Tendencias Cogn Sci. 2011 Ene; 15 (1): 37-46. doi: 10.1016 / j.tics.2010.11.001. Epub 2010 Nov 24.
Fuente
Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, Institutos Nacionales de la Salud, Bethesda, MD 20892, EE. UU. [email protected]
Resumen
La capacidad de resistir la necesidad de comer requiere el buen funcionamiento de los circuitos neuronales involucrados en el control de arriba hacia abajo para oponerse a las respuestas condicionadas que predicen la recompensa de comer los alimentos y el deseo de comerlos. yolos estudios de diagnóstico muestran que los sujetos obesos pueden tener alteraciones en las vías dopaminérgicas que regulan los sistemas neuronales asociados con la sensibilidad de la recompensa, el condicionamiento y el control. Se sabe que los neuropéptidos que regulan el balance energético (procesos homeostáticos) a través del hipotálamo también modulan la actividad de las células de dopamina y sus proyecciones en regiones involucradas en los procesos gratificantes que subyacen a la ingesta de alimentos.. Se postula que esto también podría ser un mecanismo por el cual comer en exceso y la resistencia resultante a las señales homeostáticas perjudica la función de los circuitos involucrados en la sensibilidad de la recompensa, el condicionamiento y el control cognitivo.
Introducción
Un tercio de la población adulta de EE. UU. Es obesa [índice de masa corporal (IMC) ≥30 kg m-2] [1]. Este hecho tiene implicaciones de largo alcance y costosas, ya que la obesidad está fuertemente asociada con complicaciones médicas graves (por ejemplo, diabetes, enfermedad cardíaca, hígado graso y algunos tipos de cáncer) [2]. No es sorprendente que los costos de la atención médica solo debido a la obesidad en los EE. UU. Se hayan estimado en casi US $ 150 mil millones [3].
Sin duda, los factores sociales y culturales contribuyen a esta epidemia. Específicamente, se cree que los entornos que promueven hábitos alimenticios poco saludables (acceso ubicuo a alimentos altamente procesados y basura) y la inactividad física desempeñan un papel fundamental en el problema generalizado de la obesidad (sitio web sobre sobrepeso y obesidad de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Sin embargo, los factores individuales también ayudan a determinar quiénes serán (o no) obesos en estos entornos. Según los estudios de herencia, se estima que los factores genéticos contribuyen entre 45% y 85% de la variabilidad en el IMC [4,5]. Aunque los estudios genéticos han revelado mutaciones puntuales que están representadas en exceso entre los individuos obesos [4], en su mayor parte, se cree que la obesidad está bajo control poligénico [6,7]. De hecho, el estudio de análisis de asociación de genoma completo (GWAS) más reciente realizado en individuos 249,796 de ascendencia europea identificó los loci 32 asociados con el IMC. Sin embargo, estos loci explicaron solo el 1.5% de la varianza en el IMC [8]. Además, se estimó que los estudios GWAS con muestras más grandes deberían ser capaces de identificar loci extra 250 con efectos en el IMC. Sin embargo, incluso con las variantes no descubiertas, se estimó que las señales de los loci de variante común solo representarían 6 – 11% de la variación genética en el IMC (basado en una heredabilidad estimada de 40 – 70%). Es probable que la explicación limitada de la varianza de estos estudios genéticos refleje las complejas interacciones entre los factores individuales (según lo determinado por la genética) y la forma en que los individuos se relacionan con los entornos donde los alimentos están ampliamente disponibles, no solo como fuente de nutrición, sino También como una fuerte recompensa que por sí misma promueve la alimentación [9].
El hipotálamo [a través de neuropéptidos reguladores como la leptina, la colecistoquinina (CCK), la grelina, la orexina, la insulina, el neuropéptido Y (NPY) y la detección de nutrientes, como la glucosa, los aminoácidos y los ácidos grasos, se reconoce como el cerebro principal. Región que regula la ingesta de alimentos en relación con los requisitos calóricos y nutricionales. [10–13]. En particular, el núcleo arqueado a través de sus conexiones con otros núcleos hipotalámicos y regiones cerebrales extra hipotalámicas, incluido el núcleo del tracto solitario, regula la ingesta de alimentos homeostáticos [12] y está implicado en la obesidad [14–16] (Figura 1a, panel izquierdo). Sin embargo, se está acumulando evidencia de que otros circuitos cerebrales, además de los que regulan el hambre y la saciedad, están involucrados en el consumo de alimentos y la obesidad.y [17]. Específicamente, varias límbicas [núcleo accumbens (NAc), amígdala e hipocampo] y regiones corticales del cerebro [córtex orbitofrontal (CED), cingulato (ACC) y ínsula) y sistemas de neurotransmisores (dopamina, serotonina, opioides y cannabinoides), así como los El hipotálamo está implicado en los efectos gratificantes de los alimentos. [18] (Figura 1a, panel derecho). En contraste, la regulación de la ingesta de alimentos por parte del hipotálamo parece depender de la recompensa y la neurocirugía que modifica la conducta alimentaria [19–21].
Sobre la base de los hallazgos de estudios de imágenes, recientemente se propuso un modelo de obesidad en el que comer en exceso refleja un desequilibrio entre los circuitos que motivan el comportamiento (debido a su participación en la recompensa y el condicionamiento).) y circuitos que controlan e inhiben las respuestas prepotentes [22]. Este modelo identifica cuatro circuitos principales: (i) recompensa-saliencia; (ii) motivación - impulso; (iii) aprendizaje-condicionamiento; y (iv) control inhibitorio –regulación emocional –función ejecutiva. Cabe destacar que este modelo también es aplicable a la adicción a las drogas.
In individuos vulnerables, el consumo de altas cantidades de alimentos palatables (o drogas en la adicción) puede alterar la interacción equilibrada entre estos circuitos, lo que resulta en un mayor valor de refuerzo de los alimentos (o drogas en la adicción) y en un debilitamiento de los circuitos de control. Esta perturbación es una consecuencia del aprendizaje condicionado y el restablecimiento de los umbrales de recompensa luego del consumo de grandes cantidades de alimentos altos en calorías (o drogas en la adicción) por individuos en riesgo. El debilitamiento de las redes descendentes corticales que regulan las respuestas prepotentes da como resultado la impulsividad y la ingesta compulsiva de alimentos (o ingesta compulsiva de drogas en la adicción).
Este artículo analiza la evidencia que vincula los circuitos neuronales involucrados en el control de arriba hacia abajo con aquellos involucrados con la recompensa y la motivación y su interacción con señales periféricas que regulan la ingesta de alimentos homeostáticos.
La comida es un potente estímulo natural de recompensa y condicionamiento.
Ciertos alimentos, particularmente aquellos ricos en azúcares y grasas, son recompensas potentes [23] que promueven la alimentación (incluso en ausencia de un requisito energético) y desencadenan asociaciones aprendidas entre el estímulo y la recompensa (condicionamiento). En términos evolutivos, esta propiedad de los alimentos sabrosos solía ser ventajosa porque aseguraba que los alimentos se consumían cuando estaban disponibles, lo que permitía que la energía se almacenara en el cuerpo (como grasa) para futuras necesidades en entornos donde las fuentes de alimentos eran escasas y / o poco confiables. Sin embargo, en las sociedades modernas, donde la comida está ampliamente disponible, esta adaptación se ha convertido en una responsabilidad.
Varios neurotransmisores, incluidos la dopamina (DA), los cannabinoides, los opioides y la serotonina, así como los neuropétidos implicados en la regulación homeostática de la ingesta de alimentos, como la orexina, la leptina y la grelina, están implicados en los efectos gratificantes de los alimentos [24–26]. El DA ha sido el más investigado y es el mejor caracterizado. Es una recompensa moduladora del neurotransmisor clave (recompensas naturales y por medicamentos), que realiza principalmente a través de sus proyecciones desde el área tegmental ventral (VTA) hacia la NAc [27]. También están implicadas otras proyecciones de DA, como el estriado dorsal (caudado y putamen), las regiones corticales (OFC y ACC) y límbicas (hipocampo y amígdala) y el hipotálamo lateral. De hecho, en humanos, se ha demostrado que la ingesta de alimentos sabrosos libera DA en el cuerpo estriado dorsal en proporción al nivel de placer autoinformado derivado de comer los alimentos [28]. Sin embargo, la participación de DA en la recompensa es más compleja que la mera codificación de valor hedónico. Al exponerse por primera vez a una recompensa de comida (o una recompensa inesperada), la activación de las neuronas DA en el VTA aumenta con un aumento resultante en la liberación de DA en NAc [29]. Sin embargo, con la exposición repetida a la recompensa de alimentos, la respuesta de la DA se habitúa y se transfiere gradualmente a los estímulos asociados con la recompensa de alimentos (por ejemplo, el olor de los alimentos), que luego se procesa como un predictor de recompensa (se convierte en una señal condicionada). a la recompensa) [30,31]; La señal DA en respuesta a la señal sirve para transmitir un 'error de predicción de recompensa' [31]. Los extensos aferentes glutamatérgicos a las neuronas DA de las regiones involucradas con sensibilidad sensorial (ínsula o corteza gustativa primaria), homeostática (hipotálamo), recompensa (NAc), emocional (amígdala e hipocampo) y multimodal (OFC para la saliencia) modulan su actividad en respuesta a Recompensas y señales condicionadas [32]. Específicamente, las proyecciones de la amígdala y las neuronas OFC a DA y NAc están involucradas en respuestas condicionadas a los alimentos [33]. De hecho, los estudios de imagen mostraron que cuando a los sujetos masculinos no obesos se les pedía que inhibieran su deseo de comer mientras estaban expuestos a las señales de los alimentos, disminuían la actividad metabólica en la amígdala y la OFC [así como en el hipocampo (ver también Box 1), ínsula y estriado]; las disminuciones en la OFC se asociaron con reducciones en el deseo de alimentos [34].
Las señales condicionadas pueden provocar la alimentación incluso en ratas saciadas [30] y, en humanos, los estudios de imagen han demostrado que la exposición a las señales de los alimentos provoca un aumento de DA en el estriado que está asociado con el deseo de comer los alimentos [35]. Además de su participación en el condicionamiento, el DA también está involucrado con la motivación para realizar los comportamientos necesarios para adquirir y consumir los alimentos. De hecho, la participación de DA en la recompensa de alimentos se ha asociado con la prominencia motivadora o el "deseo" de los alimentos en lugar de la "afición" a los alimentos [36] (Box 2), un efecto que probablemente involucre el estriado dorsal y quizás también el NAc [37]. La DA tiene un papel tan crucial en este contexto que los ratones transgénicos que no sintetizan la DA mueren de inanición debido a la falta de motivación para comer [37]. La restauración de la neurotransmisión de la DA en el cuerpo estriado dorsal rescata a estos animales, mientras que la restauración en la NAc no lo hace.
Las propiedades hedónicas ('gustar') de los alimentos parecen depender, entre otras cosas, de la neurotransmisión de opiáceos, cannabinoides y GABA [36]. Estas propiedades de "gusto" de los alimentos se procesan en regiones de recompensa que incluyen hipotálamo lateral, NAc, pálido ventral, OFC [9,27,38] y la ínsula (área del gusto primario en el cerebro) [39].
La señalización de opiáceos en NAc (en la cáscara) y el pálido ventral parece mediar en el "gusto" de los alimentos [40]. Por el contrario, la señalización opioide en la amígdala basolateral está implicada en la transmisión de las propiedades afectivas de los alimentos, que a su vez modulan el valor de incentivo de los alimentos y el comportamiento de búsqueda de recompensas, contribuyendo así también a que los alimentos "deseen" [41]. Curiosamente, en roedores que han estado expuestos a dietas ricas en azúcar, un desafío farmacológico con naloxona (fármaco antagonista de opiáceos sin efectos en ratas de control) provoca un síndrome de abstinencia de opiáceos similar al observado en animales que han estado expuestos crónicamente a medicamentos opioides [42]. Además, la exposición de humanos o animales de laboratorio al azúcar produce una respuesta analgésica [43], lo que sugiere que el azúcar (y quizás otros alimentos sabrosos) tiene una capacidad directa para aumentar los niveles de opioides endógenos. Una pregunta de investigación que surge de estos datos es si, en los seres humanos, las dietas provocan un síndrome de abstinencia leve que podría contribuir a la recaída.
Los endocannabinoides, predominantemente a través de la señalización del receptor CB1 de cannabinoides (a diferencia de los receptores CB2), están involucrados tanto con mecanismos homeostáticos como de recompensa de la ingesta de alimentos y el gasto energético [44–46]. La regulación homeostática está mediada en parte a través de los núcleos arqueados y paraventriculares en el hipotálamo y a través del núcleo del tracto solitario en el tronco cerebral, y la regulación de los procesos de recompensa está mediada en parte a través de los efectos en NAc, hipotálamo y tronco cerebral. Por lo tanto, el sistema cannabinoide es un objetivo importante en el desarrollo de medicamentos para el tratamiento de la obesidad y el síndrome metabólico. De manera similar, la modulación por la serotonina de los comportamientos de alimentación involucra la recompensa y la regulación homeostática y también ha sido un objetivo para el desarrollo de medicamentos contra la obesidad [47–50].
Paralelamente, hay cada vez más pruebas de que los reguladores homeostáticos periféricos del balance energético, como la leptina, la insulina, la orexina, la grelina y el PYY, también regulan los comportamientos que no son homeostáticos y modulan las propiedades gratificantes de los alimentos [50]. Estos neuropéptidos también podrían estar involucrados con el control cognitivo sobre la ingesta de alimentos y con el acondicionamiento de los estímulos alimentarios [51]. Específicamente, pueden interactuar con receptores afines en las neuronas VTA DA del cerebro medio, que no solo se proyectan a la NAc, sino también a las regiones prefrontal y límbica; de hecho, muchos de ellos también expresan receptores en las regiones frontales y en el hipocampo y la amígdala [50].
Se ha demostrado que la insulina, que es una de las hormonas clave involucradas en la regulación del metabolismo de la glucosa, atenúa la respuesta de las regiones límbicas (incluidas las regiones de recompensa cerebral) y las regiones corticales del cerebro humano a los estímulos alimentarios. Por ejemplo, en controles sanos, la insulina atenuó la activación del hipocampo, cortezas frontales y visuales en respuesta a imágenes de alimentos [52]. A la inversa, los sujetos resistentes a la insulina (pacientes con diabetes tipo 2) mostraron una mayor activación en las regiones límbicas (amígdala, estriado, OFC e ínsula) cuando se exponen a estímulos alimentarios que los pacientes no diabéticos [53].
IEn el cerebro humano, la hormona leptina derivada de los adipocitos, que actúa en parte a través de los receptores de leptina en el hipotálamo (núcleo arqueado) para disminuir la ingesta de alimentos. También se ha demostrado que atenúa la respuesta de las regiones de recompensa cerebral a los estímulos alimentarios. Específicamente, los pacientes con deficiencia de leptina congénita mostraron activación de los objetivos mesolímbicos de DA (NAc y caudado) a los estímulos visuales de los alimentos, que se asoció con la falta de alimentos, incluso cuando el sujeto acababa de ser alimentado. Por el contrario, la activación mesolímbica no se produjo después de 1 semana de tratamiento con leptina (Figura 2a, b). Esto se interpretó para sugerir que la leptina disminuyó las respuestas gratificantes a los alimentos [19]. Otro estudio de resonancia magnética magnética, también realizado con pacientes con deficiencia de leptina congénita, mostró que el tratamiento con leptina redujo la activación de las regiones involucradas con hambre (ínsula, corte parietal y temporal), mientras que mejoró la activación de las regiones involucradas en la inhibición cognitiva [corteza prefrontal (PFC)] Tras la exposición a estímulos alimentarios [20]. Por lo tanto, estos dos estudios proporcionan evidencia de que, en el cerebro humano, la leptina modula la actividad de las regiones del cerebro involucradas no solo con los procesos homeostáticos, sino también con respuestas gratificantes y con control inhibitorio.
Las hormonas intestinales también parecen modular la respuesta de las regiones de recompensa cerebral a los estímulos alimentarios en el cerebro humano. Por ejemplo, el péptido YY.3-36 Se demostró que (PYY), que se libera de las células intestinales después de la prandialidad y reduce la ingesta de alimentos, modula la transición de la regulación de la ingesta de alimentos por los circuitos homeostáticos (es decir, el hipotálamo) a su regulación por los circuitos de recompensa en la transición del hambre a la saciedad . Específicamente, cuando las concentraciones plasmáticas de PYY eran altas (como cuando estaban saciadas), la activación de la OFC por los estímulos alimentarios predijo negativamente la ingesta de alimentos; mientras que cuando los niveles plasmáticos de PYY eran bajos (como cuando la alimentación hipotalámica privaba de alimentos), la ingesta de alimentos predijo positivamente [54]. Esto se interpretó para reflejar que PYY disminuye los aspectos gratificantes de los alimentos a través de su modulación de la OFC. Por el contrario, se demostró que la grelina (una hormona derivada del estómago que aumenta el estado de ayuno y estimula la ingesta de alimentos) aumenta la activación en respuesta a los estímulos alimentarios en las regiones de recompensa cerebral (amígdala, COS, ínsula anterior y estriado) y su activación fue asociados con autoinformes de hambre (Figura 2c, d). Esto se interpretó para reflejar una mejora de las respuestas hedónicas e incentivos a las señales relacionadas con los alimentos por parte de la grelina [55]. En general, estos hallazgos también son consistentes con la activación cerebral regional diferencial en respuesta a los estímulos alimentarios en individuos saciados versus en ayunas; La activación de las regiones de recompensa en respuesta a los estímulos alimentarios disminuye durante el período de evaluación cuando se compara con el estado de ayuno [15].
Estas observaciones apuntan a una superposición entre los neurocircuitos que regulan la recompensa y / o el refuerzo y el que regula el metabolismo energético. (Figura 1b). Las señales periféricas que regulan las señales homeostáticas a los alimentos parecen aumentar la sensibilidad de las regiones del cerebro límbico a los estímulos de los alimentos cuando son orexigénicos (grelina) y disminuir la sensibilidad a la activación cuando son anorexigénicos (leptina e insulina). De manera similar, la sensibilidad de las regiones de recompensa cerebral a los estímulos alimentarios durante la privación de alimentos aumenta, mientras que disminuye durante la saciedad. Por lo tanto, los circuitos homeostáticos y de recompensa actúan en concierto para promover conductas alimentarias en condiciones de privación e inhibir la ingesta de alimentos en condiciones de saciedad. La interrupción de la interacción entre los circuitos homeostáticos y de recompensa podría promover la sobrealimentación y contribuir a la obesidad (Figura 1 y XNUMX). Aunque otros péptidos [péptido similar al glucagón-1 (GLP-1), CKK, bombesina y amilina] también regulan la ingesta de alimentos a través de sus acciones hipotalámicas, sus efectos extrahipotalámicos han recibido menos atención [12]. Por lo tanto, queda mucho por aprender, incluidas las interacciones entre los mecanismos homeostáticos y no homeostáticos que regulan la ingesta de alimentos y su participación en la obesidad.
Interrupción en la recompensa y el condicionamiento de los alimentos en personas obesas y con sobrepeso
Los estudios preclínicos y clínicos han proporcionado evidencia de disminuciones en la señalización de DA en regiones del estriado [disminuciones en los receptores DAD2 (D2R) y en la liberación de DA], que están vinculadas con la recompensa (NAc), pero también con los hábitos y rutinas (estriado dorsal) en la obesidad [56–58]. Es importante destacar que las disminuciones en el D2R estriado se han relacionado con la ingesta compulsiva de alimentos en roedores obesos [59] y con disminución de la actividad metabólica en OFC y ACC en humanos obesos [60] (Figura 3a – c). Dado que la disfunción en la OFC y ACC resulta en compulsividad [revisada 61], este podría ser el mecanismo por el cual la señalización D2R del estriado bajo facilita la hiperfagia [62]. La disminución de la señalización relacionada con D2R también es probable que reduzca la sensibilidad a las recompensas naturales, un déficit que las personas obesas podrían esforzarse por compensar temporalmente por comer en exceso [63]. Esta hipótesis es consistente con la evidencia preclínica que muestra que la disminución de la actividad de DA en el VTA resulta en un aumento dramático en el consumo de alimentos altos en grasa [64].
De hecho, en comparación con los individuos de peso normal, los individuos obesos a los que se les presentaron imágenes de alimentos ricos en calorías (estímulos a los que están condicionados) mostraron un aumento de la activación neural de las regiones que forman parte de los circuitos de recompensa y motivación (NAc, estriado dorsal, OFC , ACC, amígdala, hipocampo e ínsula) [65]. Por el contrario, en los controles de peso normal, la activación de ACC y OFC (regiones involucradas en la atribución de saliencia que se proyecta en la NAc) durante la presentación de alimentos con alto contenido calórico se correlacionó negativamente con su IMC [66]. Esto sugiere una interacción dinámica entre la cantidad de comida consumida (reflejada en parte por el IMC) y la reactividad de las regiones de recompensa a la comida alta en calorías (reflejada en la activación de OFC y ACC) en individuos de peso normal, que se pierde en obesidad.
Sorprendentemente, los individuos obesos, en comparación con los delgados, experimentaron una menor activación de los circuitos de recompensa del consumo real de alimentos (recompensa alimentaria consumatoria), mientras que mostraron una mayor activación de las regiones corticales somatosensoriales que procesan la palatabilidad cuando anticipaban el consumo [67] (Figura 4 y XNUMX). El último hallazgo es consistente con un estudio que informó un aumento de la actividad metabólica de la glucosa en la línea de base (un marcador de la función cerebral) en regiones somatosensoriales que procesan la palatabilidad, incluida la ínsula, en obesos en comparación con sujetos delgados [68] (Figura 3d, e). Una actividad mejorada de las regiones que procesan la palatabilidad podría hacer que los sujetos obesos favorecieran los alimentos sobre otros reforzadores naturales, mientras que la disminución de la activación de los objetivos dopaminérgicos por el consumo real de alimentos podría llevar a un consumo excesivo como un medio para compensar las débiles señales de DA [69].
Estos hallazgos de imágenes son consistentes con una mayor sensibilidad de los circuitos de recompensa a los estímulos condicionados (ver alimentos con alto contenido calórico) que predicen la recompensa, pero una menor sensibilidad a los efectos gratificantes del consumo real de alimentos en vías dopaminérgicas en la obesidad. Nuestra hipótesis es que, en la medida en que exista un desajuste entre la recompensa esperada y una entrega que no cumpla con esta expectativa, esto promoverá la alimentación compulsiva como un intento de alcanzar el nivel esperado de recompensa. Aunque el fracaso de una recompensa esperada para llegar está acompañado por una disminución en la activación de células DA en animales de laboratorio [70], según nuestro conocimiento, no se ha investigado la importancia conductual de tal disminución (cuando una recompensa de alimentos es más pequeña de lo esperado).
Paralelamente a estos cambios de activación en el circuito de recompensa en sujetos obesos, los estudios de imagen también han documentado disminuciones constantes en la reactividad del hipotálamo a las señales de saciedad en sujetos obesos [71,72].
Evidencia de alteración cognitiva en personas obesas y con sobrepeso
Cada vez hay más pruebas de que la obesidad está asociada con el deterioro de ciertas funciones cognitivas, como la función ejecutiva, la atención y la memoria. [73–75]. De hecho, la capacidad de inhibir las ganas de comer alimentos deseables varía entre los individuos y podría ser uno de los factores que contribuyen a su vulnerabilidad para comer en exceso [34]. La influencia adversa de la obesidad en la cognición también se refleja en la mayor prevalencia del trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) [76], Enfermedad de Alzheimer y otras demencias [77], atrofia cortical [78] y la enfermedad de la materia blanca [79] en sujetos obesos. Aunque se sabe que las afecciones médicas comórbidas (p. Ej., Patología cerebrovascular, hipertensión y diabetes) afectan la cognición de manera adversa, también existe evidencia de que un IMC alto, por sí solo, podría afectar varios dominios cognitivos, particularmente la función ejecutiva [75].
A pesar de algunas inconsistencias entre los estudios, los datos de imágenes cerebrales también han proporcionado evidencia de cambios estructurales y funcionales asociados con un IMC alto en controles por lo demás sanos. Por ejemplo, un estudio de resonancia magnética realizado en mujeres de edad avanzada con morfometría voxelial mostró una correlación negativa entre el IMC y los volúmenes de materia gris (incluidas las regiones frontales), que, en la OFC, se asociaron con una función ejecutiva deteriorada [80]. Al utilizar la tomografía por emisión de positrones (PET) para medir el metabolismo de la glucosa en el cerebro en controles sanos, también se mostró una correlación negativa entre el IMC y la actividad metabólica en PFC (dorsolateral y OFC) y en ACC. En este estudio, la actividad metabólica en PFC predijo el rendimiento de los sujetos en pruebas de función ejecutiva [81]. De manera similar, un estudio espectroscópico de RMN de controles sanos de mediana edad y ancianos mostró que el IMC se asoció negativamente con los niveles de N-acetil-aspartato (un marcador de integridad neuronal) en la corteza frontal y ACC [79,82].
Los estudios de imágenes cerebrales que comparan individuos obesos y delgados también informaron una menor densidad de materia gris en las regiones frontales (opérculo frontal y giro frontal medio) y en el giro postcentral y el putamen [83]. Otro estudio, que no encontró diferencias en los volúmenes de materia gris entre los sujetos obesos y magros, informó una correlación positiva entre el volumen de materia blanca en las estructuras cerebrales basales y la relación cintura: cadera; una tendencia que fue parcialmente revertida por la dieta [84].
Finalmente, el papel de la DA en el control inhibitorio está bien reconocido y su alteración podría contribuir a trastornos del comportamiento del descontrol, como la obesidad. Se ha informado una correlación negativa entre el IMC y el D2R estriado en la obesidad [58] así como en sujetos con sobrepeso [85]. Como se discutió anteriormente, la disponibilidad inferior a lo normal de D2R en el cuerpo estriado de individuos obesos se asoció con una actividad metabólica reducida en PFC y ACC [60]. Estos hallazgos implican neuroadaptaciones en la señalización de DA como contribuyentes a la interrupción de las regiones corticales frontales asociadas con sobrepeso y obesidad. Una mejor comprensión de estas interrupciones podría ayudar a guiar estrategias para mejorar, o quizás incluso revertir, los impedimentos específicos en dominios cognitivos cruciales.
Por ejemplo, el descuento por retraso, que es la tendencia a devaluar una recompensa en función del retraso temporal de su entrega, es una de las operaciones cognitivas más investigadas en relación con los trastornos asociados con la impulsividad y la compulsividad. El descuento por demora se ha investigado de manera más exhaustiva en los drogadictos que prefieren recompensas pequeñas pero inmediatas en lugar de grandes pero retrasadas [86]. Los pocos estudios realizados en individuos obesos también han demostrado que estos individuos muestran preferencia por las recompensas altas e inmediatas, a pesar de una mayor probabilidad de sufrir mayores pérdidas futuras [87,88]. Además, recientemente se informó una correlación positiva entre el IMC y el descuento hiperbólico, según el cual los pagos negativos futuros se descuentan menos que los pagos futuros positivos [89]. El descuento por demora parece depender de la función del estriado ventral (donde se encuentra la NAc) [90,91] y del PFC, incluida la OFC [92], y es sensible a las manipulaciones de DA [93].
Curiosamente, las lesiones de la OFC en animales pueden aumentar o disminuir la preferencia por pequeñas recompensas inmediatas sobre recompensas mayores retrasadas [94,95]. Este efecto de comportamiento aparentemente paradójico es probable que refleje el hecho de que al menos dos operaciones se procesan a través de la OFC; una es la atribución de prominencia, a través de la cual un reforzador adquiere un valor motivacional de incentivo, y la otra es el control sobre los impulsos prepotentes [96]. La disfunción de la OFC se asocia con una capacidad reducida para modificar el valor motivacional de incentivo de un reforzador en función del contexto en el que se produce (es decir, disminuir el valor de incentivo de los alimentos con saciedad), lo que puede resultar en un consumo compulsivo de alimentos [97]. Si el estímulo es altamente reforzante (como la comida y las señales de comida para un sujeto obeso), el valor de salencia mejorada del reforzador dará como resultado una mayor motivación para adquirirlo, lo que podría aparecer como una voluntad de retrasar la gratificación (como pasar tiempo en largas colas para comprar helado).
Sin embargo, en contextos donde los alimentos están fácilmente disponibles, la misma prominencia realzada puede desencadenar comportamientos impulsivos (como comprar y comer el chocolate ubicado al lado del cajero, incluso sin tener conocimiento previo del deseo de tal artículo). La disfunción de la OFC (y del ACC) afecta la capacidad de controlar los impulsos prepotentes, lo que resulta en la impulsividad y una tasa de descuento demorada exagerada.
Comida para el pensamiento
IA partir de la evidencia recopilada aquí, parecería que una fracción sustancial de individuos obesos exhibe un desequilibrio entre una mayor sensibilidad del circuito de recompensa a los estímulos condicionados vinculados a alimentos densos en energía y la función alterada del circuito de control ejecutivo que debilita el control inhibitorio. sobre los comportamientos apetitivos. Independientemente de si este desequilibrio causa, o es causado por, la sobrealimentación patológica, el fenómeno recuerda el conflicto entre los circuitos de recompensa, condicionamiento y motivación y el circuito de control inhibitorio que se ha informado en la adicción. [98].
El conocimiento acumulado durante las últimas dos décadas de las bases genéticas, neuronales y ambientales de la obesidad no deja dudas de que la crisis actual surgió de la desconexión entre la neurobiología que impulsa el consumo de alimentos en nuestra especie y la riqueza y diversidad de los estímulos alimentarios impulsados por nuestra Sistemas sociales y económicos. La buena noticia es que la comprensión de los constructos de comportamiento profundamente arraigados que sostienen la epidemia de obesidad es la clave para su resolución final (vea también Cajas 3 y 4).
Referencias
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