Fundamentos neurobiológicos de la anticipación de recompensa y la evaluación de resultados en el trastorno del juego (2014)

• ¹Clínica de Investigación sobre Trastornos del Juego, Hospital Universitario de Aarhus Aarhus, Dinamarca; Centro de Neurociencia Funcionalmente Integrativa, Universidad de Aarhus Aarhus, Dinamarca; División de Adicciones, Cambridge Health Alliance Cambridge, MA, EE. UU .; Departamento de Psiquiatría, Harvard Medical School, Harvard University Cambridge, MA, EE. UU.

El trastorno del juego se caracteriza por un comportamiento de juego desadaptativo persistente y recurrente, que conduce a un deterioro o angustia clínicamente significativos. El trastorno está asociado con disfunciones en el sistema de dopamina. Los códigos del sistema de dopamina recompensan la anticipación y la evaluación de resultados. La anticipación de la recompensa se refiere a la activación dopaminérgica antes de la recompensa, mientras que la evaluación de resultados se refiere a la activación dopaminérgica después de la recompensa. Este artículo revisa la evidencia de disfunciones dopaminérgicas en la anticipación de la recompensa y la evaluación de resultados en el trastorno del juego desde dos puntos de vista: un modelo de predicción de recompensa y error de predicción de recompensa por Wolfram Schultz et al. y un modelo de "querer" y "gustar" de Terry E. Robinson y Kent C. Berridge. Ambos modelos ofrecen información importante sobre el estudio de las disfunciones dopaminérgicas en la adicción y se sugieren implicaciones para el estudio de las disfunciones dopaminérgicas en el trastorno del juego.

Error de predicción de recompensa y error de predicción de recompensa

La predicción de recompensa se refiere a la anticipación de la recompensa, mientras que el error de predicción de recompensa se refiere a la evaluación del resultado. La predicción de recompensa y el error de predicción de recompensa están asociados con el aprendizaje de las propiedades de recompensa de los estímulos. Según Wolfram Schultz ( 2006 ), la predicción de recompensa y el error de predicción de recompensa se derivan de la regla de bloqueo de Kamin (Kamin, 1969 ), que sugiere que una recompensa que se predice completamente no contribuye al aprendizaje. Un estímulo que se puede predecir completamente no contiene información nueva y, por lo tanto, la tasa de error de predicción de recompensa es cero. Rescola y Wagner describieron la llamada regla de aprendizaje de Rescola-Wagner (Rescola y Wagner, 1972 ), que establece que el aprendizaje se ralentiza progresivamente a medida que el reforzador se vuelve más predecible.

En condiciones de resultados binarios aleatorios, por ejemplo, recompensa frente a no recompensa, el valor esperado (VE) es el valor promedio que se puede esperar de un estímulo dado, que es una función lineal de la probabilidad de recompensa. Por el contrario, la incertidumbre , que se puede definir como la varianza (σ² ⁾ de una distribución de probabilidad (Schultz et al., 2008 ), es la desviación cuadrática media del VE, que es una función en forma de U invertida. La codificación de dopamina del mesencéfalo y el cuerpo estriado del VE y la incertidumbre sigue funciones lineales y cuadráticas de predicción de recompensa similares a sus expresiones matemáticas (Fiorillo et al., 2003 ; Preuschoff et al., 2006 ; Schultz, 2006 ). El sistema dopaminérgico también codifica las desviaciones en el resultado con respecto a la predicción de recompensa, es decir, el error de predicción de recompensa: “…las neuronas dopaminérgicas emiten una señal positiva (activación) cuando un evento apetitivo es mejor de lo previsto, ninguna señal (ningún cambio en la actividad) cuando un evento apetitivo ocurre como se predijo, y una señal negativa (disminución de la actividad) cuando un evento apetitivo es peor de lo previsto…[y] las neuronas dopaminérgicas muestran una codificación bidireccional de los errores de predicción de recompensa, siguiendo la ecuación Respuesta de dopamina = Recompensa ocurrida − Recompensa predicha” (Schultz, 2006 , pp. 99–100).

Fiorillo et al. ( 2003 ) investigaron la activación de la dopamina en la predicción de recompensa y el error de predicción de recompensa en relación con EV y la incertidumbre (es decir, la varianza en el resultado). En el estudio, dos monos fueron expuestos a estímulos con probabilidades de recompensa variables ( P = 0, P = 0.25, P = 0.5, P = 0.75 y P = 1.0). Se registró la tasa de lamido anticipatorio y la activación de las neuronas dopaminérgicas en el mesencéfalo ventral (áreas A8, A9 y A10). La codificación dopaminérgica de la predicción de recompensa se midió como una señal fásica inmediatamente después de la presentación del estímulo, mientras que la codificación del error de predicción de recompensa se midió como una señal fásica inmediatamente después del resultado del estímulo (recompensa o no recompensa). La codificación dopaminérgica de la incertidumbre se midió como una señal sostenida desde la presentación del estímulo hasta el resultado.

Los autores informaron tres resultados principales. Primero, las probabilidades de recompensa de los estímulos se correlacionaron con la tasa de lamido anticipatorio y la respuesta fásica anticipatoria de dopamina. Esto sugiere que la probabilidad de recompensa reforzó la activación dopaminérgica y la respuesta conductual. Segundo, la respuesta sostenida de dopamina hacia la incertidumbre siguió las propiedades de la varianza, es decir, fue mayor hacia los estímulos con una probabilidad de recompensa del 50 % ( P = 0.5), menor hacia los estímulos con P = 0.75 y P = 0.25, y menor hacia los estímulos con P = 1.0 y P = 0.0. Tercero, los estímulos recompensados ​​con menor probabilidad de recompensa tuvieron una mayor respuesta fásica de dopamina después de la recompensa, lo que sugiere una mayor señal de error de predicción de recompensa positiva; los estímulos recompensados ​​con mayor probabilidad de recompensa tuvieron una menor respuesta fásica de dopamina después de la recompensa, lo que sugiere una menor señal de error de predicción de recompensa.

Los estudios neurobiológicos del juego en humanos respaldan la evidencia de predicción de recompensa y error de predicción de recompensa. Abler et al. ( 2006 ) utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para investigar la predicción de recompensa y el error de predicción de recompensa en una tarea de incentivos donde se mostraron a los participantes cinco figuras asociadas con diferentes probabilidades de recompensa ( P = 0.0, P = 0.25, P = 0.50, P = 0.75 y P = 1.0). Los resultados mostraron una activación significativa de la señal BOLD (dependiente del nivel de oxígeno en sangre) anticipatoria en el NAcc, que fue proporcional a la probabilidad de recompensa. Además, hubo una interacción significativa entre el resultado y la activación BOLD en el NAcc, donde la activación BOLD fue mayor cuando se recompensaron los estímulos de baja probabilidad y menor cuando se recompensaron los estímulos de alta probabilidad.

Preuschoff et al. ( 2006 ) utilizaron una tarea de adivinación de cartas para investigar la relación entre riesgo e incertidumbre en relación con la recompensa anticipada. La tarea consistió en 10 cartas numeradas del 1 al 10, de las cuales se extraían dos cartas sucesivamente. Antes de extraer la segunda carta, los participantes debían adivinar si la primera carta sería mayor o menor que la segunda. Los resultados mostraron que la probabilidad de recompensa estaba linealmente asociada con la activación BOLD inmediata: una mayor probabilidad de recompensa se asoció con una mayor señal BOLD anticipatoria inmediata, y una menor probabilidad de recompensa se asoció con una menor señal BOLD anticipatoria inmediata. En contraste, la incertidumbre mostró una relación en forma de U invertida con la activación BOLD tardía: las señales BOLD anticipatorias más altas se observaron alrededor de la máxima incertidumbre ( P = 0.5) y las señales BOLD anticipatorias más bajas se observaron alrededor de la máxima certeza ( P = 1.0 y P = 0.0).

Estudios neurobiológicos respaldan la noción de disfunciones dopaminérgicas de la anticipación de recompensa en el trastorno del juego. van Holst et al. ( 2012 ) compararon a 15 personas con trastorno del juego con 16 controles sanos en un estudio de fMRI que investigaba la anticipación de recompensa en una tarea de adivinación de cartas. Las personas con trastorno del juego mostraron un aumento significativo en la activación BOLD en el estriado ventral bilateral y en la corteza orbitofrontal izquierda hacia EV relacionado con la ganancia. Esto sugiere una mayor activación BOLD hacia la anticipación de recompensa. No se encontraron diferencias en la activación BOLD hacia la evaluación del resultado. Linnet et al. ( 2012 ) compararon a 18 personas con trastorno del juego y 16 controles sanos en un estudio de tomografía por emisión de positrones (PET) utilizando la Tarea de Juego de Iowa (IGT). La liberación de dopamina en el estriado de las personas con trastorno del juego mostró una curva U invertida significativa con la probabilidad de un rendimiento ventajoso en la IGT. Los pacientes con trastorno del juego que presentaban la máxima incertidumbre en el resultado ( P = 0.5) mostraron una mayor liberación de dopamina que aquellos con un rendimiento en la prueba IGT más cercano a ganancias seguras ( P = 1.0) o pérdidas seguras ( P = 0.0). Esto concuerda con la noción de codificación dopaminérgica de la incertidumbre. No se encontró interacción entre la liberación de dopamina y la incertidumbre en los sujetos de control sanos, lo que podría sugerir un mayor refuerzo de la conducta de juego en los pacientes con trastorno del juego. Por lo tanto, en el trastorno del juego, la anticipación dopaminérgica de la recompensa y la incertidumbre podrían representar una anticipación de recompensa disfuncional, que refuerza la conducta de juego a pesar de las pérdidas.

En la evaluación de resultados, la evidencia sugiere una respuesta de dopamina atenuada en personas con trastorno del juego. Reuter et al. ( 2005 ) compararon a 12 personas con trastorno del juego con 12 controles sanos en una tarea de adivinación de cartas. Las personas con trastorno del juego mostraron una respuesta BOLD significativamente menor en el estriado ventral al ganar, en comparación con los controles sanos. Además, las personas con trastorno del juego mostraron una correlación negativa significativa entre la activación BOLD y la gravedad de los síntomas del juego, lo que sugiere una evaluación de resultados atenuada en el trastorno del juego.

Una de las limitaciones del modelo de predicción de recompensa y error de predicción de recompensa es que no constituye una teoría de la adicción o del trastorno del juego propiamente dicho. En otras palabras, si bien el aumento de la activación dopaminérgica ante la incertidumbre podría ser un mecanismo central en el refuerzo de la conducta de juego, no explica por qué algunas personas se vuelven adictas al juego, mientras que otras no. En cambio, el modelo de sensibilización al incentivo sugiere que la conducta adictiva se asocia con una combinación de refuerzo dopaminérgico y cambios en el sistema dopaminérgico (sensibilización) tras la exposición repetida a la droga.

Modelo de incentivo-sensibilización de "querer" y "gustar".

Terry E. Robinson y Kent C. Berridge (Robinson y Berridge, 1993 , 2000 , 2003 , 2008 ; Berridge y Aldridge, 2008 ; Berridge et al., 2009 ) propusieron un modelo de sensibilización a los incentivos que distingue el placer ("gusto") de la relevancia del incentivo ("deseo") en la adicción. El "deseo" se asocia con la anticipación de la recompensa, mientras que el "gusto" se asocia con la evaluación del resultado.

El modelo de sensibilización de incentivos se centra en el sistema de dopamina como una base neurobiológica fundamental de la adicción. El estriado ventral y su componente principal, el NAcc, están asociados con la adicción. Los cambios en el sistema de dopamina asociados con la exposición a los medicamentos hacen que los circuitos cerebrales sean hipersensibles o "sensibilizados" a los medicamentos o señales de los medicamentos. La sensibilización por la exposición repetida al fármaco también puede ocurrir a nivel de la actividad psicomotora o locomotora. La sensibilización está vinculada con un aumento de la importancia de los incentivos, que es el proceso cognitivo asociado con la búsqueda de drogas y el comportamiento de consumo de drogas. La atención de incentivo ("querer") se refiere a un estado motivacional, que puede ser consciente o inconsciente, orientado a objetivos o no orientado a objetivos, y placentero o no placentero:

Las comillas que rodean el término «querer» sirven como advertencia para reconocer que la saliencia del incentivo tiene un significado distinto al del lenguaje común. Para empezar, «querer» en el sentido de saliencia del incentivo no tiene por qué tener un objetivo consciente o una meta declarativa… La saliencia del incentivo es separable de las creencias y las metas declarativas que constituyen los aspectos cognitivos de «querer» (Berridge y Aldridge, 2008 , pp. 8-9).

La saliencia del incentivo ("deseo") aumenta después de la exposición repetida a drogas y señales relacionadas con ellas, mientras que el placer ("gusto") permanece igual o disminuye con el tiempo. El modelo de sensibilización al incentivo del "deseo" y el "gusto" ofrece una explicación para la aparente paradoja de que las personas con trastorno por consumo de sustancias tengan un mayor deseo de drogas a pesar de obtener menos placer al consumirlas. Se han identificado "puntos críticos" de incentivo en el NAcc: la activación en la corteza medial del NAcc está claramente asociada con el "gusto", mientras que la activación en todo el NAcc (particularmente alrededor del pálido ventral) está asociada con el "deseo" (Berridge et al., 2009 ).

La sensibilización de incentivos define la relación entre la importancia de los incentivos y la sensibilización. La importancia de los incentivos debe combinarse con la sensibilización para tener en cuenta el comportamiento adictivo: un aumento en la unión a la dopamina no define la sensibilización de incentivo, pero sí un aumento en la unión de la dopamina en relación con las señales de drogas particulares; la actividad locomotora no indica sensibilización de incentivo, pero correr para obtener medicamentos sí; La preocupación psicomotora no indica sensibilización de incentivo, pero sí una obsesión por tomar drogas. Por lo tanto, el simple refuerzo del comportamiento es insuficiente para dar cuenta del comportamiento adictivo.

La idea central es que las drogas adictivas alteran de forma duradera los sistemas cerebrales relacionados con el núcleo accumbens (NAcc) que median una función básica de motivación e incentivo: la atribución de relevancia motivacional. Como consecuencia, estos circuitos neuronales pueden volverse hipersensibles (o "sensibilizados") a efectos específicos de las drogas y a estímulos asociados a ellas (mediante la activación por asociaciones de estímulos condicionados). Este cambio cerebral inducido por las drogas se denomina sensibilización neuronal. Propusimos que esto conduce psicológicamente a una atribución excesiva de relevancia motivacional a las representaciones relacionadas con las drogas, lo que provoca un "deseo" patológico de consumirlas (Robinson y Berridge, 2003 , p. 36).

Berridge y Aldridge ( 2008 ) ofrecen un ejemplo del enfoque de sensibilización al incentivo en la investigación sobre la adicción. En este enfoque, los animales son entrenados bajo dos condiciones: primero, se les condiciona a trabajar (presionar una palanca) para obtener recompensas (por ejemplo, bolitas de comida) y deben persistir en su trabajo para conseguirlas. En una sesión de entrenamiento aparte, los animales reciben recompensas sin tener que trabajar para obtenerlas, donde cada recompensa se asocia con una señal auditiva de tono durante 10-30 s, que constituye el estímulo condicionado (EC+). Tras el entrenamiento, los animales son evaluados en un paradigma de extinción donde el "deseo" se mide como el número de veces que el animal está dispuesto a presionar la palanca sin recibir recompensa. Dado que los animales no reciben recompensa, el "deseo" no se ve afectado por el consumo de la recompensa. La clave del paradigma reside en evaluar los cambios en el comportamiento cuando se introduce el estímulo auditivo condicionado durante diferentes estados inducidos por la droga. En una serie de estudios, Wyvell y Berridge ( 2000 , 2001 ) demostraron que las ratas a las que se les inyectaron microinyecciones de anfetamina en la corteza del núcleo accumbens (NAcc) realizaron significativamente más pulsaciones de palanca al introducirse el estímulo auditivo condicionado, en comparación con las ratas a las que se les inyectaron microinyecciones de solución salina. En un experimento relacionado, Wyvell y Berridge ( 2000 , 2001 ) observaron que las medidas de agrado (reacción facial al recibir una recompensa de azúcar) no variaban entre los animales que recibían microinyecciones de solución salina o de anfetamina. Estos hallazgos sugieren que la anfetamina se asocia con un aumento del "deseo" desencadenado por la señal, pero no con un aumento del placer ("gusto") al recibir la recompensa.

Las sugerencias del modelo de sensibilización al incentivo sobre un mayor "deseo" y una menor "satisfacción" en la adicción son consistentes con los hallazgos de la literatura sobre el trastorno del juego que muestran una mayor activación de la dopamina ante la recompensa anticipada (Fiorillo et al., 2003 ; Abler et al., 2006 ; Preuschoff et al., 2006 ; Linnet et al., 2011a , 2012 ) y una activación atenuada de la dopamina ante el resultado de la recompensa (Reuter et al., 2005 ). Estos hallazgos sugieren que las disfunciones dopaminérgicas hacia las recompensas anticipadas , en lugar de las recompensas reales, refuerzan la conducta de juego entre quienes padecen el trastorno del juego. La sensibilización del sistema dopaminérgico hacia las recompensas anticipadas en lugar de las recompensas obtenidas puede explicar por qué quienes padecen el trastorno del juego continúan jugando a pesar de las pérdidas, y podría desempeñar un papel central en la formación de percepciones erróneas sobre la probabilidad de ganar en el juego (Benhsain et al., 2004 ).

Una de las limitaciones del modelo de sensibilización de incentivos es que los individuos con trastorno por uso de sustancias tienen una menor liberación de dopamina y una menor disponibilidad de receptores de dopamina a pesar de tener una mayor sensibilización de incentivos:

Sin embargo, cabe reconocer que la literatura actual contiene resultados contradictorios sobre los cambios en la dopamina cerebral en adictos. Por ejemplo, se ha informado que los adictos a la cocaína desintoxicados muestran una disminución en la liberación de dopamina inducida, en lugar del aumento sensibilizado descrito anteriormente. Otro hallazgo en humanos que parece inconsistente con la sensibilización es que se ha informado que los adictos a la cocaína tienen niveles bajos de receptores de dopamina D2 estriatales incluso después de una larga abstinencia. Esto sugiere un estado hipodopaminérgico en lugar de un estado sensibilizado (Robinson y Berridge, 2008 , p. 3140).

Si bien se han reportado potenciales de unión más bajos en trastornos por consumo de sustancias, no existe evidencia de una disminución en dichos potenciales en la literatura sobre el trastorno del juego (Linnet, 2013 ). Por lo tanto, el trastorno del juego podría servir como un trastorno modelo para el modelo de sensibilización al incentivo, ya que el juego no se ve afectado por la ingesta de sustancias exógenas.

Implicaciones de la anticipación de la recompensa y la evaluación de resultados en el trastorno del juego

Los modelos de Schultz et al. y Robinson y Berridge brindan información importante sobre el estudio del trastorno del juego. El modelo de error de predicción de recompensa y de predicción de recompensa de Schultz et al. ofrece una explicación para el refuerzo del comportamiento de la anticipación de recompensa en la adicción, mientras que el modelo de sensibilización de incentivos de Robinson y Berridge explica los mecanismos de "querer" y "gustar" en la adicción. Al mismo tiempo, el trastorno del juego puede servir como un trastorno "modelo" para abordar ciertos aspectos de los dos modelos.

En primer lugar, los niveles más bajos de potencial de unión observados en el trastorno por consumo de sustancias no se presentan en el trastorno del juego (Linnet et al., 2010 , 2011a , b , 2012 ; Clark et al., 2012 ; Boileau et al., 2013 ). Esto podría sugerir que la sensibilización al incentivo puede ocurrir independientemente de la unión de dopamina basal, lo que respalda el modelo de sensibilización al incentivo.

En segundo lugar, si bien los estudios de Fiorillo et al. ( 2003 ) y Preuschoff et al. ( 2006 ) respaldan la noción de activación anticipatoria sostenida de la dopamina hacia la incertidumbre, se necesita más investigación para determinar si este mecanismo está asociado o no con disfunciones dopaminérgicas en el trastorno del juego.

En tercer lugar, la literatura sobre trastornos del juego sugiere un aumento de la activación cerebral hacia la anticipación de recompensa y una activación embotada hacia la evaluación de resultados. Esto es coherente con la sugerencia del modelo de incentivo-sensibilización de mayor "falta" pero menor "gusto" en la adicción y la noción de la activación anticipada sostenida de dopamina en la predicción de recompensa. La disfunción dopaminérgica en la anticipación de la recompensa podría constituir un mecanismo común de adicción, porque se produce en ausencia de recompensa. Por lo tanto, la anticipación de la recompensa puede tener una función (dis) similar, ya sea que la recompensa sea comida, drogas o juegos de azar. Otros estudios deben abordar la anticipación de la recompensa y la evaluación de resultados en el trastorno del juego.

Declaracion de conflicto de interes

El autor declara que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

AGRADECIMIENTOS

Referencias