El sistema de recompensa (el circuito mesocorticolímbico) es un grupo de estructuras neuronales responsables de la prominencia de los incentivos (es decir, motivación y "querer"; deseo o anhelo de una recompensa), aprendizaje asociativo (principalmente refuerzo positivo y condicionamiento clásico ) y con valencia positiva. emociones , particularmente aquellas que involucran el placer como un componente central (por ejemplo, alegría , euforia y éxtasis ). [1] [2]La recompensa es la propiedad atractiva y motivadora de un estímulo que induce la conducta apetitiva, también conocida como conducta de aproximación y conducta consumatoria. [1] Un estímulo gratificante ha sido descrito como "cualquier estímulo, objeto, evento, actividad o situación que tenga el potencial de hacernos acercarnos y consumirlo es por definición una recompensa". [1] En el condicionamiento operante , los estímulos gratificantes funcionan como reforzadores positivos ; [3] sin embargo, la afirmación inversa también es cierta: los reforzadores positivos son gratificantes. [3]
Glosario de adicciones y dependencia [4] [5] [6] [7] | |
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El sistema de recompensa motiva a los animales a acercarse a los estímulos o participar en comportamientos que aumentan la aptitud (sexo, alimentos densos en energía, etc.). La supervivencia de la mayoría de las especies animales depende de maximizar el contacto con los estímulos beneficiosos y minimizar el contacto con los estímulos dañinos. La cognición de recompensa sirve para aumentar la probabilidad de supervivencia y reproducción al provocar un aprendizaje asociativo, provocar un enfoque y un comportamiento consumatorio, y desencadenar emociones con valencia positiva . [3] Por lo tanto, la recompensa es un mecanismo que evolucionó para ayudar a aumentar la capacidad de adaptación de los animales. [8] En la adicción a las drogas , ciertas sustancias sobreactivan el circuito de recompensa, lo que lleva a un comportamiento de búsqueda compulsiva de sustancias como resultado de la plasticidad sináptica en el circuito. [9]
Las recompensas primarias son una clase de estímulos gratificantes que facilitan la supervivencia de uno mismo y de la descendencia , e incluyen recompensas homeostáticas (p. Ej., Comida sabrosa ) y reproductivas (p. Ej., Contacto sexual e inversión de los padres ). [1] [10] Las recompensas intrínsecas son recompensas incondicionales que son atractivas y motivan el comportamiento porque son inherentemente placenteras. [1] Las recompensas extrínsecas (por ejemplo, dinero o ver a su equipo deportivo favorito ganar un juego) son recompensas condicionadas que son atractivas y motivan el comportamiento, pero que no son inherentemente placenteras. [1] [11] Las recompensas extrínsecas derivan su valor motivacional como resultado de una asociación aprendida (es decir, condicionamiento) con recompensas intrínsecas. [1] Las recompensas extrínsecas también pueden provocar placer (p. Ej., Euforia de ganar mucho dinero en una lotería) después de estar condicionadas clásicamente con recompensas intrínsecas. [1]
Definición
En neurociencia, el sistema de recompensa es una colección de estructuras cerebrales y vías neuronales que son responsables de la cognición relacionada con la recompensa, incluido el aprendizaje asociativo (principalmente condicionamiento clásico y refuerzo operante ), prominencia de incentivos (es decir, motivación y "querer", deseo o ansia de una recompensa) y emociones con valencia positiva , particularmente emociones que involucran placer (es decir, "agrado" hedónico). [3] [2]
Los términos que se usan comúnmente para describir el comportamiento relacionado con el "querer" o el componente de deseo de la recompensa incluyen comportamiento apetitivo, comportamiento de aproximación, comportamiento preparatorio, comportamiento instrumental, comportamiento anticipatorio y búsqueda. [12] Los términos que se usan comúnmente para describir el comportamiento relacionado con el componente de "agrado" o placer de la recompensa incluyen el comportamiento consumatorio y el comportamiento de toma. [12]
Las tres funciones principales de las recompensas son su capacidad para:
- producir aprendizaje asociativo (es decir, condicionamiento clásico y refuerzo operante ); [3]
- afectar la toma de decisiones e inducir el comportamiento de aproximación (mediante la asignación de prominencia motivacional a los estímulos gratificantes); [3]
- suscitar emociones con valencia positiva , particularmente placer. [3]
Neuroanatomía
Descripción general
Las estructuras cerebrales que componen el sistema de recompensa se encuentran principalmente dentro del bucle cortico-ganglio basal-tálamo-cortical ; [13] la porción de los ganglios basales del bucle impulsa la actividad dentro del sistema de recompensa. [13] La mayoría de las vías que conectan estructuras dentro del sistema de recompensa son interneuronas glutamatérgicas , neuronas espinosas medianas GABAérgicas (MSN) y neuronas de proyección dopaminérgicas , [13] [14] aunque otros tipos de neuronas de proyección contribuyen (p. Ej., Neuronas de proyección orexinérgicas ). El sistema de recompensa incluye el área tegmental ventral , el estriado ventral (es decir, el núcleo accumbens y el tubérculo olfatorio ), el estriado dorsal (es decir, el núcleo caudado y el putamen ), la sustancia negra (es decir, la pars compacta y la pars reticulata ), la corteza prefrontal , corteza cingulada anterior , corteza insular , hipocampo , hipotálamo (en particular, el núcleo orexinérgico en el hipotálamo lateral ), tálamo (núcleos múltiples), núcleo subtalámico , globo pálido (tanto externo como interno ), pálido ventral , núcleo parabraquial , amígdala y el resto de la amígdala extendida . [2] [13] [15] [16] [17] El núcleo dorsal del rafe y el cerebelo parecen modular algunas formas de cognición relacionada con la recompensa (es decir, aprendizaje asociativo , prominencia motivacional y emociones positivas ) y también comportamientos. [18] [19] [20] El núcleo tegmental laterodorsal (LTD) , el núcleo pedunculopontino (PPTg) y la habénula lateral (LHb) (tanto directa como indirectamente a través del núcleo tegmental rostromedial ) también son capaces de inducir una prominencia aversiva y una prominencia incentivada a través de sus proyecciones al área tegmental ventral (VTA). [21] Tanto la LDT como la PPTg envían proyecciones glutaminérgicas al VTA que hacen sinapsis en las neuronas dopaminérgicas, las cuales pueden producir prominencia de incentivo. La LHb envía proyecciones glutaminérgicas, la mayoría de las cuales hacen sinapsis en neuronas GABAérgicas RMTg que, a su vez, impulsan la inhibición de las neuronas VTA dopaminérgicas, aunque algunas proyecciones de LHb terminan en interneuronas VTA. Estas proyecciones de LHb se activan tanto por estímulos aversivos como por la ausencia de una recompensa esperada, y la excitación de LHb puede inducir aversión. [22] [23] [24]
La mayoría de las vías de la dopamina (es decir, las neuronas que utilizan el neurotransmisor dopamina para comunicarse con otras neuronas) que se proyectan fuera del área tegmental ventral son parte del sistema de recompensa; [13] en estas vías, la dopamina actúa sobre receptores similares a D1 o receptores similares a D2 para estimular (similar a D1) o inhibir (similar a D2) la producción de AMPc . [25] Las neuronas espinosas medianas GABAérgicas del cuerpo estriado también son componentes del sistema de recompensa. [13] Los núcleos de proyección glutamatérgica en el núcleo subtalámico, la corteza prefrontal, el hipocampo, el tálamo y la amígdala se conectan a otras partes del sistema de recompensa a través de las vías del glutamato. [13] El haz del prosencéfalo medial , que es un conjunto de muchas vías neurales que median la recompensa de estimulación cerebral (es decir, recompensa derivada de la estimulación electroquímica directa del hipotálamo lateral ), también es un componente del sistema de recompensa. [26]
Existen dos teorías con respecto a la actividad del núcleo accumbens y el agrado y el querer de la generación. La hipótesis de la inhibición (o hiperpolarización) propone que el núcleo accumbens ejerce efectos inhibidores tónicos en estructuras aguas abajo como el pálido ventral, el hipotálamo o el área tegmental ventral, y que al inhibir los MSN en el núcleo accumbens (NAcc), estas estructuras se excitan ". liberando "comportamiento relacionado con la recompensa. Mientras que los agonistas del receptor GABA son capaces de provocar reacciones de "agrado" y "deseo" en el núcleo accumbens, las entradas glutaminérgicas de la amígdala basolateral , el hipocampo ventral y la corteza prefrontal medial pueden impulsar la prominencia de incentivos. Además, aunque la mayoría de los estudios encuentran que las neuronas NAcc reducen el disparo en respuesta a la recompensa, varios estudios encuentran la respuesta opuesta. Esto había llevado a la propuesta de la hipótesis de la desinhibición (o despolarización), que propone que las neuronas de excitación o NAcc, o al menos ciertos subconjuntos, impulsan el comportamiento relacionado con la recompensa. [2] [27] [28]
Después de casi 50 años de investigación sobre la recompensa de la estimulación cerebral, los expertos han certificado que docenas de sitios en el cerebro mantendrán la autoestimulación intracraneal . Las regiones incluyen el hipotálamo lateral y los haces del prosencéfalo medial, que son especialmente eficaces. La estimulación activa las fibras que forman las vías ascendentes; las vías ascendentes incluyen la vía de la dopamina mesolímbica , que se proyecta desde el área tegmental ventral hasta el núcleo accumbens . Hay varias explicaciones de por qué la vía de la dopamina mesolímbica es fundamental para los circuitos que median la recompensa. Primero, hay un marcado aumento en la liberación de dopamina de la vía mesolímbica cuando los animales participan en la autoestimulación intracraneal. [8] En segundo lugar, los experimentos indican consistentemente que la recompensa por estimulación cerebral estimula el refuerzo de las vías que normalmente se activan mediante recompensas naturales , y la recompensa por drogas o la autoestimulación intracraneal pueden ejercer una activación más poderosa de los mecanismos centrales de recompensa porque activan directamente el centro de recompensa. en lugar de a través de los nervios periféricos . [8] [29] [30] En tercer lugar, cuando a los animales se les administran drogas adictivas o se involucran en comportamientos naturalmente gratificantes, como la alimentación o la actividad sexual, hay una liberación marcada de dopamina dentro del núcleo accumbens. [8] Sin embargo, la dopamina no es el único compuesto de recompensa en el cerebro.
Camino clave
Área tegmental ventral
- El área tegmental ventral (VTA) es importante para responder a estímulos y señales que indican que hay una recompensa. Los estímulos gratificantes (y todas las drogas adictivas) actúan en el circuito activando el VTA para liberar señales de dopamina al núcleo accumbens , ya sea directa o indirectamente. [ cita requerida ] El VTA tiene dos vías importantes: la vía mesolímbica que se proyecta a las regiones límbicas (estriatales) y que sustenta los comportamientos y procesos motivacionales, y la vía mesocortical que se proyecta a la corteza prefrontal, que sustenta las funciones cognitivas, como el aprendizaje de señales externas, etc. . [31]
- Las neuronas dopaminérgicas en esta región convierten el aminoácido tirosina en DOPA usando la enzima tirosina hidroxilasa , que luego se convierte en dopamina usando la enzima dopa-descarboxilasa . [32]
Estriado (núcleo accumbens)
- El cuerpo estriado participa ampliamente en la adquisición y obtención de comportamientos aprendidos en respuesta a una señal gratificante. El VTA se proyecta hacia el cuerpo estriado y activa las neuronas espinosas medianas GABA-ergicas a través de los receptores D1 y D2 dentro del estriado ventral (Nucleus Accumbens) y dorsal. [33]
- El cuerpo estriado ventral (el núcleo accumbens) está ampliamente involucrado en la adquisición de comportamiento cuando es alimentado por el VTA y provocando comportamiento cuando es alimentado por el PFC. El caparazón NAc se proyecta hacia el pálido y el VTA, regulando las funciones límbicas y autónomas. Esto modula las propiedades reforzadoras de los estímulos y los aspectos de recompensa a corto plazo. El NAc Core se proyecta a la sustancia negra y está involucrado en el desarrollo de conductas de búsqueda de recompensas y su expresión. Está involucrado en el aprendizaje espacial, la respuesta condicional y la elección impulsiva; los elementos de recompensa a largo plazo. [31]
- El estriado dorsal está involucrado en el aprendizaje, el estriado medial dorsal en el aprendizaje dirigido a objetivos y el estriado lateral dorsal en el aprendizaje de estímulo-respuesta fundamental para la respuesta pavloviana. [34] En la activación repetida por un estímulo, el Nucleus Accumbens puede activar el Dorsal Striatum a través de un bucle intraestriatal. La transición de señales del NAc al DS permite que las señales asociadas a la recompensa activen el DS sin que la recompensa esté presente. Esto puede activar los antojos y los comportamientos de búsqueda de recompensas (y es responsable de provocar una recaída durante la abstinencia en la adicción). [35]
La corteza prefrontal
- Las neuronas dopaminérgicas VTA se proyectan al PFC, activando las neuronas glutaminérgicas que se proyectan a muchas otras regiones, incluidas el Dorsal Striatum y NAc, lo que finalmente permite que el PFC medie la prominencia y los comportamientos condicionales en respuesta a los estímulos. [35]
- En particular, la abstinencia de las drogas adictivas activa el PFC, proyección glutamatérgica a la NAc, que conduce a fuertes antojos y modula el restablecimiento de las conductas de adicción que resultan de la abstinencia. El PFC también interactúa con el VTA a través de la vía mesocortical y ayuda a asociar las señales ambientales con la recompensa. [35]
Hipocampo
- El hipocampo tiene múltiples funciones, incluso en la creación y almacenamiento de recuerdos. En el circuito de recompensa, sirve para los recuerdos contextuales y las señales asociadas. En última instancia, sustenta el restablecimiento de los comportamientos de búsqueda de recompensas a través de señales y disparadores contextuales. [36]
Amígdala
- El AMY recibe entrada del VTA y emite al NAc. La amígdala es importante en la creación de poderosos recuerdos emocionales de flash y probablemente sustenta la creación de fuertes recuerdos asociados a señales. [37] También es importante para mediar los efectos de ansiedad de la abstinencia y el aumento de la ingesta de drogas en la adicción. [38]
Centros de placer
El placer es un componente de la recompensa, pero no todas las recompensas son placenteras (por ejemplo, el dinero no provoca placer a menos que esta respuesta esté condicionada). [1] Los estímulos que son naturalmente placenteros y, por lo tanto, atractivos, se conocen como recompensas intrínsecas , mientras que los estímulos que son atractivos y motivan la conducta de acercamiento, pero que no son inherentemente placenteros, se denominan recompensas extrínsecas . [1] Las recompensas extrínsecas (por ejemplo, dinero) son gratificantes como resultado de una asociación aprendida con una recompensa intrínseca. [1] En otras palabras, las recompensas extrínsecas funcionan como imanes motivacionales que provocan reacciones de "querer", pero no de "agradar" una vez que se han adquirido. [1]
El sistema de recompensa contiene centros de placer o puntos calientes hedónicos , es decir, estructuras cerebrales que median el placer o las reacciones de "agrado" de las recompensas intrínsecas. A octubre de 2017,[actualizar]Se han identificado puntos calientes hedónicos en subcompartimentos dentro de la capa del núcleo accumbens , el pálido ventral , el núcleo parabraquial , la corteza orbitofrontal (OFC) y la corteza insular . [2] [17] [39] El punto caliente dentro del caparazón del núcleo accumbens se encuentra en el cuadrante rostrodorsal del caparazón medial, mientras que el punto frío hedónico se encuentra en una región más posterior. El pálido ventral posterior también contiene un punto caliente hedónico, mientras que el pálido ventral anterior contiene un punto frío hedónico. Las microinyecciones de opioides , endocannabinoides y orexina son capaces de aumentar el agrado en estos puntos calientes. [2] Se ha demostrado que los puntos calientes hedónicos ubicados en la OFC anterior y la ínsula posterior responden a la orexina y los opioides, al igual que la zona fría hedónica superpuesta en la ínsula anterior y la OFC posterior. [39] Por otro lado, solo se ha demostrado que el punto caliente del núcleo parabraquial responde a los agonistas del receptor de benzodiazepinas. [2]
Los hotspots hedónicos están funcionalmente vinculados, en el sentido de que la activación de un hotspot da como resultado el reclutamiento de los demás, según lo indexado por la expresión inducida de c-Fos , un gen temprano inmediato . Además, la inhibición de un hotspot da como resultado la atenuación de los efectos de activar otro hotspot. [2] [39] Por lo tanto, se cree que la activación simultánea de todos los puntos calientes hedónicos dentro del sistema de recompensa es necesaria para generar la sensación de una euforia intensa . [40]
Querer y gustar
La prominencia del incentivo es el atributo "querer" o "deseo", que incluye un componente motivacional, que se asigna a un estímulo gratificante por el caparazón del núcleo accumbens (caparazón NAcc). [1] [41] [42] El grado de neurotransmisión de la dopamina en la capa de NAcc desde la vía mesolímbica está altamente correlacionado con la magnitud de la prominencia del incentivo para los estímulos gratificantes. [41]
La activación de la región dorsorostral del núcleo accumbens se correlaciona con aumentos en el deseo sin aumentos concurrentes en el gusto. [43] Sin embargo, la neurotransmisión dopaminérgica en el caparazón del núcleo accumbens es responsable no solo de la prominencia motivacional apetitiva (es decir, prominencia de los incentivos) hacia los estímulos gratificantes, sino también de la prominencia motivacional aversiva, que aleja el comportamiento de los estímulos indeseables. [12] [44] [45] En el cuerpo estriado dorsal, la activación de MSN que expresa D1 produce prominencia de incentivo apetitivo, mientras que la activación de MSN que expresa D2 produce aversión. En el NAcc, tal dicotomía no es tan clara, y la activación de los MSN D1 y D2 es suficiente para mejorar la motivación, [46] [47] probablemente mediante la desinhibición del VTA mediante la inhibición del pálido ventral. [48] [49]
La teoría de la sensibilización al incentivo de Robinson y Berridge de 1993 propuso que la recompensa contiene componentes psicológicos separables: querer (incentivo) y agradar (placer). Para explicar el aumento del contacto con un cierto estímulo como el chocolate, hay dos factores independientes en juego: nuestro deseo de tener el chocolate (querer) y el efecto de placer del chocolate (gustar). Según Robinson y Berridge, querer y gustar son dos aspectos del mismo proceso, por lo que las recompensas generalmente se desean y gustan en el mismo grado. Sin embargo, querer y gustar también cambian de forma independiente en determinadas circunstancias. Por ejemplo, las ratas que no comen después de recibir dopamina (experimentando una pérdida del deseo por la comida) actúan como si todavía les gustara la comida. En otro ejemplo, los electrodos de autoestimulación activados en el hipotálamo lateral de ratas aumentan el apetito, pero también provocan más reacciones adversas a sabores como el azúcar y la sal; al parecer, la estimulación aumenta queriendo pero no agradando. Estos resultados demuestran que el sistema de recompensa de las ratas incluye procesos independientes de querer y gustar. Se cree que el componente que desea está controlado por vías dopaminérgicas , mientras que se cree que el componente que desea está controlado por sistemas de opiáceos-benzodiazepinas. [8]
Sistema anti-recompensa
Koobs & LeMoal propusieron que existe un circuito separado responsable de la atenuación del comportamiento de búsqueda de recompensas, al que denominaron circuito anti-recompensa. Este componente actúa como freno en el circuito de recompensa, evitando así la búsqueda excesiva de comida, sexo, etc. Este circuito involucra múltiples partes de la amígdala (el núcleo del lecho de la estría terminal, el núcleo central), el Núcleo Accumbens y la señal. moléculas que incluyen norepinefrina, factor de liberación de corticotropina y dinorfina. [50] También se plantea la hipótesis de que este circuito mediará los componentes desagradables del estrés y, por lo tanto, se cree que está involucrado en la adicción y la abstinencia. Mientras que el circuito de recompensa media el refuerzo positivo inicial involucrado en el desarrollo de la adicción, es el circuito anti-recompensa que luego domina a través del refuerzo negativo el que motiva la búsqueda de los estímulos gratificantes. [51]
Aprendiendo
Los estímulos gratificantes pueden impulsar el aprendizaje tanto en forma de condicionamiento clásico (condicionamiento pavloviano) como de condicionamiento operante (condicionamiento instrumental) . En el condicionamiento clásico, una recompensa puede actuar como un estímulo incondicionado que, cuando se asocia con el estímulo condicionado, hace que el estímulo condicionado provoque respuestas tanto musculoesqueléticas (en forma de aproximación simple y conductas de evitación) como vegetativas. En el condicionamiento operante, una recompensa puede actuar como un reforzador en el sentido de que aumenta o apoya las acciones que conducen a sí misma. [3] Los comportamientos aprendidos pueden o no ser sensibles al valor de los resultados a los que conducen; los comportamientos que son sensibles a la contingencia de un resultado sobre la ejecución de una acción, así como el valor del resultado, están dirigidos a un objetivo , mientras que las acciones provocadas que son insensibles a la contingencia o el valor se denominan hábitos . [52] Se cree que esta distinción refleja dos formas de aprendizaje, el modelo libre y el basado en modelos. El aprendizaje libre de modelos implica el simple almacenamiento en caché y la actualización de valores. Por el contrario, el aprendizaje basado en modelos implica el almacenamiento y la construcción de un modelo interno de eventos que permite la inferencia y la predicción flexible. Aunque generalmente se asume que el condicionamiento pavloviano está libre de modelos, la prominencia del incentivo asignada a un estímulo condicionado es flexible con respecto a los cambios en los estados motivacionales internos. [53]
Los distintos sistemas neuronales son responsables de las asociaciones de aprendizaje entre estímulos y resultados, acciones y resultados, y estímulos y respuestas. Aunque el condicionamiento clásico no se limita al sistema de recompensa, la mejora de la ejecución instrumental por estímulos (es decir, transferencia instrumental pavloviana ) requiere el núcleo accumbens. El aprendizaje instrumental habitual y dirigido a objetivos depende del estriado lateral y del estriado medial, respectivamente. [52]
Durante el aprendizaje instrumental, se producen cambios opuestos en la proporción de AMPA a receptores de NMDA y ERK fosforilada en los MSN de tipo D 1 y D 2 que constituyen las vías directa e indirecta , respectivamente. [54] [55] Estos cambios en la plasticidad sináptica y el aprendizaje que los acompaña dependen de la activación de los receptores D1 y NMDA del estriado. La cascada intracelular activada por los receptores D1 implica el reclutamiento de la proteína quinasa A y, a través de la fosforilación resultante de DARPP-32 , la inhibición de las fosfatasas que desactivan a ERK. Los receptores NMDA activan ERK a través de una vía Ras-Raf-MEK-ERK diferente pero interrelacionada . La activación de ERK mediada por NMDA sola es autolimitada, ya que la activación de NMDA también inhibe la inhibición mediada por PKA de las fosfatasas desactivantes de ERK. Sin embargo, cuando las cascadas D1 y NMDA se activan conjuntamente, funcionan sinérgicamente y la activación resultante de ERK regula la plasticidad sináptica en forma de reestructuración de la columna, transporte de receptores AMPA, regulación de CREB y aumento de la excitabilidad celular mediante la inhibición de Kv4.2 [56] [57] [58]
Trastornos
Adiccion
ΔFosB (DeltaFosB) - un factor de transcripción genética - la sobreexpresión en las neuronas espinosas medianas de tipo D1 del núcleo accumbens es el factor común crucial entre prácticamente todas las formas de adicción (es decir, adicciones conductuales y adicciones a las drogas ) que induce comportamientos relacionados con la adicción y plasticidad neuronal . [5] [59] [60] [61] En particular, ΔFosB promueve la autoadministración , recompensa la sensibilización y recompensa los efectos de sensibilización cruzada entre drogas y conductas adictivas específicas. [5] [59] [60] [62] [63] También se sabe que ciertas modificaciones epigenéticas de las colas de las proteínas histonas (es decir, modificaciones de las histonas) en regiones específicas del cerebro desempeñan un papel crucial en la base molecular de las adicciones . [61] [64] [65] [66]
Las drogas y los comportamientos adictivos son gratificantes y reforzantes (es decir, son adictivos ) debido a sus efectos sobre la vía de recompensa de la dopamina . [16] [67]
El hipotálamo lateral y el haz del prosencéfalo medial han sido el sitio de recompensa de estimulación cerebral más frecuentemente estudiado, particularmente en estudios de los efectos de las drogas sobre la recompensa de estimulación cerebral. [68] El sistema de neurotransmisores que se ha identificado más claramente con las acciones de formación de hábito de las drogas de abuso es el sistema de dopamina mesolímbico, con sus dianas eferentes en el núcleo accumbens y sus aferentes GABAérgicos locales . Las acciones relevantes para la recompensa de la anfetamina y la cocaína se encuentran en las sinapsis dopaminérgicas del núcleo accumbens y quizás en la corteza prefrontal medial . Las ratas también aprenden a presionar la palanca para inyectarse cocaína en la corteza prefrontal medial, que funciona aumentando el recambio de dopamina en el núcleo accumbens. [69] [70] La nicotina infundida directamente en el núcleo accumbens también mejora la liberación local de dopamina, presumiblemente por una acción presináptica en las terminales dopaminérgicas de esta región. Los receptores nicotínicos se localizan en los cuerpos celulares dopaminérgicos y las inyecciones locales de nicotina aumentan la activación de las células dopaminérgicas, que es fundamental para la recompensa nicotínica. [71] [72] También es probable que, como consecuencia, algunos fármacos adictivos adicionales reduzcan la producción de neuronas espinosas medianas , a pesar de activar las proyecciones dopaminérgicas. Para los opiáceos, el sitio de umbral más bajo para los efectos de recompensa implica acciones sobre las neuronas GABAérgicas en el área tegmental ventral , un sitio secundario de acciones de recompensa de opiáceos en las neuronas de producción espinosa media del núcleo accumbens. Por lo tanto, lo siguiente forma el núcleo de los circuitos de recompensa de drogas actualmente caracterizados; Aferentes GABAérgicos de las neuronas de dopamina mesolímbicas (sustrato primario de la recompensa de opiáceos), las propias neuronas de dopamina mesolímbicas (sustrato primario de recompensa estimulante psicomotor) y eferentes GABAérgicos de las neuronas de dopamina mesolímbicas (un sitio secundario de recompensa de opiáceos). [68]
Motivación
La prominencia motivacional disfuncional aparece en una serie de síntomas y trastornos psiquiátricos. La anhedonia , tradicionalmente definida como una capacidad reducida para sentir placer, ha sido reexaminada como un reflejo de una prominencia de incentivos atenuada, ya que la mayoría de las poblaciones anhedónicas exhiben un "agrado" intacto. [73] [74] En el otro extremo del espectro, una mayor prominencia de incentivos que se reduce para estímulos específicos es característica de las adicciones conductuales y a las drogas. En el caso del miedo o la paranoia, la disfunción puede residir en una mayor prominencia aversiva . [75]
Los estudios de neuroimagen a través de los diagnósticos asociados con la anhedonia han informado una actividad reducida en la OFC y el estriado ventral. [76] Un metaanálisis informó que la anhedonia se asoció con una respuesta neural reducida a la anticipación de la recompensa en el núcleo caudado, el putamen, el núcleo accumbens y la corteza prefrontal medial (mPFC). [77]
Trastornos del estado de ánimo
Ciertos tipos de depresión están asociados con una motivación reducida, evaluada por la voluntad de esforzarse por obtener una recompensa. Estas anomalías se han relacionado tentativamente con una actividad reducida en áreas del cuerpo estriado, y aunque se supone que las anomalías dopaminérgicas desempeñan un papel, la mayoría de los estudios que investigan la función de la dopamina en la depresión han informado resultados inconsistentes. [78] [79] Aunque los estudios post mortem y de neuroimagen han encontrado anomalías en numerosas regiones del sistema de recompensa, pocos hallazgos se replican de manera consistente. Algunos estudios han informado actividad reducida de NAcc, hipocampo, corteza prefrontal medial (mPFC) y corteza orbitofrontal (OFC), así como actividad elevada de la amígdala basolateral y la corteza cingulada subgenual (sgACC) durante tareas relacionadas con recompensas o estímulos positivos. Estas anomalías en la neuroimagen se complementan con poca investigación post mortem, pero la poca investigación que se ha realizado sugiere sinapsis excitadoras reducidas en la mPFC. [80] La actividad reducida en el mPFC durante las tareas relacionadas con la recompensa parece estar localizada en regiones más dorsales (es decir, la corteza cingulada pregenual ), mientras que el sgACC más ventral es hiperactivo en la depresión. [81]
Los intentos de investigar los circuitos neuronales subyacentes en modelos animales también han arrojado resultados contradictorios. Se utilizan comúnmente dos paradigmas para simular la depresión, la derrota social crónica (CSDS) y el estrés leve crónico (CMS), aunque existen muchos. El CSDS produce una preferencia reducida por la sacarosa, interacciones sociales reducidas y una mayor inmovilidad en la prueba de natación forzada. CMS reduce de manera similar la preferencia por la sacarosa y la desesperación del comportamiento según lo evaluado por las pruebas de suspensión de la cola y nado forzado. Los animales susceptibles a CSDS exhiben un aumento de la activación de VTA fásico, y la inhibición de las proyecciones de VTA-NAcc atenúa los déficits de comportamiento inducidos por CSDS. [82] Sin embargo, la inhibición de las proyecciones de VTA- mPFC exacerba el aislamiento social. Por otro lado, las reducciones asociadas con CMS en la preferencia de sacarosa y la inmovilidad fueron atenuadas y exacerbadas por la excitación e inhibición de VTA, respectivamente. [83] [84] Aunque estas diferencias pueden atribuirse a diferentes protocolos de estimulación o paradigmas de traducción deficientes, los resultados variables también pueden estar en la funcionalidad heterogénea de las regiones relacionadas con la recompensa. [85]
La estimulación optogenética de la mPFC en su conjunto produce efectos antidepresivos. Este efecto parece localizado en el roedor homólogo de la pgACC (la corteza preliminar), ya que la estimulación del roedor homólogo de la sgACC (la corteza infralímbica) no produce efectos conductuales. Además, la estimulación cerebral profunda en la corteza infralímbica, que se cree que tiene un efecto inhibidor, también produce un efecto antidepresivo. Este hallazgo es congruente con la observación de que la inhibición farmacológica de la corteza infralímbica atenúa los comportamientos depresivos. [85]
Esquizofrenia
La esquizofrenia se asocia con déficits en la motivación, comúnmente agrupados bajo otros síntomas negativos como la reducción del habla espontánea . Con frecuencia se informa que la experiencia de "agradar" está intacta, [86] tanto en el comportamiento como en los nervios, aunque los resultados pueden ser específicos de ciertos estímulos, como las recompensas monetarias. [87] Además, el aprendizaje implícito y las tareas simples relacionadas con la recompensa también están intactas en la esquizofrenia. [88] Más bien, los déficits en el sistema de recompensa son evidentes durante las tareas relacionadas con la recompensa que son cognitivamente complejas. Estos déficits están asociados con actividad estriatal y OFC anormal, así como con anomalías en regiones asociadas con funciones cognitivas como la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC). [89]
desorden hiperactivo y deficit de atencion
En las personas con TDAH , los aspectos centrales del sistema de recompensas son poco activos, lo que dificulta obtener recompensas de las actividades habituales. Aquellos con el trastorno experimentan un aumento de motivación después de que un comportamiento de alta estimulación desencadena una liberación de dopamina. A raíz de ese impulso y recompensa, el regreso a los niveles de referencia resulta en una caída inmediata de la motivación. [90]
Deficiencias de dopaminérgico y serotoninérgico función se dice que son factores clave en el TDAH. [91] Estas deficiencias pueden conducir a una disfunción ejecutiva como la desregulación del procesamiento de recompensas y disfunción motivacional, incluida la anhedonia. [92]
Historia
La primera pista de la presencia de un sistema de recompensa en el cerebro llegó con un descubrimiento de accidente por James Olds y Peter Milner en 1954. Descubrieron que las ratas realizaban comportamientos como presionar una barra, para administrar una breve ráfaga de estimulación eléctrica a una zona específica. sitios en sus cerebros. Este fenómeno se denomina autoestimulación intracraneal o recompensa por estimulación cerebral . Por lo general, las ratas presionan una palanca cientos o miles de veces por hora para obtener esta estimulación cerebral, deteniéndose solo cuando están exhaustas. Mientras trataba de enseñar a las ratas cómo resolver problemas y correr laberintos, la estimulación de ciertas regiones del cerebro donde se encontraba la estimulación pareció dar placer a los animales. Intentaron lo mismo con humanos y los resultados fueron similares. La explicación de por qué los animales se involucran en un comportamiento que no tiene valor para la supervivencia de ellos mismos o de su especie es que la estimulación cerebral está activando el sistema de recompensa subyacente. [93]
En un descubrimiento fundamental realizado en 1954, los investigadores James Olds y Peter Milner encontraron que la estimulación eléctrica de bajo voltaje de ciertas regiones del cerebro de la rata actuó como una recompensa al enseñar a los animales a correr laberintos y resolver problemas. [94] [95] Parecía que la estimulación de esas partes del cerebro daba placer a los animales, [94] y en trabajos posteriores los humanos informaron sensaciones placenteras de tal estimulación. Cuando se probaron ratas en cajas Skinner donde podían estimular el sistema de recompensa presionando una palanca, las ratas presionaron durante horas. [95] La investigación en las próximas dos décadas estableció que la dopamina es una de las principales sustancias químicas que ayudan a la señalización neuronal en estas regiones, y se sugirió que la dopamina es la "sustancia química del placer" del cerebro. [96]
Ivan Pavlov fue un psicólogo que utilizó el sistema de recompensa para estudiar el condicionamiento clásico . Pavlov usó el sistema de recompensa recompensando a los perros con comida después de haber escuchado una campana u otro estímulo. Pavlov recompensaba a los perros para que los perros asociaran la comida, la recompensa, con la campana, el estímulo. [97] Edward L. Thorndike usó el sistema de recompensa para estudiar el condicionamiento operante. Comenzó poniendo gatos en una caja de rompecabezas y colocando comida fuera de la caja para que el gato quisiera escapar. Los gatos trabajaron para salir de la caja del rompecabezas y llegar a la comida. Aunque los gatos comieron la comida después de escapar de la caja, Thorndike se enteró de que los gatos intentaron escapar de la caja sin la recompensa de la comida. Thorndike utilizó las recompensas de la comida y la libertad para estimular el sistema de recompensas de los gatos. Thorndike usó esto para ver cómo los gatos aprendían a escapar de la caja. [98]
Otras especies
Los animales aprenden rápidamente a presionar una barra para obtener una inyección de opiáceos directamente en el tegmento del mesencéfalo o en el núcleo accumbens . Los mismos animales no trabajan para obtener los opiáceos si se inactivan las neuronas dopaminérgicas de la vía mesolímbica . En esta perspectiva, los animales, como los humanos, adoptan comportamientos que aumentan la liberación de dopamina.
Kent Berridge , un investigador en neurociencia afectiva , encontraron que los dulces ( querido ) y amargas ( disgustaba ) gustos producen distintas expresiones orofaciales , y estas expresiones se muestran de manera similar por los recién nacidos humanos, orangutanes, y ratas. Esto fue evidencia de que el placer (específicamente, el agrado ) tiene características objetivas y es esencialmente el mismo en varias especies animales. La mayoría de los estudios de neurociencia han demostrado que cuanto más dopamina libera la recompensa, más efectiva es la recompensa. A esto se le llama impacto hedónico, que puede modificarse mediante el esfuerzo por la recompensa y la recompensa en sí. Berridge descubrió que el bloqueo de los sistemas de dopamina no parecía cambiar la reacción positiva a algo dulce (medido por la expresión facial). En otras palabras, el impacto hedónico no cambió según la cantidad de azúcar. Esto descartó la suposición convencional de que la dopamina media el placer. Incluso con alteraciones de dopamina más intensas, los datos parecían permanecer constantes. [99] Sin embargo, un estudio clínico de enero de 2019 que evaluó el efecto de un precursor de la dopamina ( levodopa ), un antagonista ( risperidona ) y un placebo en las respuestas de recompensa a la música, incluido el grado de placer experimentado durante los escalofríos musicales , medido por cambios en la actividad electrodérmica , así como calificaciones subjetivas, se encontró que la manipulación de la neurotransmisión de dopamina regula bidireccionalmente la cognición del placer (específicamente, el impacto hedónico de la música ) en sujetos humanos. [100] [101] Esta investigación demostró que el aumento de la neurotransmisión de dopamina actúa como una condición sine qua non para las reacciones hedónicas placenteras a la música en los seres humanos. [100] [101]
Berridge desarrolló la hipótesis de prominencia de incentivos para abordar el aspecto de deseo de las recompensas. Explica el uso compulsivo de drogas por parte de los adictos a las drogas incluso cuando la droga ya no produce euforia y los antojos experimentados incluso después de que el individuo ha terminado de pasar por la abstinencia. Algunos adictos responden a ciertos estímulos que involucran cambios neuronales provocados por las drogas. Esta sensibilización en el cerebro es similar al efecto de la dopamina porque ocurren reacciones de deseo y agrado . Los cerebros y comportamientos humanos y animales experimentan cambios similares con respecto a los sistemas de recompensa porque estos sistemas son tan prominentes. [99]
Ver también
- Zanahoria y palo
- Aseo infantil
- Cumplimiento (psicología)
- Frisson
- Motivación
- Norma de reciprocidad
- Sabor agradable
- Transferencia instrumental pavloviana
Referencias
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En la corteza prefrontal, evidencia reciente indica que la [corteza orbitofrontal] OFC y la corteza de la ínsula pueden contener cada una sus propios puntos calientes adicionales (DC Castro et al., Soc. Neurosci., Resumen). En subregiones específicas de cada área, las microinyecciones estimulantes de opioides o de orexina parecen aumentar el número de reacciones de agrado provocadas por el dulzor, similar a los puntos calientes de [nucleus accumbens] NAc y [ventral pallidum] VP. La confirmación exitosa de los puntos calientes hedónicos en el OFC o la ínsula sería importante y posiblemente relevante para el sitio orbitofrontal anterior medio mencionado anteriormente que rastrea especialmente el placer subjetivo de los alimentos en los humanos (Georgiadis et al., 2012; Kringelbach, 2005; Kringelbach et al. al., 2003; Small et al., 2001; Veldhuizen et al., 2010). Finalmente, en el tronco encefálico, un sitio del rombencéfalo cerca del núcleo parabraquial de la protuberancia dorsal también parece ser capaz de contribuir a las ganancias hedónicas de la función (Söderpalm y Berridge, 2000). Un mecanismo del tronco encefálico para el placer puede parecer más sorprendente que los puntos calientes del prosencéfalo para cualquiera que vea el tronco encefálico como un mero reflejo, pero el núcleo parabraquial pontino contribuye al gusto, el dolor y muchas sensaciones viscerales del cuerpo y también se ha sugerido que juega un papel importante. papel en la motivación (Wu et al., 2012) y en la emoción humana (especialmente relacionada con la hipótesis del marcador somático) (Damasio, 2010).
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Las recompensas en el condicionamiento operante son reforzadores positivos. ... El comportamiento operante da una buena definición de recompensas. Cualquier cosa que haga que una persona regrese por más es un refuerzo positivo y, por lo tanto, una recompensa. Aunque proporciona una buena definición, el refuerzo positivo es solo una de varias funciones de recompensa. ... Las recompensas son atractivas. Son motivadores y nos hacen esforzarnos. ... Las recompensas inducen un comportamiento de acercamiento, también llamado comportamiento apetitivo o preparatorio, comportamiento sexual y comportamiento consumatorio. ... Así, cualquier estímulo, objeto, evento, actividad o situación que tenga el potencial de hacernos acercarnos y consumirlo es por definición una recompensa. ... Los estímulos, objetos, eventos, situaciones y actividades gratificantes constan de varios componentes principales. Primero, las recompensas tienen componentes sensoriales básicos (visual, auditivo, somatosensorial, gustativo y olfativo) ... Segundo, las recompensas son sobresalientes y, por lo tanto, atraen la atención, que se manifiestan como respuestas de orientación (FIGURA 1, en el medio). La prominencia de las recompensas se deriva de tres factores principales, a saber, su intensidad e impacto físicos (prominencia física), su novedad y sorpresa (prominencia de novedad / sorpresa) y su impacto motivacional general compartido con los castigadores (prominencia motivacional). Una forma separada no incluida en este esquema, la prominencia de incentivos, aborda principalmente la función de la dopamina en la adicción y se refiere solo al comportamiento de aproximación (en oposición al aprendizaje) ... En tercer lugar, las recompensas tienen un componente de valor que determina los efectos motivadores positivos de las recompensas y es no está contenido ni explicado por los componentes sensorial y atencional (FIGURA 1, derecha). Este componente refleja preferencias de comportamiento y, por lo tanto, es subjetivo y solo está parcialmente determinado por parámetros físicos. Solo este componente constituye lo que entendemos como recompensa. Interviene en el refuerzo conductual específico, la generación de enfoques y los efectos emocionales de las recompensas que son cruciales para la supervivencia y reproducción del organismo, mientras que todos los demás componentes solo apoyan estas funciones. ... Las recompensas también pueden ser intrínsecas al comportamiento (31, 546, 547). Contrastan con las recompensas extrínsecas que motivan la conducta y constituyen la esencia de la conducta operante en las pruebas de laboratorio. Las recompensas intrínsecas son actividades que son placenteras por sí mismas y se realizan por sí mismas, sin ser el medio para obtener recompensas extrínsecas. ... Las recompensas intrínsecas son recompensas genuinas por derecho propio, ya que inducen el aprendizaje, el enfoque y el placer, como perfeccionar, tocar y disfrutar del piano. Aunque pueden servir para condicionar recompensas de orden superior, no están condicionadas, recompensas de orden superior, ya que para lograr sus propiedades de recompensa no es necesario emparejarlas con una recompensa incondicionada. ... Estas emociones también se denominan agrado (por placer) y querer (por deseo) en la investigación sobre adicciones (471) y apoyan fuertemente el aprendizaje y el enfoque de las funciones generadoras de recompensa.
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A pesar de la importancia de numerosos factores psicosociales, en su esencia, la adicción a las drogas implica un proceso biológico: la capacidad de la exposición repetida a una droga de abuso para inducir cambios en un cerebro vulnerable que impulsa la búsqueda y el consumo compulsivo de drogas, y la pérdida de control. sobre el consumo de drogas, que definen un estado de adicción. ... Una gran cantidad de literatura ha demostrado que tal inducción de ΔFosB en neuronas de tipo D1 [núcleo accumbens] aumenta la sensibilidad de un animal al fármaco, así como a las recompensas naturales y promueve la autoadministración del fármaco, presumiblemente a través de un proceso de refuerzo positivo. Otro objetivo de ΔFosB es cFos: a medida que ΔFosB se acumula con la exposición repetida al fármaco, reprime el c-Fos y contribuye al cambio molecular mediante el cual ΔFosB se induce selectivamente en el estado crónico de tratamiento con fármaco. 41 . ... Además, existe una creciente evidencia de que, a pesar de una variedad de riesgos genéticos de adicción en la población, la exposición a dosis suficientemente altas de una droga durante largos períodos de tiempo puede transformar a alguien que tiene una carga genética relativamente menor en un adicto.
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Trastorno por uso de sustancias: término de diagnóstico en la quinta edición del Manual diagnóstico y estadístico de trastornos mentales (DSM-5) que se refiere al uso recurrente de alcohol u otras drogas que causa un deterioro clínicamente y funcionalmente significativo, como problemas de salud, discapacidad, y no cumplir con las principales responsabilidades en el trabajo, la escuela o el hogar. Según el nivel de gravedad, este trastorno se clasifica como leve, moderado o grave.
Adicción: término que se utiliza para indicar la etapa crónica más grave del trastorno por uso de sustancias, en la que hay una pérdida sustancial de autocontrol, como lo indica el consumo compulsivo de drogas a pesar del deseo de dejar de tomarlas. En el DSM-5, el término adicción es sinónimo de la clasificación de trastorno grave por uso de sustancias. - ^ a b c d e Kolb, Bryan; Whishaw, Ian Q. (2001). Introducción al cerebro y la conducta (1ª ed.). Nueva York: Worth. págs. 438–441 . ISBN 9780716751694.
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[El cuerpo estriado] recibe entradas dopaminérgicas del área tegmental ventral (VTA) y la sustancia negra (SNr) y entradas glutamatérgicas de varias áreas, incluida la corteza, el hipocampo, la amígdala y el tálamo (Swanson, 1982; Phillipson y Griffiths, 1985; Finch, 1996; Groenewegen et al., 1999; Britt et al., 2012). Estas entradas glutamatérgicas hacen contacto en las cabezas de las espinas dendríticas de las neuronas de proyección espinosa (MSN) del medio GABAérgico estriado, mientras que las entradas dopaminérgicas hacen sinapsis en el cuello de la columna, lo que permite una interacción importante y compleja entre estas dos entradas en la modulación de la actividad de la MSN ... También debe tenerse en cuenta que existe una pequeña población de neuronas en el [núcleo accumbens] NAc que coexpresan los receptores D1 y D2, aunque esto se restringe en gran medida a la capa de NAc (Bertran-González et al., 2008). ... Las neuronas en las subdivisiones del núcleo de NAc y del caparazón de NAc también difieren funcionalmente. El núcleo NAc está involucrado en el procesamiento de estímulos condicionados, mientras que la capa NAc es más importante en el procesamiento de estímulos incondicionados; Clásicamente, se cree que estas dos poblaciones de MSN estriatales tienen efectos opuestos sobre la producción de los ganglios basales. La activación de los dMSN provoca una excitación neta del tálamo que da como resultado un bucle de retroalimentación cortical positivo; actuando así como una señal de "ir" para iniciar el comportamiento. La activación de los iMSN, sin embargo, causa una inhibición neta de la actividad talámica que resulta en un circuito de retroalimentación cortical negativa y, por lo tanto, sirve como un 'freno' para inhibir el comportamiento ... también existe una creciente evidencia de que los iMSN juegan un papel en la motivación y la adicción ( Lobo y Nestler, 2011; Grueter et al., 2013). Por ejemplo, la activación optogenética de los iMSN de núcleo y capa de NAc suprimió el desarrollo de un CPP de cocaína, mientras que la ablación selectiva de los iMSN de núcleo y capa de NAc ... mejoró el desarrollo y la persistencia de un CPP de anfetamina (Durieux et al., 2009; Lobo et al. al., 2010). Estos hallazgos sugieren que los iMSN pueden modular bidireccionalmente la recompensa del fármaco. ... Juntos, estos datos sugieren que los iMSN normalmente actúan para restringir el comportamiento de consumo de drogas y el reclutamiento de estas neuronas puede, de hecho, proteger contra el desarrollo del uso compulsivo de drogas.
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Las regiones de los ganglios basales, que incluyen el cuerpo estriado dorsal y ventral, los segmentos internos y externos del globo pálido, el núcleo subtalámico y los cuerpos celulares dopaminérgicos de la sustancia negra, están muy implicados no solo en el control motor fino sino también en la corteza prefrontal. ] Función PFC.43 De estas regiones, el [núcleo accumbens] NAc (descrito anteriormente) y el [cuerpo estriado dorsal] DS (descrito a continuación) se examinan con mayor frecuencia con respecto a la adicción. Por lo tanto, aquí solo se mencionará una breve descripción del papel modulador de los ganglios basales en los circuitos relevantes para la adicción. La salida general de los ganglios basales es predominantemente a través del tálamo, que luego se proyecta hacia el PFC para formar asas cortico-estriatal-tálamo-cortical (CSTC). Se proponen tres bucles de CSTC para modular la función ejecutiva, la selección de acciones y la inhibición del comportamiento. En el circuito prefrontal dorsolateral, los ganglios basales modulan principalmente la identificación y selección de objetivos, incluidas las recompensas.44 El circuito OFC [corteza orbitofrontal] modula la toma de decisiones y la impulsividad, y el circuito cingulado anterior modula la evaluación de las consecuencias.44 Estos circuitos están modulados por entradas dopaminérgicas del [área tegmental ventral] VTA para, en última instancia, guiar los comportamientos relevantes para la adicción, incluida la persistencia y el estrechamiento del repertorio conductual hacia la búsqueda de drogas y el consumo continuo de drogas a pesar de las consecuencias negativas.43-45
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Los estudios han demostrado que los antojos están respaldados por la activación de los circuitos de recompensa y motivación (McBride et al., 2006, Wang et al., 2007, Wing et al., 2012, Goldman et al., 2013, Jansen et al., 2013 y Volkow et al., 2013). Según estos autores, las principales estructuras neurales involucradas son: núcleo accumbens, estriado dorsal, corteza orbitofrontal, corteza cingulada anterior, corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC), amígdala, hipocampo e ínsula.
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Los sustratos neurales que subyacen a la percepción de recompensa y el fenómeno de refuerzo positivo son un conjunto de estructuras del prosencéfalo interconectadas llamadas vías de recompensa del cerebro; estos incluyen el núcleo accumbens (NAc; el componente principal del estriado ventral), el prosencéfalo basal (componentes del cual se han denominado amígdala extendida, como se describe más adelante en este capítulo), el hipocampo, el hipotálamo y las regiones frontales de la corteza cerebral. Estas estructuras reciben una rica inervación dopaminérgica del área tegmental ventral (VTA) del mesencéfalo. Las drogas adictivas son gratificantes y reforzantes porque actúan en las vías de recompensa del cerebro para mejorar la liberación de dopamina o los efectos de la dopamina en la NAc o estructuras relacionadas, o porque producen efectos similares a la dopamina. ... Una macroestructura postulada para integrar muchas de las funciones de este circuito es descrita por algunos investigadores como la amígdala extendida. Se dice que la amígdala extendida comprende varias estructuras del prosencéfalo basal que comparten una morfología, características inmunocitoquímicas y conectividad similares y que son muy adecuadas para mediar aspectos de la función de recompensa; estos incluyen el núcleo del lecho de la estría terminal, la amígdala medial central, la capa del NAc y la sustancia sublenticular innominata.
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Aquí, mostramos que las estimulaciones con opioides u orexinas en la corteza orbitofrontal y la ínsula mejoran causalmente las reacciones de "agrado" hedónico a la dulzura y encuentran un tercer sitio cortical donde las mismas estimulaciones neuroquímicas reducen el impacto hedónico positivo.
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Por lo tanto, tiene sentido que los verdaderos centros de placer en el cerebro, los directamente responsables de generar sensaciones placenteras, se encuentren dentro de algunas de las estructuras previamente identificadas como parte del circuito de recompensa. Uno de estos llamados puntos calientes hedónicos se encuentra en una subregión del núcleo accumbens llamada capa medial. Un segundo se encuentra dentro del pálido ventral, una estructura profundamente asentada cerca de la base del prosencéfalo que recibe la mayoría de sus señales del núcleo accumbens. ...
Por otro lado, la euforia intensa es más difícil de conseguir que los placeres cotidianos. La razón puede ser que una fuerte mejora del placer, como el golpe de placer inducido químicamente que producimos en los animales de laboratorio, parece requerir la activación de toda la red a la vez. La defección de cualquier componente amortigua la euforia.
No está claro si el circuito del placer, y en particular, el pálido ventral, funciona de la misma manera en los humanos. - ^ a b Berridge KC (abril de 2012). "Del error de predicción a la prominencia del incentivo: cálculo mesolímbico de la motivación de recompensa" . EUR. J. Neurosci . 35 (7): 1124-1143. doi : 10.1111 / j.1460-9568.2012.07990.x . PMC 3325516 . PMID 22487042 .
Aquí discuto cómo los mecanismos mesocorticolímbicos generan el componente de motivación de la prominencia de los incentivos. La prominencia del incentivo toma el aprendizaje y la memoria pavlovianos como una entrada y como una entrada igualmente importante toma los factores del estado neurobiológico (por ejemplo, estados de drogas, estados de apetito, estados de saciedad) que pueden variar independientemente del aprendizaje. Los cambios en el estado neurobiológico pueden producir fluctuaciones no aprendidas o incluso reversiones en la capacidad de una señal de recompensa aprendida previamente para desencadenar la motivación. Tales fluctuaciones en la motivación activada por señales pueden apartarse drásticamente de todos los valores aprendidos previamente sobre el resultado de recompensa asociado. ... El aprendizaje asociativo y la predicción son importantes contribuyentes a la motivación por las recompensas. El aprendizaje otorga valor de incentivo a señales arbitrarias como un estímulo condicionado pavloviano (CS) que está asociado con una recompensa (estímulo incondicionado o UCS). Las señales aprendidas para la recompensa a menudo son potentes desencadenantes de los deseos. Por ejemplo, las señales aprendidas pueden desencadenar apetitos normales en todos y, a veces, pueden desencadenar impulsos compulsivos y recaídas en los adictos.
"Deseo" desencadenado por señales para el UCS
Un breve encuentro de CS (o un breve encuentro de UCS) a menudo prepara un pulso de motivación elevada para obtener y consumir más UCS de recompensa. Esta es una característica distintiva de la prominencia de los incentivos.
Señales como atractivos imanes motivacionales
Cuando a un CS + pavloviano se le atribuye una prominencia de incentivo, no solo desencadena "querer" por su UCS, sino que a menudo la propia señal se vuelve muy atractiva, incluso en un grado irracional. Esta atracción de señales es otra característica distintiva de la prominencia de los incentivos ... A menudo son visibles dos características reconocibles de la prominencia de los incentivos que se pueden usar en experimentos de neurociencia: (i) 'querer' dirigido por UCS: pulsos de 'querer' intensificado desencadenados por CS la recompensa UCS; y (ii) "querer" dirigido por CS: atracción motivada por la señal pavloviana, que convierte el estímulo arbitrario de CS en un imán motivacional. - ^ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: una base para la neurociencia clínica (2ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Medical. págs. 147-148, 367, 376. ISBN 978-0-07-148127-4.
Las neuronas VTA DA desempeñan un papel fundamental en la motivación, el comportamiento relacionado con la recompensa (capítulo 15), la atención y múltiples formas de memoria. Esta organización del sistema DA, amplia proyección de un número limitado de cuerpos celulares, permite respuestas coordinadas a nuevas y potentes recompensas. Así, actuando en diversos campos terminales, la dopamina confiere prominencia motivacional ("querer") a la recompensa en sí o señales asociadas (región de la capa del núcleo accumbens), actualiza el valor otorgado a diferentes objetivos a la luz de esta nueva experiencia (corteza prefrontal orbital), ayuda a consolidar múltiples formas de memoria (amígdala e hipocampo), y codifica nuevos programas motores que facilitarán la obtención de esta recompensa en el futuro (región core del núcleo accumbens y estriado dorsal). En este ejemplo, la dopamina modula el procesamiento de información sensoriomotora en diversos circuitos neuronales para maximizar la capacidad del organismo de obtener recompensas futuras. ...
El circuito de recompensa del cerebro al que se dirigen las drogas adictivas normalmente media el placer y el fortalecimiento de los comportamientos asociados con los reforzadores naturales, como la comida, el agua y el contacto sexual. Las neuronas de dopamina en el VTA son activadas por los alimentos y el agua, y la liberación de dopamina en el NAc es estimulada por la presencia de reforzadores naturales, como alimentos, agua o una pareja sexual. ...
El NAc y VTA son componentes centrales del circuito que subyace a la recompensa y la memoria de recompensa. Como se mencionó anteriormente, la actividad de las neuronas dopaminérgicas en el VTA parece estar relacionada con la predicción de la recompensa. El NAc está involucrado en el aprendizaje asociado con el refuerzo y la modulación de las respuestas motoras a los estímulos que satisfacen las necesidades homeostáticas internas. El caparazón del NAc parece ser particularmente importante para las acciones iniciales del fármaco dentro del circuito de recompensa; Las drogas adictivas parecen tener un mayor efecto sobre la liberación de dopamina en la cáscara que en el núcleo de la NAc. - ^ Berridge KC, Kringelbach ML (1 de junio de 2013). "Neurociencia del afecto: mecanismos cerebrales del placer y el disgusto" . Opinión actual en neurobiología . 23 (3): 294-303. doi : 10.1016 / j.conb.2013.01.017 . PMC 3644539 . PMID 23375169 .
Por ejemplo, la dopamina mesolímbica, probablemente el neurotransmisor cerebral candidato más popular para el placer hace dos décadas, resulta no causar placer o agrado en absoluto. Más bien, la dopamina media de manera más selectiva en un proceso motivacional de prominencia de incentivos, que es un mecanismo para desear recompensas pero no para agradarlas ... Más bien, la estimulación con opioides tiene la capacidad especial de mejorar el agrado solo si la estimulación ocurre dentro de un punto de acceso anatómico.
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Es importante destacar que encontramos evidencia de una mayor actividad en la vía directa; tanto los cambios intracelulares en la expresión del marcador de plasticidad pERK como las relaciones AMPA / NMDA provocadas por la estimulación de aferentes corticales aumentaron en las neuronas de la vía directa D1. Por el contrario, las neuronas D2 mostraron un cambio opuesto en la plasticidad; la estimulación de aferentes corticales redujo las proporciones de AMPA / NMDA en esas neuronas (Shan et al., 2014).
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La fuerte correlación entre la exposición crónica a fármacos y ΔFosB ofrece nuevas oportunidades para terapias dirigidas en adicciones (118) y sugiere métodos para analizar su eficacia (119). Durante las últimas dos décadas, la investigación ha progresado desde la identificación de la inducción de ΔFosB hasta la investigación de su acción posterior (38). Es probable que la investigación sobre ΔFosB avance hacia una nueva era: el uso de ΔFosB como biomarcador. ...
Conclusiones
ΔFosB es un factor de transcripción esencial implicado en las vías moleculares y conductuales de la adicción después de la exposición repetida a las drogas. Se conoce bien la formación de ΔFosB en múltiples regiones del cerebro y la vía molecular que conduce a la formación de complejos AP-1. El establecimiento de un propósito funcional para ΔFosB ha permitido una mayor determinación de algunos de los aspectos clave de sus cascadas moleculares, que involucran efectores como GluR2 (87,88), Cdk5 (93) y NFkB (100). Además, muchos de estos cambios moleculares identificados ahora están directamente relacionados con los cambios estructurales, fisiológicos y de comportamiento observados después de la exposición crónica a fármacos (60,95,97,102). Los estudios epigenéticos han abierto nuevas fronteras de investigación que investigan las funciones moleculares de ΔFosB, y los avances recientes han ilustrado la función de ΔFosB actuando sobre el ADN y las histonas, verdaderamente como un interruptor molecular (34). Como consecuencia de nuestra mejor comprensión de ΔFosB en la adicción, es posible evaluar el potencial adictivo de los medicamentos actuales (119), así como utilizarlo como un biomarcador para evaluar la eficacia de las intervenciones terapéuticas (121,122,124). Algunas de estas intervenciones propuestas tienen limitaciones (125) o están en su infancia (75). Sin embargo, se espera que algunos de estos hallazgos preliminares puedan conducir a tratamientos innovadores, que son muy necesarios en la adicción. - ^ a b Olsen CM (diciembre de 2011). "Recompensas naturales, neuroplasticidad y adicciones a las drogas" . Neurofarmacología . 61 (7): 1109–1122. doi : 10.1016 / j.neuropharm.2011.03.010 . PMC 3139704 . PMID 21459101 .
Los estudios de neuroimagen funcional en humanos han demostrado que los juegos de azar (Breiter et al, 2001), las compras (Knutson et al, 2007), el orgasmo (Komisaruk et al, 2004), los videojuegos (Koepp et al, 1998; Hoeft et al, 2008) ) y la vista de alimentos apetitosos (Wang et al, 2004a) activan muchas de las mismas regiones del cerebro (es decir, el sistema mesocorticolímbico y la amígdala extendida) que las drogas de abuso (Volkow et al, 2004). ... La sensibilización cruzada también es bidireccional, ya que un historial de administración de anfetaminas facilita el comportamiento sexual y mejora el aumento asociado de NAc DA ... Como se describe para la recompensa de alimentos, la experiencia sexual también puede conducir a la activación de cascadas de señalización relacionadas con la plasticidad. El factor de transcripción delta FosB aumenta en NAc, PFC, estriado dorsal y VTA después de un comportamiento sexual repetido (Wallace et al., 2008; Pitchers et al., 2010b). Este aumento natural en delta FosB o sobreexpresión viral de delta FosB dentro de la NAc modula el rendimiento sexual, y el bloqueo de NAc de delta FosB atenúa este comportamiento (Hedges et al, 2009; Pitchers et al., 2010b). Además, la sobreexpresión viral de delta FosB mejora la preferencia de lugar condicionada por un entorno emparejado con la experiencia sexual (Hedges et al., 2009). ... En algunas personas, hay una transición de una participación "normal" a una participación compulsiva en las recompensas naturales (como la comida o el sexo), una condición que algunos han denominado adicciones conductuales o no a las drogas (Holden, 2001; Grant et al. , 2006a). ... En los seres humanos, el papel de la señalización de la dopamina en los procesos de sensibilización al incentivo se ha destacado recientemente por la observación de un síndrome de desregulación de la dopamina en algunos pacientes que toman fármacos dopaminérgicos. Este síndrome se caracteriza por un aumento (o compulsivo) inducido por medicamentos en la participación en recompensas no relacionadas con las drogas, como el juego, las compras o el sexo (Evans et al, 2006; Aiken, 2007; Lader, 2008) ".
Tabla 1: Resumen de la plasticidad observada después de la exposición a fármacos o reforzadores naturales " - ^ a b Biliński P, Wojtyła A, Kapka-Skrzypczak L, Chwedorowicz R, Cyranka M, Studziński T (2012). "Regulación epigenética en la drogadicción". Ana. Agric. Reinar. Med . 19 (3): 491–496. PMID 23020045 .
Por estas razones, ΔFosB se considera un factor de transcripción primario y causante en la creación de nuevas conexiones neuronales en el centro de recompensa, la corteza prefrontal y otras regiones del sistema límbico. Esto se refleja en el aumento, estable y duradero del nivel de sensibilidad a la cocaína y otras drogas, y en la tendencia a recaer incluso después de largos períodos de abstinencia. Estas redes recién construidas funcionan de manera muy eficiente a través de nuevas vías tan pronto como se toman más drogas de abuso ... De esta manera, la inducción de la expresión del gen CDK5 ocurre junto con la supresión del gen G9A que codifica la dimetiltransferasa que actúa sobre la histona H3. Se puede observar un mecanismo de retroalimentación en la regulación de estos 2 factores cruciales que determinan la respuesta epigenética adaptativa a la cocaína. Esto depende de que ΔFosB inhiba la expresión del gen G9a, es decir, la síntesis de H3K9me2 que a su vez inhibe los factores de transcripción para ΔFosB. Por este motivo, la hiperexpresión observada de G9a, que asegura altos niveles de la forma dimetilada de la histona H3, elimina los efectos estructurales y de plasticidad neuronal provocados por la cocaína mediante esta retroalimentación que bloquea la transcripción de ΔFosB.
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Las drogas de abuso inducen neuroplasticidad en la vía de recompensa natural, específicamente en el núcleo accumbens (NAc), lo que provoca el desarrollo y la expresión de la conducta adictiva. ... Juntos, estos hallazgos demuestran que las drogas de abuso y las conductas de recompensa natural actúan sobre los mecanismos moleculares y celulares comunes de plasticidad que controlan la vulnerabilidad a la adicción a las drogas, y que esta mayor vulnerabilidad está mediada por ΔFosB y sus objetivos transcripcionales posteriores. ... El comportamiento sexual es muy gratificante (Tenk et al., 2009), y la experiencia sexual provoca comportamientos sensibilizados relacionados con las drogas, incluida la sensibilización cruzada a la actividad locomotora inducida por anfetaminas (Amph) (Bradley y Meisel, 2001; Pitchers et al. ., 2010a) y recompensa Amph mejorada (Pitchers et al., 2010a). Además, la experiencia sexual induce una plasticidad neuronal en el NAc similar a la inducida por la exposición a psicoestimulantes, incluido un aumento de la densidad de la columna dendrítica (Meisel y Mullins, 2006; Pitchers et al., 2010a), tráfico alterado del receptor de glutamato y disminución de la fuerza sináptica en la corteza prefrontal. neuronas de caparazón NAc que responden (Pitchers et al., 2012). Finalmente, se encontró que los períodos de abstinencia de la experiencia sexual eran críticos para mejorar la recompensa de Amph, la espinogénesis de NAc (Pitchers et al., 2010a) y el tráfico de receptores de glutamato (Pitchers et al., 2012). Estos hallazgos sugieren que las experiencias de recompensa natural y de drogas comparten mecanismos comunes de plasticidad neuronal.
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ΔFosB sirve como una de las proteínas de control maestro que gobiernan esta plasticidad estructural. ... ΔFosB también reprime la expresión de G9a, lo que conduce a una metilación de histonas represiva reducida en el gen cdk5. El resultado neto es la activación de genes y una mayor expresión de CDK5. ... Por el contrario, ΔFosB se une al gen c-fos y recluta varios correpresores, incluidos HDAC1 (histona desacetilasa 1) y SIRT 1 (sirtuína 1). ... El resultado neto es la represión del gen c-fos .
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En una literatura relativamente reciente, los estudios de motivación y refuerzo en la depresión han sido en gran medida consistentes en la detección de diferencias en comparación con controles sanos (Whitton et al. 2015). En varios estudios que utilizaron el gasto de esfuerzo para la tarea de recompensa (EEfRT), los pacientes con TDM dedicaron menos esfuerzo a las recompensas en comparación con los controles (Treadway et al. 2012; Yang et al. 2014)
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También proporcionan una evaluación separada de la anhedonia consumatoria (experiencia reducida de placer derivada de actividades placenteras en curso) y anhedonia anticipatoria (capacidad reducida para anticipar placer futuro). De hecho, el primero parece estar relativamente intacto en la esquizofrenia, mientras que el segundo parece estar dañado [32 - 34]. Sin embargo, también se han comunicado datos discrepantes [35].
- ^ Young, Anticevic y Barch 2018 , p. 215a, "Varias revisiones recientes (p. Ej., Cohen y Minor, 2010) han encontrado que las personas con esquizofrenia muestran respuestas emocionales autoinformadas relativamente intactas a los estímulos que provocan afectos, así como otros indicadores de respuesta intacta ... Surge una imagen más mixta de estudios de neuroimagen funcional que examinan las respuestas cerebrales a otros tipos de estímulos placenteros en la esquizofrenia (Paradiso et al., 2003) "
- ^ Young, Anticevic y Barch 2018 , p. 215b, "Como tal, es sorprendente que los estudios conductuales hayan sugerido que el aprendizaje por refuerzo está intacto en la esquizofrenia cuando el aprendizaje es relativamente implícito (aunque, ver Siegert et al., 2008 para evidencia de un aprendizaje de tareas de tiempo de reacción en serie deficiente), pero más deteriorado cuando Se necesitan representaciones explícitas de contingencias de estímulo-recompensa (ver Gold et al., 2008). Este patrón ha dado lugar a la teoría de que el sistema de aprendizaje por refuerzo gradual mediado por el estriado puede estar intacto en la esquizofrenia, mientras que es más rápido, en línea, corticalmente los sistemas de aprendizaje mediado están dañados ".
- ^ Young, Anticevic y Barch 2018 , p. 216, "Recientemente hemos demostrado que las personas con esquizofrenia pueden mostrar un mejor desempeño en el control cognitivo cuando la información sobre las recompensas se presenta externamente pero no cuando deben mantenerse internamente (Mann et al., 2013), con alguna evidencia de deficiencias en DLPFC y estriatal la activación durante el mantenimiento interno de la información de la recompensa se asocia con las diferencias de motivación de los individuos (Chung y Barch, 2016) ".
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Escuchar música placentera a menudo va acompañado de reacciones corporales mensurables, como la piel de gallina o escalofríos en la columna, comúnmente llamados "escalofríos" o "escalofríos". ... En general, nuestros resultados revelaron claramente que las intervenciones farmacológicas modulaban bidireccionalmente las respuestas de recompensa provocadas por la música. En particular, encontramos que la risperidona afectaba la capacidad de los participantes para experimentar placer musical, mientras que la levodopa lo mejoraba. ... Aquí, por el contrario, al estudiar las respuestas a las recompensas abstractas en sujetos humanos, mostramos que la manipulación de la transmisión dopaminérgica afecta tanto al placer (es decir, la cantidad de tiempo que informa escalofríos y excitación emocional medida por EDA) como a los componentes motivacionales de la recompensa musical (dinero dispuesto a gastar). Estos hallazgos sugieren que la señalización dopaminérgica es una condición sine qua non no solo para las respuestas motivacionales, como se ha demostrado con las recompensas primarias y secundarias, sino también para las reacciones hedónicas a la música. Este resultado respalda los hallazgos recientes que muestran que la dopamina también media la sensación de agrado percibida obtenida por otros tipos de recompensas abstractas (37) y desafía los hallazgos anteriores en modelos animales sobre recompensas primarias, como la comida (42, 43).
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En un estudio farmacológico publicado en PNAS, Ferreri et al. (1) presentan evidencia de que mejorar o inhibir la señalización de la dopamina usando levodopa o risperidona modula el placer experimentado al escuchar música. ... En una salva final para establecer no solo la implicación correlacional sino también causal de la dopamina en el placer musical, los autores han recurrido a manipular directamente la señalización dopaminérgica en el cuerpo estriado, primero aplicando estimulación magnética transcraneal excitadora e inhibidora sobre sus participantes ' corteza prefrontal dorsolateral izquierda, una región conocida por modular la función estriatal (5), y finalmente, en el estudio actual, mediante la administración de agentes farmacéuticos capaces de alterar la disponibilidad sináptica de dopamina (1), los cuales influyeron en el placer percibido, las medidas fisiológicas de excitación, y el valor monetario asignado a la música en la dirección prevista. ... Si bien la cuestión de la expresión musical de la emoción tiene una larga historia de investigación, incluso en PNAS (6), y la línea de investigación psicofisiológica de la década de 1990 ya había establecido que el placer musical podría activar el sistema nervioso autónomo (7), el La demostración de los autores de la implicación del sistema de recompensa en las emociones musicales se tomó como prueba inaugural de que se trataba de emociones verídicas cuyo estudio tiene plena legitimidad para informar la neurobiología de nuestras funciones cognitivas, sociales y afectivas cotidianas (8). Por cierto, esta línea de trabajo, que culmina en el artículo de Ferreri et al. (1), ha hecho plausiblemente más para atraer fondos de investigación para el campo de las ciencias de la música que cualquier otro en esta comunidad. La evidencia de Ferreri et al. (1) proporciona el último apoyo para un modelo neurobiológico convincente en el que el placer musical surge de la interacción de antiguos sistemas de recompensa / valoración (estriado-límbico-paralímbico) con sistemas de percepción / predicción más avanzados filogenéticamente (temporofrontal).
- Young, Jared W .; Anticevic, Alan; Barch, Deanna M. (2018). "Neurociencia cognitiva y motivacional de los trastornos psicóticos". En Charney, Dennis S .; Sklar, Pamela; Buxbaum, Joseph D .; Nestler, Eric J. (eds.). Neurobiología de la enfermedad mental de Charney y Nestler (5ª ed.). Nueva York: Oxford University Press. ISBN 9780190681425.
enlaces externos
- Vías de recompensa del cerebro : una descripción del sistema de recompensa publicada por el Laboratorio Nestler , Departamento de Neurociencia, Facultad de Medicina Icahn
- Recompensa de Scholarpedia
- Señales de recompensa de Scholarpedia