O abordare neurocognitivă a înțelegerii neurobiologiei dependenței (2013)

Du-te la:

Abstract

Introducere

Odată ce o persoană a pierdut controlul asupra consumului de droguri sau asupra comportamentelor non-drog, consecințele negative în creștere (de exemplu, probleme financiare) nu duc la ajustările comportamentale necesare (de exemplu, reglementarea sau renunțarea la băutură sau la jocurile de noroc) [1]. Datorită mecanismelor de vulnerabilitate și/sau efectului toxic al medicamentelor, s-a considerat că această stare de „inflexibilitate” reflectă procese de învățare comportamentală „de bază” afectate, auto-reglementare slabă și luarea deciziilor afectate. Pentru a unifica viziunea asupra dependenței care integrează atât perspective experimentale, cât și cele clinice, propunem aici ca dependențele de droguri și comportamentale să fie asociate cu sisteme neuronale perturbate pentru puterea de voință, care se referă la capacitatea de a alege pe termen lung, mai degrabă decât pe termen scurt. , rezultate. Această întrerupere poate apărea în oricare sau într-o combinație de trei sisteme neuronale cheie: (a) un sistem neuronal hiperactiv impulsiv, dependent de amigdala-striat, care promovează acțiuni automate și obișnuite; și (b) un sistem neuronal hipoactiv reflexiv, dependent de cortexul prefrontal, pentru luarea deciziilor, prognozând consecințele viitoare ale unui comportament, control inhibitor și conștientizare de sine; și (c) un sistem neuronal mediat de insula, care traduce semnalele interoceptive de jos în sus în rezultate subiective (de exemplu, pofta), care, la rândul său, potențează activitatea sistemului impulsiv și/sau slăbește sau deturnează resursele cognitive determinate de obiective. necesare pentru funcționarea normală a sistemului reflectorizant. La nivel de proces, caracteristicile sistemelor neuronale impulsiv și reflexiv oglindesc conturile de procesare duală; unul rapid, automat și inconștient și celălalt lent, deliberativ și conștient [2,3,4]. Insula este privită ca un sistem „poartă” care răspunde la perturbații homeostatice [5] și, la rândul său, modulează activitățile sistemelor duale [6]. Scopul principal al acestui articol este de a evidenția rolul cheie al alegerii în dependență și de a prezenta un cadru conceptual larg care reunește mai multe linii disparate de cercetare privind dependența.

Sistemul impulsiv

Pe parcursul dezvoltării unei dependențe, comportamentele înrudite devin progresiv controlate de informații asociate dependenței care au dobândit, prin mecanisme pavloviane și instrumentale de înclinare, proprietatea de a genera automat acțiuni și pofte legate de droguri (sau jocuri de noroc).7,8]. Aceste răspunsuri rapide și prost deliberate declanșate de indicii competente (de exemplu, afecte, o sticlă de bere) prezente în mediu depind în mod intim de ganglionii bazali și de aporturile lor corticale.9]. În mod critic, sistemul neuronal amigdalo-striatal (dependent de dopamină) este o structură cheie pentru efectele motivaționale stimulative ale unei varietăți de recompense non-naturale (de exemplu, droguri psihoactive) și recompense naturale (de exemplu, mâncare) [3].10]. Acest stimul a legat un sistem rigid și automat de luare a deciziilor obiceiurilor, care nu necesită simulare mentală [11], este modificat de substanțele abuzate prin modificări ale caracteristicilor fazice ale activității dopaminei în semnalizarea recompensei și a funcției tonice a nivelurilor de dopamină în a permite și facilita o mare varietate de funcții motorii și cognitive.12,13]. Activitatea dopaminică mezolimbică crescută, stimulată de droguri de abuz, întărește repetarea comportamentelor, influențând învățarea, procesele atenționale și întărirea asociațiilor de efecte de întărire.14,15,16]. Prin practică intensivă și procese de condiționare operantă, performanța instrumentală (de exemplu, un șobolan care apăsă o pârghie pentru a primi cocaină) ar putea trece cu ușurință de la asocierile acțiune-rezultat direcționate către scop, care necesită o reprezentare a rezultatului ca scop, la acțiuni mai independente de valoarea actuală a obiectivului [17], caracterizând astfel o stare de compulsivitate [18]. Tranziția între comportamentele direcționate către obiectiv și cele compulsive a fost asociată cu aspecte specifice ale plasticității structurale sinaptice atât în ​​​​partea dorsală [1].19,20 ••,21] și regiunile striatale ventrale [20 ••] iar acest proces este accelerat de sensibilizarea sistemelor dopaminergice [22]. La nivel de procesare cognitivă, consumul continuu de droguri are ca rezultat întărirea amintirilor asociative implicite de „dorință” relevante pentru motivație [16], indiciile legate de dependență sunt marcate ca importante și captează atenția dependenților [23] și generează tendințe de abordare automată [16]. Aceste aspecte cognitive sunt coerente cu teoria sensibilizării stimulente [8,24] care sugerează că, prin repetarea experiențelor apetitive, gradul în care obiectele legate de dependență sunt „dorite”, dorite și efectul lor anticipat, crește disproporționat în comparație cu gradul în care sunt „placute” (adică, schimbarea dispoziției) și că această disociere poate crește progresiv odată cu dezvoltarea dependenței [8,24]. Pe lângă atribuirea de importanță crescută la indicii care prezic recompensa pentru droguri, dependența se caracterizează printr-o sensibilitate scăzută la recompensele naturale.25,26 ••] așa cum se vede, de exemplu, la consumatorii de cocaină pentru care recompensele care nu sunt legate de cocaină ar genera activări neuronale mezocorticolimbic sub normal, cum ar fi ca răspuns la recompense monetare [27]. Luate împreună, toate acestea atribuie un rol funcțional complexului striat/amigdala în aspectele motivaționale și comportamentale automate ale căutării de droguri.

Sistemul reflectorizant

În timp ce sistemul obișnuit (sau impulsiv), care este cheia pentru a genera cel puțin componenta „dorință” pentru a căuta recompensă, poate explica un aspect important al comportamentelor asociate cu comportamentele de abordare, este clar că nu explică modul în care cineva controlează. comportamentul lui sau ei. Această funcție se referă la acțiunea așa-numitului „sistem reflectorizant”, care este necesar pentru a controla aceste impulsuri mai de bază și pentru a permite urmărirea mai flexibilă a obiectivelor pe termen lung.

Acțiunea sistemului reflectorizant depinde de integritatea a două seturi de sisteme neuronale: un sistem de funcții executive „rece” și fierbinte.28], deși într-un creier care funcționează normal, este foarte dificil să se separe funcțiile „rece” de cele „fierbinte” și ori de câte ori are loc această separare, rezultatul final este un comportament care seamănă cu cel asociat cu afectarea cortexului prefrontal ventromedial sau psihopatic/antisocial. comportament [29]. Funcțiile executive „cool” sunt mediate de rețelele frontostriatale și frontoparietale laterale inferioare și dorsolaterale [30]și se referă la operațiunile de bază ale memoriei de lucru, cum ar fi menținerea și actualizarea informațiilor relevante („actualizare”), inhibarea impulsurilor prepotente („inhibarea”) și schimbarea setului mental („schimbarea”) [31]. Funcțiile executive „fierbinte” sunt mediate de structurile frontolimbice orbitomediale și ventromediale paralimbice implicate în declanșarea stărilor somatice din amintiri, cunoaștere și cogniție, care permit activarea a numeroase răspunsuri afective/emoționale (somatice) care intra în conflict între ele; rezultatul final este că apare un semnal general pozitiv sau negativ [32]. Astfel, luarea adecvată a deciziilor reflectă o integrare a sistemelor cognitive (de exemplu, funcțiile executive „cool”) și afective (adică, funcțiile executive „fierbinte”) și capacitatea de a cântări mai optim câștigurile pe termen scurt cu pierderile pe termen lung sau rezultatele probabile. a unei acțiuni [33].

Funcția perturbată în cortexul prefrontal „reflexiv” ar putea duce la inhibarea răspunsului afectat și la atribuirea anormală a proeminenței în dependență, ceea ce oferă o explicație a motivului pentru care căutarea și consumul de droguri devin principala unitate motivațională în detrimentul activităților non-drog.1]. Prin compromiterea autoreglării în moduri diferite [34], deficite „cool” ale funcțiilor executive care afectează persoanele dependente de droguri și jocuri de noroc [35] se crede că accelerează cursul dependenței prin compromiterea abstinenței de la cocaină [36], jocuri de noroc [37], nicotină [38], alcool [39] și jocurile de noroc cu probleme agravante [• 40] și prin creșterea uzurii de la tratament [41]. Impactul proceselor executive „fierbinte” în dependență a fost inițial demonstrat în cercetările clinice cu populații de pacienți cu leziuni în regiunile lobului frontal, precum și în studii imagistice care delimitează baza neuronală probabilă a fiecăreia dintre aceste funcții.32,42]. După afectarea regiunii ventromediale a cortexului prefrontal, indivizii anterior bine adaptați devin incapabili să respecte convențiile sociale și să decidă în mod avantajos asupra problemelor personale.43]. Natura acestor deficite a relevat faptul că regiunea vmPFC servește ca o legătură între (a) o anumită categorie de evenimente bazate pe înregistrări de memorie în corteze de asociere de ordin înalt la (b) structuri efectoare care produc un răspuns emoțional.42]. Deteriorarea sistemelor care influențează emoția și/sau memoria compromit capacitatea de a lua decizii avantajoase [43]. Sarcina de jocuri de noroc din Iowa (IGT) [44], care a fost dezvoltat inițial pentru a investiga defectele decizionale ale pacienților neurologici în viața reală, s-a dovedit că exploatează aspecte ale procesului decizional care sunt influențate de afect și emoție.42]. IGT detectează scăderea performanței decizionale la persoanele cu o varietate de dependențe în comparație cu grupurile de control neproblematice.45]. De exemplu, la unii adolescenți, luarea proastă a deciziilor evidențiată de IGT poate precede apariția problemelor legate de consumul de alcool.46].

Sisteme neuronale care intensifică motivația și slăbesc controlul comportamentului: Insula

Cortexul insular a apărut recent ca o structură neuronală cheie care joacă un rol cheie în formarea reprezentării interoceptive, care este crucială pentru sentimentele emoționale subiective.5,6,47]. Mai mult, s-a susținut recent că cortexul insular poate contribui la apariția și menținerea dependenței prin traducerea semnalelor interoceptive în ceea ce se experimentează subiectiv ca un sentiment de dorință, anticipare sau îndemn.6,48 ••]. Studiile imagistice au evidențiat activitate în interiorul insulei corelată cu ratingul sau nevoia subiecților pentru țigări, cocaină, alcool și eroină [5,6,48 ••]. Accidentele cerebrale care dăunează insular tind să șteargă literalmente dorința de a fuma la indivizii anterior dependenți de fumatul de țigară [49]. În acest studiu, fumătorii cu leziuni cerebrale care implică insula au fost de peste 100 de ori mai probabil decât fumătorii cu leziuni cerebrale care nu implică insula să sufere o „întrerupere a dependenței de fumat”, care se caracterizează prin capacitatea de a renunța la fumat ușor și imediat, fără recidivă. , și fără o persistență a dorinței de a fuma [49]. Aceste rezultate susțin o conceptualizare nouă a unuia dintre mecanismele prin care insula participă la menținerea dependenței (vezi Figura 1).

 

Figura 1

Un model neurologic schematic care ilustrează un rol funcțional propus pentru trei sisteme neuronale cheie în dependență: (1) Sistemul neuronal amigdala-striat, pe care l-am numit „sistem impulsiv”, excită sistemul tradițional de recompensă. ...

Cortexul insular (și cel mai probabil insula anterioară) răspunde la semnalele interoceptive (datorită dezechilibrului homeostatic, stării de privare, stresului, lipsei de somn etc.). Pe lângă traducerea acestor semnale interoceptive în ceea ce poate deveni subiectiv experimentat ca un sentiment de „îndemn” sau „poftă”, emitem ipoteza că activitatea cortexului insular crește impulsul și motivația de a fuma (sau de a consuma droguri sau de a juca de noroc) (a) prin sensibilizarea sau exacerbarea activității sistemului obișnuit/impulsiv; și (b) prin subminarea mecanismelor PFC pentru atenție, raționament, planificare și procese de luare a deciziilor, care sunt necesare pentru a formula planuri de acțiune pentru căutarea și procurarea de țigări sau droguri [• 50]. Cu alte cuvinte, aceste reprezentări interoceptive au capacitatea de a „deturna” resursele cognitive necesare exercitării controlului inhibitor pentru a rezista tentației de a fuma sau de a consuma droguri prin dezactivarea (sau „detragerea”) activității sistemului prefrontal (control/reflexiv). Deși sunt încă necesare dovezi empirice în sprijinul acestei ipoteze, există o serie de studii de imagistică cerebrală structurală și funcțională care susțin această perspectivă. În primul rând, insula anterioară are conexiuni bidirecționale, printre altele, cu amigdala, striatul ventral și cortexul orbito-frontal și s-a susținut că dezechilibrul homeostatic asociat cu anumite stări psihologice (de exemplu, anxietate și stres) trimit semnale interoceptive care sunt primite de insula, care la rândul lor exercită influență asupra altor sisteme neuronale [51]. În al doilea rând, unele studii au arătat că indicii de droguri perturbă controlul de sus în jos prin dezactivarea regiunilor creierului care sunt componente ale rețelelor frontal-parietale și cingulat-operculare.• 52], care sunt, de asemenea, părți din ceea ce am descris ca sistem reflectorizant. În plus, indicii de droguri determină o activare crescută a creierului în regiunile implicate în atribuirea proeminenței stimulente (regiunile posterioare ale cortexului orbito-frontal mezial și striatul ventral, care este o parte a ceea ce am descris ca fiind sistemul impulsiv) și dezactivarea în regiunile dintre cortexul prefrontal și precuneusul implicat în motivația de a lua o anumită decizie (care fac parte din ceea ce ne-am referit ca sistem reflectiv) [53]. Cu toate acestea, rămâne neclar dacă această activare este asociată și cu o poftă sau o dorință de a consuma droguri și este mediată prin insula [54]. În cele din urmă, similar persoanelor care se confruntă cu stres cronic [55], episoadele repetate de dorință au ca rezultat, de asemenea, reorganizarea structurală a circuitelor corticostriatale (de exemplu, atrofia circuitelor corticostriatale asociative și hipertrofia circuitelor care parcurg striatul senzorio-motor), ceea ce ar putea face ca luarea deciziilor să fie determinată în principal de strategii obișnuite. Toate aceste constatări oferă un sprijin preliminar pentru mecanismul propus de noi privind interacțiunea insulei cu sistemele neuronale impulsive și reflexive. Cu toate acestea, sunt încă necesare mai multe studii empirice, iar această cercetare ar trebui să ofere o nouă cale promițătoare pentru înțelegerea procesului decizional slab la persoanele dependente.

Conturi teoretice recente [26 ••,56] avansează că o disfuncție a sistemului interoceptiv poate împiedica, de asemenea, conștientizarea de sine, care ar putea lua forma eșecului de a recunoaște o boală (adică, lipsa de înțelegere). Într-adevăr, necesitatea percepută de tratament se referă doar la o minoritate de indivizi care suferă de dependență [57], care ar putea reflecta disfuncția proceselor cognitive și a circuitelor neuronale care stau la baza conștientizării de sine [56]. Subestimarea severității dependenței ar putea conduce la consumul excesiv de droguri de către acești indivizi, unde controlul consumului devine extrem de dereglat. Capacitatea de percepție afectată ar putea fi estimată prin evaluarea capacității de metacogniție, care se referă la capacitatea noastră de a discrimina performanța corectă de cea incorectă. S-au găsit disocieri între percepția de sine și comportamentul real în dependență la consumatorii de cocaină [26 ••,58], la persoanele cu alcool [59], cu dependență de nicotină [60], la subiecții dependenți de metamfetamină [61] și tinerii abuzatori de marijuana [62], precum și la jucătorii patologici [• 63] și sa constatat că are un impact asupra capacității de a rămâne abstinent, de exemplu, de la alcool [64]. Acest grad anormal de disociere constatat la persoanele dependente între nivelul „obiect” și nivelul „meta” a ridicat posibilitatea ca o metacogniție deficitară să conducă la o monitorizare și ajustare slabă a acțiunii și luării de decizii.65]. Cu toate acestea, rămân multe de făcut pentru a identifica modul în care sistemele neuronale ale cortexului prefrontal rostral și dorsal interacționează cu semnalele interoceptive pentru a promova performanța corectă a judecății și pentru a îmbunătăți și mai mult controlul cognitiv al procesului decizional, memoria, precum și sentimentul de agenție în participanți sănătoși [66] și la dependenți [26 ••]. Din punct de vedere anatomic, insula este un loc primar pentru primirea semnalelor interoceptive, dar, la rândul său, insula este conectată la regiuni extinse ale cortexului prefrontal și, prin urmare, această interacțiune interoceptiv-prefrontală poate fi mediată de insula.26 ••,67].

Concluzii și direcții viitoare

Descoperirea rolului important al insulei în dependența specifică de fumat nu subminează munca seminală generată până în prezent cu privire la rolurile altor componente ale circuitelor neuronale implicate în dependență și a tulburărilor de control al impulsurilor în general, în special a sistemului dopaminergic mezolimbic (stimulare). sistemul de obiceiuri) și cortexul prefrontal (sistemul de control executiv). Abordarea rolului insulei nu face decât să completeze această activitate anterioară și ne avansează eforturile pentru a găsi noi abordări terapeutice pentru tratarea mai multor tulburări de control al impulsurilor, inclusiv întreruperea ciclului dependenței. Cel mai evident este că modularea terapeutică a funcției insulei poate face mai ușor depășirea dependenței și a altor probleme de control al impulsurilor.48 ••,68]. Acest lucru ar putea fi realizat prin proiectarea de noi terapii farmacologice care vizează receptorii din insulă, tehnici invazive precum stimularea profundă a creierului sau tehnici neinvazive, cum ar fi stimularea magnetică transcraniană repetitivă.69,• 70]. O altă opțiune, dar compatibilă, este implementarea de terapii menite să îmbunătățească conștientizarea corpului, cum ar fi antrenamentul cu biofeedback sau meditația centrată pe corp.48 ••]. Acest lucru ar putea fi deosebit de eficient la acele persoane dependente cu puțină reactivitate corporală sau cu o percepție slabă a acestui semnal (perspectivă slabă) [56] și care se bazează pe surse non-emoționale pentru a conduce procesele de luare a deciziilor [48 ••], posibil din cauza unui mecanism neuronal disfuncțional care include insula și cortexul prefrontal medial [71]. Tehnicile de reevaluare cognitivă care se concentrează pe interpretarea adecvată a inputului emoțional pot fi benefice pentru cei dependenți pentru care semnalul scăzut și percepția slabă se bazează pe o reprezentare plină de satisfacții a stărilor ideale ale corpului, un proces care funcționează ipotetic prin rețeaua insula/striatală/amigdală.68].

Confirmare

Note de subsol

Referințe și lectură recomandată