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 de resultados. 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 Kamin's regla de bloqueo (Kamin, 1969), lo que sugiere que una recompensa que se predice completamente no contribuye al aprendizaje. Un estímulo que puede predecirse por completo 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 disminuye progresivamente a medida que el reforzador se hace más predicho.

En condiciones de resultados binarios aleatorios, por ejemplo, recompensa frente a no recompensa, la valor esperado (EV) es el valor promedio que se puede esperar de un estímulo dado, que es una función lineal de la probabilidad de recompensa. A diferencia de, incertidumbre, que puede definirse como la varianza (σ²) de una distribución de probabilidad (Schultz et al., 2008), es la desviación media al cuadrado del EV, que es una función en forma de U inversa. La codificación de EV y la incertidumbre de la dopamina a nivel medio y estriatal siguen funciones lineales y cuadráticas de la predicción de recompensa similares a sus expresiones matemáticas (Fiorillo et al., 2003; Preuschoff et al. 2006; Schultz, 2006). El sistema de dopamina también codifica las desviaciones en el resultado de la predicción de recompensa, es decir, error de predicción de recompensa: “… las neuronas de dopamina emiten una señal positiva (activación) cuando un evento apetitivo es mejor de lo previsto, no hay señal (no hay cambio en la actividad) cuando un apetito evento ocurre como se predijo, y una señal negativa (actividad disminuida) cuando un evento apetitivo es peor que lo previsto ... [y] las neuronas de dopamina muestran codificación bidireccional de errores de predicción de recompensa, siguiendo la ecuación Respuesta de dopamina = Recompensa ocurrida − Recompensa predicha "(Schultz, 2006, pp. 99 – 100).

Fiorillo et al. (2003) investigó la activación de la dopamina en la predicción de la recompensa y el error de la predicción de la recompensa en relación con la EV y la incertidumbre (es decir, la varianza en el resultado). En el estudio, dos monos fueron expuestos a estímulos con diferentes probabilidades de recompensa (P = 0, P = 0.25, P = 0.5, P = 0.75 y P = 1.0). Se registraron la tasa de lamido anticipatorio y la activación de las neuronas de dopamina en el cerebro medio ventral (área A8, A9 y A10). La codificación dopaminérgica de la predicción de recompensa se midió como fasico señal 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 sostenido Señal 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 lamida anticipada y la respuesta de dopamina fásica anticipada. Esto sugiere que la probabilidad de recompensa reforzó la activación dopaminérgica y la respuesta conductual. Segundo, la respuesta sostenida de la 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), más pequeño hacia los estímulos con P = 0.75 y P = 0.25, y más pequeño hacia estímulos con P = 1.0 y P = 0.0. En tercer lugar, los estímulos recompensados ​​con una probabilidad de recompensa más baja tuvieron una respuesta de dopamina fásica mayor después de la recompensa, lo que sugiere una señal de error de predicción de recompensa positiva más grande; los estímulos recompensados ​​con mayor probabilidad de recompensa tuvieron una respuesta de dopamina fásica más pequeña después de la recompensa, lo que sugiere una señal de error de predicción de recompensa más pequeña.

Los estudios neurobiológicos del juego en humanos apoyan la evidencia de predicción de recompensa y error de predicción de recompensa. Abler et al. (2006) usó imágenes de resonancia magnética funcional (IRMf) para investigar la predicción de recompensa y el error de predicción de recompensa en una tarea de incentivo donde a los participantes se les mostraron cinco cifras 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 significativa activación anticipada dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) 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) utilizó una tarea de adivinar tarjetas para investigar la relación entre el riesgo y la incertidumbre en relación con la recompensa prevista. La tarea consistió en tarjetas 10 que iban desde 1 a 10, donde se dibujaron dos tarjetas en sucesión. Antes del sorteo de la segunda tarjeta, los participantes tenían que adivinar si la primera tarjeta sería más alta o más baja que la segunda. Los resultados mostraron que la probabilidad de recompensa estaba asociada linealmente con la activación BOLD inmediata: una probabilidad de recompensa más alta estaba asociada con una señal BOLD anticipada más alta, y la probabilidad de recompensa más baja estaba asociada con una señal BOLD anticipada inmediata más baja. En contraste, la incertidumbre mostró una relación inversa en forma de U con la activación BOLD tardía: las señales BOLD anticipatorias más altas se observaron alrededor de la incertidumbre máxima (P = 0.5) y las señales BOLD anticipatorias más bajas se observaron alrededor de la máxima certeza (P = 1.0 y P = 0.0).

Los estudios neurobiológicos apoyan la noción de disfunciones dopaminérgicas de la anticipación de recompensa en el trastorno del juego. van holst et al. (2012) compararon a los pacientes con trastornos del juego 15 con los controles saludables 16 en un estudio fMRI que investigaba la anticipación de la recompensa en una tarea de adivinar cartas. Los pacientes con trastornos del juego mostraron un aumento significativo en la activación de BOLD en el estriado ventral bilateral y en la corteza orbitofrontal izquierda hacia la EV relacionada con la ganancia. Esto sugiere un aumento de la 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 los pacientes con trastornos del juego 18 y los controles saludables 16 en un estudio de tomografía por emisión de positrones (PET) utilizando Iowa Gambling Task (IGT). La liberación de dopamina en el cuerpo estriado de los pacientes con trastornos del juego mostró una curva en U invertida significativa con la probabilidad de un rendimiento ventajoso en el IGT. Las personas con trastornos del juego con máxima incertidumbre de resultado (P = 0.5) tuvo una liberación de dopamina más grande que las personas con un rendimiento IGT más cercano a ciertas ganancias (P = 1.0) o ciertas pérdidas (P = 0.0). Esto es consistente con la noción de codificación dopaminérgica de la incertidumbre. No se encontró interacción entre la liberación de dopamina y la incertidumbre entre los sujetos de control sanos, lo que podría sugerir un refuerzo más fuerte de la conducta de juego entre los pacientes con trastornos del juego. Por lo tanto, en el trastorno del juego, la anticipación dopaminérgica de la recompensa y la incertidumbre podría representar una anticipación disfuncional de la recompensa, que refuerza el comportamiento del juego a pesar de las pérdidas.

En la evaluación de resultados, la evidencia sugiere una respuesta de dopamina embotada en pacientes con trastornos del juego. Reuter et al. (2005) compararon a quienes padecen trastornos del juego 12 con controles saludables 12 en una tarea de adivinar cartas. Las personas con trastornos del juego mostraron una respuesta BOLD significativamente menor en el estriado ventral hacia el triunfo en comparación con los controles sanos. Además, los pacientes con trastornos del juego mostraron una correlación negativa significativa entre la activación BOLD y la gravedad en los síntomas del juego, lo que sugiere una evaluación de resultados limitada en el trastorno del juego.

Una de las limitaciones de la predicción de recompensa y el modelo de error de predicción de recompensa es que no es una teoría de la adicción o el trastorno del juego. per se. En otras palabras, si bien el aumento de la activación dopaminérgica hacia la incertidumbre puede ser un mecanismo central para reforzar el comportamiento del juego, no explica por qué algunos individuos se vuelven adictos al juego, mientras que otros no. En contraste, el modelo de incentivo-sensibilización sugiere que el comportamiento adictivo se asocia con una combinación de refuerzo dopaminérgico y cambios en el sistema de dopamina (sensibilización) después de la exposición repetida al fármaco.

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) han propuesto una sensibilizacion de incentivos modelo, que distingue placer ("gusto") de incentivo prominencia ("querer") en la adicción. "Querer" se asocia con la anticipación de la recompensa, mientras que "gustar" se asocia con la evaluación de resultados.

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 alrededor del término" querer "sirven como advertencia para reconocer que la importancia del incentivo significa algo diferente del sentido del lenguaje común común de la palabra querer. Por un lado, "querer" en el sentido de la importancia del incentivo no necesita tener un objetivo consciente o un objetivo declarativo ... La importancia de los incentivos se puede separar de las creencias y los objetivos declarativos que constituyen los aspectos cognitivos del "deseo" (Berridge y Aldridge, 2008, pp. 8 – 9).

La importancia de los incentivos ("querer") aumenta después de la exposición repetida a las drogas y las señales de las drogas, mientras que el placer ("gusto") permanece igual o disminuye con el tiempo. El modelo de "incentivo" y "simpatía" de sensibilización incentiva ofrece una explicación de la aparente paradoja de que las personas con trastorno por consumo de sustancias tienen un mayor deseo de consumir drogas a pesar de sentirse menos complacidas al tomarlas. Se han identificado “puntos calientes” de incentivo en el NAcc: la activación en la cubierta del NAcc medial se asocia claramente con el “gusto”, mientras que la activación en todo el NAcc (particularmente alrededor del pálido ventral) se asocia 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 manera duradera los sistemas cerebrales relacionados con NAcc que median una función motivacional-incentivadora básica, la atribución de la importancia de los incentivos. Como consecuencia, estos circuitos neuronales pueden llegar a ser hipersensibles (o "sensibilizados") de manera permanente a los efectos específicos de los medicamentos y a los estímulos asociados con los medicamentos (a través de la activación por asociaciones SS). El cambio cerebral inducido por las drogas se llama sensibilización neural. Propusimos que esto conduzca psicológicamente a una atribución excesiva de la importancia del incentivo a las representaciones relacionadas con las drogas, lo que provoca un "deseo" patológico de tomar drogas "(Robinson y Berridge, 2003, P. 36).

Berridge y Aldridge (2008) proporcionan un ejemplo del enfoque de sensibilización de incentivos para la investigación en adicción. En este enfoque, los animales se entrenan bajo dos condiciones: primero, los animales están condicionados a trabajar (presionar una palanca) para obtener recompensas (por ejemplo, bolitas de alimentos), y deben continuar trabajando para ganar recompensas. En una sesión de entrenamiento separada, los animales reciben recompensas sin tener que trabajar para ellos, donde cada recompensa se asocia con una señal de tono auditivo para 10 – 30 s, que es el estímulo condicionado (CS +). Después del entrenamiento, los animales se prueban en un paradigma de extinción donde el "deseo" se mide según el número de presiones de palanca que el animal está dispuesto a realizar sin recibir una recompensa. Como los animales no reciben recompensas, el "deseo" no se confunde con el consumo de recompensa. La clave del paradigma es probar los cambios en el comportamiento cuando se introduce el estímulo auditivo condicionado durante diferentes estados inducidos por fármacos. En una serie de estudios, Wyvell y Berridge (2000, 2001) mostraron que las ratas inyectadas con microinyecciones de anfetamina en la capa de NAcc tenían significativamente más prensas de palanca cuando se introdujo el estímulo auditivo condicionado en comparación con las ratas inyectadas con microinyecciones de solución salina. En un experimento relacionado, Wyvell y Berridge (2000, 2001) encontraron que las medidas de gusto (reacción facial para recibir una recompensa de azúcar) no diferían si los animales recibían microinyecciones de solución salina o de anfetamina. Estos hallazgos sugieren que la anfetamina se asocia con un mayor "deseo" desencadenado por la señal, pero no con un mayor placer ("gusto") de recibir la recompensa.

Las sugerencias del modelo de incentivo-sensibilización de mayor "deseo" y disminución de "gusto" en la adicción son consistentes con los hallazgos de la literatura sobre el trastorno del juego de mayor activación de dopamina a recompensa anticipada (Fiorillo et al., 2003; Abler et al. 2006; Preuschoff et al. 2006; Linnet et al. 2011a, 2012) y la activación de dopamina embotada al resultado de la recompensa (Reuter et al., 2005). Estos hallazgos sugieren que las disfunciones dopaminérgicas hacia anticipado Las recompensas, en lugar de las recompensas reales, refuerzan el comportamiento del juego entre quienes padecen trastornos del juego. La sensibilización del sistema de dopamina hacia recompensas anticipadas en lugar de recompensas incurridas puede explicar por qué las personas que sufren trastornos del juego continúan apostando a pesar de las pérdidas, y pueden jugar un papel central en la formación de percepciones erróneas sobre la probabilidad de ganar jugando (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, se debe reconocer que la literatura actual contiene resultados contradictorios sobre los cambios en la dopamina cerebral en los adictos. Por ejemplo, se ha informado que los adictos a la cocaína desintoxicados en realidad muestran una disminución en la liberación de dopamina provocada en lugar del aumento sensibilizado descrito anteriormente ... Otro hallazgo en humanos que parece inconsistente con la sensibilización es que se informa que los adictos a la cocaína tienen niveles bajos de receptores D2 de la dopamina del estriado, incluso después de una abstinencia prolongada ... Esto sugiere un estado hipodopaminérgico en lugar de un estado sensibilizado "(Robinson y Berridge, 2008, P. 3140).

Si bien se reportan menores potenciales de unión en trastornos por uso de sustancias, no hay evidencia de disminución de potenciales de unión en la literatura sobre trastornos de juego (Linnet, 2013). Por lo tanto, el trastorno del juego podría servir como un trastorno "modelo" para el modelo de sensibilización de incentivos, ya que el juego no se confunde con la ingestión 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.

Primero, los niveles más bajos de potenciales de enlace informados en el trastorno por uso de sustancias no se ven en el trastorno de juego (Linnet et al., 2010, 2011a,b, 2012; Clark et al. 2012; Boileau et al. 2013). Esto podría sugerir que la sensibilización de incentivo puede ocurrir independientemente de la unión de dopamina de línea de base en apoyo del modelo de sensibilización de incentivo.

En segundo lugar, mientras que los estudios de Fiorillo et al. (2003) y Preuschoff et al. (2006) apoyando la noción de activación anticipada 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