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Escala de muecas

Un dibujo de Konrad Lorenz que muestra las expresiones faciales de un perro.

La escala de muecas ( GS ), a veces llamada puntuación de muecas , es un método para evaluar la aparición o la gravedad del dolor experimentado por animales no humanos según una puntuación objetiva y ciega de las expresiones faciales, como se hace de manera rutinaria para la medición del dolor en humanos no verbales. Los observadores puntúan la presencia o prominencia de "unidades de acción facial" (FAU) , por ejemplo, endurecimiento orbital, abultamiento de la nariz, posición de las orejas y cambio de bigotes. Estas se puntúan observando al animal directamente en tiempo real o post hoc a partir de fotografías o capturas de pantalla de videos. La expresión facial de los animales a veces se conoce como la cara del dolor .

El método GS de evaluación del dolor es muy aplicable a roedores de laboratorio , ya que suelen ser especies presa que tienden a inhibir la expresión del dolor para evitar parecer vulnerables a los depredadores. Por este motivo, los cambios de comportamiento en estas especies se observan principalmente con dolor agudo (horas), pero son menos pronunciados en el dolor de mayor duración (días). [1]

Al menos en ratones, se ha demostrado que la GS es un medio muy preciso, repetible y confiable para evaluar el dolor, que requiere solo un corto período de entrenamiento para el observador. [2] [3] En todas las especies, se ha demostrado que las GS tienen una alta precisión y confiabilidad, y se consideran útiles para indicar tanto el dolor posoperatorio como el de procedimientos, y para evaluar la eficacia de los analgésicos. [4] [5]

Se informa que la precisión general de GS es del 97% para ratones, 84% para conejos, 82% para ratas y 73,3% para caballos. [ cita requerida ]

Historia

Las expresiones faciales se han considerado durante mucho tiempo como indicadores de emoción tanto en animales humanos como no humanos. El biólogo Charles Darwin consideró que los animales no humanos exhiben expresiones faciales similares a los estados emocionales que los humanos. [6] La evaluación de los cambios en la anatomía humana durante las expresiones faciales se trasladó con éxito de humanos a primates no humanos, como el chimpancé (ChimpFACS) [7] y el macaco rhesus (MaqFACS), [8] pero no se aplicó originalmente para evaluar el dolor en estas especies. En 2010, un equipo de investigadores desarrolló con éxito [9] el primer método para evaluar el dolor utilizando cambios en la expresión facial en cualquier especie animal no humana. En términos generales, las GS cuantifican el dolor espontáneo de acuerdo con la puntuación objetiva y ciega de las expresiones faciales, como se hace rutinariamente para la medición del dolor en humanos no verbales. Los observadores puntúan la presencia y el alcance de las "unidades de acción facial" (FAU), por ejemplo, el endurecimiento orbital, la protuberancia de la nariz, la posición de las orejas y el cambio de bigotes. Estos se califican en tiempo real observando al animal directamente o, post hoc, a partir de fotografías o capturas de pantalla de videos.

Este método de evaluación del dolor es muy aplicable a los animales de presa, que tienden a inhibir la expresión manifiesta del dolor para evitar parecer vulnerables a los depredadores. Por este motivo, los cambios de comportamiento en estas especies se observan principalmente con dolor agudo (horas), pero son menos pronunciados en el dolor más duradero (días). [1]

La GS ofrece ventajas sobre otros métodos de evaluación del dolor. Por ejemplo, el analgésico morfina reduce el dolor pero puede afectar otros aspectos del comportamiento en animales sin dolor, por ejemplo, la excitación, el aumento de la actividad o la sedación, lo que puede dificultar la evaluación conductual tradicional de su acción sobre el dolor. La morfina no sólo reduce la frecuencia de las "caras de dolor", sino que no tiene efecto sobre la GS en ratones basales sin dolor. [10]

En ratones

El GS para ratones generalmente consta de cinco FAU, es decir, estrechamiento orbital, abultamiento nasal, abultamiento de mejillas, posición de las orejas y cambio de bigotes. Estos se califican en una escala de 0 a 2, donde 0 = el criterio está ausente, 1 = moderadamente presente y 2 = obviamente presente. En ratones, el GS ofrece un medio para evaluar el dolor posoperatorio que es tan eficaz como la puntuación manual basada en el comportamiento, sin las limitaciones de dichos enfoques.

Las muecas faciales de los ratones después de someterse a una cirugía de laparotomía indican que el dolor posoperatorio dura entre 36 y 48 horas (y en niveles relativamente altos, entre 8 y 12 horas) con una exacerbación relativa durante la fase oscura temprana (activa). Además, las muecas indican que la buprenorfina es completamente eficaz en las dosis recomendadas contra el dolor posoperatorio temprano, pero el carprofeno y el ketoprofeno son eficaces solo en dosis mucho más altas que las recomendadas actualmente: el paracetamol no es eficaz. [11]

Un estudio de 2014 examinó el dolor posoperatorio en ratones tras la inducción quirúrgica de un infarto de miocardio . La eficacia de la escala de bienestar para identificar el dolor se comparó con un sistema de puntuación de bienestar tradicional basado en criterios conductuales, clínicos y específicos del procedimiento. Se informó que la escala de bienestar post hoc (pero no la escala de bienestar en tiempo real) indicó que una proporción significativa de los ratones presentaban un dolor leve a las 24 h que no se había identificado como tal mediante los métodos de evaluación tradicionales. Es importante destacar que los ratones identificados como que experimentaban un dolor leve respondieron al tratamiento analgésico, lo que indica que los métodos tradicionales de evaluación del bienestar eran insensibles a este aspecto del reconocimiento del dolor. [1]

Los ratones con enfermedad de células falciformes inducida y sus controles exhibieron una "cara de dolor" cuando se los probó en una placa fría, pero los ratones falciformes mostraron una mayor intensidad en comparación con los controles; esto se confirmó utilizando filamentos de Von Frey, un método tradicional de evaluación del dolor. [12] Los GS también se han utilizado para evaluar el dolor y los métodos para aliviarlo en la pancreatitis. [13] Los GS también se han utilizado para probar el grado de dolor causado como efecto secundario de medicamentos terapéuticos y métodos para mitigar el dolor. [14]

Se ha demostrado que la GS del ratón es un método muy preciso, repetible y fiable para evaluar el dolor, que requiere solo un breve período de entrenamiento para el observador. [2] Los métodos de evaluación que entrenan redes neuronales profundas para detectar imágenes de ratones con y sin dolor pueden acelerar aún más la puntuación de la MGS, con una precisión del 94 %. [15]

Efectos del sexo y la tensión

Se ha observado que los ratones de la cepa DBA/2, pero no los ratones de la cepa CBA, muestran un aumento en la puntuación GS después de la anestesia con isoflurano únicamente , lo que debe tenerse en cuenta al utilizar la puntuación GS para evaluar el dolor. La administración de un analgésico común, la buprenorfina , no tuvo efecto sobre la puntuación GS de ninguna de las cepas. [16]

Existen interacciones entre el sexo y la cepa de los ratones en su GS y también el método que se utiliza para recopilar los datos (es decir, en tiempo real o post hoc), lo que indica que los evaluadores deben considerar estos factores. [2]

Efectos de procedimientos no dolorosos

Es importante establecer si los métodos de evaluación del dolor en animales de laboratorio están influenciados por otros factores, especialmente aquellos que son una parte normal de los procedimientos de rutina o del manejo. No hay diferencia en las puntuaciones GS entre los ratones manipulados utilizando un tubo en comparación con los ratones tomados por la cola, lo que indica que estas técnicas de manipulación no son factores de confusión en la evaluación GS. [17] Un estudio similar informó que no hubo diferencia entre las puntuaciones GS al inicio e inmediatamente después de la incisión en la oreja (un método utilizado con frecuencia para identificar ratones de laboratorio), lo que potencialmente indica que el dolor asociado con la incisión en la oreja es demasiado agudo para evaluarlo utilizando la herramienta GS o la práctica no es dolorosa. [18]

En ratas

Primer plano de la cara de una rata azul rusa agutí

Existen diferencias entre la "cara de dolor" de los ratones y las ratas. En los ratones, la nariz y las mejillas al inicio tienen una apariencia lisa, pero en presencia de dolor, cambian a protuberancias distintivas tanto en la región de la nariz como en la de las mejillas. Por el contrario, en las ratas al inicio, las regiones de la nariz y las mejillas muestran protuberancias distintivas, y con el dolor, el puente de la nariz se aplana y se alarga, lo que hace que las almohadillas de los bigotes se aplanen. Como consecuencia de estas diferencias, el GS para ratas a veces utiliza cuatro FAU, es decir, estrechamiento orbital, aplanamiento de nariz/mejillas, cambios en las orejas y cambios en los bigotes. El aplanamiento de nariz/mejillas parece mostrar la correlación más alta con la presencia de dolor en la rata. [3] [19]

La GS en ratas se ha utilizado para evaluar el dolor debido a cirugías, movimiento de dientes de ortodoncia , osteoartritis, mucositis aguda inducida por quimioterapia y la eficacia de los analgésicos para estos procedimientos y otras afecciones dolorosas. [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] Además, la GS se ha utilizado para examinar los efectos de la analgesia posoperatoria en la reducción de la disfunción cognitiva posoperatoria en ratas de edad avanzada. [26]

Al igual que con los ratones, los estudios han examinado el grado de acuerdo en la evaluación del dolor entre la GS de rata y el uso de filamentos de von Frey. Se ha encontrado un buen acuerdo entre estos [27] en relación con tres modelos de dolor ( carragenina intraplantar , adyuvante completo de Freund intraplantar e incisión plantar). La puntuación GS aumentó significativamente en todos los modelos de dolor y la puntuación GS máxima también coincidió con el desarrollo de hipersensibilidad en la pata, aunque la hipersensibilidad persistió después de que las puntuaciones GS regresaron a la línea base. [28]

Para las ratas, se ha desarrollado un software (Rodent Face Finder) que automatiza con éxito el paso más laborioso en el proceso de cuantificación del GS, es decir, la captura de fotogramas individuales que contienen rostros a partir de un vídeo digital, lo que se ve dificultado cuando los animales no miran directamente a la cámara o cuando las imágenes son de mala calidad debido al desenfoque de movimiento. [29]

En conejos

Se ha desarrollado un GS para conejos que utiliza cuatro FAU, es decir, ajuste orbital, aplanamiento de mejillas, forma de la nariz, posición de los bigotes (la posición de las orejas se excluye del análisis) (para ver imágenes de ejemplo, consulte aquí [1]) y se ha utilizado para evaluar la eficacia de una crema analgésica para conejos que se han sometido a un tatuaje de orejas . [30] De manera similar, se ha utilizado un GS para evaluar el bienestar en el seguimiento posterior al procedimiento de los conejos. [31]

En caballos

Basándose en la identificación de FAU en roedores y conejos, se ha desarrollado una GS para caballos a partir de individuos postoperados ( castración ). Esta se basa en seis FAU, es decir, orejas rígidas hacia atrás, contracción orbital, tensión por encima del área de los ojos, músculos masticadores prominentes y tensos, mentón pronunciado y tenso en la boca, fosas nasales tensas y aplanamiento del perfil (para imágenes de ejemplo, consulte aquí.[2]) [32] Posteriormente, la HGS se ha utilizado para evaluar el comportamiento del dolor en el caballo laminítico, donde se concluyó que la escala de muecas se puede utilizar para evaluar el grado de dolor también en este caso, en comparación con la escala de Obel. [33]

Un estudio relacionado [34] describe la "cara de dolor" equina después de la inducción del dolor mediante un torniquete en el antebrazo o capsaicina tópica. La cara de dolor aquí incluye expresiones faciales similares a las descritas para la HGS; orejas bajas y/o asimétricas, una apariencia angulada de los ojos, una mirada retraída y/o tensa, fosas nasales dilatadas medio-lateralmente y tensión de los labios, el mentón y ciertos músculos mímicos y potencialmente puede incorporarse para mejorar las herramientas de evaluación del dolor existentes. A partir de la cara de dolor descrita, se ha desarrollado la Escala de Dolor Equino. [35] Se ha descrito otra escala de dolor (EQUUS-FAP) que también ha demostrado evaluar el dolor agudo en caballos de manera significativa. [36]

Para mapear y explicar las diferentes expresiones faciales observadas en la cara de los equinos durante el dolor agudo, se ha desarrollado un sistema de codificación de acciones faciales equinas (EquiFACS). Se han identificado diecisiete UAF y se explican las estructuras anatómicas involucradas detrás de cada expresión facial y se comparan con las expresiones faciales observadas en otras especies. [37]

En los gatos

Un estudio preliminar basado en puntos de referencia y distancias entre las orejas y en el hocico demostró que los observadores a los que se les mostraban imágenes faciales de gatos con dolor y sin dolor tenían dificultades para distinguir entre gatos sin dolor y gatos con dolor, y solo el 13 % de los observadores pudo distinguir más del 80 % de los gatos con dolor. La precisión (basada en un juicio dicotómico: dolor o ausencia de dolor) osciló entre el 18 y el 94 %. [38]

En 2019 se publicó una escala de dolor felina (FGS) completa para gatos, destinada a detectar el dolor agudo natural. Se identificaron cinco FAU: posición de las orejas, contracción orbital, tensión del hocico, cambio de bigotes y posición de la cabeza. Cada FAU recibe una puntuación de 0 a 2 y se calcula una puntuación total de dolor como la suma de las puntuaciones de la FAU dividida por la puntuación total posible, excluyendo aquellas AU marcadas como "no puntuar" (es decir, 4/10 = 0,4 o 4/8 = 0,5). Hay disponible un manual de formación como "Información complementaria" dentro del artículo original. [39]

La FGS ha sido validada exhaustivamente y se ha demostrado que tiene una alta capacidad discriminativa, una buena fiabilidad general entre evaluadores, una excelente fiabilidad entre evaluadores y una excelente consistencia interna. Las puntuaciones de la FGS fueron más altas en los gatos con dolor que en los gatos de control; se observó una correlación muy fuerte con otro instrumento validado para la evaluación del dolor en gatos y la FGS detectó la respuesta al tratamiento analgésico (las puntuaciones después de la analgesia fueron más bajas que antes). Además, se determinó un umbral analgésico (puntuación total del dolor > 0,39 sobre 1,0). La FGS es una herramienta fácil y rápida de usar para la evaluación del dolor agudo en gatos. [39]

Se ha explorado la aplicabilidad clínica de la FGS en gatos sometidos a ovariohisterectomía comparando las puntuaciones asignadas en tiempo real por un observador experimentado con las puntuaciones asignadas a imágenes fijas, y se ha informado de una buena concordancia. [40] La FGS también es una herramienta fiable para la evaluación del dolor en gatos sometidos a extracciones dentales y la presencia del cuidador no afectó a las puntuaciones de la FGS. [41]

En ovejas

Se ha desarrollado un sistema de medición de la morfología para ovejas con el fin de detectar el dolor causado por enfermedades naturales como el pietín y la mastitis . [42] Se ha utilizado un sistema de medición de la morfología para evaluar el dolor debido al procedimiento de cría rutinario de corte de cola en corderos. Se observó una alta confiabilidad entre los observadores y dentro de ellos, y una alta precisión. La sujeción de los corderos durante el corte de cola provocó cambios en la expresión facial, lo que debe tenerse en cuenta al utilizar el sistema de medición de la morfología. [43]

En hurones

Se estudió la musculatura facial de los hurones y se compararon fotografías laterales de las caras de los hurones antes y después de la implantación de la sonda de telemetría intraperitoneal. El endurecimiento orbital de la FAU , la protrusión de la nariz , la protrusión de las mejillas , los cambios en las orejas y la retracción de los bigotes se identificaron como indicadores potenciales de dolor en los hurones. Todas las puntuaciones de AU asignadas a las fotografías tomadas cinco horas después de la cirugía fueron significativamente más altas en comparación con sus puntuaciones iniciales coincidentes en el tiempo. Un análisis posterior utilizando pesos que se obtuvieron mediante un análisis discriminante lineal reveló que la puntuación del endurecimiento orbital por sí sola era suficiente para hacer esta distinción con alta sensibilidad, especificidad y precisión. [44]

Véase también

Referencias

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