Metodos y Tecnicas en Psicobiologia, Universidad Publica de Navarra

Métodos y Técnicas en Psicobiología

Mikel García Puga, PhD.
Departamento de Ciencias de la Salud
Área de Psicobiología
upna
Universidad Pública de Navarra
Nafarroako Unibertsitate Publikoa

Investigación en Psicobiología

• Meta: explicar la conducta y los procesos psicológicos en relación
  con la actividad del SN.
• Ciencia empírica > Método científico-> hipotético-deductivo.

Método Científico

OBSERVACIÓN
HIPÓTESIS
CONTRASTACIÓN
EXPERIMENTACIÓN
OBSERVACIÓN
LEYES
TEORÍAS

«La razón de ser del observar no reside en meramente recoger y acumular
observaciones sino en buscar y sacar a la luz cierto orden existente en los hechos».
Charles Darwin

Método Científico: Variable Independiente

Variable independiente:

• Es el factor de estudio por el investigador y produce uno o más
  resultados -> variables dependientes.
• En un experimento no hay más de una o dos variables
  independientes, de lo contrario, sería difícil determinar la influencia
  de cada una sobre los resultados finales.
• En cambio, puede haber muchas variables dependientes, ya que la
  manipulación de la variable independiente puede influir en muchas
  cosas.
• Variable manipulada.

Método Científico: Variable Dependiente

Variable dependiente:

• Aquella cualidad o característica cuyo comportamiento se ve
  afectado por la variable independiente.
• Se trata de la o las variables que se miden con el fin de poder
  interpretar los resultados.

Método Científico: Ejemplos

• Un estudio que pretende evaluar si la edad de un estudiante afecta
  su rendimiento académico. V.I .: edad; V.D .: rendimiento académico.
• Un estudio evalúa si el género afecta el comportamiento de los
  estudiantes. V.I .: género; V.D .: comportamiento.
• Un estudio en el que se analiza la relación que hay entre la cantidad
  de pesticidas que se usan en una zona (V.I.) y los niveles de
  contaminación del agua de ese lugar (V.D.).

Investigación en Psicobiología: Contrastaciones

• Contrastaciones experimentales: ¿ qué modificamos?
• Intervención conductual: conducta variable independiente y el
  organismo (el SN) como variable dependiente.
• Intervención somática: conducta como variable dependiente
  siendo el organismo (el SN) la variable independiente.
• Contrastaciones observacionales.

Investigación en Psicobiología: Esquema

OBSERVACIÓN
CONTRASTACIÓN
EN
PSICOBIOLOGÍA
HIPÓTESIS
CONTRASTACIÓN
EXPERIMENTACIÓN
OBSERVACIÓN
EXPERIMENTACIÓN
OBSERVACIÓN
INTERVENCIÓN
SOMÁTICA
INTERVENCIÓN
CONDUCTUAL
APROXIMACIÓN
CORRELACIONAL
LEYES
V.I. ORGANISMO
V.D .: CONDUCTA
V.I. CONDUCTA
V.D .: ORGANISMO
TEORÍAS

Organización del Sistema Nervioso

Se encarga de percibir estímulos
procedentes del mundo exterior,
procesar la información y
transmitir impulsos.
Sistema Nervioso
Periférico
Sistema Nervioso
Central

Organización del Sistema Nervioso Central

Se encarga de procesar la
información y transmitir impulsos.
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
(humano)
Cerebro
ENCÉFALO
TALLO
ENCEFÁLICO
Mesencéfalo
Puente de Varolio
Bulbo raquídeo
Cerebelo
Cervical
Médula espinal Torácica
Lumbar
1
Sacra
Sistema Nervioso
Central

Sistema Nervioso Periférico

Sistema nervioso
somático (SNS)
Sistema nervioso
periférico (SNP)
Sistema nervioso
autónomo (SNA)
Controla casi todos los
movimientos voluntarios y
procesa la información sensorial.
"Se relaciona con el medio
exterior"
Controla las funciones
involuntarias: respiración,
frecuencia cardíaca, digestión,
sudoración.
"Regula nuestro
cuerpo/organismo"

Técnicas para Medir la Actividad del Sistema Nervioso

¿QUÉ TÉCNICAS UTILIZARÍAS
PARA MEDIR LA ACTIVIDAD DEL
SISTEMA NERVIOSO?

Tipos de Técnicas

Técnicas psicofisiológicas.
Técnicas invasivas.
Técnicas farmacológicas.
Técnicas histológicas.
Técnicas genéticas,
Técnicas de neuroimagen.

Clasificación de Técnicas

Invasivas vs. no invasivas.
Análisis post-mortem vs estudios in vivo.

1. Técnicas Psicofisiológicas

1. Técnicas psicofisiológicas: registrar sobre la superficie
del cuerpo humano su actividad fisiológica.

• Registro de la actividad cerebral: EEG y potenciales evocados.
• Registro de la actividad del SN somático: EMG, EOG.
• Registro de la actividad del SN autónomo: ECG, esfigmomanometro,
  pletismógrafos, actividad electrodérmica.

1. Registro Psicofisiológico: Actividad Cerebral

Electroencefalograma (EEG)

REGISTRO DE LA ACTIVIDAD CEREBRAL
Electroencefalograma (EEG)

• Medida de la actividad eléctrica global del encéfalo -> electrodos >
  electroencefalógrafo.
• La señal EEG que se registra sobre el cuero cabelludo (o EEG de superficie)
  refleja la suma de los sucesos eléctricos en toda la cabeza.
• Su valor como herramienta de investigación y diagnóstico se fundamenta en el
  hecho de que algunos tipos de ondas EEG se asocian con estados determinados
  de consciencia o con formas determinadas de patología cerebral.

1. Registro Psicofisiológico: Ondas EEG

Electroencefalograma (EEG)

Activado
Relajado
Ondas alfa
-
N
Dormido
En sueño profundo
1
1 segundo

EEG Acquisition System

EEG acquisition
system
EEG processing
17
9
24
25
12
video monitoring
8
6
1
15
7
23
21
19
3
11
20
13
4
16
5
2
14
10
18
22
(a)
Completion of
Shulte Table
Waiting for
next task
Completion of
Shulte Table
Waiting for
next task
6
22
74
4
1
00
19
7
2
23
23
21
19
3
11
12
15
18
17
16
20
13
4
16
5
فيها
20
11
10
12
2
14
10
18
22
14
5
21
9
25
active phase
active phase
passive phase
P3
P4
T5
T6
01
O2
occipital lobe
20 sec
(c)
Clusterizar en función de su patrón EEG
p<0.05 via
Kruskal-Wallis H test
p<0.05 via
Kruskal-Wallis H test
p<0.05 via
Kruskal-Wallis H test
1.02
Average time
39
37
35
33
31
0.95
Group 1
Group 2
Group 3
Group 1
Group 2
Group 3
Group 1
Group 2
Group 3
(a)
O
A1
T3
C3
Cz
C4
T4
A2
Pz
t
P1
TN
Pv
(b)
frontal lobe
Fpl
Fp2
ON
F7
F8
F3
Fz
F4
8
6
1
15
7
(c)
(d)
of task completion (WE), s
41
1.35
Perseverance
1.25
1.15
Average
0.94
0.9
1.05
performance (WU)
0.98
of attention (PS)
0.86
(b)
17
9
24
25
12
O
passive phase
accomplishing mental task
10.1371/journal.pone.0197642

1. Registro Psicofisiológico: Potenciales Evocados

REGISTRO DE LA ACTIVIDAD CEREBRAL
Potenciales evocados:

• Ondas EEG asociadas con circunstancias
  psicológicas.
• Potencial provocado sensorial: el cambio en la
  señal EEG cortical inducido por un estímulo
  sensorial.
• Hay dos componentes en un EEG de un
  potencial evocado:
• La respuesta al estímulo (la señal).
• La actividad EEG de fondo en curso (el ruido).
• Problema: el ruido de la actividad EEG de
  fondo suele ser tan intenso que enmascara
  dicho potencial.

1. Registro Psicofisiológico: Potenciales Evocados y Trastornos

Potenciales evocados: TDAH, trastornos del aprendizaje, dislexia,
esquizofrenia.
Curva normal
90~
periodo (ms)
F3 20
Curva anormal
90
periodo (ms)

Técnicas Psicofisiológicas: Resumen

1. Técnicas psicofisiológicas: registrar sobre la superficie
del cuerpo humano su actividad fisiológica.

• Registro de la actividad cerebral: EEG y potenciales evocados.
• Registro de la actividad del SN somático: EMG, EOG.
• Registro de la actividad del SN autónomo: ECG, esfigmomanómetro,
  pletismógrafos, actividad electrodérmica.

1. Registro Psicofisiológico: Actividad del SN Somático

Electromiograma (EMG)

REGISTRO DE LA ACTIVIDAD DEL SN SOMÁTICO
Electromiograma (EMG)

• Técnica para medir la tensión muscular.
• Se mide el potencial entre dos electrodos que se sitúan en el músculo de
  interés.
  Muscle Voltage
  10
  Electrical Potencial, my
  .10
  1
  Time1
  Contracción
  Relajación
  Ser I EMG en bruto
  Ser I EMG integrada

1. Registro Psicofisiológico: Utilidad del EMG

Electromiograma (EMG)

REGISTRO DE LA ACTIVIDAD DEL SN SOMÁTICO
Electromiograma (EMG)

• ¿ Por qué nos interesa registrar la actividad muscular?
• Índice de activación psicológica.
• Los sujetos ansiosos, con un alto grado de activación, por lo general manifiestan
  un elevado nivel de tensión en sus músculos cuando están en reposo.

1. Registro Psicofisiológico: Electrooculograma (EOG)

REGISTRO DE LA ACTIVIDAD DEL SN SOMÁTICO
Electrooculograma (EOG)

• Técnica electrofisiológica empleada para registrar los movimientos
  oculares.
• Diferencia de potencial entre la córnea (+) y la retina (-).
• Cuando el ojo se mueve puede registrarse un cambio en el potencial
  eléctrico entre electrodos que se colocan en torno al ojo.
  -
  O
  -
  #w]
  (cuota-externo -93)
  Electroculogramas del
  sujeto mientras
  inspeccionaba un círculo

1. Registro Psicofisiológico: Movimientos Oculares con EOG

Electrooculograma (EOG)

[u V]
30°
200
100
+
0
0
2
-100
Time [s]
Eyes moving 30° to the right
-15°
[u V]
100
+
O
0
1
2
Time [s]
-100
Eyes moving 15° to the left

1. Registro Psicofisiológico: Actividad del SN Autónomo

Electrocardiograma (ECG)

Registro de la actividad
del SN autónomo
Electrocardiograma
(ECG)

• Registra la actividad
  eléctrica del corazón.
• Ayuda al diagnóstico de
  enfermedades.
  Complejo
  QRS
  R
  Segmento
  ST
  Segmento
  PR
  T
  P
  Q
  Intervalo PR
  S
  Intervalo QT

1. Registro Psicofisiológico: Otros Registros del SN Autónomo

Registro de la actividad del
SN autónomo

• Esfigmomanómetro: medir la
  tensión arterial.
• Pletismógrafos: medir
  cambios de volúmenes
  sanguíneos.
• Actividad electrodérmica:
  secreción de sudor medida
  mediante la conductividad de
  la piel.

1. Técnicas Psicofisiológicas: Resumen de Registros

Registro de la actividad cerebral:

• Electroencefalograma (EEG)
• Potenciales evocados

Registro de la actividad del SN somático:

• Electromiograma (EMG)
• Electrooculograma (EOG)

Registro de la actividad del SN autónomo:

• Electrocardiograma (ECG)
• Esfigmomanometro.
• Pletismógrafos
• Actividad electrodérmica

Técnicas de Investigación

1. Técnicas psicofisiológicas.
2. Técnicas invasivas.
3. Técnicas farmacológicas.
4. Técnicas histológicas.
5. Técnicas genéticas.
6. Técnicas de neuroimagen.

2. Técnicas Invasivas

• Se utilizan en investigaciones con animales de
  laboratorio.
• Técnicas más directas.

2. Cirugía Estereotáxica

Hueso nasal
Hueso frontal
Bregma
Arco
cigomático
Sutura
coronal
Sutura
sagital
Hueso
parietal
Lambda
Sutura
lambdoidea
Hueso
occipital

• Permite acceder a estructuras cerebrales profundas e implantar
  dispositivos con precisión.
• Se necesita: un atlas (instrucciones) y un instrumento.
• Atlas estereotáxico
• Anterior/posterior
• Lateralidad
• Profundidad
• Humanos
• Invasiva
  765432101234567
  0
  Bregma 2,8
  0
  1
  1
  2
  2
  3
  3
  4
  - 4
  5
  5
  6
  6
  7
  7
  8
  8
  9
  9
  10
  10
  T
  TT
  765 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7
  Amígdala
  Bregma

2. Lesiones Cerebrales

• Si aparecen conductas alteradas, entonces dependen del área lesionada.
  Animales
• Unilateral vs bilaterales.
• Lesiones por aspiración de tejido neuronal: estructuras corticales.
• Lesiones eléctricas: estructuras subcorticales.
• Lesiones electrolíticas o radiofrecuencia
• Lesiones químicas.
• Seccionamiento de fibras: comisurotomía.
• Lesiones reversibles.
  Humanos
• Daño cerebral.
• Cirugía.

Técnicas de Investigación Adicionales

1. Técnicas psicofisiológicas.
2. Técnicas invasivas.
3. Técnicas farmacológicas.
4. Técnicas histológicas.
5. Técnicas genéticas.
6. Técnicas de neuroimagen.