. Moiseeva (1952) encontr en el perro los reflejos condicionados interoceptivos predominaban sobre los exteroceptivos inmediatamente despus del nacimiento mientras que a la edad de 1.5 a 2 meses se invirti la relacin de estos dos tipos de seales; la informacin del ambiente externo es mas significativa, que las seales interoceptivas. Esta autora tambin encontr en el embrin del conejo, es decir, durante la vida intrauterina, que los estmulos que se originan en el campo visceral inhiban los movimientos del embrin. Todos estos datos sealan el hecho de que en las etapas iniciales de la ontognesis la informacin interoceptiva juega un papel ms prominente que los estmulos exteroceptivos. Es consistente con los principios biolgicos fundamentales que la supervivencia del animal bajo el cuidado de sus padres- dependa mucho mas de los impulsos interoceptivos que de la informacin exteroceptiva en el curso inicial de la ontognesis; eventualmente, sin embargo, la exterocepcin llega a ser mas importante para el organismo. Por lo tanto, la evolucin de los reflejos interoceptivos y su coordinacin en la ontognesis no es una mera reproduccin del desarrollo filogentico. Esta conclusin se entiende fcilmente al considerar que las seales viscerales constituyen la base de la homeostasis (la estabilizacin del ambiente interno) y por esto predominan en los inicios de la ontognesis. Los estmulos exteroceptivos, medios de adaptacin al mundo externo, siempre deben tener un papel primario y suprimir a las seales internas durante la filognesis, desde las etapas mas inferiores hasta el hombre. La significacin relativa de la interocepcin ha incrementado a medida que los requisitos para la estabilidad del ambiente interno han aumentado tambin. Cuando las especies de un nivel superior de evolucin filogentica tienden a incrementar su independencia de las condiciones externas, sus sentidos viscerales se desarrollan y encuentran los requisitos de una homeostasis altamente diferenciada y con un buen funcionamiento.

MORFOLOGA

Las observaciones concernientes a las estructuras anatmicas e histolgicas del sistema interoceptivo, incluyendo sus aspectos filogenticos, se iniciaron cerca de medio siglo ms tarde de que se formularan los conceptos bsicos de la funcin interoceptiva. La razn para esta demora fue que los morfologistas de gran renombre como Ramn y Cajal y otros, estaban convencidos de que todas las terminaciones vegetativas observadas en los organismos viscerales eran de carcter eferente. La causa de esta errnea conclusin se puede determinar en su origen, a partir de Langley, quien estableci que el sistema nervioso vegetativo (autnomo) solamente tiene funciones eferentes. Esta nocin tuvo gran impacto en las ciencias biolgicas y medicas a finales del siglo pasado. Actualmente el sistema interoceptivo se considera como una parte integral del sistema nervioso vegetativo, del cual constituye el miembro aferente; su organizacin siendo anloga a la del sistema aferente somtico.La estructura microscpica de los receptores viscerales se ha esclarecido principalmente por histolgos rusos y soviticos: Dogiel (1873), cuya tendencia fue seguida por Lavrentiev (1943), Dolgo-Saburov (1952) y Kolosov (1954). Estos autores establecieron la estructura morfolgica de varios receptores viscerales. Un trabajo pionero fue el realizado por brahm (1942, 1949, 1952, 1958, 1964), quien aclar las caractersticas de los interoceptores cardiovasculares y renales; observ la estructura fina de estos receptores en una serie de preparaciones impregnadas nicas. (Fig. 3, 4 y 5)De las clasificaciones histolgicas de los interoceptores la de Niculescu (1958) parece ser la ms adecuada, en ella distingui 3 tipos de terminaciones:

1) Terminaciones nerviosas libres no encapsuladas en forma de arborizacin difusa, las que encontr principalmente en los grandes vasos y en el endocardio.2) Terminaciones no encapsuladas algunas veces glomerulares, presente en los sistemas cardiovascular, gastro-intestinal, etc.3) Terminaciones encapsuladas de varios tipos como los corpsculos de Pacini en el mesentario.

Es bastante interesante la contradiccin existente entre la simplicidad de la estructura histolgica y la complejidad de la funcin de los receptores. Un anlisis cuidadoso de los datos morfolgicos disponibles revela que: a) es difcil en algunas ocasiones diferenciar las estructuras receptoras de las efectoras en base de su histologa; b) terminaciones idnticas o muy similares pueden encontrarse en rganos cuyas funciones difieren ampliamente; por ejemplo en el estmago y en los alvolos de los pulmones. Por esto, diferentes tipos de interoceptores (por ejemplo mecanorreceptores y quimiorreceptores) no se pueden distinguir fcilmente por un examen histolgico, siendo estas diferencias obviamente la naturaleza submicroscpica o qumica; c) los interoceptores son estructuras principalmente difusas, no estn concentradas en estructuras organizadas como lo estn por ejemplo los receptores visuales y auditivos. Los interoceptores forman una red de terminaciones nerviosas en los rganos viscerales: en el sistema cardiovascular, intestinal, en las glndulas, en los rganos urogenitales, etc., de una manera similar a los receptores cutneos.

Sin embargo, esta organizacin ms bien primitiva no es caracterstica de las vas aferentes de interocepcin: la gran cantidad de impulsos que se originan del sistema receptor difuso de los rganos viscerales se trasmite al sistema nervioso central por medio de cuatro tractos. Algunos autores, tales como Bulygin (1959) sugieren que algunas de las fibras aferentes viscerales corren junto con los nervios somticos; si tal posibilidad existe debe ser insignificante y no afecta la importancia de los principales tractos de una sensacin visceral.

TABLA I

Inervacin aferente de las principales reas viscerales.

VAS AFERENTES VISCERALESORIGEN

Nervio Glosofarngeo (IX)Zona receptora del seno carotideo y cuerpo carotideo (nervio sinusal).

Nervio Vago (X)Zona receptora de la cartida comn y las arterias braquioceflicas; receptores del arco artico y el cuerpo artico, corazn y pericardio, arterias coronarias, arterias y venas pulmonares, vena cava inferior y superior; receptores de los alvolos y la pleura visceral de los pulmones, receptores de la traquea y bronquios; receptores del cardias, estmago, duodeno, pncreas, hgado, vejiga urinaria e intestino grueso.

Aferentes de los ganglios de la raz dorsal. La mayora de las fibras corren en el nervio esplcnico, algunas de ellas llegan a los ganglios espinales y las races posteriores desde el vago torcico o desde el ganglio estrellado.Receptores de pulmones, traquea, bronquios y pleura; receptores del msculo cardiaco y arterias coronarias; zona receptora de la circulacin sistmica; receptores del tracto gastro-intestinal; zona receptora plvica renal y de los urteres; receptores del bazo.

Nervios plvico e hipogstrico.Zonas receptoras del intestino grueso y el colon; receptores de la vejiga y la uretra; zonas receptoras de los rganos genitales.

Las cuatro vas se describen y muestran en la Tabla I y en Fig. 6, respectivamente.Como se muestra en la Tabla I, la mayor cantidad de informacin visceral llega a los centros espinales y bulbares por los nervios esplcnico, vago y plvico. La mayora de las fibras pertenecen a los grupos A alfa, A delta, B y C, y tienen una delgada capa de mielina, sin embargo el nervio esplcnico tambin contiene fibras tipo A beta, con una mas alta velocidad de conduccin (Amassian, 1951; Gernaudt y Zotterman 1946).

Se tiene un conocimiento relativamente extenso acerca de las entradas espinales y bulbares de las neuronas aferentes viscerales. Las espinales tanto viscerales como semnticas- tienen sus cuerpos celulares en los ganglios de la raz dorsal y los procesos centrales de las clulas bipolares llegan a la mdula espinal por esta misma raz (Dogiel, 1878). La organizacin segmentaria tambin es aparente en el campo visceral, aunque no es tan uniforme como en el rea somtica. Esta segmentacin fue muy bien demostrada por Hazarika, Coote y Dovwan (1964). Estos autores hicieron un mapa de las fibras aferentes simpticas del tracto gastro-intestinal cortando el vago y la cadena ganglinica simptica (Fig. 7).

Los tractos aferentes viscerales ocupan dos zonas distintas en la medula espinal, como fue demostrado por numerosos investigadores (Amassian, 1951; Widen 1951; Downman y Evans, 1957). El primer grupo de fibras asciende en la columna posterior, en los fascculos glacilis y cuneatus, entre las fibras somticas de las extremidades anteriores y posteriores. Estos tractos viscerales contienen, en su mayora, fibras muy mielinizadas con alta velocidad de conduccin. El segundo grupo de fibras ascendentes viajan en el rea ventrolateral del tracto lateral. El primer grupo termina en el ncleo glacilis y el axn de la neurona secundaria emerge en el lemnisco medial contralateral y llega al ncleo Ventroposterolateral de1 tlamo. El segundo grupo tambin llega a este ncleo, aunque algunos axones prosiguen a otros centros talmicos e hipotalmicos.

La entrada de las neuronas aferentes vgales en el bulbo tambin fue descrita por Bonvallet y Sigg (1958). Estos autores establecieron que las fibras que se originan en el corazn y los grandes vasos entran al bulbo caudalmente, mientras que las de los pulmones lo hacen rostralmente.

Tanto las fibras ascendentes espinales como bulbares mandan colaterales al sistema reticular del tallo cerebral.

La conduccin de los impulsos aferentes viscerales a niveles superiores no se discutir aqu ya que constituye una parte integral de la organizacin central de la interocepcin. Este problema, el cual es un tema bsico en este trabajo, se discute en secciones posteriores, despus de haber considerado nuestros resultados experimentales.

Ahora se dar un breve resumen de las caractersticas funcionales de los receptores viscerales perifricos, incluyendo el problema de la diferenciacin de las terminaciones nerviosas de acuerdo al carcter del estmulo y al mecanismo fundamental de descarga del rgano sensorial.

DIFERENCIACIN DE LOS INTEROCEPTORES.

Los receptores viscerales en el hombre se clasifican comnmente en cuatro grupos de acuerdo a su funcin: mecanorreceptores, quimiorreceptores, termorreceptores y osmorreceptores. Recientemente un quinto tipo se ha aadido: los receptores de volumen. Esta diferenciacin da la funcin receptora visceral, por supuesto es el resultado del proceso filogentico mencionado anteriormente. El trabajo de investigacin en el campo de la interocepcin, que se vaya realizando con el tiempo, probablemente pueda revelar nuevos tipos de receptores sensitivos a diferentes clases de estmulos.Los receptores viscerales pueden tener dos funciones bsicas:1) Constituyen el miembro aferente de reflejos vegetativos especiales, los cuales juegan un papel primario en asegurar la homeostasis del organismo; estas funciones aferentes son principalmente de naturaleza parasimptica (nervio sinusal, vago, plvico, etc.)2) La informacin que se origina en el campo visceral tiene una influencia inespecfica en las funciones somticas y viscerales del sistema nervioso central. Esta funcin est unida principalmente a los nervios aferentes viscerales simpticos, los cuales forman el miembro aferente de los reflejos viscero-viscerales y viscero-somticos, activan al sistema reticular ascendente y, como se ver mas adelante, influyen en la actividad cerebral superior de una manera importante.

Mecanorreceptores

Este tipo de receptores viscerales son heterogneos en su estructura y funcin, como lo son los mecanorreceptores de la piel, de los msculos o de los tendones. Quiz los receptores de este grupo que ms se han estudiado -tanto con mtodos clsicos como con mtodos contemporneos- son los del sistema cardiovascular.

Transcurrieron cerca de 60 aos desde el descubrimiento de Cyon y Ludwig (1866), antes de que Hering (1923, 1924) diera una informacin detallada sobre la funcin de los receptores cardiovasculares. Desde entonces, un inmenso nmero de artculos y monografas se han publicado sobre este tema, su revisin sobrepasa los alcances de este libro. Para obtener mas detalles referimos a la excelente monografa de Heymans y Neil (1958), cuya bibliografa contiene los principales trabajos sobre receptores cardiovasculares. Heymans y Neil enfatizaron un punto el cual esta soportado por datos mas recientes, y es que el nervio sinusal carotideo y el arco artico no son las nicas regiones del sistema cardiovascular y venoso que contienen una red de terminaciones receptores. El total de los sistemas arterial y venoso contienen una red de rganos receptores los cuales juegan un papel importante en la regulacin de la presin sangunea y varias funciones del organismo, por ejemplo la respiracin. El concepto de reas reflexogenticas clsicas fue descartado por el trabajo de Schwiegk (1935), quien demostr la existencia de una zona reflexogentica en los vasos pulmonares. Adems de la evidencia de mecanorreceptores arteriales y venosos, poseemos un gran nmero de observaciones sobre los receptores del msculo cardiaco y del endocardio que fueron descritas primeramente por Bainbrigdge en 1914. El trabajo de Whiteridge (1943), Paintal (1953), Aviado y Schmidt (1955) y otros revel que los impulsos aferentes que se originan en las aurculas tienen una influencia importante en la circulacin y la respiracin. La funcin de los receptores coronarios, epicardiales y pericardiales tambin se he llegado a aclarar en los ltimos aos y por lo tanto tambin he aclarado el control reflejo de la circulacin. Sin embargo cuanto nos ayudan estos resultados experimentales a entender los mecanismos centrales de la funcin receptora visceral? Se har un intento por responder a esta pregunta un poco ms adelante, con base en los datos experimentales obtenidos en nuestro laboratorio.

Desde 1868 Hering y Breuer afirmaron la importancia de los mecanorreceptores en los rganos respiratorios. Est disponible una vasta literatura en este campo, especialmente desde que Adrin (1933) demostr descargas de fibras aferentes vgales durante la inspiracin y la expiracin. Se encontraron tres tipos de receptores en los alvolos: a) terminaciones de adaptacin lenta y bajo umbral que disparan durante la inspiracin, b) receptores que se adaptan rpidamente y disparan durante expiracin e inspiracin forzada, c) receptores de umbral muy alto que responden slo a una distensin forzada mxima de los pulmones. Los impulsos aferentes que se generan en la pleura y en las partes superiores del tracto respiratorio, muy probablemente tambin juegan un papel en la regulacin refleja de la respiracin. Al estudiar los receptores del tracto respiratorio Widdicombe (1954) distingui tres tipos de acuerdo a su umbral, encontrados en la traquea y en los bronquios; estableci que estos receptores son importantes en la regulacin de los movimientos respiratorios normales, tambin como los reflejos defensivos (Fig. 8).

Los mecanorreceptores respiratorios, como los cardiovasculares, no slo controlan la funcin de los rganos donde se localizan, sino que tambin inducen un gran numero de respuestas viscerales y somticas en otros rganos (alteraciones en las funciones cardiovasculares y gastro-intestinales, etc.) No existen datos disponibles acerca de la integracin superior de la entrada interoceptiva respiratoria.

Nuestro conocimiento sobre los mecanorreceptores del tracto gastro-intestinal en contraste con los datos del sistema cardiovascular y respiratorio- se ha derivado principalmente de las observaciones sobre sus relaciones con la actividad nerviosa superior. Como se mostrar en el Cap. II, la estimulacin de los receptores gastro-intestinales se ha usado muy a menudo en condicionamiento interoceptivo.

Gracias al trabajo de Grtsner (1875), Eraun (1876) y otros, se lleg a conocer a fines del siglo pasado que la estimulacin mecnica de la pared gstrica o intestinal da origen a cambios en la movilidad del tracto alimenticio y en la funcin secretora de sus glndulas. La distensin del estmago por medio de un baln de un mtodo comn para incrementar la tasa de secrecin gstrica. Para mayores detalles sobre esta cuestin referimos a la monografa de Kurtsin (1952).

La estimulacin de los receptores gastro-intestinales no solo afecta la funcin del tracto alimenticio, sino que como con otros interoceptores, la distensin da lugar a reflejos viscero-viscerales y vicero-somticos. Sin entrar en detalles, es suficiente mencionar el reflejo descrito primeramente por Goltz (1883) y confirmado por otros, en el cual la estimulacin de receptores gstricos provoca bradicardia y cambios en la presin sangunea. Con relacin a los mecanorreceptores urogenitales, Bekkers y Shumovski describieron en 1862, que hay receptores en la vejiga que responden a la distensin y mas tarde se aclar el mecanismo reflejo de la miccin. Se encontraron receptores en el urter y en la pelvis renal (Simanovski 1881; Kast y Meltzer 1907). Hering (1923) fue el primero en describir receptores vaginales y desde entonces se han realizado extensas investigaciones para aclarar los reflejos genitales. Un resumen excelente de los datos en este campo ha sido publicado por Gambashidze (1951). La integracin superior de los reflejos interoceptivos en los rganos secretores se discutir mas tarde.

Quimiorreceptores

Este es un trmino colectivo para designar a un grupo de receptores con estructuras y funciones bastante diferentes. En el campo visceral, tienen la caracterstica comn de ser sensitivos a los cambios cualitativos y cuantitativos de los compuestos qumicos. Los ms importantes de estos receptores son los que se encuentran en la cavidad oral y en la mucosa olfatoria, los cuales forman los rganos de los sentidos del gusto y del olfato. Sin embargo, de acuerdo a la tradicin, stos son considerados como exteroceptores y el trmino interceptor se refiere slo a los receptores qumicos de los rganos viscerales: el sistema cardiovascular, el tracto alimenticio, los rganos respiratorios y urogenitales.

Existen ciertas estructuras nerviosas centrales bien conocidas, que tienen la propiedad de recibir informacin exacta sobre la composicin de la sangre y sus cambios, sin embargo se debe decidir si pueden ser considerados como quimiorreceptores; por ejemplo ciertas estructuras hipotalmicas y bulbares las cuales detectan con gran precisin y sensibilidad los cambios en el nivel hormonal, y el contenido de CO2 y O2 de la sangre. Debido a que estas estructuras carecen de la alta organizacin estructural de los rganos de los sentidos, no pueden ser consideradas como tales, aun cuando su funcin nos permitiera clasificarlos como interoceptores, ya que por detectar cambios en la composicin qumica del ambiente interno, dan origen a un mecanismo reflejo importante. Una descripcin detallada de sus propiedades quimiorreceptoras est ms all del alcance de este libro.

Aunque el cuerpo carotideo se describi desde 1743 por Haller (1764), la funcin quimiorreceptora en el sistema cardiovascular se demostr inicialmente por Heger (1887), quien al usar la tcnica de perfusin, revel la existencia de terminaciones sensitivas a estmulos qumicos en el miembro posterior del perro. Apoyndose en este descubrimiento, Pagano (1900) sugiri que las paredes de la mayora de las grandes arterias contenan quimiorreceptores. Nuestro conocimiento actual de la funcin quimiorreceptora se basa indudablemente en el trabajo de Heymans y su escuela. De 1925 en adelante, F. F. Heymans y C. Heymans junto con sus colegas, publicaron en una serie de artculos y monografas el reporte de la existencia de terminaciones especiales en los cuerpos carotideo y artico, las cuales son sensibles a la hipo e hipercapnia, as como tambin a la hipoxia. Los reflejos iniciados por estos receptores, que influyen en la respiracin y en la presin sangunea de una manera decisiva, se incorporaron a la fisiologa clsica. La morfologa en forma de glomrulos fue descrita por De Castro (1928).

Los quimiorreceptores del corazn, encontrados tambin en el endocardio, epicardio, pericardio y vasos coronarios, forman una entidad separada. Existe un inters especial sobre estos quimiorreceptores por el debate acerca del fenmeno Bezold-.Jarisch. El mecanismo y la importancia de la hipotensin inducida por veratrina, la bradicardia y la apnea no se han aclarado suficientemente.

Adems de los quimiorreceptores del corazn, del arco artico y de la regin cartida, tambin se han encontrado algunos en la mayora de los vasos perifricos, como lo demostr Heger (1887); desde entonces, numerosos investigadores han estado interesados en este problema, entre ellos Chernigovski (1960).No se ha encontrado evidencia de la existencia de quimiorreceptores pulmonares o pleurales, slo se han observado en la seccin superior del tracto respiratorio y cuando son irritados por agentes qumicos provocan tos. Pi - Suner (1947) hizo un estudio completo sobre este problema. A pesar de que se han encontrado recientemente terminaciones similares a quimiorreceptores en los pulmones y en la pleura, parece poco probable que estas estructuras tengan un papel importante en el control neural de la respiracin o en otras funciones del organismo. Tambin se desconoce el efecto de los estmulos que se originan en estos receptores sobre las estructuras nerviosas superiores.

Existe un mayor conocimiento a cerca de los quimiorreceptores del tracto gastro-intestinal, as como tambin acerca de su desarrollo filogentico. Esto se debe en primer lugar a la gran cantidad de investigaciones hechas en los laboratorios Pavlovianos. Serdyukov (1899) demostr la relajacin del esfnter pilrico por la estimulacin cida de los quimiorreceptores duodenales. Lintvarev (1901) sugiri que la pared duodenal contena receptores sensibles tambin a los lpidos. Strazheoko (1904) estudio los quimiorreceptores de los segmentos inferiores del intestino grueso. Bykov (1947) y sus colaboradores (por ejemplo Delov 1949; Zamyatipa 1954) continuaron exitosamente el trabajo en este campo.

Los impulsos aferentes que se inician en los quimiorreceptores gstricos y que son transmitidos por el vago, fueron estudiados por Iggo (1957 a y b), quien describi receptores cidos y alcalinos, y por Paintal (1954) quien encontr receptores sensitivos a varias sales y otros compuestos.

Los datos concernientes a los aspectos nerviosos superiores de los quimiorreceptores son numerosos, lo cual tambin es verdadero para la mecanorrecepcin gastro-intestinal. (Airapetyants, 1952).

Los quimiorreceptores del tracto urogenital no han recibido la misma atencin. En el rin, se describieron primero en los vasos renales (Moore, R. M. y Moore R. E. 1933, Chernigovski 1960).

En la vejiga fueron estudiados por Lebedeva y Khayutin (1952), los del tero por Gambasbidze (1951); y los ovricos por Beller (1954). La sensibilidad a las hormonas que poseen los rganos genitales femeninos y el hecho de que las estructuras nerviosas pueden jugar un papel en los efectos de ciertas hormonas (ADH, aldosterona) en los tbulos renales, sugiere nuevas posibilidades en la investigacin sobre quimiorreceptores urogenitales.

Termorreceptores

Los termorreceptores viscerales tampoco han conseguido una gran atencin de los fisilogos por mucho tiempo. Los pocos datos disponibles conciernen principalmente a los termorreceptores gastro-intestinales y el nmero de publicaciones que tratan sobre estos receptores presentes presumiblemente en ciertas partes, del sistema cardiovascular es insignificante; Boenko (1950) describi los termorreceptores en la regin carotidea, mientras que Minut-Sorokhtina (1953) report la existencia de terminaciones termosensitivas en las venas de la piel.

Simanovski en 1881 estudi por primera vez la termorrecepcin en el tracto gastro-intestinal. Su trabajo fue continuado por Neumann (1906), quien provoc movimientos en las extremidades de la rana por estimulacin trmica. Posteriormente estos estmulos se han usado ampliamente en estudios con reflejos condicionados interoceptivos (Airapetyants, 1952): la estimulacin de termorreceptores gstricos e intestinales sirvieron como estmulos condicionados, incluyendo diferenciacin.

Nuestro conocimiento actual sobre la funcin mecano y quimiorreceptora se deriva principalmente de los estudios sobre reflejos propioceptivos que se producen por la estimulacin de estas terminaciones (por ejemplo, el reflejo del seno carotideo, que controla la presin sangunea y el reflejo de contraccin de los pulmones que inhibe los movimientos inspiratorios), por estudiar reflejos que se inician y actan sobre el mismo sistema orgnico. Esta conclusin, sin embargo, no se puede aplicar a los termorreceptores viscerales. Los intentos para demostrar la implicacin de terminaciones termorreceptoras en la regulacin de la temperatura corporal, i. e. el mantenimiento de la temperatura interna en animales homeotrmicos, son muy escasos e inexitosos. No se ha decidido si estructuras hipotalmicas termosensitivas que son capaces de detectar cambios muy pequeos en la temperatura sangunea, pueden considerarse como termorreceptores.

Osmorreceptores

Verney (1946) fue el primero en probar adecuadamente la existencia de terminaciones especiales sensitivas a cambios en la concentracin osmtica del plasma sanguneo. Este autor asumi que los osmorreceptores se localizaban en la parte del cerebro que recibe su riego sanguneo por la arteria cartida interna. Las terminaciones no pudieron identificarse, sin embargo, se ha postulado que los osmorreceptores son idnticos a las clulas hipotalmicas que secretan la hormona antidiurtica; por lo tanto los receptores y los efectores parecen ser los mismos.

Aunque la osmorrecepcin se ha demostrado en otras partes del organismo por algunos autores (Borshchevskaya, 1945; Natchev y Dobreva, 1956), los datos disponibles son todava escasos.

Receptores de Volumen

El hecho de que el volumen de los lquidos del cuerpo se mantiene constante sugiere fuertemente que debe haber receptores especiales sensitivos a los cambios de volumen. Se conoce que la excrecin renal de agua y sales es menos intensa cuando se mantiene la posicin del cuerpo verticalmente que cuando se est acostado. Sin embargo, s a un sujeto puesto de pe se le comprime medianamente el cuello, este decremento de la excrecin no ocurre. Esta observaci6n llev a la hiptesis de que los receptores de volumen localizados en el crneo son sensitivos a la acumulacin de agua en los tejidos. Tambin es posible que stos sean idnticos a los mecanorreceptores de los vasos sanguneos. Fue demostrado tambin que aparecen incrementos en la descarga aferente de las fibras vagales y un aumento en la tasa de flujo de orina por la distensin del atrio o aurcula izquierda (Welt, 1960).

La distensin del atrio adems produjo una disminucin de ADH y una cada en el producto urinario de aldosterona. Se requiere ms investigacin sobre la funcin y estructura de los receptores de volumen.

Este breve resumen de la literatura sobre intercepcin puede parecerle incompleto a quien est al tanto de la literatura actual. Esta superficialidad se debe no slo al hecho de que la funcin primaria de este libro es resumir en forma muy breve este tema tan extenso, sino tambin debido a la concepcin cada vez ms popular, la cua1 est en desacuerdo con el principio de que existen terminaciones especficas sensitivas a energas especficas. Paintal (1954) fue el primero en demostrar que los mecanorreceptores del estmago tambin son sensitivos a los estmulos qumicos. Zotterman (1953) demostr que los termorreceptores de la lengua son sensitivos a la acetilcolina. La cuestin de la especificidad todava se encuentra abierta; en el caso de los receptores drmicos, algunos autores no creen en la existencia de receptores especficos (Weddell, 1941). Con respecto a los receptores viscerales, los datos son aun ms imprecisos para una respuesta definitiva. Cuando se comparan los mecanismos es muy difcil decidir si la osmorrecepcin es diferente de la quimiorrecepcin, o la recepcin de vol1men lo es de la estimulacin mecnica. Por lo tanto, la doctrina de especificidad receptora enunciada por Muller (1840) no se ha aplicado a los receptores viscerales.

GENERACIN Y CONDUCCIN DE IMPULSOS AFERENTES

Con respecto a este tema, hay una conclusin definitiva: las caractersticas fundamentales de la generacin y conduccin de los impulsos sensoriales son las mismas para varios receptores. Como se menciono anteriormente, las propiedades bsicas de las terminaciones sensoriales se han aclarado al estudiar los potenciales del receptor de un interoceptor: el corpsculo de Pacini del mesenterio del gato ( Gray 1959).

Una terminacin nerviosa pierde su vaina de mielina cerca del corpsculo de Pacini. La membrana del axn dentro del cuerpo receptor tiene propiedades esencialmente diferentes a las de los otros segmentos en donde el nervio est mielinizado. La estimulacin del axn desnudo en esta parte, genera potenciales electrotnicos locales, la amplitud de los cuales se correlaciona con la fuerza del estmulo. Este potencial del receptor no responde de acuerdo a la ley de todo o nada, no puede abolirse con procana, puede sumarse, y dura tanto tiempo como el estmulo se aplique. Realmente en los receptores de adaptacin rpida, como los corpsculos de Pacini, el potencial del receptor disminuye lentamente durante la estimulacin. El potencial del receptor -el cual es un verdadero potencial generador- provoca descargas de espiga en el segmento mielinizado adyacente del axn, cuando es sumamente intenso para alcanzar la reobasa de este segmento del axn. Se conduce un potencial en espiga a lo largo del axn, determinadas sus caractersticas por los ndulos de Ranvier. La despolarizacin de este segmento del axn ocurre de acuerdo con la ley de todo o nada, por consiguiente la respuesta propagada es fsica y se caracteriza por un periodo refractario bien definido.

La importante pregunta de cmo se convierte la energa del estmulo en un potencial receptor no se ha respondido todava. Es probable que la estimulacin mecnica del corpsculo de Pacini provoque una distorsin de la laminilla concntrica que encierra al segmento no mielinizado del axn. Esta deformaci6n lleva a una alteracin en el flujo de iones resultando en la despolarizacin de la membrana. De acuerdo a otra hiptesis, la acetilcolina liberada en la terminacin incrementa la permeabilidad de la membrana y as altera el transporte activo de iones generando un potencial del receptor. Presumiblemente, la fase inicial de un potencial del receptor no es la misma en los quimiorreceptores, no obstante, los subsecuentes cambios elctricos, i.e. el potencial del receptor mismo y la descarga en espiga que lo sigue, deben ser similares en varios tipos de terminaciones.

Se ha confirmado repetidamente que la informacin aferente se transmite por un cdigo de frecuencias. Existe una fuerte correlacin entre la intensidad del estimulo y su frecuencia de impulso, como Adrin lo demostr por primera vez. Esta dependencia de frecuencia de descarga, tambin esta presente en los receptores viscerales, como fue demostrado por un aumento en la tasa de disparo del nervio sinusal, como una funcin del incremento en la presin en el seno carotideo (Fig.9). Sin embargo, no existe una explicacin adecuada de cmo se codifican los diferentes tipos de estmulos en la terminacin receptora. Un ltimo problema y el ms excitante en la fisiologa sensorial, tampoco resuelto hasta la fecha, es la decodificacin (anlisis y sntesis) de la masa de impulsos, arreglados en un sistema de cdigo de frecuencias, y que llegan continuamente a las estructuras nerviosas centrales.

Vamos a mencionar aqu otra cuestin la cual no se ha resuelto al presente, es decir, el problema del control eferente central de las diferentes estructuras interoceptivas perifricas. En este punto regresamos a la cuestin fundamental con la cual comenzamos este captulo. Parece que los rasgos especiales de las sensaciones viscerales estn determinados por la integracin central de impulsos y no por las funciones receptoras perifricas.

Al resumir este capitulo, necesariamente eclctico, el autor debe enfatizar que el presente trabajo trata con esta funcin integrativa de los centros superiores concernientes con la intercepcin. Nuestro inters se ha enfocado sobre los reflejos interoceptivos adquiridos, el proceso de aprendizaje y la conciencia.

CAPITULO II

EL REFLEJO CONDICIONADO INTEROCEPTIVO

La tierra desconocida delante de nosotros es el sistema nervioso central. Sin embargo por qu ruta debemos aproximarnos a l sino es por medio del mensaje sensorial. As mucho de nuestro trabajo consiste en el entendimiento de la integracin y discriminacin sensorial.

R. Granit

REFLEJO CONDICIONADO ALIMENTICIO DE LA PELVIS RENAL

DESARROLLO DEL REFLEJO CONDICIONADO Y ASPECTOS TIPOLGICOS

OBSERVACIONES EN LA INERVACIN DEL URETER

OBSERVACIONES EN LA SIMETRA DE AFERENTACIN RENAL

IRRADIACIN DE PROCESOS SIMTRICOS CONCENTRACIN DE PROCESOS SIMTRICOS LA FUNCIN COMPENSATORIA DE LOS IMPULSOS AFERENTES RENALES

RESPUESTA REFLEJO CONDICIONAL RENAL IZQUIERDA SIGUIENDO HIDRONEFROSIS EXPERIMENTAL DEL RIN DERECHO.

RESPUESTA REFLEJO CONDICIONAL RENAL IZQUIERDA SIGUIENDO LA RETIRADA DEL RIN DERECHO.

REFLEJO RENAL CONDICIONADO ELECTROGRAFCO

REACCIN DE DESPERTAR INTEROCEPTIVA Y SU EXTENSIN CONDICIONAMIENTO DE LA REACCIN DE DESPERTAR A LA ESTIMULACIN PLVICA RENAL, Y SU EXTENSIN

OTRAS OBSERVACIONES SOBRE LA SIMETRA DE AFERENTES RENALES

REFLEJO CONDICIONADO ALIMENTICIO ANTE ESTIMULACIN CAROTIDEA

REFLEJO CONDICIONADO ELECTROGRFICO DE ORIGEN CAROTIDEO

El mtodo de los reflejos condicionados parece ser un mtodo adecuado para estudiar la integracin central de impulsos interoceptivos en cuanto que es sensible y produce informacin objetiva sobre las conexiones nerviosas superiores de los impulsos aferentes viscerales.

Bykov e Ivanova (Bykov 1947) fueron los primeros en elaborar un reflejo condicionado interoceptivo. Estos autores para crear una respuesta refleja condicionada humedecieron la mucosa gstrica e introdujeron agua en el estmago por medio de una fstula, i.e. produjeron un estado hiposmtico. Despus de que los estmulos incondicionado y condicionado haban sido apareados de 20 a 25 veces, la humedad en la mucosa gstrica provoc diuresis aun si el agua era retirada completamente del estmago a travs de la fstula; entonces los impulsos aferentes originados en los receptores gstricos provocaron une respuesta similar a la resultante de la hipsmosis (Fig. 2). Airapetyants (1952) y sus colaboradores han trabajado sistemticamente en la metodologa de los reflejos condicionados interoceptivos empleando estimulacin mecnica, trmica y qumica en la mucosa gastrointestinal y en los receptores urogenitales para estudiar reflejos alimenticios y defensivos y varias respuestas vegetativas. Airapetyants resumi su trabajo de 15 aos, reportando tantas formas de reflejos condicionados interoceptivos como fue posible, y se esforz para probar la validez de las leyes Pavlovianas clsicas de condicionamiento en los procesos de aprendizaje interoceptivo. En este extenso trabajo demostraron diferenciacin, extincin y otras formas de inhibicin, tambin como irradiacin, concentracin e induccin, todas las cuales son caractersticas de los reflejos condicionados interoceptivos tambin como de los reflejos condicionados producidos por estmulos ambientales exteroceptivos. Airapetyants y sus colaboradores tambin obtuvieron informacin sobre la interrelacin del condicionamiento extero e interoceptivo.

Nuestros estudios de condicionamiento interoceptivo comenzaron a partir de estos resultados bsicos. Las conexiones temporales se elaboraron a partir de dos reas receptoras, las cuales no han sido investigadas en condicionamiento, es decir, la pelvis renal y el urter, y el rea reflexignica del seno carotideo.

REFLEJO CONDICIONADO ALIMENTICIO DE LA PELVIS RENAL

Los datos relacionados con los aferentes del rin son escasos y en parte contradictorios. Heymans, Bouckaert y Wierzuchowski (1937) fallaron en demostrar la existencia de barorreceptores renales en una serie de experimentos de perfusin. Sin embargo, Nikitina (1948), en estudios crnicos y Blint (1961) probaron que los vasos renales contenan barorreceptores, al comparar la funcin de riones perfundidos e intactos. La quimiorrecepcin en los vasos renales fue estudiada completamente por Merkulova (1948).Nuestro conocimiento sobre la aferentacin de la pelvis renal y el urter se apoya casi enteramente en datos morfolgicos (Dogiel, 1878; Haebler 1922; Zanne 1938; Pieper 1951; Abraham 1958b; etc.). Carecemos de datos fisiolgicos, especialmente aquellos sobre las conexiones de este sistema aferente con los centros nerviosos superiores. Por lo tanto para estudiar este problema en nuestro laboratorio, el mtodo de los reflejos condicionados interoceptivos pareci ser el ms adecuado.Los experimentos se llevaron a cabo en perras, las cuales tenan fstulas ureterales bilaterales, una fstula en el intestino grueso (tcnica de Thiry y Vella) y una fstula salival. Las observaciones se hicieron bajo condiciones crnicas.

Desarrollo del reflejo condicionado y aspectos tipolgicos

Inicialmente se elabor un reflejo condicionado estereotipo a varios estmulos exteroceptivos; en el curso de este procedimiento se determin el tipo de actividad nerviosa superior del perro, por medio de pruebas comnmente usadas en los laboratorios Pavlovianos. La intensidad de los procesos nerviosos se juzg por la tasa de adquisicin de los reflejos condicionados, la conducta durante la prueba de cafena, y la cantidad de tiempo requerida por el animal para desarrollar inhibicin diferencial. La labilidad de los procesos nerviosos se estim por observar las consecuencias de un cambio repentino en los estmulos usados en el estereotipo. Despus de la prueba topolgica se comenzaron a establecer los reflejos condicionados plvicos renales. La distensin rtmica de la pelvis fue usada como el estmulo condicionado para una respuesta alimenticia. La salivaci6n a la estimulacin plvica, en la ausencia de comida, sirvi como el nico criterio del establecimiento de un reflejo condicionado. El catter ureteral se insert bajo condiciones estriles, por un sistema de transmisin el cual hizo posible introducir cantidades conocidas de solucin estril de cido brico en la pelvis renal y entonces incrementar la presin dentro de ella (Fig. 10). Este estimulo condicionado se asoci con el alimento; la tasa de salivacin se midi por el mtodo de Hanicke y Kupalov.

Despus de haber reforzado la estimulacin plvica con comida de 8 a 15 veces, se desarrollo un reflejo condicionado. La estimulacin del urter 5 cm abajo del sitio de estimulacin plvica, repetida de 5 a 17 veces sin reforzamiento alimenticio, llev a la inhibicin diferencial. Entonces cuando la regin plvica fue estimulada ocurri la salivacin invariablemente, mientras que la distensin de un segmento del urter ms distal dio origen a la inhibicin. Esto claramente prueba que los centros nerviosos superiores no nicamente reciben impulsos aferentes originndose de varios sitios de la mucosa plvica y ureteral, sino que tambin los analizan y diferencian.

Los parmetros del reflejo plvico condicionado interoceptivo se relacionan muy de cerca con el tipo de sistema nervioso del animal. Por ej. Uno de los perros (Zima), cuyo sistema nervioso fue clasificado como dbil debido a que mostr procesos exitatorios e inhibitorios pobres, manifest reflejos interoceptivos renales mas dbiles que otro perro (Matra), cuyo tipo se clasifico como fuerte, balanceado y movible (Fig. 12). Comparando las dos figuras se observa que tambin los procesos inhibitorios fueron diferenciados en estos animales: la inhibicin diferencial interoceptiva incompleta en el primer perro, sealando una habilidad de diferenciacin dbil, mientras que el segundo mostr una diferenciacin rpida y perfecta.

Aparte de estas diferencias en tipologa, tambin se observ que se requirieron ms ensayos de asociacin para la adquisicin de un reflejo condicionado interoceptivo renal que para el condicionamiento exteroceptivo.

Observaciones sobre la inervacin dcl urter

En la fase inicial de nuestros experimentos, despus de que el reflejo positivo interoceptivo se haba desarrollado, pero antes de intentar establecer inhibicin diferencial, nosotros tratamos de desarrollar inhibicin a estimulacin mecnica en un segmento inferior, i.e. la posicin media del urter (cerca de 10 cm abajo del sitio de estimulacin subsecuente). Fue notable que ninguno de los animales manifest una irradiacin de la respuesta plvica positiva a la estimulacin de este segmento ureteral. Como es bien sabido, en los ensayos iniciales de inhibicin diferencial, el proceso exitatorio previamente establecido se irradia a las regiones corticales adyacentes, al rea en donde el estmulo diferencial es representado. Esta irradiacin se pudo observar en todos los animales cuando el segmento superior del urter (5 cm. abajo de la pelvis renal) fue estimulado. Los resultados obtenidos en estos experimentos se ilustran en la Fig. 13 mostrando 2 ensayos registrados del mismo perro.

El hecho de que la generalizacin no ocurriera en el primer caso indica que la representacin nerviosa central de la porcin media del urter no es idntica con la de la pelvis renal y la del segmento ureteral superior. Como descrito por Petrova (1914) en su trabajo sobre la irradiacin de los procesos exitatorios se observ un fenmeno similar en el caso de impulsos sensoriales originados en la piel.

La porcin media del urter (la longitud total del urter en el perro es de 22 a 25 cm.) Recibe su inervacin aferente y eferente del plexo hipogstrico, mientras que los segmentos superiores del urter y la pelvis renal estn inervados por el plexo renal. Entonces nuestras observaciones funcionales estn de acuerdo con los datos morfolgicos, i.e. la inervacin de los segmentos ureterales inferiores es independiente de las regiones plvicas y ureterales superiores (Fig.14).

Observaciones sobre la simetra de aferentacin renal.

Irradiacin del proceso simtrico.

En varios animales tambin procedimos a elaborar un reflejo condicionado a partir de la pelvis renal derecha, despus de que el reflejo condicionado interoceptivo a la estimulacin de la pelvis renal izquierda y una diferenciacin se haba establecido suficientemente. La distensin de la pelvis derecha a la misma presin y frecuencia con que la pelvis izquierda se haba distendido, produjo una respuesta "inmediata en el primer ensayo. Este resultado ocurri en todos los animales, a pesar de que ni un solo reforzamiento fue empleado. (Fig. 15).

La inhibicin diferencial desarrollada por estimulacin del urter superior izquierdo (5 cm. abajo de la pelvis) se produjo tambin en el lado derecho con una sola estimulacin en el segmento idntico del urter derecho. Esta respuesta tambin pudo ser obtenida en la primera ocasin, es decir sin estimulacin preliminar. (Fig. 16).

Concentracin del proceso simtrico

Despus de haber desarrollado un reflejo plvico estable en el rin izquierdo y de haber producido la respuesta generalizada descrita anteriormente en el lado derecho, se realizaron una serie de experimentos en los cuales la estimulacin de la pelvis renal derecha no fue reforzada con alimento. Nuestro objetivo fue preservar la respuesta condicionada del lado izquierdo y al mismo tiempo inducir inhibicin diferencia1 en el lado derecho.

Como se muestra en la Fig. 17 se desarroll inhibicin diferencial simtrica del reflejo plvico renal. Tambin se observa de los datos mostrados en esa figura que adems de los reflejos plvicos renales positivo y negativo, la diferenciacin pudo ser lograda fcilmente a partir de cualquier rea simtrica de la piel elegida arbitrariamente. El curso de la inhibicin diferencial de los reflejos plvicos renales y drmicos simtricos fue prcticamente idntico con el curso de reflejos control a estmulos sonoros positivos y negativos. (Fig. 17. I).Desde hace tiempo los datos clnicos han sealado la relacin funcional estrecha que existe entre los dos riones; e. g. el dao o la atrofia de un rin debido a alguna enfermedad lleva a la anuria o a la hipertrofia del otro rin respectivamente. El papel de las hormonas en la coordinacin de la funcin de los dos riones se ha investigado extensamente, pero se sabe muy poco sobre los componentes nerviosos centrales de este mecanismo regulatorio.

Nuestro objetivo fue obtener alguna informacin sobre los componentes corticales de esta regulacin nerviosa central, por medio del uso del mtodo del reflejo condicionado. Nuestro punto de partida fue que un foco exitatorio o inhibitorio condicionado desarrollado en un sitio dado en uno de los hemisferios cerebrales puede ser inducido invariablemente en el otro hemisferio en un sitio simtrico. Esto siempre es una respuesta. "pronta sin reforzamiento previo. La cuestin de la proyeccin cortical ser discutida en el Cap. III (pag. 65).

El objetivo de nuestros experimentos fue dilucidar la interrelacin de las reas de proyeccin aferentes corticales simtricas de los tractos renales.

La irradiacin de la excitacin y la inhibicin interoceptiva a las regiones corticales simtricas ocurri, en la primera parte de nuestros experimentos, de acuerdo con las leyes descritas originalmente por Pavlov y sus asociados en relacin con los analizadores de la piel. Es muy probable entonces que los centros aferentes corticales de los pares de rganos situados simtricamente (en nuestro caso los riones) estn en una correlacin cercana.

Por el otro lado, los resultados obtenidos en la segunda parte de nuestros experimentos sugieren que, adems de esta conexin cercana, tambin el anlisis y la diferenciacin de los impulsos aferentes originados en los campos receptores de los rganos viscerales pares, ocurren en los centros nerviosos despus de un nmero suficiente de estimulaciones.

Nuestros datos no slo prueban la concentracin y la diferenciacin de los impulsos interoceptivos simtricos llegando a la corteza desde la pelvis renal, sino que tambin sealan la existencia -en contraste a los datos de Bykov (1953)- de procesos similares de concentracin y diferenciacin para impulsos originndose de reas simtricas de la piel. El fracaso de Bykov para establecer diferenciacin de reas simtricas de la piel debe haberse debido al hecho de que el perro con al cual l experiment fue del tipo nervioso el cual manifiesta una dbil tendencia para la inhibicin.

LA FUNCIN COMPENSATORIA DE LOS IMPULSOS AFERENTES RENALES.

La observacin de que los impulsos aferentes que se originan en la pelvis renal influyen a la funcin de las reas corticales simtricas tambin lleg a ser el punto de partida de otras investigaciones. La pregunta que se estudi fue si el dao o de la retirada de uno de los riones tiene algn efecto en el sistema aferente del otro; en otras palabras, hay algn signo de una funcin compensatoria en los sistemas interoceptivos simtricos?

Respuesta reflejo condicionada renal izquierda siguiendo hidronefrosis experimental del rin derecho.

Despus de ligar la unin pyelo-ureteral derecha, la respuesta condicionada a la estimulacin de los receptores plvicos izquierdos increment (Fig. 18). Se alcanzaron valores mximos en la segunda o tercera semana postoperatoria, lo cual fue seguido por un decremento en la respuesta refleja. En dos perros los valores fueron ms del doble del promedio inicial, mientras que al mismo tiempo, la respuesta condicionada a estmulos auditivos mostr ya sea una pequea reduccin o ninguna variacin substancial despus de la operacin. El hecho de que la respuesta condicionada control a estmulos sonoros no mostrara cualquier incremento sugiere que el centro" del reflejo alimenticio incondicionado permaneci inalterado. Tiene que suponerse entonces que despus de la ciruga experimental en el rin derecho la cantidad de impulsos aferentes de los receptores renales izquierdos deben haber incrementado por alguna razn.

Parece haber dos posibles explicaciones:

(1) Los impulsos patolgicos que se originan en el rin afectado llegan continuamente a los centros superiores y producen una condicin similar a la inhibicin de Vvedenski, lo cual disminuye el umbral de los centros aferentes, dando origen a una entrada interoceptiva incrementada.

(2) El rin afectado sufre una desaferentacin, debido a la degeneracin del tejido y a la destruccin de las terminales receptoras causada por el aumento en la presin intrarrenal. La prdida de esta extensa rea receptora parece compensarse con la actividad incrementada del sistema aferente renal contralateral intacto.

Para decidir cual de estas hiptesis era vlida se hizo otro experimento con perros nefrectomizados.

Respuesta refleja condicional renal izquierda siguiendo la retirada del rin derecho

Despus de que el rin derecho fue retirado, el reflejo condicionado transmitido por las vas aferentes renales izquierdas alcanz su mximo de la tercera a la quinta semana postoperatoria (Fig. 19). En dos animales los valores casi se doblaron. El reflejo condicionado auditivo establecido concurrentemente no mostr ningn incremento. (El tercer perro en esta serie llamado "Cigny", muri en la tercera semana despus de la operacin; la causa no se relacion con el experimento. Las respuestas de este animal comparadas con el reflejo condicionado auditivo, estuvieron de acuerdo con los resultados obtenidos en los otros dos perros). As pues, el procedimiento operatorio (nefrectoma) hecho en el rin derecho increment consistentemente la respuesta salivatoria condicionada a la estimulacin del rea receptora plvica izquierda.

Si la actividad refleja interoceptiva incrementada se hubiera debido a la disminucin del umbral causada por los impulsos patolgicos, entonces la nefrectoma no hubiera resultado en un incremento en la respuesta del rin saludable. Sin embargo, como la retirada del rin derecho increment el flujo de impulsos aferentes tanto como en la hidronefrosis experimental, fue claro que esta actividad incrementada en el rin izquierdo se debi a una actividad compensatoria.

Nuestras observaciones sobre los reflejos plvicos renales condicionados prueban que (a) los impulsos que comienzan en los mecanorreceptores plvicos son transmitidos a los centros nerviosos superiores y (b) pueden iniciar un proceso de aprendizaje.

El mtodo de los reflejos plvicos renales condicionados es adecuado para realizar otros estudios sobre la inervacin del tracto renal. Se pueden obtener datos valiosos en relacin con la tipologa de los animales al estudiar las propiedades de las conexiones ya establecidas.

Los reflejos condicionados elaborados con estimulacin proporcionada a ambas pelvis renales esclarecen la integracin central de la inervacin aferente de rganos pares, mientras que los experimentos hechos con el rin hidronefrtico y despus de la nefrectoma dan informacin sobre la funcin compensatoria del sistema aferente contralateral.

Las conexiones temporales de origen plvico se estudiaron no solamente por el mtodo del reflejo alimenticio clsico, sino tambin por medio de la tcnica electrogrfica. El hecho de que el reflejo de orientacin electrogrfico que nosotros elaboramos seala que ciertas estructuras del tallo cerebral estn implicadas, se mostrar en el Cap. III (p. 61)

REFLEJO RENAL CONDICIONADO ELECTROGRAFICO

Estos experimentos se hicieron en perros con fstulas ureterales. Despus de que la lesin haba sanado, se implementaron electrodos crnicos en la corteza y en la formacin reticular de los animales. La actividad elctrica cerebral se registr en un aparato EEG de 8 canales. La estimulacin de la pelvis renal se llev a cabo de la misma manera descrita en relacin con el reflejo condicionado alimenticio.Primero se aliment al animal y se le permiti que se acostumbrara a la caja a prueba de sonido y protegida electrostticamente y se le entren a echarse tranquilamente en el piso de la plataforma Pavloviana. Cuando en este ambiente con pobre estimulacin el perro mostr signos de completo descanso motor y sensorial como fue indicado por la actividad de descanso del EEG, se distendi rtmicamente la pelvis renal. La presin mnima y la aparicin de desincronizacin se determino.

Reaccin de despertar interoceptiva y su extensin

En el estado de descanso, el cual se caracteriza por actividad elctrica cortical de baja frecuencia y alta amplitud, aun la primera distensin de la pelvis renal produjo una reaccin de despertar, i. e. desincronizacin del trazado EEG (Fig. 20, a). Al mismo tiempo, los animales mostraron conducta investigadora motora (de orientacin).

Despus de que el EEG de descanso reapareci, se repiti la estimulacin de la pelvis renal, lo cual result en la desincronizacin correspondiente, la duracin de la cual fue mas corta con cada estimulacin. Despus de que el estimulo interoceptivo fue aplicado varias veces (el nmero de las estimulaciones varo en los diferentes animales), ni la reaccin de despertar ni el reflejo de orientacin pudieron ser provocados por la distensin plvica (habituacin). El empleo de cualquier tipo de estmulo novedoso fall en desinhibir la ltima extincin de la desincronizacin a la presentacin del estimulo interoceptivo.

Condicionamiento de la reaccin de despertar a la estimulacin plvica renal, y su extincin

Despus de la habituacin, el estmulo interoceptivo (el cual fue el estmulo condicionado) se combin con un estmulo auditivo o tctil (el cual represent al estmulo incondicionado destinado a provocar la activacin cortical). Despus de que este procedimiento se repiti varias veces, la estimulacin visceral presentada sola provoc la respuesta elctrica de despertar, indicado esto por la aparicin de ondas alta frecuencia y baja amplitud. (Fig. 20, c y d). Esta conexin temporal cumpli con los criterios Pavlovianos del reflejo condicionado, i .e. pudo ser extinguido y restablecido.

El experimento se representa esquemticamente en la Fig. 21. Como se muestra claramente (B), cuando se aplic un estmulo auditivo solo no se restableci la respuesta de despertar habituada. La reaccin de despertar una vez habituada pudo ser provocada solamente cuando en estmulo interoceptivo haba sido reforzado previamente con un estmulo exteroceptivo.

Esta "prueba de desinhibicin prob que la desincronizacin desarrollada por la estimulacin plvica despus del reforzamiento con estmulos exteroceptivos es de carcter condicionado. Sin embargo se puede hacer una seria objecin a la prueba de desinhibicin empleada: usamos un estmulo exteroceptivo (sonido) en lugar de uno interoceptivo. Tericamente se puede suponer que despus de que la habituacin se ha logrado por la estimulacin plvica repetida, otro estmulo interoceptivo el cual provoca el despertamiento por si mismo, pudo tener un efecto de mayor duracin en las neuronas reticulares que la sealan exteroceptiva. De esta manera la distensin plvica aplicada despus de este segundo estmulo interoceptivo poda causar desincronizacin, mientras que el exteroceptivo no lo hizo. Desafortunadamente no podemos excluir esta dificultad. La mayora de nuestros perros solamente tenan una fstula, as que metodolgicamente fue imposible ap1icar otro tipo de estmulo interoceptivo. Sin embargo, la prueba exteroceptiva parece probar suficientemente la naturaleza aprendida de la reaccin de despertar.

Desde el trabajo pionero de Durop y Fessard (1935) en humanos, el bloqueo de la actividad elctrica cerebral de descanso se ha usado por muchos investigadores como una medida til de condicionamiento. Recientemente Visser (1961), Grey Walter (1961) y Milstein (1965) han cuestionado si la asociacin de dos estmulos que no producen ningn cambio excepto en la actividad elctrica del cerebro, puede considerarse un verdadero proceso de condicionamiento. Al comentar sobre los experimentos de Visser, Grey Walter escribe: Sugiero que restrinjamos los trminos de condicionamiento, condicionado, condicional (e incondicionado, etc.) a fenmenos los cuales consideramos son de la misma clase que aquellos a los cuales se aplicaron originalmente. Esto me parece, sera la clase de adaptaciones funcionales en las cuales un rgano efector esta implicado en condiciones de asociacin significativa entre un conjunto, de seales especficas y no especficas. Esto excluira alteraciones en los mecanismos cerebrales a menos que pueda mostrarse que stos tienen una relacin especfica e invariable con una funcin efectora... Para remplazar condicional, etc. al referirse a cambios cerebrales sugiero contingente. No encontramos justificado este desacuerdo. Creemos que puede omitirse debido a que el condicionamiento de los potenciales cerebrales no solamente requiere los mismos procedimientos tcnicos como los de los experimentos Pavlovianos clsicos, sino que tambin sigue exactamente las mismas reglas bsicas. De tal manera que estos dos tipos de condicionamiento probablemente deben tener mecanismos centrales similares o idnticos (cf. Cap. IV, p. 85).

Las tcnicas clsicas que usan sistemas efectores inertes tales como las respuestas salivatoria, motora, etc., ocultan inevitablemente los verdaderos eventos centrales de los procesos elementales de aprendizaje. Es por esta razn que el entrenamiento sensorio-sensorial, i. e. los procedimientos descritos en este Cap. y aquellos que sern tratados en los siguientes (Cap. III, IV y VI), parecen ser ms apropiados para estudiar los fenmenos centrales bsicos y -por buenas razones- pueden ser llamados condicionamiento.

Otras observaciones sobre la simetra de los aferentes renales

Como se demostr anteriormente, los impu1sos plvicos renales influyen ciertos procesos de los centros nerviosos superiores, lo cual se prob en la serie de estudios de reflejo condicionado clsico y por el mtodo electrogrfico. Es probable que los dos procesos de aprendizaje tengan diferentes mecanismos. Esta conclusin surgi a partir de una serie de experimentos en los cuales se hicieron intentos por elaborar diferenciacin a la estimulacin de los receptores plvicos izquierdos y derechos.

El estimulo plvico izquierdo previamente habituado se reforz con estimulacin elctrica directa en la formacin reticular mesenceflica, la cual por si misma causa una marcada respuesta de despertar (EEG). Para provocar la respuesta condicionada a la distensin de la pelvis renal fue suficiente aplicar uno o dos reforzamientos. Despus de que la actividad de descanso EEG reapareci, se estimul la pelvis renal derecha. El resultado fue una marcada reaccin de despertar, que cuando se extingui presento un efecto similar al efecto del reflejo del lado izquierdo.

La representacin esquemtica mostrada en la Fig. ilustra el hecho de que la- estimulacin intermitente de las pelvis renales izquierda y derecha indujo una extincin uniforme como si solamente una sola zona interoceptiva hubiera sido estimulada. La Fig. 23, por el otro lado, muestra los resultados de un experimento control en el cual se logr la diferenciacin entre dos segmentos intestinales no simtricos despus de un nmero relativamente pequeo de ensayos, mientras que cualquier intento para elaborar la diferenciacin electrogrfica entre campos receptores simtricos no tuvo xito.

Como se mostr claramente en el curso de los estudios sobre reflejos renales condicionados alimenticios, la diferenciacin pudo establecerse fcilmente en reas simtricas. Esta contradiccin indica que el mecanismo de conexin es diferente en el caso de los reflejos interoceptivos alimenticios y electrogrficos. Este problema ser discutido en el Cap. III (p. 63) cuando se consideren sus relaciones con la representacin nerviosa central.

REFLEJO CONDICIONADO ALIMENTICIO ANTE ESTIMULACIN CAROTIDEA.

En nuestros experimentos descritos hasta este momento, as como en los estudios de condicionamiento de Bykov y Airapetyans, los campos receptores elegidos para estimulacin interoceptiva todos se localizaron en la mucosa o muscularis mucosae de varias vsceras huecas. Las conexiones temporales establecidas a partir de receptores localizados en los vasos o en los tejidos, i.e. aquellos del verdadero milieu interieur, no se estudiaron anteriormente a nuestros experimentos. Se sabe desde los trabajos de Koch (1932) y Bonvallet, Dell y Hiebel (1954) que los impulsos originndose en el seno carotideo, el cual es una rea reflexognica que controla la presin sangunea arterial, no solamente induce a una respuesta presora o depresora, sino que tambin tiene una influencia considerable en las estructuras nerviosas superiores. A partir de este resultado, se hicieron intentos para desarrollar reflejos condicionados carotideos alimenticios y ms tarde electrogrficos en animales especialmente entrenados.Antes del experimento se insert un globo de goma en el seno carotideo izquierdo bajo condiciones estriles. Despus de que la lesin san completamente, se desarrollo un reflejo condicionado alimenticio motor ante estimulacin auditiva y carotidea. El seno carotideo se distendi por medio de un sistema de transmisin especial, desde un cuarto de observacin aislado apropiadamente. La dilatacin rtmica a una presin de 160 mmHg y a una tasa de 30 oscilaciones por min. se llev a cabo por medio de una jeringa, por un perodo de 20 a 30 seg. Tanto los estmulos auditivo como los carotideos se reforzaron con comida, la cual constituy el estimulo incondicionado. Un alimentador giratorio se coloc enfrente del animal (Fig. 24). El plato del alimentador se cubri con una tapa ligera de aluminio. El perro no poda obtener la comida hasta que levantara la tapa con la cabeza. Despus de varios reforzamientos cada uno de los animales mostr conducta similar: levantaban la tapa en respuesta al estimulo condicionado. De esta manera se pudo establecer un reflejo condicionado motor (aplicacin del mtodo de Lissk y Endrczi, 1965).

Se llevaron a cabo ensayos control especiales para excluir la posibilidad de que la activacin cortical se debiera a estmulos auditivos, fticos o tctiles que acompaaran al estmulo interoceptivo. En la Fig. 25 se muestra la curva de ste tipo de ensayos: si se engrapaba el tubo de goma unido al globo carotideo no se observaba ninguna respuesta condicionada. Al quitar la grapa e incrementar la presin en el sistema, el animal levantaba la tapa del alimentador. Para checar que la respuesta condicionada registrada era realmente de origen carotideo se varo el intervalo entre los ensayos control y aplicacin del estmulo. Ensayos control similares se hicieron en el curso dc todos nuestros experimentos en condicionamiento interoceptivo.

Despus de 11 a 20 reforzamientos se condicion el reflejo alimenticio a estimulacin carotidea (Fig. 26). La respuesta condicionada al sonido de una campana apareci ms pronto en cada uno de los animales (Tabla II muestra los resultados obtenidos en 5 perros).

Estos resultados sealan el hecho de que el estmulo auditivo fue ms poderoso como un estmulo condicionado que el interoceptivo. La observacin de que el periodo de latencia del reflejo condicionado alimenticio carotideo fue invariablemente mayor y menos estable que el reflejo condicionado auditivo, tambin soporta esta conclusin (El promedio de 167 ensayos carotideos fue de 16.6 seg., y solo de 5.51 seg. en 184 presentaciones del estimulo auditivo. La diferencia entre los dos grupos es estadsticamente significativa). Adems el perodo de latencia para el reflejo condicionado exteroceptivo fue corto y estable despus de 10 a 20 reforzamiento, mientras que la respuesta condicionada a estimulacin carotidea se caracteriz por una larga y variable demora an despus de 80 a 100 reforzamientos.

Nuestros resultados prueban que la estimulacin mecnica del seno carotideo puede dar origen a un reflejo condicionado alimenticio positivo. Las propiedades de este reflejo son similares a las descritas en la literatura para otros reflejos condicionados interoceptivos: se establecen despus de un gran nmero de reforzamientos y su perodo de latencia es mayor y de ms variable duracin que los de las respuestas producidas por estmulos condicionados exteroceptivos.

El aprendizaje producido por estimulacin carotidea, se estudi en una serie de experimentos usando el mtodo de condicionamiento electrogrfico. El bloqueo de la actividad elctrica cortical de descanso fue la variable dependiente, de una manera similar a los experimentos de respuesta condicionada plvica.

REFLEJO CONDICIONADO ELECTROGRFICO DE ORIGEN CAROTIDEO

Se emplearon animales a los que se les implantaron crnicamente globos carotideos; el mtodo fue esencialmente el mismo como el usado al estudiar los reflejos plvicos renales (Fig. 24).

Cuando la presin en el seno carotideo se increment a 160 mmHg ocurri la desincronizacin EEG, la cual se habitu despus de varias estimulaciones. En la etapa de la ltima habituacin, la distensin del seno carotideo se combin con un estmulo auditivo (el cual por si mismo provoca una reaccin de despertar) por varios ensayos y result en una respuesta de despertar elctrica cortical condicionada (Fig. 27).

El carcter condicional de este reflejo se chec repetidamente por medio de ensayos de extensin y desinhibin como descrito anteriormente.

A partir de las observaciones hechas por Koch (1932), Bonvallet Dell y Hiebel (1954) encontraron que los nervios aferentes carotideos llevan impulsos inhibitorios, los cuales sincronizan la actividad elctrica cortical. En contraste nuestros resultados sealaron el efecto estimulatorio de los impulsos carotideos, el cual se hizo patente en la desincronizacin de la actividad elctrica y en el hecho de que las conexiones temporales pudieron establecerse a estmulos iniciados por los receptores carotideos. La razn para esta discrepancia puede ser que Bonvallet y sus colegas condujeron sus experimentos bajo condiciones agudas, usando un animal en el cual la regin carotidea haba sido completamente denervada, dejando intacto el nervio sinusal como la nica conexin con el sistema nervioso central. Por el otro lado, nuestros experimentos se realizaron en animales entrenados con las regiones carotideas intactas. Puede asumirse que en el seno carotideo intacto, adems del nervio sinusal que transmite impulsos inhibitorios desde la regin carotidea, existe una segunda va aferente que es exitatoria.

Para probar esta suposicin se hicieron intentos para provocar la desincronizacin incondicionada a la distensin carotidea en varios animales, despus de que el nervio sinusal fue cortado. Despus de que se consigui la habituacin de la respuesta de despertar, se estableci la desincronizacin condicionada una vez que se presentaron un nmero suficiente de reforzamientos. Todos nuestros intentos para condicionar esta reaccin tuvieron xito (Fig. 28), indicando que los impulsos carotideos pueden llegar al sistema nervioso central por otras vas adems del nervio sinusal (Fig. 29). El hecho de que el seno carotideo posea un doble aferentacin se ha demostrado claramente en otros experimentos que sern discutidos en el Cap. III (pag. 54).

Cul es la base morfolgica de esta doble aferentacin?Heymans y Neil (1958) describieron una inervacin rica, e inespecfica en el rea de bifurcacin carotidea adems del nervio sinusal. De Castro (1928) y ms recientemente brahm (1958 a) dieron una descripcin detallada de dos diferentes tipos de receptores encontrados en la pared de la arteria cartida, los cuales probablemente tienen funciones diferentes. Es posible que esta segunda va aferente sea idntica a las fibras nocioceptivas de carcter simptico que primero fueron descritas por Moor, R. M. y Moor, R. E. (1933). Estos impulsos simpticos activan la sustancia reticular del cerebro medio como ser mostrado ms tarde. Es muy probable que el seno carotideo no sea la nica rea aferente visceral desde la cual dos tipos de impulsos -inhibitorios y exitatorios- llegan a la formacin reticular. Grastyn, Hasznos, Lissk, Molnr y Ruzsonyi reportaron desde 1952 que los impulsos aferentes vagales pueden sincronizar tambin como desincronizar la actividad elctrica cortical.*

En nuestro trabajo experimental descrito hasta el momento, se hizo un estudio de los reflejos condicionados interoceptivos iniciados por estimulacin de un rgano hueco tpico, la pelvis renal, y de un rea reflexognica tpica del sistema cardiovascular, el seno carotideo. Tanto la respuesta alimenticia clsica como la alteracin de la actividad elctrica cortical se usaron como ejemplos. Algunas de nuestras conclusiones se refieren a aspectos peculiares y especiales de los aferentes plvicos renales o a propiedades particulares de la inervacin carotidea. Tambin se discutieron las caractersticas de la inervacin plvica renal y ureteral, y algunos problemas bsicos en relacin con la inervacin simtrica. Nuestros resultados revelaron las propiedades duales -activantes e inhibitorias- de la aferentacin carotidea.

Otras conclusiones se relacionan con las caractersticas de los procesos de aprendizaje de origen renal y carotideo:(1) Ya sea la distensin de la pelvis renal o del seno carotideo, combinada con suficientes reforzamientos, funciona como un estmulo condicionado. De esta manera, los impulsos originndose en las reas receptoras plvica renal o carotidea llegan a los centros nerviosos superiores e influyen la funcin nerviosa superior.

(2) Las propiedades de la conexin temporal interoceptiva plvica renal fueron esencialmente las mismas como las del reflejo condicionado carotideo. As, los procesos de aprendizaje de las vsceras huecas y del milieu interieur parecen estar gobernados por las mismas leves.

(3) Estando de acuerdo con otros datos encontrados en la literatura, las caractersticas del condicionamiento interoceptivo son similares a las del aprendizaje exteroceptivo: las leyes Pavlovianas se aplican a los dos tipos de reflejos aprendidos.

(4) Los impulsos interoceptivos provocan activacin reticular, resultando en desincronizacin EEG. Es