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SexyMater: programa computacional para el registro y analisis de conductas sexuales y maternales en roedores.

SexyMater: computer program for recording and analysis of maternal and sexual behaviors in rodents

I. Introduccion

La conducta reproductiva comprende dos vertientes: la conducta sexual y la conducta maternal. Estas se consideran conductas motivadas secundarias, ya que involucran la supervivencia de la especie; a diferencia de las conductas motivadas primarias, que son indispensables para la supervivencia del individuo (como son la termorregulacion, ingesta y conductas de defensa o predatorias). (1)

En roedores y en otros mamiferos superiores no humanos el despliegue tanto de la conducta sexual como el de la conducta maternal implica una serie de conductas estereotipadas. (2,3,4,5)

En el caso de la conducta sexual, para su estudio se ha clasificado en dos fases: una apetitiva (que abarca los aspectos motivacionales e incluyen las actitudes de cortejo por parte del macho, y la proceptividad en la hembra) y una fase consumatoria o de ejecucion. En la fase apetitiva, el contacto genital es precedido por una variedad de conductas precopulatorias o de cortejo que frecuentemente se han considerado como indicadoras de la motivacion sexual; en el macho se incluyen todas aquellas conductas que despliega para lograr el acceso a la hembra, como son la orientacion hacia la hembra, el olfateo, la exploracion anogenital, la persecucion y las respuestas de monta. (2) En la hembra, la conducta incluye olfateo y presentacion hacia el macho; la hembra se acerca al macho y realiza movimientos rapidos de las orejas; luego se aleja de el, vuelve a acercarse dando saltos y vuelve a alejarse; ejecuta carreras zigzagueantes y mueve la cabeza rapidamente. (6) La fase consumatoria en el caso del macho involucra propiamente la ejecucion de las respuestas motoras que permiten el contacto corporal y genital con la hembra, como son la monta, la intromision y la eyaculacion (Figura 1), cuyos despliegues motores han sido ya ampliamente descritos; (7) por su parte, en las hembras se caracteriza por la lordosis (receptividad), que consiste en el arqueamiento reflejo de la espalda en respuesta al trepe del macho sobre su grupa, lo cual facilita la exposicion del orificio vaginal para facilitar la intromision. (6)

[FIGURA 1 OMITIR]

La conducta maternal es otra conducta reproductiva motivada cuyo objetivo es asegurar la supervivencia de la descendencia, proporcionando alimento, termorregulacion, aseo y proteccion a los crios. Aun cuando existen diferencias en cuanto al despliegue de la conducta maternal entre las diversas especies, en todas, el cuidado al crio es lo primordial. (8,9)

[FIGURA 2 OMITIR]

Al igual que la conducta sexual la conducta maternal para su estudio se divide en dos fases, la primera que es la fase apetitiva o activa, que, en el caso de la rata, incluye la construccion del nido, el lamido anogenital y el acarreo, y la segunda, que es la consumatoria o inactiva, representada por las conductas de echado y lactancia (Figura 2).

En los ultimos anos, el estudio de estas conductas reproductivas a traves de modelos animales ha constituido una base fundamental en las Neurociencias, ya que representa una aproximacion para el entendimiento de los procesos neurofisiologicos de la sexualidad y la maternidad en el ser humano. Si bien es cierto que el despliegue motor y ajustes posturales son totalmente diferentes entre roedores y humanos, el sustrato neural, fisiologico, hormonal y neuroquimico es muy similar. Dado el amplio uso de la rata como modelo experimental de la conducta sexual y maternal, se han desarrollado diferentes y variados sistemas de registro y analisis de tales conductas, sin embargo, se han detectado diversos problemas metodologicos relacionados con la observacion y registro de estas conductas complejas. Por ejemplo, Claro y cols., (10) destacan, entre otros, los problemas de definicion de cada uno de los componentes conductuales, los diferentes metodos de registro (manual o automatico, numero de observadores) o bien el uso de diferentes medidas para explicar los mismos patrones de conductas (por ejemplo relacionadas con el lamido: frecuencia de lamido contra duracion de lamido en segundos o minutos). Con el fin de ayudar a reducir estas dificultades en el pasado reciente se han hecho varias propuestas. Por ejemplo, Rakerd y cols., (11) y Claro y cols., (10), (12) disenaron dos programas computacionales: uno para registrar la conducta sexual en roedores machos y otro para registrar y analizar la conducta parental en ratas. (10) Sin embargo, estos programas estan disenados en lenguaje y sistema computacional poco interactivo, ademas de que poseen muy poca flexibilidad. Tambien se han desarrollado algunos programas para el registro simultaneo de las conductas copulatorias de la rata en relacion al registro de la actividad electrica cerebral, pero en ellos el analisis solo se ha restringido a la conducta del macho. (13, 14 15) Aunado a lo anterior, es importante mencionar que las conductas estereotipadas de la interaccion sexual y maternal en la rata, se caracterizan por implicar patrones motores que si bien son relativamente faciles de identificar y diferenciar a simple vista (con previa experiencia), son eventos de muy corta duracion (por ejemplo, las montas e intromisiones duran en promedio de 300500 mseg, en tanto que la eyaculacion puede durar entre 500 hasta 1200 mseg) que guardan una secuencia temporal variable, aspectos que de alguna manera han representado importantes dificultades para su registro y analisis. Dado lo anterior, como resultado de las propias necesidades de nuestro laboratorio y aprovechando los avances computacionales, es que se desarrollo "SexyMater", un programa computacional que integra la posibilidad de registro y analisis de conductas sexuales (masculinas y femeninas) y maternales en roedores. Dicho programa fue disenado para tratar de reducir el numero de posibles errores al registrar dichas conductas de manera manual y para tener una mayor flexibilidad, de tal manera que fuera posible registrar otros tipos de conductas, relacionadas o no, con las conductas reproductivas de interes.

1.1 Caracteristicas del Hardware y Software requerido

SexyMater funciona en cualquier computadora compatible con PC que tenga un procesador Pentium o superior con apenas 1 Gigabyte de memoria (pero se sugiere tener la maxima posible). El espacio que requiere en disco duro es pequeno, siendo tan solo el necesario para guardar las senales a ser analizadas, pues su salida son archivos en formato de texto que ocupan muy poco espacio. El programa esta elaborado en lenguaje de programacion Delphi para ambiente Windows. Se sugiere contar con una pantalla sensible al tacto o un miniteclado numerico a traves de un puerto USB (Figura 3), pero tambien funciona con un teclado normal o accionando los botones en pantalla con el raton de la computadora.

[FIGURA 3 OMITIR]

2. Metodologia

2.1 Ejecucion del programa

Al ejecutarse el programa, el usuario debe elegir entre 4 opciones de tarea: 1) conducta sexual masculina, 2) conducta sexual femenina, 3) conducta maternal o 4) otras conductas (Figura 4).

[FIGURA 4 OMITIR]

Tambien se debe indicar la ubicacion y el nombre que se desea para el archivo de resultados (Figura 5); este archivo sera creado, por SexyMater, en formato de texto. Se sugiere que el nombre que se asigne identifique claramente al sujeto. El programa escribira este nombre, y su ubicacion, en el primer renglon del archivo de resultados.

[FIGURA 5 OMITIR]

Una vez que se ha elegido una opcion se debe presionar el boton "Iniciar la Tarea"; al hacerlo aparece la pantalla correspondiente a la conducta seleccionada. En ella se muestran 10 botones sensibles al tacto. Cada boton tiene en el centro un numero, el cual corresponde a los numeros que aparecen en el teclado numerico de la computadora; es indistinto tocar el boton en la pantalla con el raton o el dedo (siempre que la pantalla sea sensible al tacto), o apretar la tecla correspondiente en el miniteclado numerico. En la pantalla tambien aparece un cronometro que ha iniciado en ceros, el cual indicara el tiempo transcurrido en horas, minutos y segundos (la cuenta de tiempo inicia a partir de que se oprime el boton "Iniciar la Tarea"). Por cada boton, en la pantalla existe un contador; en este se llevara la cuenta de los eventos ocurridos de cada uno de los 10 tipos (uno por cada boton). Al presionar cada boton se incrementa en uno su contador correspondiente. Sin embargo, algunos botones necesitan presionarse una segunda vez para poder continuar con el registro, son botones con los que, ademas de contar los eventos, se puede medir la duracion de los mismos. Con un toque de estos botones se inicia la cuenta de tiempo y con un segundo toque se termina dicha cuenta.

El tipo de botones es diferente para cada una de las 3 opciones con las que cuenta el programa. Si se ha elegido la tarea 1 (conducta sexual masculina), se presenta la pantalla mostrada en la Figura 6. caracteristica. Con Extra 1, 2 o 3, son botones que ofrecen la posibilidad de registrar otras conductas no copulatorias, como pudiera ser el husmeo o agresion. Erec. Pene = ereccion peneana; Acic. Genit. = acicalamiento genital; Olf. de Hem. = olfateo de hembra.

[FIGURA 6 OMITIR]

En esta opcion se registran los siguientes parametros:

1. Ereccion peneana.

2. Acicalamiento genital.

3. Olfateo de la hembra.

4. 5 y 6. Conducta extra, de acuerdo a las necesidades del usuario (por ejemplo, conductas de la hembra).

7. Monta.

8. Intromision.

9. Eyaculacion.

Los botones 1, 2, 3 y 6, ademas de contar los eventos, miden la duracion de los mismos. Los botones restantes solamente cuentan los eventos ocurridos. Ademas el programa realiza algunos calculos especiales:

a) Latencia de monta: la cual es el tiempo transcurrido desde que se coloca la hembra en el lugar de registro hasta que ocurre la primera monta.

b) Latencia de intromision: es igual al tiempo transcurrido desde que se coloca la hembra, en el lugar de registro, hasta que ocurre la primera intromision.

c) Latencia de eyaculacion: el tiempo transcurrido desde que ocurre la primera intromision hasta la eyaculacion.

d) Intervalo posteyaculatorio: el tiempo transcurrido desde la eyaculacion hasta que ocurre la primera intromision de la nueva serie copulatoria.

e) Indice de intromision (hit rate): el numero de intromisiones dividido entre la suma de las montas y las intromisiones, todo de la misma serie copulatoria.

El registro de la conducta sexual masculina se hara en series copulatorias, el final de cada serie esta dada al ocurrir la eyaculacion. Al presionar el boton 9 (contador de eyaculaciones) se incrementa en uno su contador y en el archivo de resultados, se graban los parametros correspondientes a la serie que ha terminado. Automaticamente se da inicio a una nueva serie copulatoria.

Para terminar el programa se debe presionar el boton numero cero.

Si se eligio la opcion de tarea 2 (conducta sexual femenina), se presenta la pantalla ilustrada en la Figura 7.

[FIGURA 7 OMITIR]

En esta opcion se registran los siguientes parametros:

1. Lordosis.

2. Acicalamiento genital.

3. Olfateo del macho.

4. 5, 6, 7 y 8. Conducta extra, de acuerdo a las necesidades del usuario (por ejemplo, conductas del macho).

9. Serie Nueva.

En la tarea 2, las teclas 2, 3, 4, 5 y 6 ademas de contar eventos miden la duracion de los mismos. Los botones restantes solamente cuentan los eventos ocurridos.

Si se eligio la opcion de tarea 3 (conducta maternal) la pantalla que aparece se muestra en la Figura 8. En esta opcion todos los botones (del 1 al 9) ademas de contar eventos miden la duracion de los mismos.

[FIGURA 8 OMITIR]

En esta opcion se registran los siguientes parametros:

1. Acicalamiento de crios.

2. Lamido anogenital de crios.

3. Olfateo de crios.

4. Echado.

5. Acarreo.

6. Cifosis (arqueamiento de la espalda en forma de campana para permitir la lactancia de crios)

7. 8 y 9. Conducta extra (que pudiera implicar el registro de conducta de crios).

La opcion de tarea 4 permite registrar conductas en forma mas libre, ya que no aparecen etiquetas de nombre para los botones 1 al 8, el boton 9 es para terminar una serie. Se pueden registrar simultaneamente a dos sujetos si se asignan la mitad de los botones (del 1 al 4, por ejemplo) a un sujeto y el resto (5 al 8) al otro. Esta opcion de registrar simultaneamente a los dos sujetos es muy interesante y util, ya que generalmente el analisis se enfoca a uno de los sujetos (ya sea el macho en la conducta sexual masculina, la hembra en la conducta sexual femenina, o la rata madre, en el caso de la conducta maternal) siendo que todas ellas son conductas de intima interaccion en las cuales, la conducta final depende de los cambios entre ambos participantes. Por ejemplo, muchas veces el menor numero de intromisiones se interpreta como una baja ejecucion sexual o poca eficiencia del macho, pero esto pudiera resultar de la poca receptividad de la hembra. (2) Igual seria el caso del despliegue de conducta maternal, un menor numero de acarreos y de lamido anogenital de los crios se interpreta como una conducta maternal de menor calidad, pero esto pudiera resultar de la mayor independencia de los crios al alcanzar una mayor edad (despues de los 10 dias postnatales). (8) Un ejemplo muy practico seria el poder registrar de manera simultanea las conductas que despliegan el macho y la hembra en los registros de erecciones peneanas psicogenicas o de erecciones sin contacto (16, 17) en las cuales el macho puede ver, oler y escuchar a una hembra receptiva pero no tiene acceso fisico a ella. En esta condicion, en respuesta a los estimulos emitidos por la hembra, el macho despliega conductas de toque de narinas a la pared (generalmente de acrilico y con orificios) que lo separa de la hembra (conducta indicadora de atencion y motivacion a la hembra) asi como de acicalamiento genital y de erecciones peneanas (indicadoras de activacion sexual), mientras que la hembra se muestra inquieta en el compartimiento contiguo, trata de escalar la pared e incluso llega a desplegar conductas proceptivas (carreras y saltos en zigzag). (16)

Este tipo de registros simultaneos se puede facilitar si ademas se marcan con etiquetas distintivas (tal vez de colores diferentes) las teclas del teclado numerico. En realidad se puede registrar casi cualquier conducta mediante esta opcion; inclusive interaccion interpersonal, por ejemplo, los tiempos de respuesta y posturas que adopta un sujeto sometido a una entrevista, asi como las conductas desplegadas por el entrevistador; solo hay que tener en cuenta que los botones del 1 al 8 son para medir eventos y la duracion de los mismos. El boton 9 es el unico que solamente cuenta eventos (el numero de series terminadas) (Figura 9).

[FIGURA 9 OMITIR]

Una vez concluido el registro, independientemente de la opcion elegida, el programa crea el archivo de resultados. Dicho archivo contiene un analisis de las conductas registradas presentando sus frecuencias y latencias correspondientes. En las Figuras 10, 11 y 12 se muestran ejemplos de archivo de resultados cuando se registran las conductas sexuales masculina, femenina y materna.

3. Consideraciones

--SexyMater--es un programa disenado para registrar de una manera sencilla la conducta maternal y sexual en situaciones experimentales. Una de sus particularidades es que tiene un cronometro en pantalla que evita la necesidad de uno fisico.

Aun cuando--SexyMater--fue ideado esencialmente para realizar registros en la rata, su versatilidad y facilidad de manejo, le permite ser usado en el registro de otras conductas y especies animales e inclusive de interacciones interpersonales. La opcion 4 hace que sea factible emplearlo, aun en seres humanos, tanto en condiciones experimentales como en estudios de campo y situaciones clinicas, ya que ademas permite el registro simultaneo de 2 condiciones. Para fines de investigacion cientifica, SexyMater puede ser solicitado a los autores y libremente instalado. Lo unico que se requiere es que, si se publican resultados en los que se haya utilizado el programa, se de el credito correspondiente (cita de esta publicacion).

[FIGURA 10 OMITIR]

[FIGURA 11 OMITIR]

[FIGURA 12 OMITIR]

4. Conclusiones

El programa descrito-SexyMater--ofrece una forma simple de registro y analisis de conductas de duracion muy breve (milisegundos) como son las sexuales o maternales en roedores, permitiendo el registro simultaneo de las conductas desplegadas por ambos miembros de la pareja sexual (o bien, de la madre y los crios), ademas de permitir conocer la exacta secuencia temporal de tales despliegues conductuales. Su aplicacion, ofrece varias ventajas: permite obtener la duracion exacta de los actos motores particulares, asi como los intervalos entre eventos; no requiere de equipos complejos, corre practicamente en cualquier computadora compatible con PC y los archivos de salida son almacenados en formato de texto, facilitando su posterior manejo o representacion grafica.

Dos posibles limitaciones de Sexymater son: que las equivocaciones efectuadas durante el registro conductual (por ejemplo presionar un boton equivocado) no pueden ser corregidas en linea (sino hasta el posterior analisis) y que tampoco es posible poner en pausa o reiniciar el cronometro durante el registro.

SexyMater puede ser instalado en computadoras y dispositivos portatiles, lo que lo hace util para investigaciones fuera del laboratorio en estudios etologicos, sociales, educativos y clinicos.

Recibido: 05 de diciembre de 2011

Aceptado: 25 de diciembre de 2011

5. Agradecimientos

Agradecemos a la M. en C. Koral Elizabeth Rivera Sanchez por su apoyo tecnico en la evaluacion y criticas en cuanto al funcionamiento del programa.

6. Bibliografia

(1.) Swanson LW. The neural basis of motivated behavior. Acta Morphol Neerl-Scand 1988 26:165-176.

(2.) Meisel RI, Sachs B. The physiology of male sexual behavior. En: Knobil EM, Neill JD (Eds.). The physiology of reproduction. Raven Press.1994 pp 3-105.

(3.) Arteaga M, Soto MA, Bonilla H, Vazquez-Palacios G, Hernandez-Gonzalez M. Regulacion hormonal y patron motor copulatorio de los mamiferos. En: Guevara MA, Arteaga M, Contreras A, Hernandez Gonzalez M, Bonilla-Jaime H (Eds.). Aproximaciones al estudio de la neurociencia del comportamiento. Universidad Autonoma Metropolitana, Universidad Autonoma de Guerrero, Grupo de Biosenales. 2010 pp 47-82.

(4.) Rosenblatt JS, Lehrman DS. Maternal behavior of the laboratory rat. En: HL Rheingoldn (Ed.). Maternal behavior in mammals. Wiley. 1963 pp 8-57.

(5.) Melo-Salazar AI. Motivacion maternal en mamiferos inferiores y en el humano. En: Hernandez Gonzalez M. (Ed.). Motivacion animal y humana. Manual moderno. 2002 pp 153-168.

(6.) Blaustein JD, Erskine MS. Femine sexual behavior: Cellular, integration of hormonal and efferent information in the rodent forebrain. En: DW Pfaff, AP Arnold, AM Etgen, SE farhrbach, RT Rubin. (Eds.). Mammalian hormone-behavior systems. Academic Press. 2002 pp 139-214.

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(8.) Numan M, Fleming AS, Levy F. Maternal Behavior. En: Knobil EM, Neill JD (Eds.). The physiology of reproduction. Third edition. Raven Press. 2006 pp 1921-1994.

(9.) Stern JM. Maternal behavior: sensory, hormonal and neural determinants. En: Brush FR, Levine R (Eds.). Psychoendocrinology. Academic Press.1989 pp 103-226.

(10.) Claro F, Perez Izquierdo MA, Del Abril A, Segovia S, Guillamon A, Del Cerro MC. MBR: A computer program to record and analyze parental behavior in rodents. Physiol Behav 1994 56: 1069-1073.

(11.) Rakerd B, Brighamlt DA, Clemens't LG. A microcomputer-based system for recording and analyzing behavioral data regarding the sexual activity of male rodents. Physiol Behav 1985 35: 999-1001.

(12.) Claro F, Del Abril A, Segovia S, Guillamon A. SBR: A computer program to record and analyse sexual behavior in rodents. Physiol Behav 1990 48: 489-493.

(13.) Hernandez-Gonzalez M, Guevara MA, Oropeza MV, Morali, G. Male rat pelvic copulatory movements: computerized analysis of accelerometric data. Arch Med Res 1993 24: 155-160.

(14.) Hernandez-Gonzalez M, Guevara MA, Morali G, Cervantes M. Computer programs to analyze brain electrical activity during copulatory pelvic thrusting in male rats. Physiol Behav 1997 62: 701708.

(15.) Hernandez-Gonzalez M, Guevara MA, Morali G, Cervantes M, Corsi-Cabrera M. Characteristic frequency bands of the cortico-frontal EEG during the sexual interaction of the male rat as a result of factorial analysis. J Physiol (Paris) 1998 92: 43-50.

(16.) Sachs BD, Akasofu K, Citron JH, Daniels SB, Natoli JH. Noncontact stimulation from estrous females evokes penile erection in rats. Physiol Behav 1994 55: 1073-1079.

(17.) Manzo J Cruz R, Hernandez ME, Pacheco P, Sachs BD. Regulation of noncontact erection in rats by gonadal steroids. Horm Behav 1999 35: 264-270.

Miguel Angel Guevara Perez [1], Claudia del Carmen Amezcua Gutierrez [2], Marisela Hernandez Gonzalez [2] y Araceli Sanz Martin [3]

[1] Laboratorio de Correlacion Eiectroencefaiografica y Conducta. [2] Laboratorio de Neurofisioiogia de la Conducta Reproductiva. [3] Laboratorio de Psicofisioiogia de la Memoria, instituto de Neurociencias, Universidad de Guadalajara. Francisco de Quevedo #180 Arcos Vaiiarta, CP 44/30. Guadalajara, Jalisco, Mexico.

Correspondencia: Dra. Claudia del Carmen Amezcua Gutierrez, Instituto de Neurociencias, Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Jal., Tel.: (33) 38-18-07-40 Ext. 33361, Correo: camezcu@cencar.udg.mx
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Title Annotation:Articulo de Investigacion
Author:Guevara Perez, Miguel Angel; Amezcua Gutierrez, Claudia del Carmen; Hernandez Gonzalez, Marisela; Sa
Publication:eNeurobiologia
Date:Jun 1, 2012
Words:3674
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