Circuito cerebral que controla las decisiones que inducen alta ansiedad identificada.
Fecha:
28 de mayo de 2015
Fuente:
MIT
Resumen:
Algunas decisiones provocan mucha más ansiedad que otras. Entre los que más provocan ansiedad se encuentran aquellos que involucran opciones con elementos tanto positivos como negativos, como elegir un trabajo mejor remunerado en una ciudad lejos de la familia y los amigos, en lugar de quedarse con menos paga.
Algunas decisiones provocan mucha más ansiedad que otras. Entre los que más provocan ansiedad se encuentran aquellos que involucran opciones con elementos tanto positivos como negativos, como elegir un trabajo mejor remunerado en una ciudad lejos de la familia y los amigos, en lugar de quedarse con menos paga.
Los investigadores del MIT ahora han identificado un circuito neuronal que parece ser la base de la toma de decisiones en este tipo de situación, lo que se conoce como conflicto de aproximación-evitación. Los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a descubrir nuevas formas de tratar los trastornos psiquiátricos que presentan una toma de decisiones deficiente, como la depresión, la esquizofrenia y el trastorno límite de la personalidad.
"Para crear un tratamiento para este tipo de trastornos, necesitamos comprender cómo está funcionando el proceso de toma de decisiones", dice Alexander Friedman, científico investigador del Instituto McGovern de Investigación del Cerebro del MIT y autor principal de un artículo que describe la hallazgos en la edición del 28 de mayo de Celular.
Friedman y sus colegas también demostraron el primer paso hacia el desarrollo de posibles terapias para estos trastornos: al manipular este circuito en roedores, pudieron transformar una preferencia por opciones de menor riesgo y menor rendimiento a una preferencia por mayores beneficios a pesar de sus mayores costos.
La autora principal del artículo es Ann Graybiel, profesora del Instituto MIT y miembro del Instituto McGovern. Otros autores son el postdoctorado Daigo Homma, los científicos investigadores Leif Gibb y Ken-ichi Amemori, los estudiantes universitarios Samuel Rubin y Adam Hood, y el asistente técnico Michael Riad.
Tomar decisiones difíciles
El nuevo estudio surgió de un esfuerzo por descubrir el papel de los estriosomas: grupos de células distribuidas a través del cuerpo estriado, una gran región del cerebro involucrada en la coordinación del movimiento y la emoción e implicada en algunos trastornos humanos. Graybiel descubrió los estriosomas hace muchos años, pero su función seguía siendo misteriosa, en parte porque son tan pequeños y profundos dentro del cerebro que es difícil visualizarlos con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI).
Estudios previos del laboratorio de Graybiel identificaron regiones de la corteza prefrontal del cerebro que se proyectan a los estriosomas. Estas regiones han estado implicadas en el procesamiento de emociones, por lo que los investigadores sospecharon que este circuito también podría estar relacionado con la emoción.
Para probar esta idea, los investigadores estudiaron ratones mientras realizaban cinco tipos diferentes de tareas de comportamiento, incluido un escenario de evitación de acercamiento. En esa situación, las ratas que corrían por un laberinto tenían que elegir entre una opción que incluía chocolate fuerte, que les gustaba, y luz brillante, que no les gustaba, y una opción con luz más tenue pero chocolate más débil.
Cuando los humanos se ven obligados a tomar este tipo de decisiones de costo-beneficio, generalmente experimentan ansiedad, lo que influye en las decisiones que toman. "Este tipo de tarea es potencialmente muy relevante para los trastornos de ansiedad", dice Gibb. "Si pudiéramos aprender más sobre este circuito, tal vez podríamos ayudar a las personas con esos trastornos".
Los investigadores también probaron ratas en otros cuatro escenarios en los que las opciones fueron más fáciles y menos cargadas de ansiedad.
“Al comparar el desempeño en estas cinco tareas, podríamos considerar la toma de decisiones de costo-beneficio versus otros tipos de toma de decisiones, lo que nos permite llegar a la conclusión de que la toma de decisiones de costo-beneficio es única”, dice Friedman.
Usando la optogenética, que les permitió activar o desactivar la entrada cortical a los estriosomas al iluminar las células corticales, los investigadores encontraron que el circuito que conecta la corteza con los estriosomas desempeña un papel causal en influir en las decisiones en la tarea de evitar el acercamiento. pero ninguna en absoluto en otros tipos de toma de decisiones.
Cuando los investigadores cerraron el ingreso a los estriosomas de la corteza, descubrieron que las ratas comenzaron a elegir la opción de alto riesgo y alta recompensa tanto como el porcentaje de 20 con más frecuencia de la que habían elegido previamente. Si los investigadores estimulaban la entrada a los estriosomas, las ratas comenzaron a elegir la opción de alto costo y alta recompensa con menos frecuencia.
Paul Glimcher, profesor de fisiología y neurociencia en la Universidad de Nueva York, describe el estudio como una "obra maestra" y dice que está particularmente impresionado por el uso de una nueva tecnología, la optogenética, para resolver un misterio de larga data. El estudio también abre la posibilidad de estudiar la función estriosoma en otros tipos de toma de decisiones, agrega.
"Esto resuelve el acertijo de 20 años que [Graybiel] escribió: ¿qué hacen los estriosomas?" dice Glimcher, que no formaba parte del equipo de investigación. “En 10 años tendremos una imagen mucho más completa, de la cual este artículo es la piedra fundamental. Ella ha demostrado que podemos responder a esta pregunta y la respondió en un área. Muchos laboratorios ahora abordarán esto y lo resolverán en otras áreas ".
Portero emocional
Los hallazgos sugieren que el estriado, y los estriosomas en particular, pueden actuar como un guardián que absorbe la información sensorial y emocional que proviene de la corteza y la integra para producir una decisión sobre cómo reaccionar, dicen los investigadores.
Ese circuito guardián también parece incluir una parte del mesencéfalo llamada sustancia negra, que tiene células que contienen dopamina que desempeñan un papel importante en la motivación y el movimiento. Los investigadores creen que cuando se activan por la entrada de los estriosomas, estas células de sustancia negra producen un efecto a largo plazo en las actitudes de toma de decisiones de un paciente animal o humano.
"Nos gustaría encontrar una manera de utilizar estos hallazgos para aliviar el trastorno de ansiedad y otros trastornos en los que el estado de ánimo y las emociones se ven afectados", dice Graybiel. "Ese tipo de trabajo tiene una prioridad real".
Además de buscar posibles tratamientos para los trastornos de ansiedad, los investigadores ahora están tratando de comprender mejor el papel de las células de sustancia negra que contienen dopamina en este circuito, que desempeña un papel fundamental en la enfermedad de Parkinson y también puede estar involucrado en trastornos relacionados.
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Salud Mental, la Fundación CHDI, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa, la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU., La Fundación de Dystonia y Parkinson de Bachmann-Strauss, y la Fundación William N. y Bernice E. Bumpus.
Historia de Fuente:
La historia anterior se basa en materiales proporcionada por MIT. El artículo original fue escrito por Anne Trafton. Nota: Los materiales pueden ser editados por contenido y duración.
Diario de Referencia:
- Alexander Friedman, Daigo Homma, Leif G. Gibb, Ken-Ichi Amemori, Samuel J. Rubin, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. Un camino corticostriatal que apunta a los estriosomas controla la toma de decisiones en conflicto. Celular, DOI 2015: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Proceso de toma de decisiones: Optogenetics descubre una red cerebral involucrada en elecciones emocionales
Mayo 28, 2015 12: 13 PM Por Susan Scutti
Durante los conflictos de aproximación y evitación, nuestros cerebros acceden a una red especializada que involucra a los estriosomas para ayudarnos a tomar decisiones difíciles y emocionales. Foto cortesía de Shutterstock.
Necesita más dinero, por lo que quiere un trabajo bien remunerado, pero sabe que eso significaría mucho trabajo y probablemente también a altas horas de la noche y los fines de semana. Cuando un objetivo es deseable y desagradable, experimentamos un conflicto psicológico conocido como aproximación para evitar. Durante estos conflictos, nuestros cerebros acceden a una red especializada que nos ayuda a tomar decisiones difíciles y emocionales, por ejemplo Neurocientíficos del MIT. Este circuito neural comienza y termina con los estriosomas.
¿Qué son exactamente los estriosomas? Estos grupos de células se distribuyen a través del cuerpo estriado, una región cerebral grande debajo de la corteza cerebral que está involucrada en la coordinación de nuestros movimientos a nuestras motivaciones. Sin embargo, los estriosomas son tan pequeños y se encuentran tan profundamente dentro del cerebro que a los investigadores les resulta difícil visualizarlos con una RMf. Por esta razón, siguen siendo un territorio desconocido del cerebro.
Estudios previos del laboratorio de la Dra. Ann Graybiel, profesora del MIT y miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro, identificaron regiones de la corteza prefrontal del cerebro que se proyectan a los estriosomas. Debido a que estas regiones ayudaron a procesar las emociones, los investigadores sospecharon que todo el circuito cerebral podría estar relacionado de alguna manera con la emoción. Es importante destacar que, en los monos, las decisiones tomadas durante los conflictos de aproximación-evitación activan selectivamente un subconjunto de neuronas en una región prefrontal medial que parece corresponder a la zona humana que se dirige a los estriosomas.
Queriendo entender mejor este circuito y su función, el equipo del MIT diseñó una serie de experimentos.
Descubriendo el cerebro
Los investigadores estudiaron ratas mientras realizaban cinco tipos diferentes de tareas de comportamiento. Las elecciones de los roedores fueron relativamente simples en cuatro de los entornos, pero en uno, los investigadores construyeron un escenario más complejo para evitar el acercamiento. Durante esta tarea de laberinto, las ratas tuvieron que escoger entre dos opciones: una que incluía chocolate fuerte (que les gusta) y una luz brillante (que no les gusta) y otra opción con luz más tenue pero chocolate más débil.
Si los humanos tuviéramos que enfrentarnos a un similar. aproximación para evitar elección, lo más probable es que experimentemos ansiedad, lo que influiría en nuestro "análisis de costo-beneficio" y, en última instancia, influiría en nuestra decisión.
Al observar la respuesta de las ratas, los investigadores agregaron otra dimensión a estas cinco tareas reveladoras. Durante algunos de los recorridos del laberinto, los científicos activaron y desactivaron la entrada cortical de los estriosomas de las ratas al iluminar directamente las células corticales, un método de neuromodulación conocido como optogenética.
Al iluminar las ratas ' procesos de toma de decisiones, los investigadores descubrieron que el circuito que conecta la corteza con los estriosomas jugó un papel durante la tarea de evitar el acercamiento, pero en las otras cuatro tareas, los estriosomas no influyeron en absoluto en el proceso de toma de decisiones.
Estos hallazgos sugieren que el estriado (y los estriosomas en particular) pueden actuar como un guardián mental, dicen los investigadores. Los estriosomas absorben la información sensorial y emocional que proviene de la corteza y luego la integran para producir una decisión.
Este mismo circuito parece incluir la sustancia negra, una región del cerebro medio que tiene células que contienen dopamina. Cuando son activados por los estriosomas, los investigadores especulan, estas células de sustancia negra producen un efecto a largo plazo en actitudes de toma de decisiones.
En última instancia, esta investigación sugiere nuevas posibilidades para aliviar unnxiedad y otros trastornos del estado de ánimo o emocionales. Al comprender mejor el papel de las células de sustancia negra que contienen dopamina, la pandilla del MIT cree que también pueden aprender a aliviar los síntomas de Enfermedad de Parkinson y trastornos relacionados.
Fuente: Friedman A, Homma D, Gibb LG, et al. Una ruta corticoestriatal dirigida a los estriosomas controla la toma de decisiones en situaciones de conflicto. Celular. 2015.
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