La implicación del cuerpo estriado en la toma de decisiones (2016).

Idioma: Inglés | español | francés

Julie Goulet-KennedyBSc

Julie Goulet-Kennedy, Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et en intégration sociale. Centre de recherche de l'Institut universitaire en santé mentale de Québec; Faculté de médecine, Université Laval, Québec, Canadá;

Sara Labbe, Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et en intégration sociale. Centre de recherche de l'Institut universitaire en santé mentale de Québec; Faculté de médecine, Université Laval, Québec, Canadá;

Shirley fecteau, PhD*

Shirley Fecteau, Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et en intégration sociale. Centre de recherche de l'Institut universitaire en santé mentale de Québec; Faculté de médecine, Université Laval, Québec, Canadá;

Resumen

La toma de decisiones ha sido ampliamente estudiada en el contexto de la economía y desde una perspectiva grupal, pero aún se sabe poco sobre la toma de decisiones individuales. Aquí discutimos los diferentes procesos cognitivos involucrados en la toma de decisiones y sus sustratos neurales asociados. Los conductores putativos en la toma de decisiones parecen ser la corteza prefrontal y el estriado. Las habilidades deficientes para la toma de decisiones en varias poblaciones clínicas se han asociado con la actividad en la corteza prefrontal y en el cuerpo estriado. Destacamos la importancia de fortalecer el grado de integración de los sustratos neuronales y cognitivos para mejorar nuestra comprensión de las habilidades de toma de decisiones. En términos de paradigmas cognitivos, existe la necesidad de mejorar el valor ecológico de las tareas experimentales que evalúan la toma de decisiones en diversos contextos y con recompensas; Esto ayudaría a traducir los aprendizajes de laboratorio en beneficios de la vida real. En términos de sustratos neurales, el uso de técnicas de neuroimagen ayuda a caracterizar las redes neuronales asociadas con la toma de decisiones; más recientemente, las formas de modular la actividad cerebral, como en la corteza prefrontal y las regiones conectadas (p. ej., estriado), con estimulación cerebral no invasiva también han arrojado luz sobre los sustratos neuronales y cognitivos de la toma de decisiones. Juntos, estos enfoques cognitivos y neuronales podrían ser útiles para pacientes con discapacidades para tomar decisiones. El impulso detrás de esta línea de trabajo es que las habilidades de toma de decisiones subyacen a aspectos importantes del bienestar, la salud, la seguridad y las decisiones financieras y sociales en nuestra vida diaria.

Keywords: toma de decisiones, impulsividad, juegos patológicos, la corteza prefrontal, búsqueda de recompensas, la asunción de riesgos, esquizofrenia, striatum, trastorno por uso de sustancias

Introducción

Continuamente nos enfrentamos a decisiones en nuestra vida diaria: "¿Qué cereal de desayuno?" "¿Debo hacer ejercicio? Sí, pero ¿qué ejercicio? ¿Fútbol o yoga? "" ¿Debo tomarme unas vacaciones? Tal vez después de esta fecha límite de concesión. "" ¿Debo beber otro vaso de whisky para calmarme? ¿Otra taza de café para despertarme? "Las decisiones son impulsadas por factores externos (p. Ej., El tamaño y el retraso de las posibles recompensas / pérdidas) y factores internos (p. Ej., Comportamientos controlados por reflejo y automáticos por reflejo).), así como influencias genéticas (por ejemplo, sistemas de dopamina prefrontales) o psicopatología.

La mala toma de decisiones en los individuos puede deberse a un análisis inadecuado de las opciones o un enfoque excesivamente arriesgado (o demasiado cauteloso), y puede tener consecuencias perjudiciales para la salud, la seguridad y el bienestar financiero. Es fundamental comprender mejor las habilidades para la toma de decisiones, intactas o deterioradas. Esto se puede demostrar con el ejemplo del tabaquismo. Considere el impacto de comprender por qué una persona nunca ha fumado un cigarrillo, mientras que otra ha fumado uno o dos y luego ha dejado de fumar, u otra ha fumado durante algún tiempo y luego ha dejado de fumar, y otra que sigue fumando y luego sufre las consecuencias de su cerebro. cambios de plasticidad que posteriormente apuntalan lo que se convierte en el comportamiento psicológico y físico dañino de los trastornos por uso de sustancias. Este es solo un ejemplo, pero se puede aplicar una lógica similar a la adicción al comportamiento (por ejemplo, juego patológico): por qué una persona sigue tomando riesgos en el juego hasta que su bienestar está en juego. Otro ejemplo es por qué una persona con depresión o que ha tenido un accidente cerebrovascular cumple con los cambios de estilo de vida recomendados y / o los consejos médicos (p. Ej., Ejercicios, reduce la ingesta de alcohol, come de forma saludable, participa en actividades sociales), en comparación con otra persona que no lo hace. cumplir a pesar de que la salud y la vida de esa persona estén en juego. Por tanto, existe una amplia gama de enfermedades en las que se necesitan cambios de comportamiento y estilo de vida a largo plazo, que requieren habilidades para la toma de decisiones.

El objetivo de este artículo es discutir las habilidades de toma de decisiones y sus sustratos neurales asociados. Enfatizamos el papel influyente de la corteza prefrontal y el estriado en tales habilidades. También revisamos los procesos cognitivos y motivacionales involucrados en la toma de decisiones que se sabe que están alterados en varias poblaciones clínicas, especialmente trastornos por uso de sustancias, adicción al comportamiento y esquizofrenia. Destacamos la necesidad de caracterizar mejor estos procesos cognitivos y sustratos neuronales para promover el desarrollo de estrategias terapéuticas. De hecho, los enfoques pueden dirigirse tanto al cerebro y Comportamiento para alejar a los pacientes de una trayectoria inadaptada y hacia un estilo de vida más saludable.

Procesos de toma de decisiones y el papel del cuerpo estriado.

La toma de decisiones se ha estudiado principalmente en el contexto de la economía y el marketing y desde una perspectiva grupal. La reciente aparición de la neuroeconomía y el neuromarketing ha abierto áreas de investigación sobre cómo el cerebro humano toma, por ejemplo, decisiones financieras. Por supuesto, las decisiones que tomamos también tienen un impacto significativo en nuestra salud mental y física, y se pueden estudiar con tareas experimentales y técnicas de neuroimagen.

Tomar decisiones implica varios procesos cognitivos y motivacionales, como la atención, la búsqueda de recompensas, la impulsividad y la toma de riesgos. Estos procesos se pueden ver como parte de dos sistemas que interactúan cuando se toma una decisión: existe el sistema emocional "caliente" que valora las recompensas inmediatas y el sistema racional "cool" que valora las recompensas tanto inmediatas como retrasadas. Por lo tanto, la toma de decisiones se puede definir como un proceso cognitivo y emocional multicomponente servido por un dinámico circuito neuronal multinivel que recibe y proyecta señales amodales, y que regula y reevalúa continuamente la autoevaluación y la retroalimentación de los demás. Este circuito integra y sincroniza la información dentro de las redes corticales y subcorticales, con la corteza prefrontal y el cuerpo estriado como conductores putativos (p. Ej., Ver refs ––––––).

En este marco, caracterizar y promover la toma de decisiones puede fortalecer el grado de integración tanto a nivel cognitivo como neuronal, teniendo en cuenta factores externos (por ejemplo, el entorno social). Por ejemplo, las estrategias que promueven la toma de decisiones positivas incluyen la identificación de formas de reequilibrar los valores de recompensa de las opciones poco saludables y saludables mediante el fortalecimiento del control cognitivo e inhibitorio frontal para aquellas personas que desean alcanzar sus metas de cambios en el estilo de vida (por ejemplo, para hacer ejercicio, para dejar de fumar o para reducir) fumar, jugar o beber; comer de manera saludable) pero que han fallado repetidamente. Sin embargo, el desafío es identificar la mejor manera de guiar los comportamientos adaptativos y la plasticidad del cerebro para promover las funciones que subyacen en la toma de decisiones sobre una base individualizada que puede llevar a beneficios de la vida real.

Para guiar estos comportamientos adaptativos, la red neuronal debe estar bien descrita. Como se mencionó anteriormente, las habilidades de toma de decisiones implican varios procesos cognitivos y motivacionales, que involucran una compleja red neuronal. Sin embargo, hay algunos jugadores clave, especialmente la corteza prefrontal y el estriado. TLa corteza prefrontal y el cuerpo estriado están altamente interconectados y con frecuencia coactivar durante los procesos motivacionales., Partes distintas del estriado ventral y dorsal se han asociado con diferentes procesos de toma de decisiones en adultos sanos.– Además, las recompensas son influyentes en la toma de decisiones y parecen activar particularmente el cuerpo estriado. Curiosamente, tener opciones parece ser inherentemente gratificante. Los estudios han demostrado que tomar decisiones además de tener elecciones (por ejemplo, la percepción de control) es gratificante y provoca actividad en el estriado. Por ejemplo, se encontró una mayor actividad en el cuerpo estriado en sujetos que obtuvieron recompensas al elegir entre varias opciones que en sujetos que obtuvieron las mismas recompensas sin opciones; lAsimismo, en sujetos que recibieron recompensas entregadas por instrumentos en comparación con aquellos que recibieron recompensas pasivas.y.,

Cuando las habilidades de toma de decisiones están deterioradas

La toma de decisiones puede verse afectada por conductas inadaptadas y / o redes neuronales no adaptativas. Las conductas relacionadas con la toma de decisiones (p. Ej., Aceptar un primer cigarrillo [o “otro último”) cigarrillo) y las funciones cognitivas (p. Ej., Búsqueda de recompensas, impulsividad, autocontrol, asumir riesgos, atención) pueden asociarse a síntomas (p. Ej., Ansia) ) de ciertas afecciones médicas (por ejemplo, trastornos por consumo de tabaco). La toma de decisiones deteriorada se ha reportado en varios trastornos, incluidos los trastornos por uso de sustancias, adicciones conductuales y esquizofrenia (Tabla I).

TABLA I.  

Comportamientos y actividad estriatal en trastornos por uso de sustancias, adicción al comportamiento y esquizofrenia, en comparación con sujetos sanos. BART, Tarea de Riesgo Analógico de Globos; DDT, Tarea de descuento por demora; DS, cuerpo estriado dorsal; IGT, Iowa Gambling Task; L, izquierda; ...

Trastornos por uso de sustancias

Los estudios han reportado repetidamente que los pacientes con trastornos por el uso de sustancias difieren de los sujetos sanos en las habilidades de toma de decisiones, y estas diferencias de comportamiento se han asociado con diferentes patrones de actividad en varias regiones del cerebro, pero especialmente en el estriado ventral. Los usuarios de metanfetamina muestran una toma de decisiones arriesgada,, que se ha asociado con la corteza prefrontal y el cuerpo estriado. Por ejemplo, los usuarios de metanfetamina tomaron más riesgos en la tarea de riesgo analógico con balón y mostraron una mayor actividad en el estriado ventral y una actividad más débil en la corteza prefrontal dorsolateral derecha que los controles sanos. La anticipación de la recompensa monetaria también provocó actividad en el estriado ventral en pacientes con trastornos por consumo de cocaína y en los consumidores pesados ​​de cannabis Los pacientes con trastornos por consumo de tabaco también muestran impulsividad y toma de decisiones de riesgo., Como se mencionó anteriormente, las recompensas parecen ser influyentes en la actividad estriatal, y esto también se ha observado en pacientes con trastornos por uso de sustancias.– Por ejemplo, la actividad estriatal en respuesta a la recompensa monetaria disminuyó en los fumadores con la anticipación de fumar. Más recientemente, Wilson y sus colegas estudiaron la percepción individual de la recompensa y su vínculo con el estriado en los fumadores privados de nicotina. Observaron que los fumadores que mostraban la actividad más débil en el estriado ventral durante las recompensas monetarias estaban menos dispuestos a abstenerse de fumar para el refuerzo monetario. Asimismo, los pacientes con trastornos por consumo de alcohol muestran una toma de decisiones arriesgada Lo que parece implicar actividad estriatal. Por ejemplo, los pacientes con trastornos por consumo de alcohol fueron más impulsivos. y mostró una actividad más débil en el estriado ventral durante la anticipación de la recompensa monetaria., Resultados similares se observaron en sujetos sanos cuando se exponen al alcohol. Gilman y sus colegas descubrieron que la infusión de alcohol provocaba actividad en el estriado cuando los bebedores sociales sanos tomaban decisiones arriesgadas en lugar de opciones más seguras. Curiosamente, los cuatro estudios que informaron una mayor impulsividad en pacientes con trastornos por uso de sustancias que en controles sanos mostraron una actividad reducida en el estriado ventral, ,,, mientras que los dos estudios que no observaron diferencias en la impulsividad entre los grupos indicaron una mayor actividad en el estriado ventral, (Tabla I).

Adicción conductual

La toma de decisiones de riesgo se considera un fenotipo conductual característico del juego patológico, que involucra actividad estriatal. La toma de decisiones anormal y la actividad asociada en el cuerpo estriado en pacientes con juego patológico parecen similares a las observadas en pacientes con trastornos por uso de sustancias. Por ejemplo, la actividad en el cuerpo estriado ventral durante la anticipación de la recompensa se correlacionó inversamente con el nivel de impulsividad en pacientes con trastornos por consumo de alcohol, así como en pacientes con juegos de azar patológicos. ,, Esto puede no ser sorprendente, ya que ambos diagnósticos comparten síntomas: estos pacientes continúan teniendo comportamientos que brindan recompensas inadaptadas, a pesar de las consecuencias negativas, la tolerancia y la abstinencia.

Esquizofrenia

Algunos datos sugieren que los pacientes con esquizofrenia muestran déficits en la toma de decisiones, según lo evaluado en la Iowa Gambling Task. También parecen ser más impulsivos que los controles saludables en la tarea de descuento por retraso y tomar decisiones apresuradas en la tarea Beads., Además, se ha informado que las decisiones apresuradas en pacientes con esquizofrenia se asocian con una actividad reducida en el estriado ventral derecho durante la toma de decisiones finales Los familiares de primer grado también muestran decisiones precipitadas anormales, mientras que los individuos con un estado mental de riesgo no parecen mostrar decisiones precipitadas anormales, pero sí muestran una actividad reducida en el estriado ventral derecho cuando toman decisiones finales en comparación con sujetos sanos.

Otros

Otras poblaciones clínicas muestran una toma de decisiones arriesgada, incluidas aquellas con trastornos de personalidad límite,– acumulación compulsiva, y lesiones adquiridas en la corteza prefrontal.– La participación del cuerpo estriado asociado con la toma de decisiones de riesgo aún no se ha estudiado en estas poblaciones. Los pacientes con enfermedad de Parkinson con trastornos del control de los impulsos también muestran decisiones de riesgo. Por ejemplo, estos pacientes tomaron más riesgos en la Tarea de riesgo analógico con balón, y esto se asoció con una menor actividad en el cuerpo estriado ventral que en pacientes con enfermedad de Parkinson sin trastornos de control de impulsos.

Algunas poblaciones muestran una toma de decisiones anormalmente cautelosa, incluidos los individuos con depresión mayor,– trastornos de ansiedad generalizada, e individuos sanos con alto rasgo de ansiedad. Los pacientes con lesión cerebral traumática también parecen mostrar una toma de riesgos anormalmente cautelosa, como se muestra, por ejemplo, en la Tarea de riesgo analógico de globo. Nuevamente, se necesitan más investigaciones para describir mejor las habilidades de toma de decisiones intactas y dañadas y sus sustratos neurales asociados en estas poblaciones.

Independientemente de si las malas habilidades para tomar decisiones son una causa o consecuencia de algunos trastornos, las formas de promover y rehabilitar la toma de decisiones individuales de acuerdo con el objetivo de uno (por ejemplo, dejar de fumar) tendrían un tremendo impacto médico, social y económico.

Perspectivas de futuro: ¿cómo podemos promover habilidades de toma de decisiones?

Un objetivo final para el trabajo futuro es caracterizar, promover y, finalmente, rectificar la trayectoria de desarrollo de la toma de decisiones sobre una base individual para mejorar la salud y el bienestar de los pacientes. Un desafío es integrar varias disciplinas, ya que la toma de decisiones se encuentra en la intersección de la medicina, las ciencias humanas, las neurociencias, la economía y el marketing. Además, para promover ciertos comportamientos (por ejemplo, rechazar las ofertas de cigarrillos), necesitamos formas de mejorar las funciones cognitivas (por ejemplo, para reducir la recompensa [tabaco] que busca) y / o modular los sustratos neurales asociados (especialmente en la corteza prefrontal y estriado). Estos cambios pueden traducirse en última instancia en beneficios clínicos (por ejemplo, para reducir o dejar de fumar). Por lo tanto, necesitamos desarrollar mejores paradigmas cognitivos y enfoques que modularán la actividad prefrontal y estriatal en otras regiones y redes.

Enfoques para promover las funciones cognitivas involucradas en la toma de decisiones.

Un aspecto importante es adaptar el conocimiento basado en el laboratorio de la toma de decisiones a situaciones del mundo real. De hecho, los experimentos deben ir más allá de los experimentos de laboratorio controlados a situaciones de la vida real para traducir los hallazgos básicos en beneficios de la vida real. Un aspecto crucial, pero a menudo descuidado, al medir las respuestas del cerebro humano a las emociones, la impulsividad, los deseos, etc. (procesos involucrados en la toma de decisiones) es la validez ecológica. La toma de decisiones, como aceptar o rechazar una oferta de un cigarrillo, probablemente funciona de manera diferente en la vida real que en los entornos de laboratorio. Existen paradigmas bien establecidos para la toma de decisiones., que se puede adaptar para incluir varias recompensas del mundo real. Por ejemplo, Takahashi estudió los impulsos de interés personal con el juego Ultimatum, que ofrece recompensas monetarias y de cigarrillos a pacientes con trastornos por consumo de tabaco e individuos saludables. Los pacientes con trastornos por consumo de tabaco rechazaron la mayoría de las ofertas de dinero injustas (al igual que las personas sanas), pero aceptaron ofertas injustas de cigarrillos. Los paradigmas también deben incluir influencias potenciales del medio ambiente y las redes sociales (por ejemplo, la presión de los compañeros para fumar). El campo emergente de la realidad virtual inmersiva probablemente contribuirá a una mejor caracterización de los comportamientos y funciones cognitivas en varias poblaciones clínicas, incluidas aquellas con trastornos por uso de sustancias,, adicción al comportamiento, y la esquizofrenia. Necesitamos paradigmas complejos que imiten situaciones de la vida real, pero también necesitamos paradigmas que diseccionen y aíslen los diversos procesos involucrados al tomar una decisión, desde los procesos de atención a la motivación, la evaluación, la selección y la anticipación. La caracterización de los procesos cognitivos en la toma de decisiones es de interés clínico. Por ejemplo, los resultados de fumar fueron predichos por señales motivacionales, y el descuento de recompensas retrasadas. Se ha informado que los pacientes con trastornos por consumo de tabaco que mostraron mayores descuentos en las recompensas monetarias tenían menos probabilidades de mantener la abstinencia de fumar durante una terapia cognitivo-conductual de 28-semana.,

Enfoques para promover la actividad cerebral involucrada en la toma de decisiones.

Hay formas de modular la actividad cerebral, incluidos los métodos conductuales (por ejemplo, neurofeedback) y, más recientemente, las técnicas de estimulación cerebral no invasiva. La estimulación cerebral no invasiva, como la estimulación magnética transcraneal repetitiva (rTMS) y la estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS), puede modular las funciones cognitivas humanas in vivo. rTMS es una técnica que permite la modulación no invasiva de la actividad cerebral mediante la aplicación de campos magnéticos relativamente focales y repetidos. El tDCS induce cambios de excitabilidad que probablemente se deben a la despolarización de la membrana neuronal por debajo del umbral causada por alteraciones en las proteínas transmembrana y cambios relacionados con la electrólisis en la concentración de iones de hidrógeno. Tanto el rTMS como el tDCS pueden inducir cambios inhibitorios y / o excitatorios neurales que pueden durar más que el período de estimulación, dependiendo de los parámetros de estimulación. En resumen, estas técnicas de estimulación cerebral no invasiva pueden modular la función de una red cerebral; por lo tanto, los efectos sobre los circuitos cerebrales son causantes de los resultados de comportamiento observados posteriormente. Estas técnicas no invasivas de estimulación cerebral tienen funciones cognitivas moduladas involucradas en la toma de decisiones, incluyendo la búsqueda de recompensa,, tomar riesgos,, impulsividad, y tratamiento de atención saliente. e información emocional., Pueden tener el potencial de promover habilidades de toma de decisiones en poblaciones clínicas. Algunos estudios de prueba de concepto modulan los procesos de toma de decisiones en pacientes, como aquellos con trastornos por uso de sustancias,– juego patológico, y trastornos obsesivos compulsivos. Por ejemplo, Hayashi y sus colegas. estudiaron los efectos de la EMTr aplicada sobre la corteza prefrontal dorsolateral izquierda en pacientes con trastornos por consumo de tabaco. Encontraron la supresión del deseo de fumar y la impulsividad para obtener recompensas monetarias, según lo medido en la Tarea de descuento por demora. En otro estudio, se probaron los efectos de tDCS sobre la corteza prefrontal dorsolateral en pacientes con trastornos por consumo de tabaco que deseaban dejar de fumar. Se estudió la cantidad de cigarrillos fumados y los procesos de toma de decisiones. Habilidades de toma de decisiones de los impulsos de interés propio y la toma de riesgos con el juego Ultimatum y la tarea de riesgos, respectivamente, con recompensas de dinero y cigarrillos, se midieron. Los principales hallazgos incluyeron una disminución en el número de cigarrillos fumados y un aumento en las tasas de rechazo de las ofertas de cigarrillos, pero no las ofertas monetarias, en el Ultimatum Game, lo que sugiere que los efectos de tDCS podrían ser sensibles a la recompensa. No se encontraron cambios significativos en la Tarea de Riesgo con respecto a ninguna de las recompensas.

La mayoría de los protocolos que utilizan rTMS y tDCS están dirigidos a la corteza prefrontal dorsolateral. Debido a la anatomía del cerebro, el cuerpo estriado no puede dirigirse directamente con enfoques no invasivos. Sin embargo, como la corteza prefrontal y el cuerpo estriado están altamente interconectados, se ha planteado la hipótesis de que apuntar a la corteza prefrontal con estimulación cerebral no invasiva puede modular la actividad del estriado. De hecho, apuntar a la corteza prefrontal dorsolateral con rTMS indujo la liberación de dopamina en el núcleo caudado, así como en el cingulado anterior y la corteza orbitofrontal.. En un estudio reciente, aplicamos tDCS sobre la corteza prefrontal dorsolateral de adultos sanos durante la espectroscopia de resonancia magnética. Encontramos que, en comparación con la estimulación simulada, la estimulación activa elevaba el N-acetil aspartato en la corteza prefrontal, y el glutamato y la glutamina en el estriado. Sería interesante evaluar si la estimulación cerebral no invasiva puede reducir los déficits en las habilidades de toma de decisiones mediante la modulación de la actividad en la corteza prefrontal y el cuerpo estriado en pacientes con deficiencias en la toma de decisiones, ya que se ha demostrado que la actividad estriatal tiene impacto clínico. Por ejemplo, la actividad en el estriado ventral predijo los resultados del tratamiento y la ingesta de sustancias en pacientes con trastornos por consumo de cannabis, trastornos del consumo de cocaína, y los trastornos por uso de metanfetamina. Además, la actividad en el estriado ventral provocada durante una tarea de juego de adivinar cartas con recompensa monetaria y castigo se ha correlacionado con la gravedad del juego en pacientes con juego patológico.

Conclusiones

Juntas, estas estrategias deberían ayudar a caracterizar la arquitectura cognitiva y neuronal involucrada cuando tomamos decisiones. Necesitamos explorar formas de mejorar la validez ecológica de nuestros paradigmas de toma de decisiones para facilitar la transición de entornos de laboratorio a situaciones de la vida real. Además, al igual que con cualquier otra función cognitiva y neural, las habilidades de toma de decisiones se desarrollan y cambian a lo largo de la vida, lo que debe tenerse más en cuenta en futuros estudios. Por ejemplo, la actividad en el cuerpo estriado dorsal se obtuvo durante las recompensas inmediatas y retrasadas en personas mayores, pero no en personas más jóvenes y sanas. Esto también ayudará más en el desarrollo de métodos de prevención y abordará cuestiones ambiciosas, tales como ¿Por qué algunas personas y otras no comen de manera saludable, beben moderadamente y hacen ejercicio?

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