ScienceDaily (Nov. 29, 2011) - Quanto mais massa cinzenta você tiver na parte de tomada de decisão e processamento de pensamento de seu cérebro, melhor será sua capacidade de avaliar recompensas e consequências. Isso pode parecer uma conclusão óbvia, mas um novo estudo conduzido no Laboratório Nacional de Brookhaven, do Departamento de Energia dos EUA, é o primeiro a mostrar essa ligação entre estrutura e função em pessoas saudáveis - e o comprometimento tanto da estrutura quanto da função em pessoas viciadas em cocaína .
"Este estudo documenta pela primeira vez a importância de recompensar o processamento da integridade estrutural da massa cinzenta nas partes do córtex pré-frontal do cérebro que estão envolvidas nas funções executivas de ordem superior, incluindo autocontrole e tomada de decisão", disse Muhammad Parvaz, um pós-doutorado no Brookhaven Lab e co-autor do artigo.
“Estudos anteriores realizados em Brookhaven e em outros lugares exploraram a integridade estrutural do córtex pré-frontal na dependência de drogas e os componentes funcionais do processamento de recompensas, mas esses estudos foram conduzidos separadamente”, disse Parvaz. “Queríamos saber se a função específica de processamento de recompensa poderia ser 'mapeada' na estrutura cerebral subjacente - se e como essas duas estão relacionadas,” acrescentou.
As diferenças no volume da substância cinzenta - a quantidade de substância cerebral composta por corpos celulares nervosos, em oposição aos axônios da "substância branca" que formam as conexões entre as células - foram observadas em uma série de doenças neuropsiquiátricas quando comparadas com estados saudáveis, explicou Anna Konova, a outra co-autora principal do artigo. “Queríamos saber mais sobre o que essas diferenças significam funcionalmente em indivíduos saudáveis e em indivíduos viciados em drogas”, disse ela.
Para explorar esta relação estrutura-função, os cientistas realizaram exames de imagem por ressonância magnética (MRI) para medir o volume do cérebro em 17 pessoas saudáveis e 22 usuários de cocaína. As varreduras coletam medições estruturais de todo o cérebro e podem ser analisadas voxel a voxel - o equivalente a pixels tridimensionais - para obter medições detalhadas de regiões cerebrais individuais.
Dentro de um curto período de exames de ressonância magnética, os cientistas também usaram eletrodos colocados no couro cabeludo dos sujeitos da pesquisa para medir um sinal elétrico específico conhecido como P300 (um potencial relacionado ao evento derivado de um eletroencefalograma contínuo, ou EEG, que é o tempo bloqueado para um determinado evento). Esta medida específica pode indexar a atividade cerebral relacionada ao processamento de recompensas. Durante essas gravações elétricas, os sujeitos realizaram uma tarefa psicológica cronometrada (pressionando botões de acordo com um conjunto específico de regras) com a perspectiva de ganhar níveis variados de recompensa monetária, de nenhum dinheiro até 45 centavos para cada resposta correta com uma recompensa potencial total de $ 50.
Estudos anteriores realizados pela equipe de pesquisa mostraram que, em indivíduos saudáveis, o sinal P300 aumenta em magnitude com a quantidade de recompensa monetária oferecida. Indivíduos viciados em cocaína, no entanto, não exibem essa resposta diferencial na medida da atividade cerebral P300, embora eles, como os indivíduos saudáveis, classifiquem a tarefa como mais interessante e excitante quando a recompensa potencial é maior.
O presente estudo ampliou esses resultados, ligando-os pela primeira vez com as medidas estruturais.
Os cientistas usaram métodos estatísticos para procurar correlações entre a diferença na atividade cerebral observada nas condições de alta recompensa e sem recompensa - o quanto a resposta P300 do cérebro mudou com o aumento da recompensa - e o volume de massa cinzenta em várias partes do cérebro como medido voxel por voxel nos exames de ressonância magnética.
Nos indivíduos saudáveis, a magnitude da mudança no sinal P300 com recompensa crescente foi mais fortemente correlacionada com o volume de massa cinzenta em três regiões do córtex pré-frontal.
“Quanto maior o volume de massa cinzenta nessas regiões específicas, mais atividade cerebral aumenta para a maior recompensa monetária em comparação com a condição sem recompensa”, disse Konova.
Os indivíduos viciados em cocaína reduziram o volume de substância cinzenta nessas regiões em comparação com os indivíduos saudáveis, e nenhuma diferença detectável entre as condições de recompensa na medida P300 da atividade cerebral. Também não houve correlações significativas entre o primeiro e o último - medidas de estrutura e função - nos indivíduos viciados em cocaína.
"Essas descobertas sugerem que o processamento de recompensas prejudicado pode ser atribuído a déficits na integridade estrutural do cérebro, particularmente em regiões corticais pré-frontais implicadas em funções cognitivas e emocionais de ordem superior", disse Parvaz. “Este estudo, portanto, valida o uso das medidas estruturais obtidas por ressonância magnética como indicativas de déficits funcionais.”
As implicações são importantes para entender a perda potencial de controle e a tomada de decisão desvantajosa que pode ocorrer em pessoas que sofrem de dependência de drogas, explicou Konova: “Esses déficits de estrutura-função podem se traduzir em comportamentos disfuncionais no mundo real. Especificamente, a capacidade prejudicada de comparar recompensas e a redução da massa cinzenta no córtex pré-frontal podem culminar no comprometimento da capacidade de sentir prazer e controlar o comportamento, especialmente em situações de alto risco - por exemplo, quando desejo ou sob estresse - levando os indivíduos a usar drogas apesar das consequências catastróficas. ”
Os autores reconhecem que ainda há dúvidas sobre se essas mudanças na estrutura e função do cérebro são uma causa ou consequência do vício. Mas o uso de técnicas de imagem multimodal, como ilustrado por este estudo, pode abrir novas maneiras de abordar essas e outras questões relevantes para a compreensão da motivação humana em estados de saúde e doença, com particular relevância para o tratamento da dependência de drogas.
Esta pesquisa foi realizada no Brookhaven Lab sob a orientação de Rita Goldstein, Diretora do Grupo de Neuropsicoimagem do Brookhaven Lab e a autora correspondente no artigo. Dardo Tomasi, do Instituto Nacional de Abuso de Álcool e Alcoolismo, que administra as instalações de ressonância magnética de Brookhaven, e Nora Volkow, Diretora do Instituto Nacional de Abuso de Drogas (NIDA), foram co-autores. A pesquisa foi financiada por uma bolsa de Goldstein do National Institutes of Health e pelo General Clinical Research Center da Stony Brook University.
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