miércoles, 30 de diciembre de 2015

PSICOLOGÍA Y COMPORTAMIENTO NOCICEPTIVO DE LOS MOLUSCOS: IMPLICACIONES PARA EL BIENESTAR ANIMAL


El siguiente texto es la revisión traducida de los doctores Robyn J. Crook y Edgar T. Walters, del Departamento de Biología y Farmacología Integrada de la Escuela de Medicina de la Universidad de Texas, en Houston, respecto a los principales estudios llevados a cabo en los últimos años en torno a la capacidad de nocicepción y dolor en diversos taxones dentro de la clase de los moluscos. Espero que el artículo sirva para arrojar algo de luz sobre la siempre controvertida (y recurrente) cuestión de la sintiencia en los moluscos, pero antes de dar paso al mismo quisiera hacer un par de observaciones que encuentro oportunas y pertinentes:

En primer lugar, el dolor es una emoción primaria y, por tanto, presumible en todos los seres sintientes o autónomos. No obstante, habría de quedar claro que la sintiencia no se reduce ni es reducible a la mera capacidad de sentir dolor, tal y como ya expuse en su día en otro lugar. El propia artículo refleja este detalle en las ocasiones en que Crook y Walters muestran sus dudas en cuanto a la capacidad de experimentar dolor en filos en los que, sin embargo, es reconocida sin ambages la facultad de integrar información sensorial. El dolor debe ser interpretado en su justa medida como una experiencia subjetiva más de entre toda la gama de fenómenos tales que un animal puede llegar a experimentar, y más aún cuando el dolor al que se hace referencia es a todas luces una forma de dolor particular. El dolor representa un buen indicador de sintiencia, pero no es un indicador absoluto.

Por otro lado, todos los estudios y evidencias en torno a la sintiencia en otros animales suelen ser por la propia naturaleza del fenomeno estudiado inconclusos, y aún más en especies tan diferentes y filogenéticamente alejadas de los seres humanos como los moluscos u otros invertebrados. Por ello, buena parte del artículo (si no su mayor parte) cae en un terreno especulativo en el cual es bastante fácil advertir cierto sesgo conservador y antropocentrico, algo igualmente apreciable también en algunos comentarios referentes a la conciencia en los nohumanos. Si bien las evidencias entre unos y otros filos se aparecen a un nivel cuantitativo (y a menudo ni tan siquiera eso), apenas sí se dan a un nivel cualitativo, a pesar de lo cual los autores no esconden una predisposición distinta para cada caso a partir de mayores y menores semejanzas conductuales y fisiológicas con los mamíferos en general y los humanos en particular, siendo las conclusiones vertidas en los apartados dedicados a la conducta y las presiones selectivas a este respeto especialmente pobres y fácilmente refutables a mi parecer. Es de justicia reconocer, no obstante, que se trata de algo advertido por los propios autores en repetidas ocasiones a lo largo de todo el artículo.

Finalmente, una de las mayores dificultades que presenta esta cuestión así como la mayoría de cuestiones relacionadas con toda la gama de epifenómenos mentales radica en determinar la manera en que ha de ser salvado el umbral que separa al fenómeno objetivo (la nocicepción) del subjetivo (el dolor), siendo sin embargo ésta una problemática de competencia más filosófica que científica. El discernimiento de la sintiencia y la conciencia sigue manteniendo una alta dependencia de la intuición observacional, y, en cuanto al dolor, la nocicepción y las respuestas conductuales representan el principal de los indicios orientativos. Los estudios que confirman nocicepción y sensibilización nociceptiva en los moluscos se suman a los que han venido advirtiendo de la presencia de neurotransmisores, neuronas aferentes, áreas de aglomeración neuronal, sustancias opioides, alteraciones cardíacas ante situaciones de estrés o amenaza y todo otro tipo de evidencias neurológicas, anatómicas, fisiológicas y químicas, todo lo cual, unido a las genunas respuestas conductuales, entiendo que hace verdaderamente complicado seguir sosteniendo racionalmente la opinión que niega la sintiencia de los moluscos. 

Las notas finales pertenecen al texto original, salvo la número 2, que ha sido añadida por mí. Espero que el artículo suscite el interés y ofrezca la utilidad que creo que posee.
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ABSTRACTO 
Los moluscos han demostrado ser formidables modelos para las investigaciones básicas en neurociencia, produciendo fundamentales conocimientos en la gama de procesos biológicos implicados en la generación de acciones potenciales, la transmisión sináptica, el aprendizaje, la memoria y, más recientemente, la biología de la nocicepción. La evidencia sugiere que los procesos nociceptivos de los nociceptores primarios se conservan altamente en diversos grupos taxonómicos, lo cual hace que el empleo de moluscos sea atractivo para la contribución de las investigaciones biomédicas de los mecanismos del dolor en los humanos, pero también que con ellos los estamos exponiendo a procedimientos que podrían producirles sensaciones dolorosas. Revisaremos la fisiología de los nociceptores y las respuestas de comportamiento ante estimulaciones nocivas en varios taxones de moluscos, y se discutirá la posibilidad de que la nocicepción pueda dar lugar a estados de dolor en al menos algunos moluscos que poseen sistemas nerviosos complejos. Pocos estudios han abordado directamente las emociones relacionadas a las respuestas nociceptivas en los moluscos. Debido a que la definición de dolor incluye un componente subjetivo que resulta imposible de medir en animales muy diferentes a los seres humanos, las conclusiones firmes acerca de la posibilidad de que exista dolor en los moluscos pueden llegar a ser inalcanzables. La divergencia evolutiva y las diferencias en el estilo de vida, la fisiología, y la neuroanatomía sugieren que las experiencias dolorosas en los moluscos, si existen, deben ser diferentes a las de los mamíferos. Pero los informes indican que algunos moluscos presentan estados motivacionales y capacidades cognitivas que pueden ser consistentes con la capacidad de tener estados de dolor con paralelismos funcionales. Recomendamos, por tanto, que los investigadores intenten minimizar el potencial para la activación de los nociceptores y sensaciones dolorosas en los invertebrados experimentales mediante la reducción del número de los animales sometidos a manipulaciones estresantes y la administración de agentes anestésicos adecuados siempre que sea posible, prácticas de bienestar similares a las de los sujetos vertebrados. 

Palabras clave: Aplysia; cefalópodo; ética; invertebrado; moluscos; nocicepción; dolor; sensibilización. 

BIOLOGÍA NOCICEPTIVA Y EVOLUCIÓN
Casi todos los animales que han sido estudiados han mostrado notables respuestas de comportamiento a los estímulos que causan daño tisular —la capacidad de detectar y responder a estímulos nocivos es un rasgo casi universal (Kavaliers 1988; Smith y Lewin 2009; Sneddon 2004; Walters 1994). La nocicepción, que se define como la detección de estímulos que son perjudiciales o que vayan a serlo si se mantienen o repiten, tiene claras ventajas adaptativas ya que provoca la retirada y evasión durante la lesión o frente a una lesión inminente. 

NOCICEPCIÓN Y SENSIBILIZACIÓN NOCICEPTIVA
La primera etapa de la nocicepción se produce con la activación de los nociceptores, preferentemente neuronas sensoriales primarias sensibles a los estímulos nocivos o los estímulos que se convertirán en nocivos si se prolongan (Sherrington 1906). Los nociceptores fueron primero demostrados en cordados por Burgess y Perl (1967), en anélidos por Nicholls y Baylor (1968), en moluscos por Walters y colaboradores (1983), en nemátodos por Kaplan y Horvitz (1993), y en artrópodos por Tracey y sus colaboradores (2003). Los estudios preliminares indican que la nocicepción en estos filos implica una conservación amplia de los procesos de transducción sensorial (Smith y Lewin 2009; Tobin y Bargmann 2004; Tracey et al. 2003), aunque también se han encontrado diferencias. Aún se desconoce si los nociceptores especializados también se presentan en otros filos, aunque es algo que parece probable.

Muchos nociceptores exhiben una propiedad poco común entre las neuronas sensoriales primarias: una aumentada sensibilidad producto de la intensa estimulación de las terminaciones periféricas de las neuronas sensoriales (Campbell y Meyer 1983; Oro y Gebhart 2010; Hucho y Levine 2007; Illich y Walters 1997; Light et al. 1992). Al aumento de la sensibilidad de un nociceptor, una red nociceptiva, o una respuesta de comportamiento después de la estimulación nociva se le da el nombre de sensibilización nociceptiva (Walters 1994; Woolf y Walters 1991).

La sensibilización nociceptiva se puede medir directamente en los niveles neuronales o de comportamiento y ha sido ampliamente investigada en los mamíferos debido a que se considera que representa los efectos cuantitativos concretos que en los humanos están relacionados con el aumento de la sensibilidad al dolor. Tal y como lo define la International Association for the Study of Pain (IASP; Merskey and Bogduk 1994), el aumento de la sensibilidad al dolor se produce en forma de hiperalgesia (mayor dolor en respuesta a un estímulo normalmente doloroso) y alodinia (dolor evocado por un estímulo que normalmente no es doloroso).

Los mecanismos de sensibilización nociceptiva han sido investigados intensamente en algunos moluscos y otros invertebrados con la esperanza de descubrir los procesos fundamentales que contribuyen a la hiperalgesia y la alodinia en los seres humanos y otros animales. De hecho, en caracoles y ratas las alteraciones conductuales y neurofisiológicas de los nociceptores durante la sensibilización nociceptiva se muestran notablemente similares (Walters 1994, 2008; Woolf y Walters, 1991), y estas alteraciones implican una alta conservación en muchas vías de transducción biológica intra y extracelular (Walters y Moroz 2009). 

INTERPRETANDO LAS DIFERENCIAS NOCICEPTIVAS DE LOS FILOS
Hay numerosas diferencias entre los sistemas neuronales que median en la sensibilización nociceptiva de los moluscos y de los mamíferos (así como un presumible mayor dolor en los últimos). A nivel axonal, los moluscos y otros invertebrados carecen de la mielinización, de modo que la conducción de información de una parte a otra del sistema nervioso se da por lo general de manera mucho más lenta que en los vertebrados. A nivel sináptico, la evolutivamente reciente expansión del proteoma sináptico en los vertebrados podría ser la base de las capacidades cognitivas únicas de este grupo (Ryan y Grant 2009) y, en principio, también contribuiría a una capacidad de experimentar dolor potencialmente única de los vertebrados. 

Por otro parte, a niveles de neuroanatomía y, presumiblemente, de redes neuronales, existe poca homología a lo largo de cualquiera de los filos, que divergieron antes de la mayor parte de la evolución de las estructuras neuroanatómicas de los animales contemporáneos (Farris 2008). De esta manera, la información nociva en los vertebrados se transmite desde los nociceptores primarios a través de las neuronas del asta dorsal de la médula espinal a las estructuras cerebrales como el tálamo y las cortezas somatosensorial, insular y cingulada anterior (Peyron et al. 2000), pero no existen homólogos a estas estructuras cerebrales en los invertebrados. El hecho de que estas áreas no estén presentes en el sistema nervioso central (SNC¹) de los invertebrados sin embargo no prueba que los invertebrados no pueden sentir dolor; estructuras neuronales derivadas independientemente podrían, en principio, haber desarrollado la capacidad de intervenir en las mismas funciones. Por ejemplo, algunos invertebrados (muchos cefalópodos y algunos insectos) pueden procesar información visual altamente compleja a pesar de carecer de una estructura homóloga a la corteza visual de los mamíferos. Si bien es plausible que las más elaboradas estructuras neuronales de los mamíferos confieran cierta capacidad para la experiencia del dolor, el procesamiento análogo en otros filos podría intervenir en las experiencias dolorosas usando estructuras neurales no relacionadas con, y bastante diferentes de, las del cerebro de los mamíferos. 

Las similitudes en el comportamiento nociceptivo, los mecanismos de nocipcepción y la sensibilización nociceptiva presentes a lo largo de los filos, implican igualmente una profunda homología de los mecanismos subyacentes o la derivación convergente por medio de presiones de selección similares entre diversos y alejados taxones. Cualquier de las posibilidades puede permitir la adquisición de conocimientos sobre los mecanismos que son importantes para el dolor y su mitigación en los vertebrados a partir del estudio de animales con sistemas nerviosos mucho más simples. Los invertebrados, por tanto, presentan dos ventajas importantes: (1) la investigación de un proceso complejo en un sistema más simple a menudo permite una visión más clara de lo verdaderamente importante, y (2) el estudio de los estados que guardan similitud con el dolor o el malestar en un animal que parece tener menor capacidad para interpretar y "sentir" esas sensaciones es más aceptable para los científicos, el público y los comités de bienestar animal. 

La presencia en los invertebrados de algunos mecanismos nociceptivos que son homólogos y/o convergentes con aquellos que son importantes en el dolor de los seres humanos presenta una cuestión ética: si los científicos están dispuestos a apelar al conservadurismo evolutivo para defender el uso de animales "inferiores" en el estudio de los bloques de construcción fisiológica que en los seres humanos contribuyen al dolor y al sufrimiento (suponiendo que la información revelada se inferirá a los seres humanos y otros vertebrados "superiores"), ¿es aceptable ignorar las posibles implicaciones de la conservación evolutiva de que los similares procesamientos de información nociceptiva en animales mayores y menores podrían producir sufrimiento en cada caso? ¿Hay razones para creer que las experiencias desagradables son sentidas menos profundamente por un caracol o una mosca que por un ratón, un mono, o un humano, y si es así, dónde habría de ser trazada la línea cuando se realizan experimentos que podrían generar sufrimiento? 

NOCICEPCIÓN VERSUS DOLOR
Los seres humanos tienden a experimentar la nocicepción y el dolor como un fenómeno único, pero para el estudio de los animales es importante establecer una distinción entre la activación sensorial y la percepción emocional (para una excelente discusión sobre la naturaleza separable de los dos procesos véase Braithwaite 2010). 

DEFINIENDO NOCICEPCIÓN Y DOLOR 
La nocicepción es una capacidad de reaccionar al daño tisular o daño inminente por medio de la activación de vías sensoriales, con o sin sensación consciente. La actividad en las vías sensoriales nociceptivas usualmente resulta en respuestas reflexivas de comportamiento y puede o no dar lugar a otro tipo de respuestas. Las respuestas reflejas de retirada tienden a ser mediadas por circuitos sensoriomotores muy simples optimizados para la velocidad y la fiabilidad y pueden ocurrir sin el aporte de los centros de procesamiento más altos, aunque los más complejos comportamientos de escape y evasión implican circuitos neuronales más complejos (Chase 2002; Walters 1994). Incluso en los seres humanos la respuesta reflexiva inicial a un estímulo nocivo es a veces más rápida de lo que puede ser percibida conscientemente, y los nociceptores a veces pueden ser activados sin sensación consciente (Adriaensen et al. 1980). Los invertebrados que carecen de centros de procesamiento apropiados podrían ser capaces sólo de este rápido, inconsciente procesamiento. 

La definición de dolor más ampliamente aceptada por los investigadores científicos es el de "una experiencia sensorial y emocional desagradable asociada con daño tisular real o potencial, o descrito en términos de dicho daño" (Merskey y Bogduk 1994). El componente emocional requerido por esta definición de dolor hace su identificación en otras especies, y especialmente en especies muy diferentes a los seres humanos, extremadamente difícil, si no imposible. Esto se debe a que la emoción por lo general se define en términos de experiencia consciente (p. ej., Izard 2009), y mientras que hay indicios de conciencia en algunos animales, no hay evidencia de ella (p. ej., Allen 2004). 

Por tanto, es importante distinguir entre la nocicepción como detección de un estímulo nocivo (que puede ser reconocido científicamente por inequívocas respuestas conductuales y neuronales), y el dolor como sensación desagradable asociada con este estímulo (e inferida por respuestas conductuales y neurales de relación incierta con la conciencia).

Por otra parte, la respuesta emocional durante el dolor puede estar relacionada con la cognición, "saber" en algún sentido que la sensación es negativa e implica una amenaza para el cuerpo. Considerando que la nocicepción que conduce a una respuesta nociceptiva puede estar mediada por el más simple de los circuitos neuronales (en principio sólo un único nociceptor conectado a un sistema efector un músculo, por ejemplo), el dolor requiere una circuitería neural que incorpora funciones adicionales, alguna de las cuales pueda implicar un procesamiento altamente complejo por parte de un amplio número de neuronas. 

IDENTIFICACIÓN DE NOCICEPCIÓN Y DOLOR EN ANIMALES 
En los invertebrados, al igual que en los mamíferos, las respuestas a estímulos nocivos pueden ser complejas. De hecho, las respuestas defensivas inmediatas a una lesión o estimulación nociva son seguidas por una fase más prolongada (a veces durante semanas o meses) donde las regiones dañadas se vuelven hipersensibles (p. ej., Walters 1987b) y algunos invertebrados recuerdan las asociaciones del evento nocivo con su contexto (p. ej., Colwill et al. 1988; Walters et al. 1981).

Hasta la fecha, la sensibilización nociceptiva prolongada en invertebrados ha sido explicada por alteraciones prolongadas de las neuronas sensoriales primarias (especialmente los nociceptores) (p. ej., Montarolo et al. 1986;. Scholz y Byrne 1987; Walters 1987a) y neuronas motoras (p. ej., Cleary et al. 1998; Glanzman 2008; Weragoda et al. 2004); hay poca evidencia de actividad eléctrica o alteraciones en otros tipos de neuronas por estímulos nocivos que duren más de diez minutos (ver Cleary et al. 1998; Marinesco et al. 2004). Las interneuronas y neuronas moduladoras han recibido una atención experimental mucho menor, ya que son mucho más difíciles de identificar y probar con los métodos de grabación intracelular utilizados para experimentos neurofisiológicos en invertebrados. En realidad, las investigaciones sistemáticas de la distribución y la duración de la actividad reforzada (posibles correlatos neurales de dolor) a través de un sistema nervioso entero se beneficiarían con el desarrollo de métodos de imagen funcional para invertebrados (para empezar, ver Frost et al. 2007; Zecevic et al. 2003) equivalentes a los utilizados para examinar los patrones de actividad cerebral de los mamíferos después de la estimulación nociva (p. ej., Peyron et al. 2000; Tracey y Bushnell 2009).

Varias consideraciones sugieren que el dolor podría estar ausente en al menos algunos invertebrados. Las capacidades para el procesamiento de todo tipo de información, incluyendo la tocante al dolor o los fenómenos dolorosos, aumentan con el tamaño y la complejidad de un sistema nervioso, y los mamíferos con los cerebros más complejos son los que han mostrado hasta ahora una más evidente capacidad semejante a la humana para el dolor, aunque esto podría reflejar tan sólo que el esfuerzo experimental ha estado mucho más dirigido a los vertebrados que a las genuinas diferencias en la experiencia del dolor de los invertebrados.

Los reflejos nociceptivos y la plasticidad nociceptiva podrían tener lugar sin la experiencia consciente, emocional, ya que estas respuestas se expresan no sólo en los animales más simples, sino también en las preparaciones reducidas, como los animales espinales (Clarke y Harris 2001; Egger 1978) y los ganglios del caracol (Walters et al. 1983b). Del mismo modo, en pacientes humanos los reflejos nociceptivos pueden ocurrir sin conocimiento consciente por debajo de un nivel completo de transección espinal (Finnerup y Jensen 2004).

Pero la conservación o la convergencia de los mecanismos fisiológicos y moleculares de la nocicepción y la sensibilización nociceptiva a lo largo de filos distantes no implica necesariamente que los fenómenos de orden superior (como el dolor) que pueden estar apoyados en estos mecanismos sean equivalentes. Incluso si los mecanismos críticos resultan no ser equivalentes, no es posible tener la certeza de que un animal no siente dolor, y por tanto las cuestiones éticas permanecen (Allen 2004).

¿Cómo pueden los investigadores equilibrar las oportunidades que algunos invertebrados ofrecen para descubrir mecanismos que, por ejemplo, puedan aliviar el dolor crónico o la demencia lenta en los seres humanos, con la posibilidad de que los sujetos invertebrados puedan sufrir? Este es un problema fundamental para toda la investigación biomédica, pero ha recibido muy poca atención por parte de los estudios sobre invertebrados. Referimos a los lectores a otros artículos de este número (Elwood 2011; Mather 2011) que se ocupan de las consideraciones éticas y filosóficas del uso de invertebrados. 

LA NOCICEPCIÓN Y EL FENÓMENO DOLOSO EN MOLLUSCA
Los moluscos han proporcionado modelos neurocientíficos de incalculable valor, produciendo una gran cantidad de información básica aplicable a seres humanos y otros vertebrados. Una consideración de su comportamiento nociceptivo y fisiología ayudará a tomar decisiones para optimizar su uso en investigaciones biomédicas y mejorar el bienestar de los moluscos empleados en el laboratorio.

Mollusca es un filo metazoario muy diverso y exitoso con más de 100.000 especies (Ponder y Lindberg 2008) distribuidas entre los ambientes terrestres, acuáticos y marinos y divididas en siete clases: Aplacophora, Polyplacophora, Monoplacophora, Scaphopoda, Bivalvia, Gastropoda, y Cephalopoda. Junto con una gran diversidad en el plano corporal, el estilo de vida y la ecología, los moluscos abarcan una enorme variación intrafilética en cuanto a órganos sensoriales y neuroanatomía (Bullock y Horridge 1965). Debido a que la capacidad para detectar e integrar la información del medio ambiente y el propio cuerpo de un individuo probablemente sea importante para la capacidad de sentir dolor o experimentar sufrimiento, esta gran variación en la complejidad neuronal y sensorial sugiere que las preocupaciones sobre su bienestar podrían ser diferentes entre los grupos.


Las especies modelo primarias aquí consideradas son los clados de gasterópodos y cefalópodos; los miembros de las otras clases se discuten brevemente. 

APLACOPHORA, POLYPLACOPHORA, MONOPLACOPHORA Y SCAPHOPODA 
Las clases comúnmente menos utilizadas en la investigación neurobiológica tienden a ser los grupos primitivos, sedentarios o abisales.

Aplacophora comprende pequeños moluscos semejantes a gusanos que se introducen en el sustrato (Salvini-Plawen 1981) y poseen cordones nerviosos ventrales y dorsales emparejados que recorren el cuerpo, así como ganglios cerebrales y bucales emparejados en la cabeza. Los órganos visuales y vestibulares están ausentes, pero la superficie oral está inervada por neuronas putativas mecanosensoriales (Shigeno et al. 2007). Poco se sabe acerca de su comportamiento y nada sobre la fisiología de sus neuronas sensoriales.

Polyplacophora comprende a los quitones, animales marinos generalmente intermareales con múltiples conchas en forma de placas que cubren la superficie dorsal. Poseen un sistema nervioso simple, sin cefalización pronunciada. Presenta hileras de fotorreceptores primitivos a lo largo de la superficie dorsal y órganos mecanosensoriales alrededor de la boca.

Monoplacophora es también un taxón exclusivamente marino de lapas, moluscos de concha cónica. Scaphopoda posee una única concha con forma de colmillo a través de la cual bombea agua, mientras que el animal permanece en su mayor parte enterrado en el sustrato. En ambos grupos las redes neuronales son simples y aparentemente no especializadas y con los ganglios de pequeño tamaño. La simplicidad de su sistema nervioso y su comportamiento sugieren que la posibilidad de que estos animales experimenten respuestas dolorosas a lesiones tisulares sea quizá remota. 

BIVALVIA
El grupo Bivalvia (por ejemplo, ostras, almejas, mejillones y vieiras) son abundantes tanto en ambientes marinos como dulceacuícolas. Su sistema nervioso incluye dos pares de cordones nerviosos y tres pares de ganglios (Brusca y Brusca 2003). No hay cefalización obvia y el sistema nervioso parece bastante simple. Una población de neuronas mecanosensoriales se activa en la navaja marina durante la retirada refleja del pie, pero se desconoce si son nociceptores (Olivo 1970).


Las almejas y las vieiras tienen ojos simples y órganos quimiosensoriales situados a lo largo de la periferia del manto e inician la natación de huida si se detecta una amenaza, por lo que debe haber cierta integración de la información y tener lugar alguna toma de decisiones básica. La natación de huida en las vieiras es activada por un generador de patrones motores en el ganglio cerebral y por lo general se produce después de la detección quimiosensorial o el contacto con una estrella de mar predadora que normalmente precede a la destrucción del tejido (Wilkins 1981), lo que sugiere que puede estar implicada la nocicepción. Sin embargo, hasta donde sabemos, no hay descripciones publicadas de las respuestas de comportamiento o neurofisiológicas a la lesión tisular en bivalvos.

Aunque algunos estudios han afirmado que los opioides endógenos (p. ej., Stefano y Salzet 1999) y los receptores opioides (p. ej. Cadet y Stefano 1999) se expresan en el mejillón Mytilus edilus, particularmente en inmunocitos, no han sido encontrados ni genes para la proopiomelanocortina (POMC) ni receptores opioides en Drosophila melanogaster o Caenorhabditus elegans, y la descripción de su existencia en otros invertebrados, incluidos moluscos, es controvertida (Dores et al. 2002;. Li et al. 1996). 

GASTROPODA
Esta categoría comprende especies terrestres, dulceacuícolas y marinas (por ejemplo, caracoles, babosas, lapas, y muchos otros). Normalmente, la concha y el cuerpo se enrollan, aunque en algunos taxones (por ejemplo, babosas terrestres, liebres de mar, nudibranquios) la concha se encuentra ausente.


Los gasterópodos tienen órganos sensoriales más diversos y especializados que los grupos anteriores y son típicamente forrajeros móviles y activos. Junto con una mayor variedad de hábitats y morfologías asociadas, su rango de comportamiento es mayor y esto se refleja en una mayor complejidad neuronal. Está presente el sistema nervioso básico de los moluscos (Bullock y Horridge 1965), pero se expande tanto en términos de número de células como de su especialización. Muchos gasterópodos poseen un soma neuronal gigante, que ha sido ventajosamente utilizada para los análisis neuronales de mecanismos de comportamiento (Chase 2002; Kandel 1976) y quizás más prominentemente para las investigaciones de los mecanismos de aprendizaje y memoria (Kandel 2001). Los gasterópodos también han proporcionado el mayor número de estudios sobre el comportamiento nociceptivo y la sensibilización en los invertebrados, en parte debido a que los estímulos mecánicos y eléctricos nocivos se han utilizado en muchos estudios de memoria y aprendizaje. Algunos de estos estudios han utilizado caracoles pulmonados (respiración aérea), pero la mayoría han empleado caracoles opistobranquios (con branquias ubicadas posteriormente). No conocemos ningún estudio de comportamiento nociceptivo o fisiológico en el restante grupo de gasterópodos los prosobranquios.

PULMONADOS
Los pulmonados descienden de moluscos gasterópodos que se desplazaron desde el mar hasta hábitats terrestres y dulceacuícolas. El pulmonado más ampliamente estudiado es Helix (varias especies diferentes en diferentes continentes), que es presa habitual de muchos depredadores generalistas como aves y ranas. De esta forma, las bien desarrolladas conductas defensivas y aversivas provocadas por la entrada sensorial nociva durante este género de intentos de depredación fallidos deben estar sujetos a la selección continuada. 


Cuando se presenta un estímulo táctil potencialmente dañino para los tejidos blandos, Helix, al igual que otros pulmonados, se retira de forma refleja, un comportamiento mediado por circuitos neuronales simples que incluyen neuronas sensoriales que parecen ser nociceptores (Balaban 2002; Ierusalimsky y Balaban 2007). La estimulación nociva puede sensibilizar este comportamiento. Repetidas descargas eléctricas en los pies (que probablemente activan los nociceptores) dan como resultado un umbral de respuesta reducida hacia un estímulo mecánico inocuo que persiste varios días después de las descargas, y esta prolongada sensibilización conductual se asocia con varias alteraciones en el circuito que interviene en la respuesta de retirada (Balaban 1983, 1993; Prescott y Chase 1999).

Otros pulmonados utilizados para investigar las respuestas a los estímulos nocivos incluyen Lymnaea stagnalis (Sajarov y Rozsa 1989) y Megalobulimus abbreviatus (Kalil-Gaspar et al. 2007). El último estudio es de interés ya que proporcionó pruebas farmacológicas para las acciones nociceptivas de un canal iónico altamente expresado en los nociceptores de los mamíferos (el receptor de potencial transitorio de canal catiónico subfamilia V miembro 1, o TRPV1 por sus siglas en inglés, el receptor de la capsaicina).

Como se explicó anteriormente, la capacidad de percibir la información nociva como una emoción desagradable es un punto delineante entre la simple nocicepción y el dolor. Helix, con un cerebro que contiene tan sólo alrededor de 20.000 neuronas en 11 ganglios, podría presuponerse que es incapaz de los procesamientos de orden superior necesarios para las respuestas emocionales. Curiosamente, sin embargo, algunas evidencias sugieren reacciones emocionales en Helix.

Los experimentos que utilizan electrodos implantados en dos ganglios diferentes permiten a los animales la "auto-estimulación" de una las dos regiones neurales pulsando un bar (Balaban 1993; Balaban y Chase 1991). Los resultados de este experimento sugieren que diferentes regiones del sistema nervioso central de los caracoles tienen alguna rudimentaria "coloración emocional": los caracoles se auto-estimularon con mayor frecuencia cuando los electrodos fueron colocados en la región mesocerebral del ganglio cerebral (que contiene algunas neuronas implicadas en el comportamiento sexual) y con menor frecuencia cuando se colocaron en la parte rostral del ganglio parietal, en un área donde la estimulación eléctrica de las neuronas sensoriales nociceptivas putativas posibilitaban un reflejo básico de retirada (Balaban 2002). Pero se sabe relativamente poco acerca de la organización anatómica y la función real de muchas de las neuronas de cualquiera de estas regiones ganglionares. La falta de informes de seguimiento sobre la autoestimulación de los caracoles plantea interrogantes sobre la solidez de estos descubrimientos.

Una aparente capacidad para recordar y elegir evitar un estímulo negativo sugeriría que un caracol puede modificar selectivamente su comportamiento a partir de experiencias aversivas de manera similar a los mamíferos. Esto no demostraría que Helix puede experimentar dolor, pero sugeriría que los componentes fundamentales para el procesamiento de la información dolorosa de los vertebrados podrían estar presentes de forma rudimentaria en algunos moluscos. 

OPISTOBRANQUIOS
El opistobranquio marino Aplysia californica es el sistema de modelo invertebrado líder para el análisis de las bases celulares de la plasticidad conductual y neural en muchos contextos (Kandel 1976, 2001). Aplysia posee nueve ganglios centrales que contienen sólo alrededor de 10.000 neuronas (Cash y Carew 1989), de las cuales varios centenares han sido identificadas por su magnitud y localización somática, propiedades electrofisiológicas, conexiones sinápticas, y efectos conductuales. Aplysia y muchos otros moluscos también tienen numerosos cuerpos de células neuronales en las redes de los nervios periféricos (Bullock y Horridge 1965; Moroz 2006).


La mayoría de estudios en torno a los mecanismos de aprendizaje y memoria en Aplysia han utilizado neuronas mecanosensoriales conocidas. Los estudios iniciales utilizaron estas neuronas en cada unos de los ganglios pleurales que inervan el sifón (Byrne et al. 1974), pero estudios posteriores utilizaron neuronas sensoriales homólogas en cada ganglio pleural que inervan la mayor parte del resto de la superficie del cuerpo (Walters et al. 1983a, 2004 ). Por otra parte, los dos conjuntos de neuronas funcionan como nociceptores (Illich y Walters 1997; Walters et al. 1983a) y, por lo tanto, su rica plasticidad es de gran importancia para las funciones nociceptivas. Ambos conjuntos de nociceptores muestran efectos sensibilizadores prominentes, asociados con la sensibilización a corto y largo plazo de la conducta defensiva (retirada de la branquia y el sifón, retirada de la cola, retirada de la cabeza) después de la estimulación nociva. Estos efectos incluyen la mejora de la transmisión sináptica (revisado por Kandel 2001; Walters 1994) y la hiperexcitabilidad del nociceptor expresada en sus terminales periféricos (especialmente cerca de un área de lesión), el cuerpo de la célula neuronal, los axones, y la cercanía de sus terminales presinápticas (Billy y Walters 1989; Gasull et al. 2005; Reyes y Walters 2010; Weragoda et al. 2004). Tales alteraciones son similares a las descritas en los estudios de sensibilización nociceptiva en roedores y seres humanos, lo que sugiere que algunos de los mecanismos que promueven el dolor en los vertebrados están también presentes en los moluscos y, muy probablemente, también en otros taxones de invertebrados (Walters y Moroz 2009).

Existen interesantes similitudes también entre Aplysia y los mamíferos en las respuestas conductuales a estímulos nocivos. Aplysia muestra el patrón casi omnipresente de reflejos inmediatos de retirada, de escape rápido, y los comportamientos de recuperación prolongada se exhiben a lo largo de todos los principales filos (revisado por Kavaliers 1988; Walters 1994; véase también Babcock et al. 2009; Walters et al. 2001).

Adicionalmente, Aplysia responde con un estado motivacional parecido al miedo condicionado por estímulos quimiosensoriales previamente neutrales asociados con descargas eléctricas nocivas (Walters et al. 1981). Por ejemplo, después de vincularlo con la descarga, el olor de los camarones evocó un estado que no era obvio a menos que se combinase con otros estímulos de hecho, cuando fue presentado sólo un extracto de los camarones, el animal exhibió una respuesta que evoca la exhibición de congelación de las ratas ante un estimulo de miedo condicionado (Walters et al. 1981). Cuando se probó en combinación con una débil estimulación táctil, el extracto de camarón facilitó mucho las respuestas de retirada de la cabeza y el sifón, el entintado defensivo, y la locomoción de huida. Por otra parte, si el animal era entregado como comida, el olor condicionado inhibía la alimentación. 

Estas extensas y motivacionalmente consistentes alteraciones asociativas (véase también Colwill et al. 1988) sugieren que la memoria de un evento nocivo en los caracoles se puede vincular a un estado motivacional de miedo que puede alterar dramáticamente la respuesta del animal a otros estímulos biológicamente significativos. Por desgracia, casi nada se sabe acerca de los loci neuroanatómicos y las neuronas específicas que participan en este procesamiento de “orden superior" de la información nociceptiva en los ganglios de los opistobranquios.

La sensibilización nociceptiva también ha sido reportada en el nudibranquio marino Tritonia diomedea (Frost et al. 1998), y la conducta asociativamente condicionada de evitación después de la estimulación nociva condicionada se ha investigado en el notaspideo Pleurobranchaea californica (Jing y Gillette 2003; Mpitsos y Davis 1973). Ambas especies ofrecen muchas ventajas para los análisis celulares, pero son difíciles de obtener en el mercado y se han investigado mucho menos extensamente que Aplysia.

En la mayoría de los animales, incluyendo Aplysia, las vías nociceptivas muestran un periodo de inhibición después de una fuerte estimulación nociva en la que el animal se dedica a la evasión y la defensa activa (Mackey et al. 1987; Walters 1994). Los opioides contribuyen sustancialmente a la inhibición nociceptiva en los vertebrados, pero, a pesar de la evidencia indirecta de la señalización opioide como las acciones farmacológicas de los opiáceos (por ejemplo, metencefalina) y los antagonistas de los opioides (por ejemplo, naloxona) en moluscos (Kavaliers 1988; Leung et al. 1986)las evidencias moleculares aún no proporcionan un apoyo firme para la verdadera señalización opioide en invertebrados (Dores et al. 2002). Por otra parte, la aplicación de encefalinas no produce en Aplysia efectos inhibitorios sobre el reflejo de retirada de la branquia (Cooper et al. 1989) o los nociceptores conocidos (Brezina et al. 1987). En su lugar, otro péptido, FMRFamida, puede ser un transmisor importante en la producción de efectos supresores inmediatos y prolongados sobre la excitabilidad de los nociceptores, la transmisión sináptica, y los reflejos defensivos en Aplysia (Belardetti et al. 1987; Mackey et al. 1987; Montarolo et al. 1988). 

CEPHALOPODA
Cephalopoda es una clase exclusivamente marina que comprende al calamar,
la sepia, al pulpo y al nautilo. La concha de los cefalópodos es ahuecada y externa en el nautilo, interna en la sepia, y reducida o nula en el calamar y los pulpos. Los cefalópodos son los invertebrados más neurológicamente complejos, con cerebros centralizados divididos en lóbulos especializados capaces de procesar e integrar complejas entradas sensoriales visuales, químicas y táctiles. El SNC del pulpo tiene alrededor de 500 millones de células (Young 1963), muchas más que el de los gasterópodos. El pulpo posee a su vez un enorme sistema nervioso periférico, separado del SNC (Rowell 1966; Young 1963). De hecho, el número de cuerpos de las células neuronales en los brazos del pulpo es similar a la del cerebro central.


Los cefalópodos muestran un comportamiento complejo y son excelentes aprendices, con informes de sensibilización, habituación, aprendizaje asociativo, aprendizaje espacial, e incluso (aunque controvertido) aprendizaje observacional (ver criticas de Hanlon y Mensajero de 1998; Hochner et al. 2006). A pesar de la extensa literatura sobre el comportamiento de los cefalópodos, no ha habido investigaciones sistemáticas conductuales o fisiológicas sobre la nocicepción y la plasticidad nociceptiva.

Los cefalópodos también son utilizados con menor frecuencia para estudios de neurofisiología debido a la compleja neuroanatomía de su SNC, el pequeño tamaño de los cuerpos de las células neuronales, y la falta del sobretiro del potencial de acción o grandes potenciales sinápticos que se puedan grabar desde los cuerpos celulares (Hochner et al. 2006). Nada se sabe en cuanto a dónde es procesada la información nociceptiva en el cerebro del cefalópodo. Por lo tanto, la evidencia de la nocicepción en los cefalópodos es exclusivamente conductual.

En varios paradigmas de aprendizaje se han utilizado eficazmente descargas eléctricas a los brazos de un pulpo (Boycott y Young 1955; Darmaillacq et al. 2004;. Shomrat et al. 2008; Young 1961) como un refuerzo negativo, indicando que el animal encuentra aversiva esta estimulación, pero aún no se han descrito nociceptores en ningún cefalópodo. Los pulpos son capaces de regenerar los brazos dañados o amputados, pero no existen estudios publicados de adaptaciones conductuales a los tejidos dañados o curados.

Aunque la descarga eléctrica provoca respuestas defensivas, una anécdota interesante de Jacques Cousteau (1973, 23-24) en la que describe el comportamiento de un pulpo durante la exposición a un calor perjudicial sugiere la ausencia de respuesta a una estimulación térmica intensa :

«Un día, en la Ciudad del Pulpo, en la Bahía de Alicaster, Dumas se lanzó con un cohete bajo el agua y comenzó a agitarlo frente a la vivienda de un pulpo. No pasó nada. El animal no reaccionó en absoluto. No trató de ocultarse, o de escapar. Dumas volvió el haz directamente sobre el pulpo, que ni siquiera sacó [sic] sus brazos. El juego se canceló, no obstante, cuando Dumas observó que se estaba volviendo cruel. El pulpo mostró signos de haber sido quemado. Pero ni siquiera entonces había tratado de escapar de él.... Esta sorprendente insensibilidad al fuego ha sido confirmada por Guy Hilpatric, uno de los pioneros del buceo, que nos dijo que ha visto a un pulpo que había sido traído a la orilla atravesar un fuego para volver al agua.»
Aunque ser capaz de detectar que las temperaturas ambientales se están acercando a niveles peligrosos es algo potencialmente valioso para un animal (especialmente una especie intermareal), es poco probable que en la mayoría de los animales acuáticos la selección haya presionado a que los nociceptores estén ajustados al calor extremo. Sin duda, sería interesante examinar esta cuestión en los invertebrados marinos adaptados a la vida en torno a las fuentes hidrotermales, donde la exposición al calor extremo puede ser peligrosa. Una pregunta interesante después de la anécdota de Cousteau es si el pulpo quemado finalmente detectó y respondió a las señales liberadas por la piel dañada o los mediadores inflamatorios liberados durante la reparación de los tejidos, como ocurre en los mamíferos.

Aparte del nautilo, que conserva su concha externa, los cefalópodos han sustituido la protección de la concha de los moluscos por un aumento en la eficiencia y velocidad locomotora. Sus cuerpos suaves, casi completamente desprotegidos, deben estar sujetos a ocasionales lesiones de supervivencia durante los intentos fallidos de depredación, las disputas por la comida, y las competiciones de apareamiento. Por tanto, parece probable que existan nociceptores en los cefalópodos. Hemos comenzado nuestras propias investigaciones en torno a esta posibilidad mediante el examen de las respuestas de comportamiento del calamar (Loligo pealei) a una lesión periférica, subletal, en un brazo (R. Crook, T. Lewis, R. Hanlon, y ET Walters, observaciones no publicadas²). La sensibilización de respuestas defensivas a estímulos táctiles y visuales se produce y persiste durante al menos 48 horas después de la lesión, lo que sugiere que las respuestas básicas de comportamiento a lesiones en los cefalópodos pueden ser similares a las de los gasterópodos y los vertebrados, pero se necesitan más estudios.

A pesar de la falta de evidencia de percepción al dolor en los cefalópodos, el pulpo del Reino Unido está cubierto por la misma ley de bienestar que rige los procedimientos con vertebrados (Animales del Reino Unido [Procedimientos Científicos] Acta 1986³) y en Canadá y Europa el uso de especies cefalópodas para investigación requiere la aprobación de un protocolo de bienestar (CCAC 1993; Consejo directivo de la EU 86/609/CE, actualizado en septiembre de 20104).

Los cefalópodos tienen cerebros y comportamientos mucho más complejos que cualquier otro invertebrado y son capaces de tareas cognitivas impresionantes (ver Hochner et al. 2006, para una revisión). Por ejemplo, tanto el inteligente pulpo (Boal et al. 2000) como el “primitivo” nautilo (Crook et al. 2009) son capaces de un aprendizaje espacial similar al de los vertebrados. Dadas estas sofisticadas capacidades cognitivas, una pregunta importante es si las respuestas nociceptivas en los cefalópodos se acompañan de procesamientos afectivos y cognitivos funcionalmente similares a algunos procesamientos que son importantes para los estados de dolor en los mamíferos. 

ANESTESIA EN MOLUSCOS
Hasta principios de 1970 los estudios fisiológicos y bioquímicos en moluscos eran dispensados sin ningún tipo de anestésico. Esta práctica refleja la suposición generalizada de que los invertebrados no pueden sentir dolor, una visión que todavía es común (y utilizada para condonar, por ejemplo, la preparación en vida de cefalópodos, caracoles y langostas como comida humana con métodos que podrían causar una estimulación intensa y prolongada de los nociceptores si fuese aplicada en mamíferos).


Varios estudios sobre los mecanismos de acción de los anestésicos empleados para mamíferos explotan las ventajas experimentales del axón gigante del calamar y los cuerpos de las células gigantes en moluscos gasterópodos como Aplysia (p. ej., Frazier et al. 1975; Winlow et al. 1992). Pero estos anestésicos no fueron utilizados por los investigadores durante sus disecciones, en parte porque muchos de los anestésicos y analgésicos para mamíferos, incluidos los opioides (Cooper et al. 1989), no eran demasiado eficaces en los moluscos (aunque había excepciones interesantes, incluyendo anestésicos generales volátiles que abrían potencialmente los canales de potasio que hiperpolarizan y reducen la excitabilidad de los nociceptores de Aplysia; Winegar et al. 1996; Winegar y Yost 1998). El uso generalizado de anestesia durante la disección de Aplysia comenzó cuando los investigadores interesados en el aprendizaje y la memoria se dieron cuenta de que la disección sin anestesia podría causar efectos sensibilizadores que pueden interferir con la plasticidad neuronal que estaban estudiando.

El anestésico elegido para ambos gasterópodos (Pinsker et al. 1973) y cefalópodos (Mensajero et al. 1985; Mooney et al. 2010) es una solución isotónica de cloruro de magnesio, por lo general aplicada por inyección en los gasterópodos y por inmersión en los cefalópodos. Los iones de magnesio proporcionan un anestésico (y relajante muscular) ideal, ya que están presentes normalmente en concentraciones relativamente elevadas (especialmente en los moluscos marinos) y por lo tanto son relativamente no tóxicos, sus efectos se revierten rápidamente, y el agente es barato y altamente eficaz (Walters 1987b). La eficacia del cloruro de magnesio en los gasterópodos es el resultado de inhibir la liberación de neurotransmisores en las sinapsis químicas, su efecto depresivo en los canales de sodio dependientes de voltaje, su reducción de la excitabilidad membranosa (p. ej., Liao y Walters 2002), y el hecho de ser utilizado en concentraciones y volúmenes de inyección altas (>25% del volumen de los animales) en combinación con una reducción equilibrada de iones de sodio (una reducción que por sí misma reduce la excitabilidad). Probablemente, la efectividad también dependa de la permeabilidad de las barreras sangre-ganglios o sangre-nervios primitivas de la mayoría de los moluscos (Abbott, 1987). En el caso de los vertebrados, la aplicación del cloruro de magnesio no penetra en estas barreras, lo que impide su uso como anestésico para mamíferos. Teniendo en cuenta que los cefalópodos también tienen una barrera hematoencefálica altamente eficaz (ibid.) y que la piel es relativamente impermeable, los mecanismos subyacentes que la anestesia produce durante la inmersión del animal en la solución isotónica de cloruro de magnesio representan un interesante misterio.

Nos referimos a los lectores a Cooper (2011, en este número) para continuar el debate de la analgesia y la anestesia en los invertebrados. 

LAS PRESIONES DE LA SELECCIÓN EVOLUTIVA Y EL FENÓMENO DOLOROSO EN LOS MOLUSCOS
La comprensión sobre la medida en que la nocicepción puede conducir al dolor en los moluscos puede llegar a través de la consideración de las posibles ventajas selectivas del dolor durante la evolución.


La nocicepción, como cualquier rasgo prominente en los animales, se ha seleccionado y refinado a lo largo de millones de años por los procesos evolutivos que actúan para mejorar la supervivencia y el éxito reproductivo. El valor adaptativo de la nocicepción es obvio y probablemente universal: permite la evitación rápida de un estímulo dañino y escapar del contexto en el que se produce dicho daño. La huida puede ser de depredadores, congéneres agresivos o factores ambientales amenazadores (por ejemplo, el fuerte oleaje).

El valor adaptativo de experimentar dolor es más difícil de identificar, aunque la pistas están disponibles en las consecuencias probables de las respuestas nociceptivas para la supervivencia dadas en condiciones naturales. Una fuerte emoción negativa motiva el aprendizaje de evitación rápida, disminuyendo las posibilidades de la re-exposición a un estímulo nocivo. Esta interpretación plantea la pregunta de cuánta potencia de procesamiento neural se requiere para las respuestas emocionales. Se ha sugerido que los estados motivacionales expresados conductualmente (definidos sin referencia a la conciencia) mediados por la acción de los neuromoduladores en circuitos relativamente simples en Aplysia poseen similitudes funcionales con los estados emocionales de los mamíferos (Kupfermann 1979), y esto es consistente con las propiedades del estado de condicionamiento al miedo en Aplysia descrito anteriormente. Sin embargo, desde un punto de vista funcional y evolutivo, no hay necesidad de que estos estados se involucren en la experiencia consciente del animal.

En los animales sociales, la conciencia y la comunicación de la lesión puede ser ventajosa, lo que permite no sólo las alteraciones conductuales que custodian o se apoyan en una parte lesionada del cuerpo (a expensas de otras conductas como el forrajeo), sino también el reclutamiento de cuidadores para ayudar a proteger y proveer a un individuo incapacitado durante su recuperación. En los animales no sociales (que pueden incluir todos los moluscos, ya que incluso aquellos que se agregan lo hacen de manera oportunista para la explotación de un recurso local, no para la interacción social), los cambios evidentes de comportamiento resultantes de lesiones pueden ser neutrales o mal adaptados (por atraer la atención de depredadores o congéneres agresivos). Por lo tanto, es poco probable que los estados dolorosos hubieran evolucionado en los moluscos para promover la comunicación con potenciales cuidadores.

Los animales con tasas metabólicas elevadas, tales como el calamar, deben alimentarse con frecuencia para sobrevivir y, por lo tanto, no pueden suprimir el comportamiento activo por mucho tiempo durante la recuperación (cuando el dolor es a menudo insoportable para los mamíferos), por lo que este común comportamiento correlativo de dolor serían una mala adaptación en dichos animales, aunque el dolor continuo que promueve cambios de comportamiento menores para proteger un apéndice lesionado como compensación contra las pequeñas reducciones en el éxito de forrajeo puede ser altamente adaptativo. Los animales bajo presión depredadora (que incluye a casi todos los moluscos, y en particular a aquellos que carecen de defensas primarias tales como una concha dura o señales aposemáticas) probablemente deriven hacia una persistencia menor de los "sentimientos" de dolor si su expresión los hace más vulnerables a los depredadores. Así, mientras que una respuesta aguda a la lesión que promueve a la huida y la supervivencia debe estar fuertemente seleccionada, y es probable que los incrementos prolongados de sensibilización a los estímulos de las amenazas potenciales sean adaptativos (Walters 1994), los estados dolorosos persistentes que alteran profundamente el comportamiento en curso (por ejemplo, disminuyendo los estímulos que provocan la búsqueda de alimento o la actividad de apareamiento) puede que no sean adaptativos en los moluscos. 

CONCLUSIONES 
Todos los moluscos examinados han mostrado capacidad para la nocicepción, tal y como se demuestra por las respuestas de comportamiento y/o por la gradación directa de los nociceptores y otras neuronas. La nocicepción y la sensibilización nociceptiva al nivel de los nociceptores primarios hacen uso de los mecanismos neuronales que parecen estar altamente conservados y generalizados en todo el reino animal.

No obstante, no todos los mecanismos relacionados con la biología nociceptiva están tan compartidos. Por ejemplo, los efectos analgésicos producidos por verdaderos opioides y receptores opioides podrían estar ausentes en los invertebrados (Dores et al. 2002), pudiendo algunos de los mecanismos sinápticos que los vertebrados poseen estar ausentes en los invertebrados (Ryan y Grant 2009). Por otra parte, la presencia común de múltiples bloques moleculares básicos no implica necesariamente la presencia de los procesos de orden superior que dependen de esos bloques moleculares. Por ejemplo, casi todas las funciones cerebrales conocidas en la mayoría de los filos dependen de los potenciales de acción generados por la operación de alta conservación de los canales de sodio, pero sólo unas pocas especies tienen cerebros con la capacidad de aprender una lengua oral o de realizar ejercicios de aritmética —de manera que los canales de sodio activados por voltaje son esenciales para aprender alemán o para la resolución de ecuaciones, pero su sola presencia no implica la capacidad para el conocimiento del alemán o el álgebra. A cierto nivel, esto también debe ser cierto para la capacidad de experimentar dolor.

Las respuestas neuronales y de comportamiento tanto inmediatas como prolongadas (incluyendo la memoria nociceptiva y el aprendizaje asociativo simple) pueden estar producidas enteramente por un único y pequeño ganglio, como el ganglio abdominal en Aplysia, demostrando así que estos efectos no necesitan estructuras neuronales complejas (p. ej., Antonoz et al. 2003; Illich y Walters 1997). Algunos gasterópodos, que poseen sistemas nerviosos simples en comparación con los cefalópodos, presentan cambios en el estado con aparentes similitudes funcionales con los estados emocionales, como queda ilustrado por el "miedo condicionado" y la "auto-estimulación" en Aplysia y Helix respectivamente (Balaban y Chase 1991; Walters et al. 1981).

Dadas las capacidades relativamente simples de los sistemas nerviosos de los moluscos, y en caso de que una clave para la experiencia del dolor fuera el tamaño y la complejidad del sistema nervioso, la posibilidad de que los cefalópodos puedan experimentar alguna forma de dolor debería ser considerada seriamente. Los moluscos más complejos y conductualmente sofisticados, los cefalópodos, poseen uno de los sistemas nerviosos más complejos, con un máximo de 500 millones de neuronas, distintas divisiones cerebrales internas, regiones de integración especializadas donde se procesan diversos estímulos sensoriales (Boycott y Young 1955), y una densa y especializada inervación de la periferia (Hochner et al. 2006). Si la experiencia subjetiva del dolor requiriera de un nivel mínimo de complejidad de la red y poder de procesamiento, los cerebros de estos animales podrían estar cerca de ese nivel.

Las definiciones científicas aceptadas del dolor y la nocicepción permiten distinguir perfectamente estos conceptos (p. ej. Merskey y Bogduk 1994), pero, en la práctica, trazar una línea entre ambos puede resultar complicado. Además, ninguna observación experimental de animales no-verbales (nohumanos) puede demostrar de manera concluyente si un sujeto experimenta dolor consciente (Allen 2004). Las evidencias sugestivas de experiencias dolorosas en algunos animales están disponibles, y las respuestas nociceptivas medidas al nivel neuronal y conductual en los moluscos han proporcionado evidencias que son a la vez coherentes e incoherentes con los estados y funciones dolorosas. Por desgracia, las inferencias sacadas desde la relativamente pequeña cantidad de datos relevantes en los moluscos son limitadas y propensas al antropocentrismo. La identificación de los signos de dolor aumentan de dificultad debido a la divergencia en los comportamientos y las estructuras neuronales asociadas y a la fisiología respecto a los más familiares patrones conductuales, fisiológicos y anatómicos de los mamíferos, haciendo que la interpretación de las respuestas en los moluscos sea particularmente compleja.

En el laboratorio, los moluscos suelen estar sujetos a manipulaciones que producen respuestas nociceptivas, ya sea con objeto de un experimento o como un subproducto. Las profundas diferencias entre los moluscos y los mamíferos en cuanto al tamaño, la complejidad, y la estructura de su sistema nervioso, así como su estilo de vida e historia evolutiva, sugieren que el fenómeno doloroso, si es que existe en algunos moluscos, es probable que sea muy diferente al dolor de los mamíferos, a pesar de lo cual no se deduce que los moluscos sean incapaces de experimentar dolor. Los moluscos gasterópodos y cefalópodos han demostrado alteraciones conductuales prolongadas inducidas por la experiencia nociva, lo que probablemente implica estados motivacionales que pueden ser empleados con flexibilidad para alterar respuestas defensivas y apetitivas. Esto sugiere que algunos moluscos pueden ser capaces no sólo de nocicepción y sensibilización nociceptiva, sino también de estados neuronales con similitudes funcionales con los estados emocionales asociados con el dolor en los seres humanos.

Aunque parece improbable que los moluscos tengan una capacidad de sentir dolor equivalente al que se evidencia en los mamíferos sociales, la existencia de algunas similitudes entre moluscos y mamíferos en la fisiología nociceptiva, la escasez de investigaciones sistemáticas sobre el comportamiento doloroso en los moluscos, y la imposibilidad lógica de refutar la ocurrencia de experiencias conscientes en otros animales, todo ello sugiere que es apropiado tratar a los moluscos durante los procedimientos experimentales como si fueran susceptibles de algún tipo de dolor.

En conclusión, se recomienda que el diseño de los experimentos que utilizan moluscos, en particular aquellos con grande y más complejos ganglios o cerebros (especialmente cefalópodos, pero también gasterópodos), tenga en cuenta la posibilidad de que estos animales posean una capacidad para la experiencia dolorosa. Deben utilizarse anestésicos eficaces (por ejemplo, cloruro de magnesio) durante las disecciones y, en la medida de lo posible, durante cualquier procedimiento que produzca daño tisular o posible estrés. Los investigadores cuyos experimentos produzcan inevitablemente estimulación nociva deben hacer un esfuerzo por reducir al mínimo necesario tanto el número de animales como el sufrimiento potencial en la puesta a prueba de sus hipótesis similar al requerido para los sujetos vertebrados.

El equilibrio entre los beneficios de los conocimientos adquiridos en los experimentos con moluscos con el potencial de infligirles dolor y angustia a los sujetos experimentales merece una consideración explícita en los estudios con moluscos. (Para una orientación relacionada con los miembros del IACUC, referimos a los lectores a Harvey-Clark 2011, en este número.) 

Robyn J. Crook & Edgar T. Walters, 2011

1- Abreviatura que aparece ≥3x a lo largo de este artículo: SNC, sistema nervioso central.
2- Actualmente sí están disponibles  (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21900465). 
3- Accesible online (www.legislation.gov.uk/ukpga/1986/14/contents), accedido el 4 de abril de 2011. 
4- Accesible online (http://ec.europa.eu/environment/chemicals/lab_animals/home_en.htm), accedido el 4 de abril de 2011.

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Traducido por Igor Sanz.


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