La prueba de sondeo: cuando la plataforma desaparece

Introducción

Es la quinta mañana. La piscina es la misma, los pósteres de las paredes son los mismos y el agua está igual de turbia. Solo ha cambiado una cosa. Durante la noche, alguien metió la mano y sacó la plataforma.

Se introduce un ratón por el lado opuesto. Arranca con decisión, cruza la piscina en línea recta hasta una zona de agua cerca de la pared sudeste. Reduce la velocidad. Gira. Barre una y otra vez el punto exacto donde antes estaba la plataforma. No hay nada, pero sigue buscando, en círculos cada vez más cerrados.

Para cualquiera que observe, esa zona de agua vacía es el lugar más interesante de la sala. El ratón nos está mostrando, con toda la claridad posible, que recuerda.

Qué es una prueba de sondeo

Esto es la prueba de sondeo, a veces llamada prueba de transferencia. Es el momento tranquilo al final del entrenamiento en el laberinto acuático, cuando la recompensa desaparece y la memoria tiene que hablar por sí sola. ¿Por qué retirar la plataforma y cómo se puntúa la búsqueda de algo que no está?

El montaje estándar

Imagina primero el montaje estándar. Durante el entrenamiento, un animal aprende a encontrar una plataforma oculta en un lugar fijo usando claves de la sala. Cada ensayo termina cuando se sube a ella. Eso es útil, pero cada ensayo mezcla también dos cosas. Una es la memoria de dónde está la plataforma. La otra es el hecho de llegar hasta allí, que depende de la velocidad de nado, la motivación y la suerte.

La prueba de sondeo separa ambas cosas. Se retira la plataforma, de modo que el ensayo no puede terminar antes con un escape. Se coloca al animal en el agua, a menudo en un punto de salida nuevo, y se le deja buscar durante un tiempo fijo. Treinta o sesenta segundos son opciones habituales. Después se le saca.

Lo que queda es un registro de dónde eligió buscar. Si aprendió la ubicación, su búsqueda debería concentrarse alrededor del antiguo sitio de la plataforma. Si no, su trayectoria se repartirá de forma más o menos uniforme por la piscina.

Un protocolo muy utilizado sugiere hacer el sondeo un día completo después de la última sesión de entrenamiento. Así mide la memoria a más largo plazo y no solo lo ocurrido unos minutos antes. Algunos laboratorios intercalan también sondeos cortos durante el entrenamiento, antes del primer ensayo del día, para ver cómo se va formando la memoria.

Fíjate en lo que el sondeo no necesita. No necesita que el animal se suba, ni que sea rápido, ni siquiera que esté especialmente motivado. Solo necesita que nade y elija dónde. Eso lo convierte en una prueba sorprendentemente suave, teniendo en cuenta todo lo que puede revelar.

Parte del laberinto desde el principio

El sondeo ha formado parte del laberinto acuático desde el principio. Richard Morris y sus colegas, a principios de los años ochenta, lo usaron para demostrar que las ratas recordaban realmente un lugar. Un artículo de métodos que Morris publicó en 1984 desarrolló más el procedimiento. Describía el seguimiento automático de la posición de una rata a partir del vídeo y formas de evaluar la memoria de trabajo y el aprendizaje no espacial en la misma piscina. En cuanto se pudo seguir una trayectoria de nado fotograma a fotograma, se pudo medir exactamente dónde buscaba un animal.

Las primeras medidas eran sensatas y sencillas. Se divide la piscina en cuatro cuartos imaginarios, llamados cuadrantes. Después se cuenta qué parte del sondeo pasa el animal en el cuadrante que antes contenía la plataforma. Con cuatro cuadrantes, el azar es de alrededor del veinticinco por ciento. Un animal bien entrenado puede pasar el doble.

Pásalo a segundos. En un sondeo de sesenta segundos, el azar serían unos quince segundos en el cuadrante objetivo. Un animal que pasa allí treinta segundos muestra una preferencia clara. Uno que pasa dieciséis te dice muy poco, aunque sus tiempos de entrenamiento parecieran buenos.

La segunda medida clásica son los cruces de la plataforma. Se dibuja el contorno de donde estaba la plataforma y se cuenta cuántas veces el animal nada justo por encima. Una buena memoria debería producir muchos cruces. Una mala, muy pocos.

Durante años, esas dos medidas dominaron. Luego empezó a rondar una pregunta. ¿Qué medida es realmente la mejor para detectar una diferencia real entre grupos de animales?

¿Qué medida es más sensible?

En 2009, Hamid Maei, Paul Frankland y sus colegas del Hospital for Sick Children de Toronto se propusieron responderla. Reunieron cinco bases de datos independientes con más de mil seiscientas pruebas de sondeo en ratones. Después simularon experimentos una y otra vez, tomando animales al azar de esas bases de datos. Es una técnica llamada simulación de Monte Carlo. Les permitió preguntar, repetidamente, con qué frecuencia cada medida encontraba una diferencia real entre grupos.

Compararon cuatro medidas. El tiempo en el cuadrante, que ya conocemos. El tiempo en zona, que usa un círculo más pequeño centrado en la antigua plataforma. Los cruces. Y una cuarta llamada proximidad, que es simplemente la distancia media del animal al sitio de la plataforma durante todo el sondeo.

La ganadora fue la proximidad, con claridad. En una comparación, con quince ratones por grupo, la proximidad detectó la diferencia entre grupos alrededor del setenta y dos por ciento de las veces. El tiempo en el cuadrante, en torno al cuarenta y nueve por ciento. Los cruces se quedaron en torno al trece por ciento. Las falsas alarmas, en cambio, fueron similares para las cuatro.

¿Por qué funcionaría tanto mejor la proximidad? Los autores ofrecieron una explicación elegante. El tiempo en el cuadrante y los cruces se inventaron cuando el seguimiento era tosco. El tiempo en el cuadrante desecha detalle. Un nado justo fuera de la línea no cuenta nada, mientras que un nado en la esquina más alejada del cuadrante correcto cuenta entero. Los cruces son aún más severos, ya que un casi acierto puntúa cero.

La proximidad conserva el detalle. Cada momento del nado contribuye, y estar cerca se premia más que estar lejos. Piensa en dos ratones. Ambos pasan el treinta por ciento del sondeo en el cuadrante objetivo. Uno se mantiene muy cerca del antiguo sitio de la plataforma. El otro deambula por el borde exterior de ese cuadrante. El tiempo en el cuadrante no puede distinguirlos. La proximidad sí.

Qué muestra un buen sondeo

Entonces, ¿qué muestra una buena prueba de sondeo? Muestra que un animal tiene memoria de una ubicación, independientemente de lo rápido que llegue. La velocidad de nado no cambia dónde decide buscar el animal. Por eso, en la literatura de protocolos, un déficit en el sondeo se considera una prueba sólida de un verdadero problema de memoria y no de un problema de rendimiento.

También puede mostrar lo precisa que es esa memoria. Una búsqueda amplia y difusa sugiere que el animal sabe más o menos adónde ir. Una búsqueda muy concentrada en el punto exacto sugiere una memoria nítida y métrica. Los investigadores interesados en efectos sutiles, como el envejecimiento temprano o cambios genéticos leves, suelen preocuparse sobre todo por esa diferencia.

Y el sondeo puede mostrar cambios a lo largo del tiempo. Haz uno al final del entrenamiento, luego mueve la plataforma al lado opuesto y vuelve a entrenar. Un segundo sondeo tras esa inversión muestra si el animal ha actualizado su mapa o sigue atascado en la respuesta antigua.

La misma lógica funciona a distintas escalas. Los investigadores pueden comparar el objetivo con cada uno de los otros tres cuadrantes, en lugar de solo con el azar. Una memoria fuerte aparece como una barra alta y tres bajas. Una memoria más débil podría mostrar preferencia por el objetivo y sus vecinos, lo que apunta a una idea aproximada de la dirección sin una ubicación precisa.

Los límites del sondeo

El sondeo no es perfecto. Para empezar, cada prueba de sondeo es una lección. El animal busca y no encuentra nada. Si se hace con demasiada frecuencia, puede empezar a aprender que la plataforma se ha ido para siempre. Los protocolos advierten precisamente por eso contra hacer demasiados sondeos.

El tiempo también importa dentro del ensayo. La búsqueda suele empezar concentrada y luego se dispersa, a medida que el animal abandona el punto antiguo y explora otras zonas. Algunos datos sugieren que la preferencia por el cuadrante objetivo se desvanece tras los primeros treinta segundos. Un sondeo de sesenta segundos puede diluir el propio efecto que busca, por lo que muchos laboratorios analizan la primera mitad por separado.

La elección del punto de salida también puede sesgar los resultados. Si un animal empieza justo al lado del cuadrante objetivo, puede entrar en él por casualidad. Por eso los sondeos suelen empezar desde una posición nueva, a menudo en el lado opuesto.

Luego están los animales que en realidad no buscan. Algunos flotan. Otros se pegan a la pared. Otros dan vueltas a una distancia fija del borde, lo que puede acumular cruces sin ningún conocimiento real del lugar. Un único número resumen puede ocultar todo esto. Mirar la trayectoria real de nado, y la estrategia de búsqueda, es la única forma de saber con seguridad qué hacía el animal.

Y la proximidad, con todas sus virtudes, tiene un matiz. Depende de dónde empiece el animal, porque un ratón que parte de lejos arrastra un primer tramo largo en su promedio. Algunos análisis lo resuelven ignorando los primeros segundos o corrigiendo por la distancia de salida.

De vuelta a la zona vacía

Volvamos a esa zona de agua vacía junto a la pared sudeste y al ratón que barre una y otra vez una plataforma que no está. Es una imagen extrañamente conmovedora. El animal actúa según un recuerdo, y la prueba de sondeo convierte ese recuerdo en un mapa que podemos leer. El truco está en elegir una medida que vea toda la búsqueda, no solo las partes ordenadas.

En hvsimage.com hay una guía detallada de las medidas del sondeo, incluida la proximidad. Encontrarás los artículos que hemos mencionado, y una transcripción, en water-maze.com.