Palabras-clave: adquisición y mantenimiento, reforzamiento condicionado, frecuencia de apareamientos estímulo-comida, frecuencia de reforzamiento condicionado, ratas.

ABSTRACT

Keywords: acquisition and maintenance, conditioned reinforcement, signal-food pairing frequency, conditioned reinforcement frequency, rats

Algunos analistas conductuales opinan que el establecimiento de nuevas respuestas en sujetos sin experiencia experimental es un proceso delicado, que requiere del reforzamiento continuo e inmediato de cada ocurrencia de la respuesta meta (e.g., Skinner, 1938; Keller & Schoenfeld, 1950). Sin embargo, investigación relativamente reciente ha mostrado que la adquisición de nuevas respuestas con reforzamiento primario es un fenómeno robusto. Por ejemplo, Lattal & Gleeson (1990) mostraron el establecimiento de la respuesta de picotear un disco en palomas experimentalmente ingenuas dispensando de entrenamiento preliminar y exponiendo a las palomas directamente a un programa tandem intervalo variable 30s tiempo fijo 30s de reforzamiento con comida. Investigaciones posteriores mostraron que demoras de reforzamiento primario tan largas como 60s e intermitencias de reforzamiento tan grandes como 120s todavía permiten la adquisición de nuevas respuestas en una diversidad de especies y topografías de respuesta (véase, Bruner, Avila, Acuña & Gallardo, 1998 para una breve revisión de esta literatura).

A pesar del renovado interés en este fenómeno, existen pocos estudios sobre adquisición de la respuesta empleando reforzamiento condicionado. Por ejemplo, Skinner (1938) demostró el establecimiento de la respuesta de presionar una palanca en ratas usando el sonido del dispensador de comida como reforzador. Otros investigadores han usado el mismo método para estudiar la adquisición operante con reforzamiento condicionado (e.g., Hyde 1976; D.W. Zimmerman, 1957; Kelleher & Gollub, 1962). Esta estrategia, conocida como la "técnica de la nueva respuesta" tiene un par de desventajas. Una es que requiere de entrenamiento preliminar para asociar el sonido del dispensador con el reforzador primario. Otra desventaja es que al reforzar la respuesta con el sonido aislado, en ausencia de la comida, éste pierde rápidamente su función como reforzador

Aunque el procedimiento de "observación" tiene una considerable aceptación como un método útil para estudiar reforzamiento condicionado (Lieving, Railly & Lattal, 2006; Shahan & Podlesnik, 2008; Shahan, Podlesnick & Jiménez-Gómez, 2006; Williams, 1994), no carece de dificultades, sobretodo en la interpretación de los resultados obtenidos. Un problema prominente del procedimiento de "observación" es la aparente función de la señal asociada con un periodo de extinción (E-), como reforzador condicionado (e.g., vease Dinsmoor, 1983 y Escobar, 2007 para una revisión y discusión en este respecto). Debido a la dificultad para interpretar la función del E- como un genuino reforzador condicionado de la respuesta de "observación", en algunos estudios se ha dispensado del E- y solamente se ha usado el estímulo asociado con reforzamiento primario (E+) para reforzar la respuesta de "observación" ( Shahan & Podlesnik,2008; Shahan et al. 2006, Lieving et al. 2006). Sin embargo, en estos últimos estudios aún persiste el problema de las variaciones obtenidas en la frecuencia de reforzamiento primario durante el periodo de reforzamiento, que provienen de emplear programas de reforzamiento dependientes de la respuesta. Otra desventaja del procedimiento de "observación" es que la competencia entre las respuestas por comida y las respuestas por señales afecta la tasa con que ocurren las respuestas de "observación" (cf. Kendall, 1965; Shahan, 2002). Otra desventaja más del procedimiento de "observación" es que generalmente se emplean señales largas (e.g., de 6s), lo cual resulta en tasas bajas de la respuesta de observación.

En contraste con las desventajas de emplear el procedimiento de "observación" para estudiar la adquisición de nuevas respuestas con reforzamiento condicionado, el procedimiento diseñado por J. Zimmerman, Hanford y Brown (1967), parece considerablemente mejor. Este procedimiento involucra el apareamiento repetido del reforzador condicionado con reforzamiento primario independientemente de la conducta de los sujetos. Concurrentemente, los sujetos pueden producir el reforzador condicionado en un único operando presente en la cámara experimental, conforme a algún programa de reforzamiento. Hasta la fecha, este procedimiento se ha empleado únicamente con palomas, picando una tecla por duraciones cortas del reforzador condicionado (e.g., el sonido del comedero). Ostensiblemente, el procedimiento de J. Zimmerman et al. es una extensión del procedimiento empleado por Skinner (1938) mencionado antes, con la salvedad de que los apareamientos entre el estímulo condicionado y la comida continúan ocurriendo mientras el sujeto produce el reforzador condicionado. De esta manera, la función de la señal como reforzador condicionado permanece indefinidamente. Una ventaja obvia de este procedimiento sobre el de "observación" es que involucra una sola respuesta cuya consecuencia es la presentación breve de un solo tipo de reforzador condicionado. Por su simplicidad, el procedimiento de Zimmerman et al. elimina varios de los problemas del procedimiento de "observación"

El procedimiento empleado por Zimmerman et al. con palomas, involucra dos variables independientes diferentes (vease Kelleher y Gollub, 1962, para una revisión extensa de las variables que afectan el reforzamiento condicionado). Una es la frecuencia de los apareamientos señal-comida. Manteniendo constante el programa de reforzamiento condicionado en un IV 1 min., la tasa de respuesta aumenta ligeramente al alargar el intervalo variable de los apareamientos señal-comida en 6, 12 y 18 min. (J. Zimmerman, 1969). La otra variable es la frecuencia con la que se produce reforzamiento condicionado. Manteniendo constante el programa de apareamientos señal-comida en un tiempo variable 3 min., la tasa de respuesta es una función directa de la tasa de reforzamiento condicionado en el rango de intervalos variables (IV) de 1 a 12 min. (J. Zimmerman, Hanford & Brown, 1967).

Mientras que existen numerosos estudios sobre la adquisición de nuevas respuestas con reforzamiento primario, existen muchos menos que hayan empleado reforzamiento condicionado. Por lo menos parte de este desequilibrio se debe a las dificultades metodológicas para el estudio del reforzamiento condicionado (cf, Dinsmoor, 1983; Williams, 1994). Dado que el procedimiento de J. Zimmerman et al. evita algunas de las dificultades de otros métodos, podría utilizarse para intentar duplicar los mismos fenómenos reportados en la literatura sobre la adquisición de nuevas respuestas bajo condiciones degradadas de reforzamiento primario, pero con reforzamiento condicionado. Tales resultados serían de considerable interés para comprender el establecimiento de nuevas respuestas en escenarios naturales, donde el reforzamiento primario rara vez ocurre inmediata o regularmente.

Como se mencionó anteriormente, el procedimiento de J. Zimmerman et al. solo se ha investigado con palomas, picoteando teclas de respuesta y por esta razón, el propósito del presente estudio fue determinar su efectividad con ratas experimentalmente ingenuas durante la adquisición y el posterior mantenimiento de la respuesta de presionar una palanca. Aparte de intentar extender la generalidad del procedimiento de Zimmerman et al. a una especie y a una respuesta diferente, una aplicación exitosa del procedimiento en ratas facilitaría posteriores estudios sobre adquisición de la respuesta con reforzamiento condicionado. La razón para usar ratas es que los estudios sobre adquisición de nuevas respuestas con sujetos sin experiencia experimental requiere de numerosos sujetos, por lo cual no es práctico usar palomas (por su costo y por lo complicado de su mantenimiento). En los estudios anteriores con palomas se han empleado programas con intervalos entre apareamientos señal-comida y entre reforzadores condicionados mas largos de los que se comúnmente se emplean con ratas. En base a numerosos estudios anteriores realizados en nuestro laboratorio con ratas, en este trabajo empleamos valores más cortos de estas variables en diferentes combinaciones, según un diseño factorial.

MÉTODO

Sujetos

Se utilizaron 27 ratas macho Wistar, de tres meses de edad al inicio del experimento. Las ratas no tenían experiencia experimental y se les mantuvo en jaulas individuales al 80% de su peso restringiéndoles el acceso a la comida, pero no al agua.

Se emplearon seis cámaras experimentales idénticas (Med Associates Inc. Modelo ENV-001), equipadas con un comedero de metal al centro del panel frontal (Med Associates Inc. Modelo ENV 200R1M) y una palanca al lado derecho del comedero (MED associates Inc. Modelo ENV-110RM), que operó con una fuerza mínima de 0.15 N. El comedero estaba conectado a un dispensador de bolitas de comida (Med Associates Inc. Modelo ENV-203) de 25 mg, remoldeadas de alimento pulverizado para ratas de la marca Zeigler. Las cámaras experimentales estaban iluminadas con un foco ubicado en la parte posterior de cada cámara (Med Associates Inc. Modelo ENV-215M) y una luz ubicada arriba de la palanca (Med Associates Inc. Modelo ENV-221M). Se colocó a cada una de las seis cámaras en cubículos sonoamortiguados (Med Associates Inc. Modelo ENV-022SM), que contaban con una fuente de ruido blanco (Med Associates Inc. Modelo ENV-225SM) y un ventilador para la circulación de aire. Se usó una computadora equipada con software Med-PC IV acoplada a una interfase (Med Associates Inc. Modelo SG-503) para controlar los eventos experimentales y para registrar los datos. La computadora y la interfase se encontraban en un cuarto adyacente a las cámaras experimentales.Procedimiento

El procedimiento general empleado por J. Zimmerman et al. (e.g. Zimmerman, 1969) para estudiar reforzamiento condicionado con palomas se modificó para usarse con ratas. El parámetro de apareamiento de la señal-comida consistió en el apagado de la luz ambiental de la cámara y el encendido de la luz sobre la palanca por 1s, seguido inmediatamente por la entrega de una bolita de comida. Los apareamientos ocurrieron conforme un programa de Tiempo al Azar (TA) de 60 (t=15, p= .25), 120 (t=30, p= .25) o 240s (t=60, p= .25). El parámetro de reforzamiento de presionar la palanca únicamente con la señal de 1s siguió un programa de Intervalo al Azar (IA) de 7.5 (t=1.875, p= .25), 15 (t=3.75, p= .25) o 30 (t=7.5, p= .25)s. Los programas de apareamientos señal-comida y de reforzamiento de la respuesta con la señal ocurrieron de manera independiente entre si, pero concurrentemente durante las sesiones experimentales. Los valores de los dos parámetros se combinaron conforme a un diseño factorial (3 programas TA de apareamientos señal-comida) X (3 programas de reforzamiento de IA de la respuesta con la señal). Tres ratas fueron asignadas a cada combinación de los dos parámetros.

Adquisición y mantenimiento de la respuesta con reforzamiento condicionado

En ausencia de entrenamiento preliminar se expuso directamente a tres ratas a cada combinación de los dos parámetros durante 45 sesiones, las cuales ocurrieron siete veces por semana. Las sesiones experimentales terminaron después de 30 apareamientos señal-comida y por lo tanto tuvieron una diferente duración dependiendo del valor del parámetro de apareamiento señal-comida.

Por economía de tiempo, esta condición y las siguientes solo se implementaron en la combinación de apareamiento con un TA de 120s con los mismos tres programas de reforzamiento condicionado, IA 7.5, 15 y 30s. Estas tres condiciones tuvieron una duración de 30 sesiones cada una. Para probar si los apareamientos señal-comida dotaron a la señal con la función de reforzador condicionado para presionar la palanca, después de las 45 sesiones de adquisición y mantenimiento de la respuesta, en lugar de presentar los apareamientos señal-comida conforme a un solo TA 120s, la señal y la comida se presentaron conforme a programas TA 120s independientes. Así, tanto la señal como la comida podían ocurrir por separado con la misma frecuencia con la que antes aparecían apareadamente

Redeterminación con la señal y la comida apareadas

Con el objeto de determinar la recuperabilidad de los resultados de la condición original de adquisición y mantenimiento de la respuesta, al concluir la condición de control anterior, se reinstaló el programa de TA 120s que presentaba la señal y la comida en contigüidad temporal. Los programas de reforzamiento condicionado de IA de 7,5, 15 y 30s se mantuvieron constantes como antes.

Eliminación del reforzamiento condicionado por presionar la palanca

RESULTADOS

A continuación se describen los resultados individuales de las diferentes ratas. Como sería de esperarse, hubo variabilidad en los niveles absolutos de las diferentes variables dependientes dentro y a través de las condiciones del estudio. Con el objeto de evitar descripciones excesivamente detalladas sobre aspectos tangenciales de los resultados, se hizo un esfuerzo por enfatizar semejanzas en los datos, sobretodo por lo que concierne a tendencias de respuesta y en el caso de excepciones, solamente hacerlas notar

Mientras que la frecuencia de los apareamientos señal-comida se reguló con programas de reforzamiento independiente de la respuesta (TA 60, 120 o 240s), la frecuencia de reforzamiento condicionado estuvo sujeta a programas de reforzamiento dependiente de la respuesta y por lo tanto la frecuencia obtenida pudo diferir de la programada. La Figura 1 muestra que la frecuencia obtenida de reforzamiento condicionado fue más alta con las combinaciones de valores mas cortas del parámetro de apareamiento señal-comida y de los programas del parámetro de reforzamiento condicionado. Para las combinaciones entre el programa de apareamientos de TA 60s con los programas de reforzamiento de IA 7,5, 15 y 30s, la tasa de reforzamiento aumentó a lo largo de las 45 sesiones de adquisición y mantenimiento, siendo mas alta para la combinación de apareamientos de TA 60s con el reforzamiento condicionado en IA 7.5s. Para las combinaciones del programa de apareamientos de TA 120s con los programas de reforzamiento condicionado IA 7.5 y 15s la tasa de reforzamiento también aumentó durante las 45 sesiones, siendo más alta para la combinación de apareamientos TA 120s con el programa IA 7.5s de reforzamiento condicionado. Para la combinación de apareamientos de TA 120 con el programa de reforzamiento condicionado IA 30, la tasa de reforzamiento se mantuvo constante en un nivel bajo durante las 45 sesiones. Para las combinaciones de apareamientos con un TA 240s y los tres programas de reforzamiento condicionado IA 7.5, 15 y 30s, la tasa de reforzamiento condicionado se mantuvo en niveles bajos y sin tendencia durante las 45 sesiones de esta fase.

En la Figura 3 se muestran las tasas de respuesta en las condiciones de presentación al azar de las señales y la comida, la redeterminación del efecto de apareamiento señal-comida y la eliminación de reforzamiento condicionado por presionar la palanca. Como se mencionó antes, estas tres condiciones solo se efectuaron con la combinación de apareamiento de TA 120s con las frecuencias de reforzamiento condicionado IA 7.5, 15 y 30s. Para facilitar la comparación entre estas condiciones sucesivas, en la figura se vuelve a presentar las tasas de respuesta durante la fase de adquisición y mantenimiento. En relación a la fase de adquisición y mantenimiento de la respuesta, en la fase de presentación al azar de la señal y la comida, las tasas de respuesta de ocho de las ratas disminuyeron en el curso de las 30 sesiones. La excepción a esta descripción fue la rata 12 durante las últimas cuatro sesiones, cuando aumentó abruptamente su tasa de respuesta, antes disminuida en las 26 sesiones anteriores. En la fase siguiente, en las que se volvió a aparear la señal con la comida, en ocho de las nueve ratas, las tasas de respuesta volvieron a aumentar gradualmente durante las 30 sesiones. La excepción fue la rata 14, cuya tasa de respuesta no aumentó en relación con la condición precedente cuando la señal y la comida volvieron a aparearse. En la última fase del experimento se eliminó la presentación de la señal cuando las ratas presionaban la palanca. En todas las ratas, la tasas de respuesta disminuyeron en mayor o menor grado en comparación con la condición anterior.

El propósito del presente trabajo fue determinar la efectividad del procedimiento de J. Zimmerman et al. (e.g., Zimmerman, 1969) para estudiar reforzamiento condicionado durante la adquisición y el mantenimiento de la respuesta de presionar una palanca en ratas. Dado que no existen antecedentes del uso de este procedimiento con ratas, hubo necesidad de adaptarlo, principalmente acortando los valores de los parámetros de apareamientos señal-comida y de frecuencia de reforzamiento condicionado apropiados para palomas, para hacerlos semejantes a los que comúnmente se emplean con ratas. Ante la incertidumbre de los valores más conducentes a la adquisición y el mantenimiento de la respuesta de presionar la palanca, se empleó un diseño factorial para combinar diferentes valores de los dos parámetros. Los resultados mostraron que en general las combinaciones más cortas de ambas variables (e.g., un intervalo entre los apareamientos señal-comida de 60s y un intervalo entre reforzadores condicionados de 7.5), resultaron en tasas de respuesta más altas durante la adquisición y el mantenimiento de la respuesta que combinaciones de valores más largos (e,g, un intervalo entre apareamientos señal-comida de 240s y un intervalo entre reforzadores condicionados de 30s). Si bien los valores de los dos parámetros interactuaron como se menciona previamente, ambos parámetros tuvieron efectos separados sobre la tasa de respuesta. En combinación con las tres diferentes frecuencias de reforzamiento condicionado, las tasas de respuesta fueron una función decreciente de alargar el parámetro de apareamientos señal-comida. De manera complementaria, en combinación con los tres intervalos entre apareamientos señal-comida, las tasas de respuesta fueron una función decreciente de disminuir la frecuencia de reforzamiento condicionado. Así, se puede recomendar que futuros estudios que empleen el método de J. Zimmerman et al. con ratas presionando palancas por reforzamiento condicionado, empleen valores cortos de ambos parámetros para favorecer tasas de respuesta altas.

En este estudio se determinó si el apareamiento de la señal con la comida era verdaderamente responsable de dotar a la señal con la función de reforzador condicionado. Para esto, en una condición de control se presentaron azarosamente la señal y la comida con la misma frecuencia con la que antes se presentaban apareados. Se encontró que la tasa de presionar la palanca disminuyó en ocho de nueve ratas en el transcurso de las sesiones. Este resultado sugiere que presentar apareadamente la señal y la comida es responsable de que la señal adquiera la función de reforzador condicionado. En el caso de una rata en que la tasa de respuesta aumentó abruptamente hacia el final de esta condición, es posible que un fenómeno diferente, como el reforzamiento sensorial haya jugado algún papel, pero de cualquier manera esta desviación del hallazgo más común fue menor.

Volver a aparear la señal con la comida restableció la función del estímulo como reforzador condicionado de la respuesta, lo que se muestra cuando aumentó de nuevo la tasa de respuesta a niveles semejantes a los de la primera condición del experimento. Otra vez, una rata fue la excepción a esta descripción al responder con una tasa baja constante durante todas las sesiones de esta fase. La razón de este efecto no es clara, pero es posible que si se hubiera permitido una exposición más larga al procedimiento, la tasa de respuesta hubiera aumentado finalmente.