Evaluación del efecto de estímulos musicales creados a partir de vocalizaciones murinas, sobre el comportamiento del ratón (Mus musculus)

Abstract

RESUMEN: A través de la historia, a la música se le ha conferido un uso artístico, es decir, un uso estético en el que la “belleza” surge de la organización del sonido e impacta diferentes esferas de los animales humanos, como las emociones y el comportamiento. En el caso de los animales no humanos, principalmente en los mamíferos, se conoce que comparten estructuras anatómicas y procesos funcionales con el Homo sapiens, que les permiten hacer un procesamiento neurocognitivo de la información acústica presente en la música. En especies como los roedores, se han reportado efectos benéficos de la música como aumentar las habilidades de aprendizaje, reducir comportamientos tipo ansiedad, estrés e inducir neuroplasticidad. Aun con estas respuestas positivas, no se ha empleado como un tipo de enriquecimiento ambiental sonoro con el objetivo de mejorar el bienestar animal en los bioterios. El bienestar de los roedores empleados en experimentación incide directamente en la validez de los resultados; por lo tanto, debe ser una prioridad implementarlo para garantizar los principios éticos y científicos en la investigación con animales. En las estimulaciones musicales previas de ratas y ratones, se han usado piezas preconcebidas para humanos y en su rango auditivo, sin considerar que ambas especies difieren en su percepción acústica. En los murinos su comunicación social se da principalmente en el rango ultrasónico (>20 Khz), el cual es inaudible para nosotros. Además, en sus contextos de cortejo emiten cantos a altas frecuencias con frases que se repiten, silencios y diversidad de sílabas. Esto resalta la musicalidad que poseen. Además, los antecedentes de estimulaciones con música para animales, evidencian la falta de homogeneidad de protocolos limitando la replicabilidad. Teniendo en cuenta lo anterior y como un enfoque novedoso y no reportado, este trabajo buscó emplear cantos de cortejo ultrasónicos de dos cepas de ratones ampliamente usadas, con el propósito de diseñar música digital original para la especie. Estos cantos fueron grabados contextualizados al comportamiento y previamente caracterizados en sus parámetros bioacústicos. Una vez creadas las composiciones, se estableció un programa de enriquecimiento ambiental con música, de cuatro semanas de duración. Se usó un máster diferente por semana con piezas cambiantes, dosificadas considerando su ritmo circadiano y con la videograbación simultánea del comportamiento. La evaluación de las respuestas comportamentales de los animales al programa, se realizó aplicando las pruebas de laberinto en cruz elevado, la prueba de campo abierto y etogramas. Los resultados de las pruebas mostraron que el programa no tuvo un efecto ansiogénico en el grupo enriquecido comparado con el grupo control. Los etogramas evidenciaron un aumento del comportamiento exploratorio de la cepa BALB/c durante la reproducción del estímulo musical. No se registraron comportamientos negativos en respuesta a la música. Como activos del conocimiento derivados de este trabajo están los registros de las vocalizaciones de cortejo de ambas cepas, una metodología detallada que buscó mejorar las limitaciones presentadas hasta el momento en este tipo de estudios y un banco de tejidos de los ratones del estudio para futuros análisis de neuroplasticidad y otros.

ABSTRACT: Throughout history, music has been endowed with an artistic purpose, namely, an aesthetic use in which "beauty" arises from the organization of sound and impacts various spheres of human animals, such as emotions and behavior. In the case of non-human animals, particularly mammals, it is known that they share anatomical structures and functional processes with Homo sapiens, enabling them to undergo neurocognitive processing of the acoustic information present in music. In species like rodents, beneficial effects of music have been reported, such as enhancing learning abilities, reducing anxiety-like behaviors, stress, and inducing neuroplasticity. Despite these positive responses, it has not been employed as a type of sound environmental enrichment with the aim of improving animal well-being in animal facilities. The well-being of rodents used in experiments directly affects the validity of results; therefore, it should be a priority to implement it to ensure ethical and scientific principles in animal research. In previous musical stimulations of rats and mice, preconceived pieces for humans within their auditory range have been used, without considering that both species differ in their acoustic perception. In rodents, their social communication occurs mainly in the ultrasonic range (>20 kHz), which is inaudible to us. Furthermore, in their courtship contexts, they emit high-frequency songs with repeated phrases, silences, and a variety of syllables, highlighting their musicality. Additionally, previous studies on music stimulation for animals show a lack of protocol homogeneity, limiting replicability.replicability. Taking the above into account and as a novel and unreported approach, this study aimed to use ultrasonic courtship songs of two widely used mouse strains to design original digital music for the species. These songs were recorded, contextualized to behavior, and previously characterized in their bioacoustic parameters. Once the compositions were created, a four-week environmental enrichment program with music was established. A different playlist was used each week with changing pieces, dosed considering their circadian rhythm, and with simultaneous video recording of behavior. The evaluation of animal behavioral responses to the program was conducted using elevated plus-maze tests, open-field tests, and ethograms. The results of the tests showed that the program did not have an anxiogenic effect on the enriched group compared to the control group. Ethograms revealed an increase in exploratory behavior in the BALB/c strain during the musical stimulus reproduction. No negative behaviors in response to the music were recorded. Knowledge assets derived from this work include records of courtship vocalizations of both strains, a detailed methodology aiming to improve limitations in this type of study, and a tissue bank of study mice for future neuroplasticity and other analyses.