(L) Materia cenușie în centrul de control al creierului legat de abilitatea de a procesa recompensa (2011)

Observații: Primul studiu care arată corelația directă între scăderea materiei cenușii frontale (hipofrontalitate) și deficiența de recompensă (desensibilizare)


Materia cenușie din centrul de control al creierelor legată de capacitatea de a procesa recompensa

Noiembrie 29, 2011 în Neuroscience

Cu cât aveți mai multă substanță cenușie în procesul de luare a deciziilor, procesare a gândirii din creier, cu atât mai bună este capacitatea dvs. de a evalua recompensele și consecințele. Aceasta poate părea o concluzie evidentă, dar un nou studiu realizat la Laboratorul Național Brookhaven al Departamentului de Energie al SUA este primul care arată această legătură între structură și funcție la persoanele sănătoase - și afectarea atât a structurii, cât și a funcției la persoanele dependente de cocaină . Studiul apare în Journal of Cognitive Neuroscience.

„Acest studiu documentează pentru prima dată importanța recompensării procesării integrității structurale a materiei cenușii în părțile cortexului prefrontal al creierului care sunt implicate în funcția executivă de ordin superior, inclusiv autocontrolul și luarea deciziilor”, a spus Muhammad Parvaz, un post-doctorat la Brookhaven Lab și un co-autor al lucrării.

Studiile anterioare efectuate la Brookhaven și în alte părți au explorat integritatea structurală a cortexului prefrontal în dependența de droguri și componentele funcționale ale procesării recompensei, dar aceste studii au fost efectuate separat, a spus Parvaz. „Am vrut să știm dacă funcția specifică de procesare a recompenselor ar putea fi„ mapată ”pe structura creierului subiacentă - dacă și cum acestea sunt legate,” a adăugat el.

Diferențele în volumul substanței cenușii - cantitatea de materie cerebrală formată din corpurile celulelor nervoase, spre deosebire de axonii „substanței albe” care formează conexiunile dintre celule - au fost observate într-o serie de boli neuropsihiatrice în comparație cu stările sănătoase, a explicat Anna Konova, cealaltă coproducătoare a ziarului. „Am vrut să știm mai multe despre ce înseamnă funcțional aceste diferențe la persoanele sănătoase și la persoanele dependente de droguri”, a spus ea.

Pentru a explora această relație structură-funcție, oamenii de știință au efectuat scanări cerebrale prin rezonanță magnetică (RMN) pentru a măsura volumul creierului la 17 persoane sănătoase și 22 de consumatori de cocaină. Scanările colectează măsurători structurale pentru întregul creier și pot fi analizate voxel cu voxel - echivalentul pixelilor tridimensionali - pentru a obține măsurători detaliate pentru regiunile individuale ale creierului.

Într-o perioadă scurtă de scanări RMN, oamenii de știință au folosit, de asemenea, electrozi așezați pe scalpii subiecților de cercetare pentru a măsura un anumit semnal electric cunoscut sub numele de P300 (un potențial legat de evenimente derivat dintr-o electroencefalogramă în curs sau EEG, adică timpul) blocat la un anumit eveniment). Această măsură specifică poate indexa activitatea creierului legată de procesarea recompenselor. În timpul acestor înregistrări electrice, subiecții au efectuat o sarcină psihologică temporizată (apăsând butoanele conform unui set specific de reguli) cu perspectiva de a câștiga diferite niveluri de recompensă monetară, de la niciun ban până la 45 de cenți pentru fiecare răspuns corect cu o recompensă potențială totală de 50 $.

Studii anterioare efectuate de echipa de cercetare au arătat că, la subiecții sănătoși, semnalul P300 crește în mărime odată cu cantitatea de recompensă monetară oferită. Cu toate acestea, persoanele dependente de cocaină nu prezintă acest răspuns diferențiat în măsura P300 a activității creierului, chiar dacă aceștia, ca și subiecții sănătoși, apreciază sarcina ca fiind mai interesantă și mai interesantă atunci când recompensa potențială este mai mare.

Studiul actual a extins aceste rezultate legându-le pentru prima dată cu măsurătorile structurale.

Oamenii de știință au folosit metode statistice pentru a căuta corelații între diferența de activitate a creierului observată în condițiile cu recompensă ridicată și fără recompensă - cât de mult s-a schimbat răspunsul P300 al creierului odată cu creșterea recompensei - și volumul de substanță cenușie din diferite părți ale creierului măsurat voxel-cu-voxel în scanările RMN.

La subiecții sănătoși, magnitudinea schimbării semnalului P300 cu recompensa crescândă a fost corelată cel mai puternic cu volumul de materie cenușie din trei regiuni ale cortexului prefrontal.

„Cu cât este mai mare volumul de substanță cenușie în acele regiuni, cu atât crește activitatea creierului pentru cea mai mare recompensă monetară în comparație cu condiția de non-recompensă”, a spus Konova.

Persoanele dependente de cocaină au redus volumul de substanță cenușie în aceste regiuni în comparație cu subiecții sănătoși și nu au existat diferențe detectabile între condițiile de recompensă în măsura P300 a activității creierului. De asemenea, nu au existat corelații semnificative între primele și cele din urmă - măsuri de structură și funcție - la subiecții dependenți de cocaină.

Aceste descoperiri sugerează că procesarea afectată a recompensei poate fi atribuită deficitelor de integritate structurală a creierului, în special în regiunile corticale prefrontale implicate în funcția cognitivă și emoțională de ordin superior, a spus Parvaz. „Prin urmare, acest studiu validează utilizarea măsurilor structurale obținute prin RMN ca indicativ al deficitelor funcționale.”

Implicațiile sunt importante pentru înțelegerea pierderii potențiale a controlului și a luării deciziilor dezavantajoase care pot apărea la persoanele care suferă de dependență de droguri, Konova a explicat: „Aceste deficite structurale-funcționale se pot traduce în comportamente disfuncționale în lumea reală. În mod specific, capacitatea afectată de a compara recompensele și substanța cenușie redusă în cortexul prefrontal pot duce la capacitatea compromisă de a experimenta plăcerea și de a controla comportamentul, mai ales în situații de risc ridicat - de exemplu, atunci când poftești sau sub stres - conducând indivizii la consuma droguri în ciuda consecințelor catastrofale. ”

Autorii recunosc că există încă întrebări dacă aceste modificări în structura și funcția creierului sunt o cauză sau o consecință a dependenței. Dar utilizarea tehnicilor imagistice multimodale, așa cum este ilustrat de acest studiu, poate deschide noi modalități de a aborda aceste și alte întrebări relevante pentru înțelegerea motivației umane atât în ​​stările de sănătate cât și în bolile, cu o relevanță deosebită pentru tratarea dependenței de droguri.

Mai multe informații: Integritatea structurală a cortexului prefrontal modulează sensibilitatea electrocortică la recompensă: http: //www.mitpres. jocn_a_00166

Furnizat de Laboratorul Național Brookhaven

„Substanța cenușie din centrul de control al creierului este legată de capacitatea de a procesa recompensa.” 29 noiembrie 2011. http://medicalxpress.com/news/2011-11-gray-brain-center-linked-ability.html