Circuito cerebral que controla as decisões que induzem alta ansiedade identificados
Data:
28 de maio de 2015
Fonte:
Massachusetts Institute of Technology
Resumo:
Algumas decisões despertam muito mais ansiedade do que outras. Entre os que mais provocam ansiedade estão aqueles que envolvem opções com elementos positivos e negativos, como escolher um emprego com melhor remuneração em uma cidade longe da família e dos amigos, versus escolher ficar onde está com menos salário.
Algumas decisões despertam muito mais ansiedade do que outras. Entre os que mais provocam ansiedade estão aqueles que envolvem opções com elementos positivos e negativos, como escolher um emprego com melhor remuneração em uma cidade longe da família e dos amigos, versus escolher ficar onde está com menos salário.
Os pesquisadores do MIT identificaram agora um circuito neural que parece estar por trás da tomada de decisão nesse tipo de situação, que é conhecido como conflito de abordagem evitando. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a descobrir novas maneiras de tratar distúrbios psiquiátricos que apresentam dificuldades de tomada de decisão, como depressão, esquizofrenia e transtorno de personalidade limítrofe.
“Para criar um tratamento para esses tipos de distúrbios, precisamos entender como o processo de tomada de decisão está funcionando”, diz Alexander Friedman, cientista pesquisador do Instituto McGovern de Pesquisa do Cérebro do MIT e autor principal de um artigo que descreve o conclusões na edição de 28 de maio da Célula.
Friedman e colegas também demonstraram o primeiro passo para o desenvolvimento de possíveis terapias para esses distúrbios: manipulando esse circuito em roedores, eles foram capazes de transformar uma preferência por escolhas de baixo risco e baixo retorno em uma preferência por maiores recompensas, apesar de seus custos maiores.
A autora sênior do artigo é Ann Graybiel, professora do MIT Institute e membro do McGovern Institute. Outros autores são o pós-doutorando Daigo Homma, os cientistas pesquisadores Leif Gibb e Ken-ichi Amemori, os alunos de graduação Samuel Rubin e Adam Hood e o assistente técnico Michael Riad.
Fazendo escolhas difíceis
O novo estudo surgiu de um esforço para descobrir o papel dos estriossomas - agrupamentos de células distribuídas através do estriado, uma grande região do cérebro envolvida na coordenação de movimento e emoção e implicada em alguns distúrbios humanos. Graybiel descobriu estriossomas há muitos anos, mas sua função permaneceu misteriosa, em parte porque eles são tão pequenos e profundos dentro do cérebro que é difícil visualizá-los com imagens de ressonância magnética funcional (fMRI).
Estudos anteriores do laboratório de Graybiel identificaram regiões do córtex pré-frontal do cérebro que se projetam para estriossomas. Essas regiões estão implicadas no processamento de emoções, de modo que os pesquisadores suspeitaram que esse circuito também pode estar relacionado à emoção.
Para testar essa ideia, os pesquisadores estudaram ratos enquanto realizavam cinco tipos diferentes de tarefas comportamentais, incluindo um cenário de evitação de abordagem. Nessa situação, os ratos que percorriam um labirinto tinham que escolher entre uma opção que incluía chocolate forte, que eles gostam, e luz forte, que não gostavam, e uma opção com luz mais fraca, mas chocolate mais fraco.
Quando os humanos são forçados a tomar esse tipo de decisão de custo-benefício, geralmente ficam ansiosos, o que influencia as escolhas que fazem. “Esse tipo de tarefa é potencialmente muito relevante para transtornos de ansiedade”, diz Gibb. “Se pudéssemos aprender mais sobre esse circuito, talvez pudéssemos ajudar as pessoas com esses distúrbios.”
Os pesquisadores também testaram ratos em quatro outros cenários nos quais as escolhas foram mais fáceis e menos preocupantes.
“Ao comparar o desempenho nessas cinco tarefas, poderíamos olhar para a tomada de decisão de custo-benefício versus outros tipos de tomada de decisão, permitindo-nos chegar à conclusão de que a tomada de decisão de custo-benefício é única”, diz Friedman.
Usando optogenética, que lhes permitiu ligar ou desligar a entrada cortical para os estriossomas, iluminando as células corticais, os pesquisadores descobriram que o circuito que conecta o córtex aos estriossomas desempenha um papel causal em influenciar as decisões na tarefa de evitação de abordagem, mas nenhum em outros tipos de tomada de decisão.
Quando os pesquisadores desligaram a entrada para os estriossomas do córtex, eles descobriram que os ratos começaram a escolher a opção de alto risco e alta recompensa com até 20% mais frequência do que a escolhida anteriormente. Se os pesquisadores estimularam a entrada dos estriossomas, os ratos começaram a escolher a opção de alto custo e alta recompensa com menos frequência.
Paul Glimcher, professor de fisiologia e neurociência da Universidade de Nova York, descreve o estudo como uma “obra-prima” e diz que está particularmente impressionado com o uso de uma nova tecnologia, a optogenética, para resolver um antigo mistério. O estudo também abre a possibilidade de estudar a função do estriossoma em outros tipos de tomada de decisão, acrescenta.
“Isso quebra o quebra-cabeça de 20 anos que [Graybiel] escreveu - o que os estriossomas fazem?” diz Glimcher, que não fazia parte da equipe de pesquisa. “Em 10 anos teremos um quadro muito mais completo, do qual este papel é a pedra fundamental. Ela demonstrou que podemos responder a essa pergunta e a respondeu em uma área. Muitos laboratórios vão agora resolver isso e resolver em outras áreas. ”
Guardião emocional
As descobertas sugerem que o estriado, e os estriossomas em particular, podem atuar como um porteiro que absorve informações sensoriais e emocionais vindas do córtex e as integra para produzir uma decisão sobre como reagir, dizem os pesquisadores.
Esse circuito do gatekeeper também parece incluir uma parte do mesencéfalo chamada substantia nigra, que possui células contendo dopamina que desempenham um papel importante na motivação e no movimento. Os pesquisadores acreditam que, quando ativadas pela entrada dos estriossomas, essas células da substância negra produzem um efeito de longo prazo nas atitudes de tomada de decisão de um paciente animal ou humano.
“Gostaríamos muito de encontrar uma maneira de usar essas descobertas para aliviar o transtorno de ansiedade e outros transtornos nos quais o humor e a emoção são afetados”, diz Graybiel. “Esse tipo de trabalho tem uma prioridade real.”
Além de buscar possíveis tratamentos para transtornos de ansiedade, os pesquisadores agora estão tentando entender melhor o papel das células da substância negra contendo dopamina neste circuito, que desempenha um papel crítico na doença de Parkinson e também pode estar envolvido em transtornos relacionados.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúde Mental, Fundação CHDI, Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, Fundação de Distonia e Parkinson de Bachmann-Strauss e Fundação William N. e Bernice E. Bumpus.
Fonte da história:
A história acima é baseada em materiais fornecido por Massachusetts Institute of Technology. O artigo original foi escrito por Anne Trafton. Nota: Os materiais podem ser editados quanto ao conteúdo e comprimento.
Referência de revista:
- Alexander Friedman, Daigo Homma, Leif G. Gibb, Ken-Ichi Amemori, Samuel J. Rubin, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. Um caminho corticostriatal que visa estriossomas controla a tomada de decisões em caso de conflito. Célula2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Processo de tomada de decisão: a optogenética revela a rede do cérebro envolvida nas escolhas emocionais
28 de maio de 2015, 12:13 por Susan Scutti
Durante os conflitos de abordagem e evitação, nosso cérebro acessa uma rede especializada envolvendo os estriossomas para nos ajudar a tomar decisões difíceis e emocionais. Foto cortesia de Shutterstock.
Você precisa de mais dinheiro, então quer um emprego bem remunerado, mas sabe que isso significaria muito trabalho árduo e provavelmente até tarde da noite e fins de semana também. Sempre que uma meta é desejável e desagradável, vivenciamos um conflito psicológico conhecido como aproximação-evitação. Durante esses conflitos, nosso cérebro acessa uma rede especializada que nos ajuda a tomar decisões difíceis e emocionais, digamos Neurocientistas do MIT. Este circuito neural começa e termina com estriossomas.
O que exatamente são estriossomas? Esses aglomerados de células são distribuídos através do estriado - uma grande região do cérebro abaixo do córtex cerebral que está envolvida na coordenação de nossos movimentos com nossas motivações. No entanto, os estriossomas são tão pequenos e ficam tão profundamente dentro do cérebro que os pesquisadores têm dificuldade em imaginá-los com um fMRI. Por esse motivo, eles permanecem um território desconhecido do cérebro.
Estudos anteriores do laboratório da Dra. Ann Graybiel, professora do MIT e membro do Instituto McGovern de Pesquisa do Cérebro, identificaram regiões do córtex pré-frontal do cérebro que se projetam para os estriossomas. Como essas regiões ajudaram a processar as emoções, os pesquisadores suspeitaram que todo o circuito cerebral pode estar relacionado de alguma forma à emoção. É importante ressaltar que em macacos, as decisões tomadas durante conflitos de abordagem-evitação ativam seletivamente um subconjunto de neurônios em uma região pré-frontal medial que parece corresponder à zona humana que visa os estriossomas.
Querendo entender melhor esse circuito e sua função, a equipe do MIT projetou uma série de experimentos.
Descobrindo o cérebro
Os pesquisadores estudaram ratos enquanto eles realizavam cinco tipos diferentes de tarefas comportamentais. As escolhas dos roedores eram relativamente simples em quatro dos cenários, mas em um os pesquisadores construíram um cenário de evitação de abordagem mais complexo. Durante esta tarefa de corrida de labirinto, os ratos tiveram que escolher entre duas opções: uma que incluía chocolate forte (que eles gostam) e um light claro (que eles não gostam) e outra opção com luz mais fraca, mas chocolate mais fraco.
Se nós, humanos, enfrentássemos um semelhante aproximação-evitação escolha, provavelmente sentiríamos ansiedade, o que influenciaria nossa “análise de custo-benefício” e, em última análise, influenciaria nossa decisão.
Observando a resposta dos ratos, os pesquisadores acrescentaram outra dimensão a essas cinco tarefas reveladoras. Durante algumas das corridas do labirinto, os cientistas ligaram e desligaram a entrada cortical para os estriossomas dos ratos, iluminando diretamente as células corticais - um método de neuromodulação conhecido como optogenética.
Iluminando os ratos ' processos de tomada de decisão, os pesquisadores descobriram que o circuito que conecta o córtex aos estriossomas desempenhou um papel durante a tarefa de evitação de abordagem, mas nas outras quatro tarefas, os estriossomas não influenciaram em nada o processo de tomada de decisão.
Essas descobertas sugerem que o estriado (e os estriossomas em particular) pode atuar como um guardião mental, dizem os pesquisadores. Os estriossomas absorvem informações sensoriais e emocionais vindas do córtex e, em seguida, integram-nas para produzir uma decisão.
Esse mesmo circuito parece incluir a substantia nigra, uma região do mesencéfalo que contém células contendo dopamina. Quando ativadas pelos estriossomas, especulam os pesquisadores, essas células da substância negra produzem um efeito de longo prazo sobre atitudes de tomada de decisão.
Em última análise, esta pesquisa sugere novas possibilidades para aliviar umansiedade e outros transtornos de humor ou emocionais. Ao compreender melhor o papel das células da substância negra que contêm dopamina, a gangue do MIT acredita que também pode aprender como aliviar os sintomas de Doença de Parkinson e distúrbios relacionados.
Fonte: Friedman A, Homma D, Gibb LG, et al. Um caminho corticostriatal que visa estriossomas controla a tomada de decisão em caso de conflito. Célula. 2015.