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Revista del Hospital Psiquiátrico
de La Habana
Volumen 18 | Nº 3 | Año 2021 ISSN: 0138-7103 | RNPS: 2030
_____________________________________________
Artículo original
Efecto del extracto de Trichocereus pachanoi sobre aprendizaje y
memoria espacial en Rattus rattus
Effect of Trichocereus Pachanoi Extract on Learning and Spatial Memory
in Rattus rattus
Juan Luis Rodríguez Vega1
Davis Alberto Mejía Pinedo1
Jorge Luis Campos Reyna1
José Elías Cabrejo Paredes1
Miryam Griselda Lora Loza1
1Universidad Nacional de Trujillo, Escuela de Posgrado. Trujillo, Perú.
Recibido: 10/5/2022
Aceptado: 27/6/2022
RESUMEN
Introducción: A lo largo de la historia de la humanidad se han empleado los
alucinógenos o enteógenos con diversas finalidades. Su estudio fisiológico no es sencillo,
debido a que se trata de brebajes preparados con base en extracto de plantas, cuya
ingesta desarrolla efectos variables en las emociones y en el aprendizaje.
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Objetivo: Evaluar el efecto del extracto de Trichocereus pachanoi sobre el aprendizaje
y la memoria espacial en Rattus rattus.
Métodos: Se desarrolló un diseño de estímulo creciente en el que se ordenaron cuatro
grupos semejantes de cinco ratas, agrupándose en grupos Problema I, II y III; a los que
se les administró por vía oral el extracto a diferentes concentraciones y el grupo testigo
no se le proporcionó tratamiento. Luego se valoró la memoria espacial en el laberinto
acuático de Morris.
Resultados: Las ratas presentaron un tiempo promedio similar para desarrollar latencia
en la fase de adquisición y en la fase de retención se observó tiempos equivalentes. Al
aplicar la dosis 10 % y 20 % varían los índices de aprendizaje, con ligero decremento
entre sí. Ante la dosis de concentración más alta (30 %) se presentó un decremento
mayor en el tiempo de latencia de la fase de adquisición, presentando depresión a largo
plazo.
Conclusiones: Se presentó un efecto equivalente a la depresión a largo plazo en el
sujeto experimental, evidenciable en la duración de la conducta motora en el laberinto
acuático de Morris, a través de índices de aprendizaje.
Palabras clave: aprendizaje; memoria espacial; extracto de cactus San Pedro.
ABSTRACT
Introduction: Throughout the history of humanity hallucinogens or entheogens have
been used for several purposes from religious worship. Their physiological study is not
easy because they are potions prepared on the basis of plant extract, the intake of
which develops different effects on emotions and learning.
Objective: Assess the effect of Trichocereus Pachanoi extract on spatial memory in
Rattus rattus.
Methods: An increasing stimulus design was developed. Four similar groups of 5 rats
were ordered, put into Problem I, II and III groups that were given the extract orally at
different concentrations, and the control group was not given treatment, assessing
spatial memory in Morris water maze.
Results: The rats had a similar average time to develop latency in the acquisition phase,
and equivalent times were observed in the retention phase; when applying the 10% and
20% dose, the learning rate varies, showing a slight decrease between them, and with
the 30% dose (the highest concentration), there was a greater decrease in the latency
time of the acquisition phase, presenting long-term depression.
Conclusions: There was an effect equivalent to long-term depression in the
experimental subject, evident in the duration of motor behavior in Morris water maze,
through learning rate.
Keywords: learning; spatial memory; San Pedro cactus extract.
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Introducción
Los alucinógenos han formado parte milenaria de ceremonias y rituales religiosos en
varias civilizaciones, desde las más primitivas hasta las más avanzadas. Algunas culturas
de la antigüedad descubrieron que ciertas plantas medicinales tenían un poder
enteogénico, es decir, que poseían la propiedad de generar estados alterados de la
conciencia y del sentido del tiempo, además de distorsionar los sentidos a nivel de
criterio de respuesta y modificar la organización racional del pensamiento.(1,2) El
Trichocereus pachanoi, también en el Perú como cactus San Pedro, es una planta que
contiene mescalina como principio activo, la cual es un poderoso alucinógeno. En el
norte de Perú, la tradición de los curanderos tradicionales se ha preservado desde el
periodo Cupisnique. Parte importante de la población participan en actividades
ceremoniales en las mesas de curanderismo, en las que el chamán se ocupa de diversas
enfermedades psicosomáticas, denominadas síndromes culturales.(3,4,5)
Investigaciones precedentes señalaron que los roedores pueden usar cuatro formas
principales de navegación para resolver tareas espaciales: dirección, guía, mapeo e
integración de rutas.(6) En el aprendizaje direccional, también denominado cartográfico,
el proceso de búsqueda se basa en las acciones obtenidas durante la tarea (índices de
aprendizaje basados en el desempeño con éxito). En el aprendizaje guiado, el animal
aprende con base en la asociación entre los estímulos de señales y los objetivos. Estas
dos formas de navegación fundamentan ejemplos de condiciones asociadas.(7) Sin
embargo, en el aprendizaje cartográfico es relevante que los animales utilicen las
señales del ambiente para representar su entorno (mapas cognitivos), lo cual les
permite localizar objetivos.(8,9) La integración de la ruta se expresa cuando la
trayectoria ambiental no puede proporcionar información suficiente, entonces,
mediante una actualización de la información basada en el sistema de referencia
interno, se logra encontrar una posición del punto de partida antes del inicio de la
travesía,(10,11) y el animal puede utilizar principalmente un sistema para indicaciones de
tipo cinestésico, en el que muchas estrategias de navegación espacial parecen depender
de diferentes sistemas de almacenamiento.(12,13)
Al estudiar la memoria espacial de los roedores, se han diseñado diferentes modelos
experimentales,(14) el laberinto acuático de Morris es uno de los modelos más utilizados.
En este modelo las ratas tienden a utilizar indicadores visuales conocidos para acercarse
a la plataforma acuática desde una dirección conocida para identificar su ubicación.
Como es sabido, la función cerebral involucrada en la realización de esta tarea depende
básicamente del hipocampo, que juega un papel principal en la memoria, una de las
regiones del cerebro con más receptores serotoninérgicos.(15,16) En los últimos años se
han comenzado a aclarar los mecanismos moleculares intracelulares surgidos a la luz de
los estresores. Muchos de estas transducciones se desencadenan por la unión a los
receptores de la membrana celular, que comparten varios elementos con los inducidos
por el almacenamiento de la memoria.(17,18,19) Sin embargo, esta relación no es tan
específica porque ciertos pasos se repiten en otros fenómenos del macroproceso de la
plasticidad neuronal.
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El laberinto acuático de Morris ha motivado un interés activo en el campo de la fisiología
de la conducta, porque es sencillo de usar para lograr adecuados estímulos y respuestas
conductuales,(20,21) además, debido a que los animales aprenden rápidamente bajo la
guía de señales espaciales, es muy funcional comparativamente con otros laberintos
donde los resultados son más lentos, por lo tanto se evalúa de manera más efectiva el
efecto de los procesos de aprendizaje y memoria, por lo que se requieren relativamente
pocos experimentos. En el laberinto radial se estudian los efectos agudos y crónicos de
los estresores, con especial interés en el aprendizaje.(22,23,24)
Como objetivo la investigación se propuso evaluar el efecto del extracto de Trichocereus
pachanoi sobre el aprendizaje y la memoria espacial en la rata.
Se puede afirmar que la medicina complementaria es un tema de preocupación para la
fisiología, que espera encontrar datos que puedan aportar nuevas indicaciones
terapéuticas o nuevas contraindicaciones a los enteógenos.
Métodos
Obtención del material biológico y vegetal
Se empleó material de estudio botánico que consistió en tallos de Trichocereus
pachanoi, adquiridos del mercado modelo de Chiclayo e identificado en el Herbarium
Truxillensis de la Universidad Nacional de Trujillo. Se utilizaron especímenes de 24 cm
de largo y un peso aproximado 375 g del que se obtuvo por corte transversal 12 rodajas;
material de estudio zoológico que consistió en 20 ratas machos, de 2 meses, con peso
corporal entre 150 a 200 gramos, adquiridos del Instituto Nacional de Salud, Chorrillos,
Lima, que se alojaron en un bioterio, a temperatura ambiente, con humedad relativa
del 73 %, con fotoperiodos de luz – obscuridad de 12 horas cada uno; con alimentación
balanceada en base a purina® y agua ad libitum. Estos especímenes fueron agrupados
muestralmente según el método de Mead.(25)
Preparación del extracto
El extracto se preparó del siguiente modo: las rodajas fueron cortadas de forma
uniforme con dimensiones de 2 cm de altura y 4 cm de diámetro y con un peso de 31,25
± 0,4 g cada una. En 1,5 litros de agua, y considerando pérdida por evaporación, las
rodajas previamente lavadas y liberadas de las espinas se colocaron en la cacerola de
metal acero quirúrgico y se sometieron a cocción permanente por un lapso de 8 horas.
El fluido resultante fue colado en una tela limpia y depositado en otra cacerola que fue
trasvasada a una botella de vidrio y aforada a 1 litro; a lo que se consideró la solución
madre o stock.
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Evaluación de la memoria espacial
Para lograr el proceso de evaluación se empleó el laberinto acuático de Morris,(26) que
es una piscina circular de 120 cm de diámetro y 56 cm de altura, la cual fue llenada con
agua a temperatura fría (17-19 ºC). Esta se dividió en cuatro cuadrantes imaginarios,
donde en la zona media del cuadrante noreste se sumerge una plataforma de 19 cm de
altura y 12 cm de diámetro; considerando esta posición como la salida del laberinto
acuático de Morris. Luego se logró valorar dos fases:
1. Fase de adquisición del aprendizaje: en esta fase se mantiene la plataforma y se
asignan claves visuales: cruz y aspa
a. Se introduce al animal con el hocico orientado a las paredes del cilindro,
diariamente se le coloca en el agua en un cuadrante diferente excepto en
el cuadrante noreste, de esta manera se consigue que el animal logre
encontrar la plataforma empleando para esto las claves visuales, mas no
vías de carácter directo: luego se le deja en natación libre por 180
segundos (3 minutos, aproximadamente)
b. Trascurrido los 180 segundos. Si no hubiera logrado el animal hallar la
plataforma, el experimentador le muestra la plataforma y deja que el
animal permanezca en ella unos 15 segundos antes de realizar el próximo
intento; se repite este ensayo como máximo 2 oportunidades de 180
segundos cada una, hasta que logre encontrar la plataforma. Se considera
concluido el ensayo del día si el animal hace el test antes de tiempo o si
no encuentra la plataforma en dos oportunidades.
c. Se tomó también como criterio si en cada uno de los 3 ensayos de
adquisición, al registrar el tiempo de latencia de escape (encontrar la
plataforma de escape), el animal logra encontrar la plataforma antes de
los 180 segundos, el tiempo se considera como cero segundos en el resto
de ensayos que aún queden por realizar.
2. Fase de retención o memoria: en este test las claves visuales están presentes: la
cruz y el aspa; mas no está presente la plataforma. Esta fase se aplicó 3 días
después y 3 meses después.
a. En este ensayo se dejó en natación al animal por 60 segundos. En este
ensayo de carácter único se tomó el tiempo que la rata permanece en el
cuadrante noreste donde en los ensayos de adquisición estuvo la
plataforma de salida (tiempo de permanencia).
b. Es catalogado el tiempo máximo de 120 segundos para esta fase de
retención.
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El índice de aprendizaje
Se consideraron en el experimento dos etapas: de adquisición (EA) y de recuperación
(ER). Se calculó el índice de aprendizaje (IAP) de acuerdo con la ecuación de Davolio y
otros:(38)
𝐼𝐴𝑃 = 1 − 𝑇𝐸
𝑇𝑀
(1)
Donde:
TE: tiempo empleado
TM: tiempo máximo permitido: 180 segundos para la fase de adquisición EA y 120
segundos para la fase de retención o recuperación ER.
Aprendizaje pobre: 0 ≤ IAP < 0,4
Aprendizaje regular: 0,4 ≤ IAP < 0,6
Aprendizaje bueno: 0,6 ≤ IAP < 0,8
Aprendizaje excelente: 0,8 ≤ IAP ≤ 1
Diseño experimental y variable estudiada
En cuanto al diseño de tipo experimental fue a estímulo creciente, considerando los
siguientes grupos de tratamiento: grupo problema I: dosis al 10 % (0,324 mL de extracto
aforado con 2,916 mL de agua destilada); grupo problema II: dosis al 20 % (0,648 mL de
extracto aforado con 2,592 mL de agua destilada); grupo problema III: dosis al 30 %
(0,972 mL del extracto aforado con 2,268 mL de agua destilada); y un grupo control:
dosis al 0 % (3,24 mL de agua destilada) Fig. 1.
Después de los 14 días del periodo de cuarentena, al día 15 se administró al sujeto de
experimentación por vía oral, utilizando una cánula, a las 8 de la mañana, 2 horas antes
del procedimiento en el laberinto acuático de Morris; para valorar la variable de estudio
que es el aprendizaje y memoria espacial por medio de su expresión de medida: el
índice de aprendizaje
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Fig. 1 - Diseño de investigación propuesto.
Métodos estadísticos
Se emplearon métricas descriptivas. La evaluación de los resultados obtenidos se realizó
comparando los respectivos índices de aprendizaje utilizando el programa Microsoft
Excel 2019; una vez registradas las medias y error estándar de tiempo (minutos)
gastados en desarrollar adquisición y retención frente a dosis aplicada a los grupos
Problema I, II y III y grupo Testigo del extracto acuoso de Trichocereus pachanoi, se
aplicó la prueba análisis de la varianza (ANOVA) de un factor para los cuatro grupos
donde se obtuvo un valor Fo de 376,33 y un valor Ft para p < 0,05 de 8,85.
Aspectos éticos
Para referirse a la ética de investigación con animales de laboratorio, se tuvo en cuenta
los principios éticos de las tres “R” de Russel (reemplazo, reducción y refinamiento).
Asimismo, se consideró la Ley 30407 Ley de protección y bienestar animal. También los
criterios elementales de la American Veterinary Association (AVA) para el tratamiento
de mamíferos pequeños en experimento.(27,28,29,30). Además, se emplearon las normas
éticas de la experimentación animal de la Guía de Manejo y Cuidado de los Animales
propuesta por el Ministerio de Salud del Perú para la optimización de un medio adecuado
y libre de peligros; así como una adecuada calidad de vida.(31,32,33,34)
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RESULTADOS
En los resultados de aprendizaje a nivel de línea base y experimento en cuanto a los
tiempos de latencia de aprendizaje, según fase de adquisición y fase de retención, el
grupo control demostró una continuidad de valores promedio de 35-39 segundos durante
la fase de adquisición, y de 35-36 segundos durante la fase de retención, entre el día 7
y los 3 meses posteriores (Tabla 1).
Tabla 1 - Tiempos de latencia de aprendizaje según fase de adquisición y fase de retención
(ejecución) en los grupos tratados
Grupos de tratamiento
(Grupos de 5 ratas)
Promedio de la fase de adquisición
Promedio de la fase de retención
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
(Día 7)
Día 5
(3 meses después)
Grupo control
35
34
39
35
36
Grupo problema I
31
33
34
36
38
Grupo problema II
35
39
40
33
40
Grupo problema III
39
42
44
30
40
En cuanto al grupo problema I demostró ligero incremento de 31-34 segundos en la fase
de adquisición, y de 36-38 segundos durante la fase de retención; el grupo problema II
muestra un incremento sostenible de 35-40 segundos en la fase de adquisición, siendo
sostenible de 33-40 segundos en la fase de retención.
En el grupo problema III se evidencia ya un marcado incremento de tiempo de 39-44
segundos en la fase de adquisición y de 30-40 segundos en la fase de retención, esto
evidencia una ralentización en la ejecución o latencia, que podría indicar una depresión
a largo plazo (Fig. 2).
Fig. 2 - Superficie de respuesta de los tiempos de latencia de aprendizaje según fase de
adquisición y fase de retención (ejecución) en los grupos tratados.
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La tabla 2 expresa el puntaje corregido a índices de aprendizaje según la fórmula de
Davolio. Se evidencian índices de aprendizaje excelente de acuerdo a la dosis empleada,
cuyas unidades de probabilidad se aproximan a niveles casi límite con aprendizaje
“regular”, con un aprendizaje bueno en la fase de retención, pero se aprecia un efecto
de depresión a largo plazo aparente.
Tabla 2 - Índices de aprendizaje según fase de adquisición y fase de retención (ejecución) en
los grupos tratados
Grupos de tratamiento
(Grupos de 5 ratas)
Índices de la fase de adquisición
Índices de la fase de retención
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
(Día 7)
Día 5
(3 meses después)
Grupo control
0,81
0,81
0,78
0,70
0,80
Grupo problema I
0,83
0,81
0,80
0,68
0,67
Grupo problema II
0,78
0,78
0,67
0,73
0,66
Grupo problema III
0,78
0,76
0,75
0,75
0,65
Una vez registradas las medias y error estándar de tiempo (minutos) gastados en resolver
el laberinto acuático de Morris frente a dosis de control = 0 %, problema I = 10 %,
problema II = 20 % y problema III = 30 % del extracto acuoso de Trichocereus pachanoi,
se aplicó la prueba análisis de la varianza (ANOVA), con la que se evidencia el rechazo
de la hipótesis nula (Ho = μ1= μ2=…= μk) por ser el valor obtenido de Fo (376,33)
significativamente mayor al valor crítico para Ft de 8,85 (Tabla 3).
Además, se acepta la hipótesis alternativa (H1): El extracto de Trichocereus pachanoi
presenta efecto depresor en la memoria espacial la rata, demostrado en medida de que
al menos uno de los grupos tiene una media de tiempo de latencia distinta del resto de
grupos.
Por lo tanto, las diferencias encontradas no pueden explicarse por el azar, sino que
evidencian una diferencia en los promedios de tiempo para los diferentes valores de
tiempo de respuesta de un factor para los cuatro grupos, comprobado por el origen de
las variaciones entre los tratamientos y dentro de los grupos.
Tabla 3. ANOVA del promedio de tiempo gastado según grupo y tratamiento
Origen de las
variaciones
gl (grados de
libertad)
Suma de los
cuadrados
Cuadrado
medio
Fo
Ft
Entre tratamiento
4 – 1 = 3
268,14
268,14/3 =
89,38
89,38/0,2375
376.33
8,85
Dentro de grupos
(error)
12 – 4 = 8
1,9
1,9/8 = 0,2375
Total
12 – 1 = 11
270,04
-
p < 0,05.
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Discusión
La fisiología del aprendizaje y memoria espacial en el modelo rata sustenta el
procesamiento motor en una serie de entradas sensoriales que presentan la base para
estímulos como el estado interno – incentivo que desarrolla los estadios motivacionales
a nivel del hipotálamo lateral, el que, mediante el refuerzo primario, activa el área
ventral – tegmental donde están las neuronas dopaminérgicas.(34) La información
kinestésica permite la integración de la trayectoria, la información de los puntos de
referencia permite los procesamientos de los puntos de referencia y la información de
la cualidad del ambiente activa el procesamiento de la cualidad del ambiente, estas
tres funciones están en la corteza parietal posterior de la rata. Para el caso de la
trayectoria se activa la corteza retrosplenial, que genera un patrón de información
kinestésico que actúa a nivel del hipocampo. Los puntos de referencia activan la corteza
entorhinal que, a través de un patrón de información de referencias, también activa el
hipocampo, el cual, por medio de un patrón de información de lugares, activa la corteza
prelímbica y genera la representación de lugares, esta corteza prelímbica también es
activada por el procesamiento de la cualidad ambiental.(35)
La corteza prelímbica permite la representación de lugares, que bajo expectativas y
direcciones generan una selección de acción que es de por sí una salida motriz, que es
el escalamiento, la natación y la movilidad, esta última disminuye su latencia en el
tiempo, constituyéndose la inmovilidad como el signo depresivo por excelencia.(36) La
presente investigación postula que las conductas adaptativas emergen de la interacción
bidireccional entre el sistema nervioso central, el cuerpo (conducta motriz) y el entorno
(cilindro de agua o laberinto acuático de Morris).
En este sentido, el animal presenta un sistema de elementos sensoriales que coordinan
desde células de campo y de lugar que permiten el reconocimiento de un ambiente
visoespacial, que está gobernado por principios homeostáticos. La mescalina presenta
tres actividades importantes a nivel de las neuronas: inhibición de la hidroxilasa, que
convierte el triptófano en serotonina; bloqueo por inhibición competitiva con los
receptores serotoninérgicos, impidiendo la captación de serotonina; y por último, de
inhibición de recaptación de serotonina; todo lo cual activa el mecanismo de depresión
a largo plazo activando las fosfatasas que desacoplan del fósforo y a la vez movilizan la
clatrina para el secuestro de los receptores AMPA de la neurona; lo cual disminuye
considerablemente la concentración de calcio y pone en marcha el mecanismo de
depresión a largo plazo, borrando la memoria visoespacial progresivamente. Esto hace
que la rata demore mucho más en encontrar la plataforma en el ensayo de
retención.(37,38,39,40)
Se prepararon las dosis respectivas del extracto acuoso de Trichocereus pachanoi a
concentraciones de 10 %, 20 % y 30 %, para ser administradas por vía oral a los sujetos
del experimento.
Se caracterizó la memoria espacial en las ratas a nivel de línea base presentando un
tiempo de latencia promedio similar en la fase de adquisición y la fase de retención.
Durante el tratamiento se incrementó en el tiempo de latencia de la fase de adquisición
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y en la fase de retención, lo que es compatible con la depresión a largo plazo expresado
en el índice de aprendizaje.
Se concluye que el tratamiento in vivo con el extracto de Trichocereus pachanoi a
concentraciones de 10 %, 20 % y 30 % presentó un efecto depresivo a largo plazo en los
animales experimentales a nivel de la memoria espacial en el laberinto acuático de
Morris.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Universidad Nacional de Trujillo y la Escuela de Posgrado por
las facilidades brindadas para la implementación del presente trabajo; esfuerzo
conjunto de docentes y estudiantes del Doctorado en Ciencias Biomédicas de la
Promoción Claude Bernard 2019–2021.
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Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener conflicto de interés.
Contribuciones de los autores
Conceptualización: Juan Luis Rodríguez Vega
Curación de datos: Jorge Luis Campos Reyna, José Elías Cabrejo Paredes
Análisis formal: Juan Luis Rodríguez Vega, Jorge Luis Campos Reyna, José Elías Cabrejo
Paredes
Investigación: Davis Alberto Mejía Pinedo
Metodología: Juan Luis Rodríguez Vega, Davis Alberto Mejía Pinedo, Jorge Luis Campos
Reyna, José Elías Cabrejo Paredes
Redacción – borrador original: Miryam Griselda Lora Loza
Redacción – revisión y edición: Miryam Griselda Lora Loza
