adicciones y circuitos neuronales de aprendizaje - recompensa
DESCRIPTION
ADICCIONES Y CIRCUITOS NEURONALES DE APRENDIZAJE - RECOMPENSA. Rita Carter , 1998. Dr. Pedro Delgado Machado HUMANA UCV SVP. Montar bicicleta – TOC - Adicción. Rita Carter , 1998. Cerebro y supervivencia. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ADICCIONES Y CIRCUITOS NEURONALES DE APRENDIZAJE -
RECOMPENSA
Dr. Pedro Delgado Machado
HUMANAUCV
SVP
Rita Carter , 1998
Montar bicicleta – TOC - Adicción
Rita Carter , 1998
Cerebro y supervivencia En su objetivo esencial de supervivencia y reproducción,
el cerebro funciona permanentemente en búsqueda de comida, sexo, seguridad (satisfacción de necesidades vitales)
Para lograrlo ha desarrollado un esquema simple: DESEO – ACCION – SATIFACCION- En respuesta a estímulo interno o externo (ej:hipoglicemia) crea
la necesidad (Hambre - DESEO) - Activa mecanismos para su satisfacción (Conducta - ACCION)
que involucra rituales más o menos elaborados - Al completarse exitosamente se genera una sensación de placer
o saciedad ( SATISFACCION)
Cerebro y supervivencia Este esquema actúa moldeando nuestra
conducta cotidiana, funciona por condicionamiento (aprendizaje- recompensa), es repetitivo, automático y se inactiva por satisfacción
Este ciclo se repite una y otra vez desde conductas simples como comer hasta más complejas como aparearse, agremiarse, buscar seguridad, etc.
Rita Carter , 1998
Rita Carter , 1998
Alteración de los mecanismos de supervivencia
El esquema puede alterarse en cualquiera de sus fases- Alteración del deseo (depresión)- Alteración de la accción (Parkinsons, Tourette)- Insatisfacción – Afecto Negativo (TOC, Adicción)
Estas alteraciones con frecuencia se caracterizan por repetición de fragmentos de conductas automáticas potencialmente útiles, aprendidas, mantenidas por reforzamiento y genéticamente programadas que ahora han desvirtuado su finalidad (TOC, Tourette)
Son hábitos de supervivencia que están fuera del control de las estructuras cerebrales que los controlan
Supervivencia y hedonismo
El cerebro ha evolucionado con el tiempo al aprender mecanismos de supervivencia cada vez màs sofisticados para satisfacer sus necesidades bàsicas ( nutrirse vs paladear)
El placer o la saciedad es un incentivo hedonista que motiva la conducta de bùsqueda y que depende de la activaciòn del denominado circuito de placer o recompensa
Supervivencia y hedonismo Este circuito esta modulado
fundamentalmente por el sistema DA aunque en balance con otros como el Glutamatérgico ,etc. e involucra diversas estructuras cerebrales interconectadas
El ser humano ha logrado activar este circuito o sistema al descubrir sustancias capaces de estimularlo de manera artificial para procurarse placer por pura motivación hedonista logrando no solo obtener placer sino desequilibrar el sistema
Insaciabilidad Una de las perturbaciones que puede
manifestarse en este sistema es la insaciablilidad
En estos casos los mecanismos naturales de placer-saciedad están alterados
Keneth Blum y David Comings (American Scientist, 1996) lo han bautizado como Sindrome del Déficit de Recompensa
Insaciabilidad Este sindrome incluye un extraordinario
número de trastornos (T. de alimentación, ludopatías, adicciones)
Una alteración funcional del cerebro los incapacita para obtener satisfacción o saciarse
Las estructuras cerebrales esenciales de este sistema son los GANGLIOS BASALES
Ganglios basales - sistema limbico Los Ganglios Basales son grandes masas
nucleares sub-corticales, formadas por :• Cuerpo Estriado
– Putamen– Globus Pálido– Núcleo Caudado
• Complejo Nuclear Amigdalino
El Putamen controla destrezas motoras y movimientos automáticos (conexión con corteza motora). Su hiperactividad en el S. de Tourette produce acciones musculares inapropiadas
Ganglios basáles - sistema límbico
El N. Caudado se ocupa del pensamiento automático y conductas automáticas de preservación (Conexión con corteza frontal). Su alteración en TOC produce obsesiones y compulsiones
Amígdala vinculada a reacciones emocionales sobre todo aversivas
En su conjunto forman parte del Sistema Límbico encargado de la regulación del sistema emocional de emociones positivas y negativas (placenteras y aversivas)
lc
Tálamo
Rita Carter , 1998
Globo Pàlido
Hipocampo
Rita Carter , 1998
Núcleo Acumbens
Cabeza del Nucleo Caudado
Nucleo Acumbens
Putamen
Cuerpo Calloso
AmígdalaSustancia Innominada
Rita Carter , 1998
Rita Carter , 1998
• La consciencia del estímulo emocional se capta :
• Vía directa amígdala - corteza
• Via indirecta Hipotàlamo – señales hormonales (cambios fisiològicos)
• Vía feedback del cuerpo a corteza somatosensorial – corteza frontal
Anatomía del Placer
El placer resulta de un torrente de DA que se vierte en el sistema de recompensa luego de un estímulo
Implica supresión de la amígdala para evitar emociones negativas Involucra ciertas áreas de la corteza prefrontal
Rita Carter , 1998
EVIDENCIAS DE LA ALTERACION DE LOS
CIRCUITOS DE APRENDIZAJE – RECOMPENSA
EN ADICCIONES
Dopamina y anticipación en adicción
Se sabe que las fluctuaciones de DA y su balance con el Glutamato están relacionadas no solo con los mecanismos naturales de recompensa sino con los mecanismos de la adicción
Los adictos buscan la droga en su intento por re-experienciar el placer intenso del pasado
El placer del consumo ocurre por activación del N. Acumbens que produce una oleada de DA
Dopamina y anticipación en adicción
Según investigación reciente reportada por el grupo de investigación de la Dra. Regina Carelli (Nature, 2003), los cambios en niveles de DA anteceden el consumo predisponiendo a la acción
Estímulos directos en N. Ac. y estímulos ambientales son capaces de producir aumentos de DA previo al consumo que predisponen a la acción de búsqueda según demostraron en ratas de laboratorio
Dopamina y anticipacion en adiccion
La anticipación del consumo de cocaína por estímulos ambientales elevó los niveles de DA
La estimulación eléctrica directa del N. Acumbens tambièn produjo aumento de DA
En ambos casos las ratas dejaron la actividad que realizaban y activaron la conducta de búsqueda de cocaína
Detectar estos cambios fugaces de niveles DA fue posible gracias al uso de un novedoso método de detección denominado Fast Scan Ciclic Voltametry que capta niveles diez veces por segundo
Relación entre adquisición de hábitos
y las adicciones Los Ganglios Basales están conectados por circuitos
cerebrales a corteza frontal (cerebro ejecutivo) e influyen en la capacidad de decidir, planificar, etc. Este circuito modulado por DA determina el aprendizaje y la formación de hábitos
Ann Gaybriel (MIT) y su grupo investigó sobre adquisiciòn de hàbitos (aprender, extinguir y re-aprender)
Electròdos en corteza y C. Estriado , se investigò sobre efecto de las drogas y expresiòn genètica
Relación entre adquisición de hábitos
y las adiccionesModelo de decisión en ratones
Las respuestas de los Ganglios Basales es reprogramada durante el Aprendizaje
(sobreaprendizaje) – Extinciòn – Reaprendizaje
Recompensa
DecisiónTono
Selecciòn de secuencias conductuales
CORTEZA FRONTAL
G.BASALES
Circuitos córtico- basales determinan hábitos
PALIDO –S. NIGRA
S. NIGRA
DOPAMINA
GLUTAMATO
RECOMPENSA
Interneuronas Colinèrgicas
Y O.N. Sintetasa
Selecciòn de secuencias conductuales
Cambios en actividad DA de Ganglios Basales
Al comienzo la mayor actividad es cuando el animal toma la decisión (aprendizaje temprano)
Luego la actividad es temprana (anticipación) y al momento de la recompensa (Aprendizaje Tardío)
DA Aprendizaje temprano
DA
DA
Aprendizaje tardío
Aprendizaje – extinción – reaprendizaje
Luego del aprendizaje, al retirar la recompensa se extinguía, y al aparecer de nuevo se reaprendía rápidamente
Durante el aprendizaje se forman secuencias independientes de conductas-pensamientos en la adquisición del hábito, que se extinguen y fácilmente reaprenden
Cada fase presenta patrón de disparos neuronales en Cuerpo Estriado que cambia de una a otro.
Aprendizaje – extinción – reaprendizaje
La plasticidad neuronal es alta en procesos de aprendizaje• Periodo de Aprendizaje :Crece el número de neuronas que responden y
sus conexiones• Superaprendizaje : Decrece el número de neuronas a nivel más alto que
basal• Extinción : Decrece por debajo del nivel basal• Reaprendizaje : Crece a nivel original de aprendizaje
El mismo patrón se produjo en modelos de condicionamiento aversivo (soplido en ojo) con período de aprendizaje-extinción- reaprendizaje
Ambos tipos de circuitos (recompensa y aversivos) implican formación de microcircuitos en C. Estriado y activación de zonas corticales específicas (Corteza Orbitofrontal)
Modelo Aprendizaje – Extinción – Reaprendizaje
Recompensa - Aversión
No.
N
euro
nas
Aprendizaje
Tiempo
Extinción
Superaprendizaje
Reaprendizaje
Del habito a la adicción (modelos con drogas de abuso)
Con el suministro de drogas de abuso (anfet., cocaína) aguda, y crónica se observó que se activaban los mismos circuitos córtico basales de formación de hábitos
Se evidenció ↑ de actividad electroquímica y genética (factores de transcripción) en C. Estriado y Corteza frontal que pueden ser los responsables del mantenimiento del hábito adictivo
Esta activación se correlaciona con estereotipias conductuales de búsqueda de drogas
Conclusión : Los circuitos de aprendizaje-reaprendizaje córtico-basales se activan para la formación de hábitos normales y también para adicción (hábito patológico)
Neurobiología de los hábitos y su relación
con las adicciones Evidencia de neuroimágen demuestra activación de C. Estriado y Corteza Frontal en grandes “cravers”
Es posible bloquear este mecanismos por acción de fármacos y eso abre posibilidades farmacoterapéuticas
La acción de exotoxinas específicas que inactivan receptores de circuitos locales de C. Estriado (interneuronas) en neuronas colinérgicas y O. Nitroso Sintetasa disminuye actividad genética y extingue formación de hábitos
Estos circuitos involucrados en desarrollo de hábitos normales y adicción son los mismos comprometidos en TOC, Tourette y enf. del movimiento como Parkinson que implican compulsiòn, obsesiones y conductas motoras estereotipadas MONTAR BICICLETA – TOC Y ADICCIONES
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependencia George Koob. Scripps Research Institute
California
La transición parece estar relacionada a cambios en el sistema de regulación emocional (EMOCIONES POSITIVAS Y NEGATIVAS)
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependencia Por observación clínica las adicciones se
comportan como una mezcla de T. Psiquiátricos- T. De control de impulso : Act. Impulsivo placer
Tensión Craving Act Impulsivo - TOC : Act. Comp. Ansiedad Obsesiones
Afecto Negativo Act. Comp.
Adicción: Preocupación-Anticipación (A. Neg) Consumo Compulsivo Abstinencia (A. Neg)
La transición implica cambio en regulación afectiva, de afecto positivo a negativo
El grado de dependencia está relacionado al monto de afecto negativo
Ocurre transición de consumo-placer a Dependencia – Displacer
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependencia
Autoadministración en ratas mimetiza evolución clínica con umbral de recompensa :- consumo limitado : se mantiene la dosis
consumida con el tiempo- consumo ilimitado ocurre escalada del
consumo (cada vez mayor dosis)
Hay fase inicial de sensibilización al placer, luego aumento del umbral de recompensa (tolerancia) tiempo dependiente y paralelamente predominan síntomas displacenteros. Mimetiza euforia - tolerancia- displacer de los adictos
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependencia
MECANISMOS NEUROBIOLOGICOS DE LA TRANSICION DEL ABUSO A LA DEPENDENCIA
El euforizante inicial se sustituye por afecto negativo (disforia) en escalaciòn
Placer ligado actividad DA pero la disforia ligada a actividad Glutamatergica y de Factor Liberador de Cortico trofina en hipotàlamo Lateral y Amigdala Extendida
En el adicto parece ocurrir un cambio de activaciòn de circuitos del placer a activaciòn de circuitos de estrés
Alteraciòn de Neurotransmisores en adicciones :
Dopamina Disforia Opiodes Pepticos Disforia
Serotonina Disforia - Depresiòn
Neuropeptidos Estres
GABA Ansiedad – Ataques de Pànico
Dinorfina Disforia
Factor Lib. Corticotrofina Estres
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependenciaCONCLUSION Mecanismo molecular de Neuroadaptación :
- Cambio en expresiòn genètica asociado a la excitabilidad neuronal (Sìntesis de Glutamato) y cambios de expresión genética vinculados a neuroplasticidad en Hipotálamo Lateral
- Escalada no solo asociada a DA presináptica como se pensaba
- Aumento de Neurotransmisores relacionados al estrés
La escalada no es solo por disfunción de neurotransmisores de circuitos de recompensa sino activación de mecanismos del estrés por lo que el adicto consume más para no sentirse mal que para sentirse bien
Mecanismos neurobiológicos de la transición del abuso a la
dependencia Los adictos o alcohólicos son crónicamente disafectivos,
incapaces de identificar sus afectos, (Alexitimia) , y atrapados en afectos negativos como rabia, vergüenza soledad y depresión
El desarrollo de este afecto negativo marca la transición del abuso a la dependencia
La aparición de afecto negativo en este proceso está facilitado por T. Psiquiátricos, Stress crónico, vulnerabilidad genética y uso crónico de la sustancia
Este mecanismo no solo compromete a las estructuras ligadas a los Núcleos Basales (Sistema de recompensa) sino a la amígdala y al hipotálamo lateral
Conclusion Las drogas son capaces de produccir dependencia por tres vias :
- Pueden activar los mecanismos de recompensa (placer) naturales
- La recompensa que producen puede alterar los mecanismos de recompensa natural fragmentándolos y distorsionando ciertos procesos con la consecuente conducta compulsiva.
• Ciertas teorías sostienen que se sensibilizan porciones del sistema meso – córtico límbico intensificando el deseo (compulsión) por sobre el gusto o satisfacción (Hyman& Malenka 2001)
• Se alteran los sistemas de aprendizaje que producen hábitos de consumo tipo estìmulo – respuesta desproporcionados (Everitt, et al, 2001)
- Las drogas pueden inducir nuevos procesos cerebrales tales como estados aversivos de abstinencia que juegan un papel importante en adicciones (Koob & Le Moal , 2001)
Conclusion Estos procesos no son excluyentes y
parecen interactuar
Estudios futuros clarificarán como interactúan las drogas con los sistemas de recompensa para producir la compulsión y la tendencia a las recaídas que caracteriza las adicciones
MONTAR BICICLETA – TOC - ADICCION
Rita Carter , 1998
Muchas Gracias