La detección de la novedad se basa en la señalización dopaminérgica: evidencia del impacto de la apomorfina en la novedad N2 (2013)

Más uno. 2013; 8 (6): e66469.

Publicado en línea 2013 Jun 20. doi  10.1371 / journal.pone.0066469

Mauricio Rangel-Gómez,1,* Clayton Hickey,1 Teresa van Amelsvoort,2 Pierre Bet,3 y Martijn Meeter1

Stefano L. Sensi, Editor

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Resumen

A pesar de mucha investigación, sigue sin estar claro si la dopamina participa directamente en la detección de novedades o desempeña un papel en la organización de la respuesta cognitiva posterior. Esta ambigüedad se debe en parte a la confianza en los diseños experimentales donde la novedad se manipula y la actividad dopaminérgica se observa posteriormente. Aquí adoptamos el enfoque alternativo: manipulamos la actividad de la dopamina utilizando apomorfina (agonista D1 / D2) y medimos el cambio en los índices neurológicos del procesamiento de novedades. En sesiones separadas de drogas y placebo, los participantes completaron una tarea de von Restorff. La apomorfina aceleró y potenció el componente N2 generado por la novedad, un componente de potencial relacionado con el evento (ERP, por sus siglas en inglés) pensado para indexar aspectos tempranos de la detección de la novedad, y causó que las palabras de fuente nueva se recordaran mejor. La apomorfina también disminuyó la amplitud de la novedad-P3a. Por lo tanto, un aumento en la activación del receptor D1 / D2 parece potenciar la sensibilidad neural a estímulos nuevos, lo que hace que este contenido esté mejor codificado.

Introducción

La capacidad de responder con precisión y rapidez a estímulos nuevos se basa en una cascada de mecanismos neurológicos que subyacen a la percepción, la atención, el aprendizaje y la memoria. [ 1 ]. Aunque la novedad del estímulo ha recibido mucho estudio, todavía no es seguro cómo se produce la detección de la novedad, qué estructuras están involucradas y qué sistemas de neurotransmisores intervienen.

Los marcadores de potencial relacionado con eventos (ERP) son ideales para comprender los mecanismos neuromoduladores del procesamiento de la novedad. Los estímulos nuevos generalmente provocan dos componentes ERP en sucesión: la novedad anterior N2 (N2b en Pritchard y colegas) [ 2 ] división del N2), y el P3, asociado con la asignación de atención al estímulo novedoso [ 3 ], [ 4 ]. El N2 generalmente parece reflejar el procesamiento involucrado en la detección y reconocimiento automáticos de estímulos novedosos. [ 5 ], [ 6 ], y el componente se reduce en gran medida después de una sola repetición de un estímulo nuevo [ 7 ]. Se ha descompuesto en tres subcomponentes: N2a, N2b y N2c. [ 2 ]. Estos corresponden a la negatividad de desajuste (N2a), el N2 anterior o la novedad N2 (N2b) y el N2 posterior (N2c; [ 8 ]). La negatividad de N2a / mismatch tiene una distribución máxima fronto-central y se piensa que refleja una respuesta neuronal automática a un valor atípico auditivo [ 9 ], [ 10 ], mientras que el N2b generalmente precede al componente P3a y comúnmente se obtiene en la tarea de bicho visual [ 11 ], [ 12 ]. El último componente se considera semiautomático, ya que se produce mediante estímulos extraños independientemente de la relevancia de la tarea. [ 5 ], [ 6 ]. El N2c, que comúnmente precede al componente P3b, está asociado con las tareas de clasificación [ 13 ].

El componente P3 también se ha dividido en dos subcomponentes: el P3a fronto-central (o P3 novedad) y el P3b centro-parietal. El P3a se ha asociado con la evaluación de estímulos novedosos para la acción conductual posterior y se postula que es un marcador de un mecanismo de cambio de atención consciente. [ 14 ] y posiblemente un índice de distracción [ 15 ]. El P3b es más bien un índice para los procesos relacionados con el reconocimiento del significado y la importancia del estímulo. [ 4 ], [ 7 ]. De acuerdo con esto, el P3b está mejorado para estímulos que están relacionados con decisiones o respuestas posteriores [ 16 ].

Varios estudios farmacológicos han empleado el N2 y el P3 para explorar las bases moleculares de la detección de novedades, principalmente con medicamentos que afectan a una amplia gama de neurotransmisores. Soltani y caballero [ 17 ]En una revisión exhaustiva de la literatura, se sugiere que la amplitud del P3 provocado por el bicho raro depende de la operación de varias monoaminas, en particular la dopamina y la norepinefrina. De acuerdo con esto, Gabbay y sus colegas [ 18 ] encontraron que la d-anfetamina, una dopamina no selectiva y un agonista de la norepinefrina, altera la reactividad de P3a, N100 y la reorientación de la negatividad (RON) a nuevos estímulos. Los participantes con una preferencia por la d-anfetamina presentaron una mayor amplitud de P3a, una amplitud reducida de N100 y una amplitud reducida de RON después de la d-anfetamina, en comparación con los participantes sin preferencia por el fármaco.

Se han utilizado intervenciones farmacológicas más específicas en la investigación con animales o en estudios en los que los pacientes son evaluados en condiciones con y sin medicación. En la esquizofrenia, que se asocia con disfunciones en el sistema de la dopamina, la falta de coincidencia de la negatividad (MMN) se reduce cuando los pacientes reciben un tratamiento neuroléptico que bloquea las vías dopaminérgicas [ 19 ]. En un estudio con pacientes con enfermedad de Parkinson (EP), la administración de L-Dopa o agonistas dopaminérgicos no cambió las preferencias de novedad, según lo evaluado por una tarea de bandidos de tres brazos. Sin embargo, este hallazgo es difícil de interpretar debido a la comorbilidad en la muestra, que incluyó pacientes con conductas compulsivas impulsivas [ 20 ].

Otros estudios han empleado un enfoque correlacional, en el que la activación en ciertas regiones y los polimorfismos del gen neurotransmisor se han asociado a índices de procesamiento de novedades. Los datos de imágenes de resonancia magnética funcional (IRMf) muestran una actividad provocada por la novedad en áreas mesolímbicas ricas en dopamina como la sustancia negra y el área ventral tegmentaria [ 21 ]. Se ha encontrado que los polimorfismos de los genes relacionados con la disponibilidad de dopamina (COMT) y la densidad de los receptores D2 (ANKK1) modulan el procesamiento de la novedad, de modo que una mayor amplitud de P3a está relacionada con el equilibrio de estas dos variables [ 22 ]. La codificación de genes para transportadores dopaminérgicos (DAT1) también se ha implicado en la detección de la novedad de la tarea. [ 23 ]. Estos estudios sugieren que una mayor disponibilidad dopaminérgica mejora la detección y el procesamiento adicional de estímulos novedosos. Además, la amplitud de P3a se reduce cuando los niveles de dopamina son bajos, como lo demuestran los estudios con pacientes con enfermedad de Parkinson [ 24 ], [ 25 ].

Sin embargo, en una revisión reciente Kenemans y Kähkönen [ 26 ] sugiere que el efecto de la manipulación de la dopamina en componentes relacionados con la novedad, como el MMN y el P3, es débil, y que el efecto principal de la dopamina es más bien en el procesamiento subcortical relacionado con el monitoreo de conflictos. Estos autores también sugieren que el efecto de la dopamina depende del receptor y que el agonismo de los receptores D1 / D2 está implicado en la aceleración de los procesos perceptivos.

Aunque la evidencia discutida anteriormente sugiere una función para la dopamina en el procesamiento de la novedad, la naturaleza precisa de este papel no está clara. Puede ser que la dopamina actúe para crear neural. sensibilidad a nuevos estímulos, desempeñando así un papel crítico en la detección de novedades. [ 27 ]. Alternativamente, la actividad inducida por la novedad en las áreas del cerebro dopaminérgico puede reflejar una reacción a nuevos estímulos, indexando la respuesta cognitiva a eventos ambientales que probablemente sean relevantes para el comportamiento [ 28 ].

En el presente estudio, manipulamos el sistema de dopamina mediante la administración de la apomorfina agonista D1 / D2 y medimos los componentes de ERP relacionados con la novedad. Este enfoque nos permite desenredar el papel de la dopamina en el procesamiento de novedades [ 29 ], [ 30 ]. Los participantes completaron dos sesiones experimentales, una después de la administración de apomorfina y otra después de la administración de un placebo de solución salina. Para determinar la participación del receptor D1 / D2 en el procesamiento de la novedad, los participantes completaron una tarea de von Restorff en cada sesión mientras se registraba el electroencefalograma. En esta tarea, los participantes estudian una lista de palabras, algunas de las cuales se destacan por su fuente y color únicos. Estos son posteriormente mejor recordados [ 31 ] Por su relativa novedad. [ 32 ].

Los estudios de ERP existentes sobre el procesamiento de novedades han tendido a emplear paradigmas de "bichos raros" en lugar de la tarea de von Restorff. En la tarea estándar de bichos raros, se evalúa la respuesta fisiológica a estímulos no estándar infrecuentes. Esta tarea requiere que los participantes respondan a un objetivo específico que se presenta en una secuencia de estímulos que también contiene nuevos estímulos poco frecuentes e irrelevantes para la tarea. Usamos la tarea menos común de von Restorff por dos razones. En primer lugar, proporciona un índice conductual de procesamiento de novedades, es decir, las tasas de recuperación de estímulos nuevos. En segundo lugar, los cambios en el recuerdo inducidos por la novedad constituyen una medida del impacto de la novedad en la memoria y el aprendizaje. Como se señaló anteriormente, el estudio actual fue motivado por la idea de que la dopamina puede afectar el aprendizaje a través de su papel en la detección de novedades, y nuestro interés fundamental es cómo la novedad afecta el aprendizaje y la memoria. Por lo tanto, optamos por emplear una tarea que permita tener una perspectiva de cómo la novedad afecta estos procesos cognitivos posteriores (ver también [ 33 ], [ 34 ].).

Si la activación del receptor D1 / D2 de dopamina aumenta la sensibilidad del cerebro a la novedad, nuestra expectativa era que la estimulación de los receptores de dopamina causada por la apomorfina creará una novedad más grande, N2, para palabras de fuentes novedosas. Si la dopamina está bastante involucrada en la reacción cognitiva posterior, esto debería reflejarse en componentes posteriores como el P3a, pero el N2 no debería verse afectado.

Resultados

Datos de comportamiento

Figura 1 y XNUMX presenta la precisión del recuerdo en función de la novedad de la fuente (novela / estándar) y la condición de la droga (apomorfina / placebo). La precisión media en las condiciones de las drogas para las palabras nuevas fue 30.2% y para las palabras estándar 27.3%. El análisis estadístico tomó la forma de un análisis de varianza de medidas repetidas (RM ANOVA) con factores de novedad y condición del fármaco. Esto no reveló ningún efecto principal de la condición de la droga (F1,25 = 2.27, p = 0.143), ningún efecto principal de la novedad (F1,25 = 2.02, P = 0.174), pero, críticamente, una interacción entre los factores (F1,25  = 4.32, p = 0.048). Los contrastes de seguimiento demostraron que el rendimiento de las palabras de fuentes nuevas fue mejor que el de las palabras de fuentes estándar en la condición de apomorfina (t25 = 2.61, p = 0.015), pero que no hubo diferencia de recuerdo entre la fuente nueva y las palabras estándar en la condición de placebo (t25 = 0.12, P = 0.913). Tenga en cuenta que los valores estadísticos para estos contrastes planificados reflejan valores sin corregir sin corregir.

Figura 1 y XNUMX 

Datos de comportamiento. La precisión (%) se presenta en el eje y, y las barras se representan para los estímulos nuevos y estándar, tanto bajo apomorfina como con placebo.

Datos ERP

Como las palabras de fuentes estándar no obtuvieron un N2 claro (vea el panel derecho de Figura 2) identificamos el componente N2 en función de la respuesta a nuevos estímulos de fuentes (vea el panel izquierdo de Figura 2). Consistente con la literatura existente [ 6 ], el N2 fue máximo en los sitios de electrodo fronto-centrales aproximadamente correspondientes a Fz y FCz en la convención de denominación de electrodos 10-10. Las parcelas presentadas en Figura 2 y XNUMX refleja los potenciales registrados en los electrodos de línea media aproximadamente equivalentes a los electrodos Fz y Cz del sistema de electrodos 10-10.

Figura 2 y XNUMX 

ERP provocados por estímulos nuevos y estándar después de la administración de apomorfina y placebo, en los electrodos Fz y Cz.

Como se ilustra en el panel superior izquierdo de Figura 2 y XNUMX, el N2 observado en la condición de apomorfina fue anterior y más grande cuando se obtuvo mediante palabras de fuentes novedosas. El N2 se superpone con un componente positivo concurrente, el P2, que a su vez alcanza su máximo alrededor de 180 ms. Sin embargo, la distribución topográfica y las diferencias de latencia observadas entre las condiciones del fármaco y del placebo apuntan a una modulación específica del N2.

Comenzamos el análisis estadístico probando la confiabilidad del cambio de latencia N2. Esto se logró mediante el uso de un procedimiento de arranque bootknifed en el que la latencia de inicio de N2 se definió como el momento en que este componente alcanzó el 50% de su amplitud máxima (consulte [ 35 ].) Este análisis demostró que el inicio de N2 es más temprano en la condición de apomorfina (166 ms) que en la condición de placebo (176 ms; t25 = 2.19, p = 0.041).

Dado este patrón, nuestro análisis de la amplitud N2 se basa en diferentes intervalos de latencia para las condiciones de apomorfina y placebo. Para cada condición, calculamos la amplitud media observada en un intervalo de 20 ms centrado en el pico del N2 [ 36 ]. Por lo tanto, el N2 para la condición de apomorfina se definió como la amplitud media entre 156 y 176 ms, y para la condición de placebo entre 166 y 186 ms. Los resultados mostraron un N2 confiablemente más grande en respuesta a nuevos estímulos de fuente en la apomorfina que en la condición de placebo (t25 = 2.88, p = 0.008). Ver Tabla 1.

Tabla 1 

Descripción de un experimento de control, diseñado para probar el efecto del tamaño en la expresión de los componentes de ERP presentados en este documento.

No observamos diferencias inducidas por fármacos en la amplitud de la P3a (ms250-350 ms. Post-estímulo). En contraste, el P3b provocado por nuevas palabras de fuente aparece más pequeño en la condición de apomorfina (panel superior izquierdo de Figura 2 y XNUMX). La amplitud máxima de P3b se observó en los sitios de los electrodos posteriores y, en consecuencia, el análisis estadístico se basó en el potencial medio observado a partir del estímulo 350-450 ms en un electrodo ubicado en una posición correspondiente a la etiqueta Cz en el montaje 10-10. Este análisis reveló una disminución confiable en la amplitud de P3b provocada por nuevas palabras en la condición de apomorfina en comparación con la condición de placebo (t25 = 2.37, p = 0.026).

Discusión

Investigamos el papel de la activación del receptor de dopamina D1 / D2 en el procesamiento de estímulos novedosos. Luego de la administración de la apomorfina agonista D1 / D2, los participantes realizaron una tarea de memoria relacionada con la presentación de estímulos de la palabra fuente nueva. Se registró el EEG mientras los participantes completaron la tarea y aislamos los componentes anteriores inducidos por la novedad N2 y P3a ERP.

Dado que el N2 anterior se ha relacionado con la detección de estímulos novedosos. [ 5 ], [ 6 ], y está pensado para indexar la acción de una red de detección de novedades ubicada principalmente en la corteza frontal [ 37 ], [ 38 ], se puede utilizar como un índice de detección de novedades en el contexto de una intervención farmacológica que afecta el sistema de dopamina. El trabajo existente sugiere que la dopamina está involucrada en la detección de novedades. [ 23 ], y específicamente con la velocidad de los procesos perceptivos. [ 26 ]. Si la activación del receptor D1 / D2 juega un papel crítico en la detección de novedades, nuestra expectativa era que la apomorfina debería tener un impacto marcado en el N2 anterior. Consistente con esto, este componente era confiablemente más grande y más temprano en la condición de apomorfina.

Es importante destacar que el impacto de la apomorfina en el N2 anterior identificado en nuestro estudio contrasta con los efectos de la apomorfina observados en trabajos anteriores. Por ejemplo, en Ruzicka et al. [ 29 ] La administración de apomorfina a pacientes de Parkinson provocó que el N2 y el P3 provocados por los estímulos diana auditivos fueran más pequeños y más tardíos que los provocados en condiciones sin fármaco. Ruzicka y col. concluyó que la apomorfina ralentiza los procesos cognitivos subyacentes a la discriminación y categorización (ver también [ 29 ], [ 39 ], [ 40 ]), como se observa después de la administración de levodopa en pacientes con Parkinson (p. ej. [41)]. En este contexto, la aceleración y amplificación del N2 aparente en nuestros resultados es sorprendente: la apomorfina parece tener un efecto específicamente sobre el N2 inducido por la novedad que es directamente opuesto a la desaceleración general observada en los componentes N2 y P3 en estudios anteriores.

De acuerdo con este trabajo anterior que demuestra un efecto generalmente disruptivo de la apomorfina, encontramos una amplia reducción en la amplitud de P3, particularmente en el P3b, cuando los participantes estaban bajo la influencia de la droga (ver Figura 2 y XNUMX). Estos resultados son inconsistentes con la evidencia genética previa, que relaciona la actividad dopaminérgica mejorada con la amplitud aumentada de P3a [ 42 ]. A primera vista, esto podría sugerir un impacto negativo del fármaco en los mecanismos atentos y mnemónicos indexados por el P3. Sin embargo, consistente con otros hallazgos en la literatura. [ 40 ]Nuestros resultados no mostraron ninguna relación entre la variabilidad de P3 inducida por catecolomina y el comportamiento del comportamiento. La apomorfina, de hecho, tenía una fiabilidad beneficioso Impacto en el recuerdo de palabras de novela-fuente.

Este patrón nos sugiere que la variación en el recuerdo de palabras de fuentes novedosas (el efecto von Restoff) se refleja en el N2 anterior, no en el P3, y por lo tanto refleja el cambio en la sensibilidad neuronal a la novedad en lugar de los procesos cognitivos posteriores. Esto es consistente con un conjunto de hallazgos de nuestro laboratorio que muestran una disociación entre la amplitud P3 y la probabilidad de que se recuerde una palabra de fuente nueva. [ 43 ]. La ausencia aparente de cualquier efecto farmacológico en el P3a podría reflejar alternativamente el impacto combinado de dos influencias farmacológicas concurrentes: por un lado, la apomorfina puede actuar para aumentar la amplitud de P3a al aumentar la sensibilidad a la novedad (como lo sugieren los resultados actuales de N2), Por otro lado, la apomorfina puede actuar para disminuir la amplitud de P3a a través de su impacto negativo más amplio en la amplitud de los componentes de ERP.

Como se señaló anteriormente, el trabajo existente sugiere que la apomorfina tiene un impacto generalmente perjudicial en la cognición, pero nuestros resultados demuestran claramente que facilita los mecanismos de detección de novedades indexados por el N2 anterior. Esto está en línea con las ideas de Redgrave y Gurney [ 27 ], quienes sostienen que los estímulos nuevos e inesperados provocan una liberación de dopamina rápida y automática. El papel de esta publicación sería sensibilizar otras áreas del cerebro a la ocurrencia de una configuración ambiental novedosa y facilitar el aprendizaje tanto de estos estímulos como de las respuestas que pueden haber causado su aparición. La novedad de esta manera se convierte en clave para la plasticidad del comportamiento, preparando el escenario, a través de la dopamina, para el aprendizaje.

Como es evidente en Figura 2 y XNUMX, el componente N2 observado en este estudio se superpone con el componente P2 del ERP, y nuestros resultados pueden reflejar una combinación de efectos en estos dos componentes. Tanto el N2 como el P2 ocurren en el mismo intervalo de latencia y son difíciles de distinguir (aparte de la polaridad), ya que son muy sensibles a las mismas manipulaciones experimentales y tienen la misma topografía. Parecen reflejar actividad en generadores físicamente cercanos, si no en las mismas estructuras cerebrales (como sería posible si la diferencia de polaridad se debiera al plegamiento cortical).

Sin embargo, es muy poco probable que las variaciones en el P2 puedan explicar únicamente nuestros resultados. En primer lugar, la amplitud de P2 provocada por las fuentes estándar no estuvo influenciada por la apomorfina, lo que concuerda con los resultados existentes que sugieren que el P2 es susceptible a la relevancia de la tarea en lugar de la novedad. [ 44 ]. Segundo, es poco probable que el cambio de latencia N2 observado se pueda crear por cambio en el P2. El N2 es un componente de frecuencia relativamente alta en este conjunto de datos, mientras que el P2 es de una frecuencia más baja (y se suma a P3a). Es poco probable que la variación en este complejo de polaridad positiva de baja frecuencia genere un cambio en el pico N2 de frecuencia más alta.

Proponemos que los resultados actuales reflejen la variación en el N2 anterior, pero una interpretación alternativa podría ser que nuestra manipulación experimental impacta la negatividad del desajuste. [ 45 ], [ 46 ]. Sin embargo, estudios previos sugieren que la dopamina no tiene influencia en la generación o modulación de la MMN. [ 47 ]. Además, los generadores de la MMN visual parecen estar ubicados en la corteza posterior, con un máximo sobre las áreas occipitales [ 48 ] en lugar de en las ubicaciones anteriores evidentes en nuestros resultados.

Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que la apomorfina tiene un impacto en el procesamiento de la novedad como se indica en el N2 anterior. En general, se cree que la apomorfina tiene un impacto agonístico en los receptores D1 / D2, en concordancia con la idea de que el aumento de la actividad en el sistema de la dopamina se puede asociar con una mayor sensibilidad para nuevos estímulos. Sin embargo, se deben adjuntar dos advertencias a esta idea. En primer lugar, no queda claro si la apomorfina en dosis bajas actúa como un agonista, o más bien como un antagonista eficaz a través de su impacto en los autorreceptores. [ 49 ], [ 50 ]. Este potencial efecto antagónico se ha sugerido como una explicación de los efectos cognitivos perjudiciales en pacientes con Parkinson [ 51 ], [ 52 ], pero aún no se ha demostrado de manera concluyente. En nuestro estudio, la apomorfina no tuvo ningún efecto en la memoria de referencia, pero mejoró de forma selectiva la memoria para estímulos novedosos. La idea de que un antagonista de la dopamina pueda crear este patrón es difícil de conciliar con cualquier explicación teórica actual. Por el contrario, si esa apomorfina actuó como agonista, esta mejora del comportamiento es muy consistente con la idea de que la dopamina participa en la detección de novedades.

En segundo lugar, nuestra interpretación se basa en la idea de que la manipulación experimental central es la novedad del estímulo. Las nuevas palabras de fuente también difieren de las palabras de fuente estándar en las características físicas de color, tamaño y tipo de fuente, que en teoría también podrían desempeñar un papel en la generación de las respuestas analizadas aquí. Sin embargo, no es probable que estas características físicas obtengan respuestas como N2 y P3a, y esto se controló en el caso del tamaño en un experimento de control. Además, la variación en estos tipos de características de estímulo no muestra correlación con los cambios en la actividad de los núcleos del cerebro medio ricos en dopamina [ 53 ].

En conclusión, nuestros resultados muestran que la administración de la apomorfina agonista D1 / D2 condujo a una mejor detección de los estímulos con un nuevo color, fuente y tamaño, como se reflejó en el inicio más temprano y el aumento de la amplitud del componente N2 anterior del ERP. Por lo que sabemos, este es el primer estudio que muestra que la activación de los receptores D1 / D2 aumenta selectivamente la sensibilidad del cerebro a la novedad. El papel de este aumento de sensibilidad podría ser facilitar el aprendizaje de nuevas configuraciones de estímulo y las respuestas asociadas con ellos. De acuerdo con esto, encontramos que los objetos nuevos se recuerdan mejor después de la activación del receptor D1 / D2.

Procedimiento experimental

Participantes

Veintiséis voluntarios sanos con visión normal o corregida a normal fueron reclutados de la población estudiantil de la Universidad VU de Ámsterdam. Ninguno de los participantes informó alguna patología neurológica o psiquiátrica conocida. Todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito y recibieron 150 € por su participación en el estudio más la compensación por los gastos de viaje. El grupo de participantes estaba compuesto por hembras 17 y machos 9, con edades comprendidas entre 18 y 32 años (media, 22 año, sd, 3.9 año). Veintitrés de los participantes eran diestros. El estudio se realizó de acuerdo con la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el comité de ética de la Universidad VU de Ámsterdam.

Intervención farmacológica

Los participantes fueron evaluados una vez después de la administración subcutánea de apomorfina y una vez después de placebo, doble ciego. Las dos sesiones de prueba se programaron con una semana de diferencia para reducir los efectos de arrastre, y el orden de las sesiones se contrarrestó entre los participantes.

En la sesión de apomorfina, el medicamento fue administrado por un investigador certificado en una proporción de 0.005 mg / kg. La apomorfina se obtuvo de Brittannia Pharmaceuticals Ltd. (nombre comercial Apo-Go). En la sesión de placebo se administró solución salina de la misma manera y volumen. Las dosis de apomorfina y solución salina fueron entregadas al investigador en agujas de inyección indistinguibles con codificación retenida por la farmacia.

Treinta minutos antes de la administración de apomorfina o placebo, los participantes recibieron una dosis oral de domperidona 40 mg, un antagonista de D2 que afecta selectivamente al sistema nervioso periférico (vea también [ 52 ]). La domperidona se obtuvo en comprimidos orales de 10 mg de Johnson & Johnson (nombre comercial Motilium) y se administró para contrarrestar los efectos secundarios conocidos de los agonistas D2, que incluyen náuseas y somnolencia. [ 54 ]. Sin embargo, los participantes de 11 informaron náuseas y somnolencia después de la administración de apomorfina. Consistente con el trabajo existente que emplea esta combinación de drogas. [ 52 ], [ 55 ], estos efectos secundarios fueron de corta duración, generalmente no duraron más de 15 minutos, y los participantes informaron que estaban alertas y listos para la tarea después de este intervalo.

Procedimiento y estímulos

Figura 3 y XNUMX Muestra una representación esquemática de la sesión de prueba. Como la apomorfina tiene un tiempo de aumento de 40 a 50, la prueba comenzó cuarenta minutos después de la inyección [ 52 ], [ 55 ]. Empleamos una tarea de aprendizaje verbal de von Restorff modificada en la que se estudian y luego se recuerdan las palabras presentadas en fuente estándar y las palabras presentadas en fuente novedosa. Las palabras de fuente novedosas se suelen recordar mejor que las de fuente estándar [ 31 ]. Una representación esquemática de la tarea se muestra en Figura 3 y XNUMX. Consistió en una fase de estudio, una fase de recuperación de claves y una fase de reconocimiento final, pero el rendimiento durante la fase de reconocimiento final fue máximo y solo se analizan los resultados de la fase de recuperación de claves.

Figura 3 y XNUMX 

Representación esquemática de la sesión de prueba y la tarea (recorte).

Durante la fase de estudio, a los participantes se les presentó una lista de los sustantivos concretos de 80 en inglés, con una longitud de palabra que varía entre los caracteres 5 y 10. Se utilizaron dos listas separadas, una para cada sesión de prueba, con el orden de estas listas compensadas entre los sujetos. Las palabras fueron las empleadas por Van Overschelde y sus colegas. [ 56 ], complementado con ayuda de un diccionario.

Las palabras en cada lista se presentaron en una fuente estándar (Courier New, 60, instancias) o en una fuente novedosa (20). Las nuevas palabras de fuente tenían un color variable (uno de los diez colores posibles, con cada color repetido dos veces en la lista), el tipo de letra variable (único para cada palabra de la novela en una lista) y un tamaño más grande.

Cada lista se mostró dos veces en cada sesión de prueba, sin cambios de orden, fuente o color, y los participantes tomaron un breve descanso después de la primera presentación. Las palabras se presentaron en medio de una pantalla gris (tamaño 21 ″) ubicada 80 cm delante del sujeto, de modo que las palabras estándar (tamaño de fuente 17) subtienden los grados de ángulo visual de 2.5 a 5, según la longitud de la palabra y la novela palabras (tamaño de fuente 30) 5.7 a 9.6 grados de ángulo visual.

Cada prueba comenzó con la presentación de una cruz de fijación para un intervalo aleatorio de 400 a 500 ms (distribución uniforme). Posteriormente, una palabra se presentó en el centro de la pantalla y permaneció visible durante 3500 ms.

En la fase de estudio, los participantes fueron instruidos para aprender las palabras. En la fase de recuperación de claves, los participantes recibieron claves para 40 de las palabras aprendidas anteriormente (las nuevas palabras de 20 y un 20 aleatorio de las palabras estándar; no todas las palabras estándar se indicaron para reducir la duración de la tarea). Las señales consistían en las dos primeras letras de cada palabra, presentadas de una en una en orden aleatorio, y los participantes completaron la palabra estudiada escribiendo las letras restantes. Cada una de las palabras estudiadas tenía una combinación única de las dos primeras letras.

Además de los estímulos visuales de la palabra, durante la fase de estudio se presentó un estímulo auditivo después del inicio visual de cada palabra después de un intervalo. El intervalo entre el inicio visual y el auditivo se seleccionó aleatoriamente de una distribución uniforme de 817 a 1797 ms. Los sonidos eran de dos tipos; ya sea un tono de "bip" estándar (2.2 KHz, 300 ms), que se presentó en 58 de las pruebas de 80, o un clip de sonido único de prueba (300 ms), que se presentó en 22 de las pruebas de 80. No hubo relación entre los estímulos auditivos y las palabras visuales, y se instruyó a los participantes para que ignoraran los sonidos. Los estímulos auditivos se incluyeron en el diseño experimental para obtener una medida independiente del procesamiento de la novedad, pero, en consonancia con otros resultados posteriores de nuestro laboratorio, no hubo pruebas en los datos de procesamiento diferencial de tonos estándar y clips de sonido únicos, y esta manipulación es no se discute más adelante.

Grabaciones EEG y Análisis de Datos

El EEG se registró desde las ubicaciones del cuero cabelludo 128 utilizando el sistema BioSemi Active2 (BioSemi, Ámsterdam, Países Bajos). Los electrodos fueron colocados de acuerdo con el montaje radial de ABC BioSemi. El electrooculograma vertical (EOG) se registró adicionalmente a partir de los electrodos 2 colocados 1 cm. lateral al canto externo de cada ojo, se registró el EOG horizontal de los electrodos 2 colocados arriba y debajo del ojo derecho, y se registraron las señales de referencia de los electrodos colocados sobre los mastoides derecho e izquierdo. La tasa de muestreo fue 512 Hz. El Biosemi es un amplificador de pierna derecha accionado, en lugar de un amplificador de EEG diferencial tradicional, y por lo tanto no emplea electrodos a tierra.

El análisis se realizó con EEGlab. [ 57 ] y scripts personalizados de Matlab. Los datos de EEG se volvieron a hacer referencia al promedio de la señal de los dos electrodos mastoides, se volvieron a muestrear a 500 Hz, se filtraron digitalmente (0.05 – 40 hz; kernel de mínimos cuadrados por impulso finito con 6 db de transición de 0.01 hz. Para filtro de paso bajo y 6 db transición de 2 hz. para filtro de paso alto), y en línea de base en el intervalo 100 ms antes del inicio del estímulo.

El análisis de componentes independientes se calculó a partir de datos de época colapsados ​​en las condiciones [ 58 ], [ 59 ]. Los componentes que representan artefactos de parpadeo se identificaron manualmente y se eliminaron de los datos, y los ensayos que mostraron artefactos musculares sustanciales también se identificaron y rechazaron de análisis adicionales (el umbral de rechazo se estableció en 100 / −100 µV). Esto dio como resultado el rechazo de aproximadamente 5% de los datos por sujeto, y los análisis subsiguientes se basan en promedios por sujeto de a.) Ensayos nuevos de 37 en la condición del medicamento, b.) Ensayos nuevos de 38 en la condición de placebo, c.) 112 ensayos estándar en la condición de fármaco, y d.) 116 ensayos estándar en la condición de placebo.

Declaración de financiación

MM cuenta con el respaldo financiero de la concesión VIDI 452-09-007 de NWO. CH cuenta con el respaldo financiero de la concesión VENI 016-125-283 de NWO. Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.

Referencias

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