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BASES NEUROBIOLOGICAS EN TOMA DE
DECISIONES: Un panorama general
Carlos Novo
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BASES NEUROBIOLOGICAS EN TOMA DE
DECISIONES: Un panorama general
Carlos A. Novo Olivas*
Man is born as a freak of nature, being within nature and yet transcending it. He has to find principles of action and decision-making which replace the principles of instincts. Erich Fromm, The Revolution of Hope: Toward a
Humanized Technology (1968).
Decidir es destinar: La suerte no existe. El destino… el destino es el resultado de decisiones personales; muchas decisiones, de muchas personas… Definitivamente la suerte no existe. Augusto Paniagua de Borbón.
Nada tan valioso para el hombre como el libre albedrío, y nada, también, que le haga sufrir tanto. F.M. Dostoievsky, El
Gran Inquisidor.
Todos los actos humanos tienen como causa a una o más de las siguientes: azar, naturaleza, compulsión, hábito, razón, pasión y deseo. Aristóteles, Retórica.
… el fin principal del cerebro es controlar el movimiento… Gyorgy Buzsaki, Rhythms of the Brain. (Traducción del autor).
Todas nuestras decisiones finales son tomadas en un estado mental que no es duradero. Marcel Proust.
decidir. (Del lat. decidĕre, cortar, resolver). 1. tr. Cortar la dificultad, formar juicio definitivo sobre algo dudoso o contestable. 2. tr. resolver (tomar determinación de algo). Real Academia Española.
INTRODUCCION
¿Cómo comenzar un tema tan importante? ¿Qué decidir escribir en este pedazo de papel que esté a la altura de dicha cuestión? Mi primer error fue aceptar escribir sobre tan complicado y controversial asunto; a quién se le ocurre pensar que tiene la capacidad de explicar el comportamiento humano; arrogante de mí, maniaco ingenuo…
Si la reacción a lo anteriormente escrito fue confusión, un poco de repulsión, y sin embargo decidiste seguir leyendo, seguramente llegaste a la conclusión (a través y gracias a una gran cantidad de procesos neurobiológicos) de que la recompensa que obtendrías al seguir la lectura sería mayor que a la que conseguirías si dejaras de leer. ¿Por qué? ¿Fue una decisión libre, conciente? Qué es la vida humana sino una eterna decisión, donde caben millones más: cortarse el cabello, comer una hamburguesa, comprar una camisa verde, levantarse, hacer ejercicio, violar un niño, arrojar una bomba nuclear, suicidarse... El humano es capaz de las más heroicas acciones y de los más macabros actos... Su esencia es decidir. Como lo dijo Martín Luther King Jr., en Las
* Direct or General de NeuroScopic; Depart am ent o de I nvest igación y Desarrollo de NovoBrain; [email protected], canovo@gm ail.com
Medidas de los Hombres (1959): “El hombre es hombre porque es libre de operar dentro del marco de su destino. Es libre de deliberar, de tomar decisiones y de escoger alternativas. Se distingue de los animales por su libertad de hacer el mal o de hacer el bien; por su libertad de caminar el sublime camino de la belleza o por recorrer el vil camino de la horrible degeneración” (Traducción del autor). Y no sólo decidir es esencialmente humano, sino, como escribía Aristóteles en su Ética a Nicómaco, decidir siempre con dirección al bien y a la verdad, pues sabemos que no existe conflicto alguno en decidir entre el bien o el mal, pero siempre hay conflicto al decidir entre dos bienes. La inteligencia humana se puede definir como la capacidad de resolver eficazmente problemas, decidir adecuadamente, con sindéresis, moverse hacia la dirección correcta, escoger siempre el mayor de los bienes; esto es lo que llamamos ética (o moral: arte de vivir bien), sobre la cual G.K. Chesterton, escribe: “Art, like morality, consists in drawing the line somewhere.” (El arte, como la moralidad, consiste en trazar una línea (limites) en algún lugar. Traducción del autor). El ser humano se hace haciendo (decidiendo) utilizando (con) su ser (características propias), mismo que le hace posible inventar herramientas, una de ella la ciencia, que tiene como fin último responder quién es su propio artífice. El órgano que le permite ser (y hacer) todo esto es, con mucha seguridad: el cerebro. Sin él la nada, gracias a él las ciencias, la ley, las artes y… las guerras; es decir, las decisiones. Pero este no es un trabajo de filosofía.
Mucho se puede hablar sobre el proceso de toma de decisiones sin tocar la parte biológica del organismo que decide (desde la definición, metodologías, áreas de enfoque, ontológicamente, etc.). Sin embargo no es el fin de este capítulo hacer una revisión extensa sobre todos estos puntos, y cabe aclarar que este universo de variables y perspectivas hacen mucho más complicada una revisión completa de las distintas maneras de toma de decisiones y sus relaciones fisiológicas. Sólo para dar un panorama de lo complicado del tema hago mención de los siguientes datos encontrados en la biblioteca nacional de medicina (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) de los Estados Unidos Americanos, la más grande del mundo; realizada el 28 de agosto del 2009. Al buscar el término “decision making” hubo más de 123,000 resultados, cuando se buscó “decision making+neuroimaging” hubo 312 resultados; al buscar “decision making+neuroscience” resultaron 723 artículos, y cuando se buscó “decision
making+brain” casi 4,000 títulos fueron arrojados, más de 250 en lo que va del presente año, por lo que es imposible para el autor hacer una revisión extensa.
Sin más preámbulo intentaré dar las bases biológicas, especialmente las referentes al encéfalo, que hacen posible el actuar humano. Vale la pena aclarar que toda generalidad es (casi) siempre una mentira, sin embargo, la ignorancia del autor y de la ciencia en general, obligan a utilizar dicha herramienta (generalización), deformada, deformadora y, por lo tanto, peligrosa (estén atentos). Este nuevo subcampo de la neurociencia del comportamiento, tiene un impacto enorme en casi todo el quehacer humano y ha sido investigado desde muchas perspectivas, siempre en busca de bases y patrones biológicos que puedan arrojar leyes aplicables a estas distintas áreas: económica (Zak, 2004; Bechara, 2005; Sanfey, 2006; Clithero, 2008), política (Roe, 2009), clínica (Frank, 2007; Denburg, 2007; Forbes, 2006; Ernst, 2005), ético-legal (Greene, 2004; Duch, 2008), publicitaria (Kato, 2009; Denburg, 2007), estadística (Deco, 2009; Beck, 2008), celular (Cohen, 2009; Wang, 2008; Deco, 2009), etc.
El cerebro, masa de más de un billón de células (entre neuronas y glia), y casi un trillón de conexiones neuronales (sinapsis: unidad básica estructural y funcional), y con un peso de aproximado de 1.5kg, es decir un 2% del peso corporal, consume cerca del 20% del oxigeno y hasta el 30% de la glucosa que ingerimos. Produce más de cien químicos (aminoácidos, péptidos, proteínas, lípidos, gases, etc.) que actúan tanto localmente (tejido neuronal) como periféricamente, los cuales a su vez tienen múltiples subtipos de receptores, permitiendo diferentes actividades de un mismo neuromodulador. Protegido por una barrera funcional entre células de la glia (astrocitos) y células endoteliales, llamada barrera hemato-encefálica; así como por tres capas de tejido conjuntivo (meninges), el cráneo (dos capas de hueso denso y una intermedia de esponjoso) y finalmente la piel y cuero cabelludo. Este pequeño órgano es considerado desde hace más de un siglo el centro funcional de todo el organismo; modulando desde los procesos más básicos (vegetativos), a través del sistema endocrino, íntimamente en comunicación con el sistema inmune; hasta los procesos cognitivos y creativos más humanos. Podríamos decir que el encéfalo es un gran traductor de estímulos, tanto externos (sonido, luz, etc.) como intradérmicos (metabólicos, hormonales, etc.), y el principal procesador y ordenador de dichos estímulos; los cuales se traducen en
movimiento, actuando así en el ambiente. (Buzsaki, 2006; Young, 2008; Shepherd, 2004).
La organización estructural y funcional del cerebro, en todos los niveles y desde diferentes puntos de vista, integrando y correlacionándola con aspectos cognitivos y clínicos; es uno de los campos en neurociencia más explotados en la actualidad, que comenzó siglos atrás, especialmente a principios del siglo XIX (Young, 1968; Ferrier, 1874). Hoy en día grandes avances en el campo de la neuroimagen funcional han concluido que el cerebro esta organizado en módulos jerárquicos (Buckner, 2008; Thatcher, 2009) que se comportan bajo las reglas (es decir tiene las características) de redes de “mundo-pequeño” (small-world networks) (He, 2007; Bassett, 2006), permitiendo efectividad y economía temporal y energética (Achard, 2007) al sistema más complejo que conocemos.
El funcionamiento cerebral es una de esas “cajas negras” del conocimiento humano. La dificultad para abrir dicha “caja” se debe a múltiples variables, que poco a poco se han ido superando, aunque posiblemente nunca lo lograremos por completo. Ya hace más de un siglo, en una serie de conferencias en la universidad de Yale, Charles Sherrington comentaba que, el principal objetivo de la biología debía ser el cerebro y su funcionamiento (Finger, 2000), profetizando lo que sucedería un siglo después. A continuación haré una breve revisión de las herramientas con las que actualmente contamos para medir (observar) cambios encefálicos y las correlaciones en el proceso de toma de decisiones. Después comentaré las relaciones de lesiones cerebrales con dicho proceso, y finalmente integraré las variables biológicas (extracerebrales, endocrinológicas especialmente) que afectan dichas estructuras y, por lo tanto, el comportamiento humano. Concluyendo con un modelo integral neurobiológico de toma de decisiones.
HERRAMIENTAS DE NEUROIMAGEN FUNCIONAL
Desde mediados del siglo XIX (con Ferrier, Hitzig, Broca, Jackson, Sherrington, Charcot y muchos otros) comenzó a tomar forma la neuropatología clínica, principalmente basada en autopsias de pacientes y en investigación con animales (importante aclarar que posiblemente el primero en hablar con cierta claridad de neuroanatomía funcional fue el teólogo-místico Emanuel Swedenborg casi dos siglos
antes) (Gross, 2008). La curiosidad del humano en ver qué y cómo funciona el órgano que parece regularlo todo nos ha llevado a inventar nuevas herramientas para dicho fin; así nació el electroencefalograma (EEG) a finales del siglo XIX, y ha sido utilizado desde entonces hasta la actualidad, donde con los avances tecnológicos se a re-descubierto su utilidad (ver más adelante), no sólo en lo que comúnmente se llama neurología, sino también en psiquiatría (Coburn, 2006), puesto que también son desordenes del sistema nervioso, esencialmente cerebrales (Novo, 2009). Así pues, en los últimos 30 años, los avances en ingeniería biomédica y computacional, han dado como resultado herramientas de imagen funcional cerebral que han permitido un salto substancial en todos los campos involucrados en el comportamiento humano, revolucionando conceptos, cuestionando paradigmas y amenazando con transformar lo que actualmente llamamos psiquiatría (una excelente revisión de neuroimagen en psiquiatría ver; Malhi, 2007). A continuación repasaré de manera general algunas de estas herramientas de imagen funcional y los estudios más importantes sobre toma de decisiones (y temas relacionados) utilizando dichos instrumentos.
HERRAMIENTAS DE IMAGEN NUCLEAR POR EMISION
Existen dos instrumentos que utilizan esta tecnología, basada en emisión y captación de radiofrecuencias derivadas de químicos radiactivos (inyectados de forma intravenosa). El más utilizado, pues tiene mayor número de marcadores (radionucleótidos) aunque con corta vida-media, es la Tomografía por Emisión de Positrones (TEP); la otra herramienta que también detecta rayos gama es la Tomografía de Emisión de Fotón Único (TEFU, o SPECT por sus siglas en inglés). Existen muchos detalles técnicos (resolución temporal, especificad de radioisótopos, costos, procedimiento invasivo) y de salud (reacciones adversas a los radionucleótidos, etc.) que hacen menos atractivas estas herramientas comparadas con otras (ver más adelante), por lo que su uso ha ido disminuyendo y posiblemente serán emplazada del todo en un futuro no tan lejano, especialmente porque otras técnicas no invasivas comienzan a ser útiles en la medición de metabolitos.
Las herramientas de imagen en biología comienzan con el microscopio de Anthonie van Leeuwenhoek en el siglo XV. Esta simple capacidad de observar lo que no es posible con los ojos, transformó la medicina (y muchas otras áreas del conocimiento humano, ej.: astronomía), dándole vida a la microbiología y con ella a todo un universo de subcampos científicos de los cuales dependemos día a día; tal como dependemos de otras herramientas de imagen para el estudio del encéfalo, sin embargo, estudiar el funcionamiento y estructura cerebral en vivo no es tan sencillo como la bacteriología (para una revisión sobre imagen funcional cerebral ver; Kerr, 2008).
En el último siglo innumerables científicos y filósofos han tratado de abordar el tema de la esencia humana (la mente) a través del cerebro y su funcionamiento. La euforia aumentó exponencialmente en la década de los 60’s y 70’s cuando los avances computacionales unidos con física nuclear dieron como resultado la primera herramienta capaz de medir cierta actividad (indirecta) neuronal: la TEP (tener en cuenta que la angiografía comenzó décadas antes, pero se considera una herramienta de imagen del sistema vascular). El radioisótopo más utilizado con la TEP es la flourina 18 (18F), por su mayor vida-media, el cual se liga a la flouro-2-deoxiglucosa (FDG), midiendo cambios metabólicos glucogénicos, producidos por el funcionamiento neuronal y en este nos enfocaremos.
Existen pocos estudios específicos utilizando TEP en “toma de decisiones” (sujetos “normales”), sin embargo existe una gran cantidad de estudios usando esta herramienta en una gran variedad de pacientes con diferentes síndromes clínicos, durante pruebas cognitivas (y emocionales), en donde decidir es finalmente necesario (Ernst, 2005). No es el fin de este estudio revisar los patrones anormales en los diferentes trastornos neuropsiquiátricos, por lo que nos enfocaremos en los estudios donde sujetos no-enfermos fueron utilizados (usualmente como comparación). Los hallazgos varían con el tipo de prueba y el sexo (Krain, 2006; Bolla, 2004), existiendo una asimetría hemisférica entre hombres y mujeres entre estructuras dorsales y mediales principalmente. Sin embrago los cambios metabólicos más frecuentes que se presentan durante la toma de decisiones se encuentran en la corteza prefrontal y parietal, tálamo y ganglios basales. El patrón más común es un aumento de actividad en estas áreas, especialmente en corteza prefrontal, siendo mucho más marcada la activación (aumento
de consumo de glucosa) en corteza orbitofrontal (COF) y corteza del cíngulo anterior (CCA, área de Broca 32) en tareas donde componentes emocionales intervienen ó cuando se trata de decisiones riesgosas; y mayor actividad en corteza prefrontal dorsolateral (CPDL) y corteza del cíngulo posterior (CCP) en tareas cognitivas, sin un componente de peligro (riesgo), también llamadas decisiones ambiguas; estos son hallazgos muy comunes en la literatura (Grabenhorts, 2008; Krain, 2006), inclusive en niños y adolescentes (Zelazo, 2004). Es importante comentar que en trastornos impulsivos (adictivos) se han reportado niveles disminuidos de receptores dopaminérgicos D2 y relaciones genéticas (Noble, 2003)
Cabe mencionar que aunque las estructuras del sistema cortico-estriado ventral son la más comúnmente relacionadas (mismas estructuras a las cuales se les adjudica el proceso de recompensa), existen otras regiones corticales (ej. insula) y subcorticales (ej. complejo amigdalino) que también se encuentran involucradas en el proceso (Seymour, 2008; Clark, 2008), mismas estructuras que forman parte de lo que hoy se ha llamado “Default-Mode Network” (Red cerebral o circuito incomparecente, traducción del autor) , por su actividad elevada durante reposo o durante estados privados (ausentes) de estímulos externos, autoreferenciales-afectivos (para una revisión ver, Buckner, 2008).
TEFU
Aún menos atractiva que la TEP, compartiendo sus altos costos y su mediocre resolución temporal y espacial, por la menor variedad de sus marcadores tiene algunas ventajas, como la medición de neurotransmisores y otras moléculas que sólo son posibles actualmente con esta herramienta. LA TEFU detecta rayos gama que son producidos por los radionucleótidos en descomposición, por lo que el tiempo para medir dicha actividad es mayor (vida-media de marcadores) que en la TEP, la cual capta la actividad radioactiva que se genera por la colisión entre positrones y electrones nucleares de los radioisótopos. Además no requiere de un ciclotrón, lo cual la hace más económica que la PET, sin embargo la resolución espacial y temporal es peor. (Malhi, 2007).
Debido a esto la investigación en personas asintomáticas es muy escasa utilizando TEFU, sin embargo existe información suficiente para proponer correlaciones entre los sistemas (transportadores, receptores, núcleos, etc.) serotoninérgico y dopaminérgico en
toma de decisiones (Talbot, 2006; Pirker, 2000); una idea que se encuentra en perfecta sintonía con modelos de funcionamiento cerebral y comportamiento (“normal” y patológica) en la literatura (Robinson, 2009; Verdejo-Gracía, 2006; Barr, 2004; interesante revisión de estos dos sistemas ver, Daw, 2002), ambos sistemas relacionados con polimorfismos genéticos (Homberg, 2008; Ebstein, 2007; Munafo, 2003). De manera especial el circuito dopaminérgico meso-límbico-cortical (ver revisión del sistema dopaminérgico, Bjorklund, 2007).
HERRAMIENTAS BASADAS EN RESONANCIA MAGNETICA
Las bases técnicas de la Resonancia Magnética (RM) son una de los ejemplos más ilustrativos de física quántica aplicable. La medición del movimiento de protones de moléculas de Hidrogeno (del agua) a través de campos (resonantes) generados con magnetos dan como resultado datos que finalmente pueden ser traducidos (computacionalmente) a imágenes. Esta herramienta de imagen estructural, dio un salto esencial a principios de los años 90, generando el instrumento de medición funcional más importante y utilizado desde el electroencefalograma (EEG) de Berger. La RM funcional (RMf) es capaz de calcular las diferentes propiedades magnéticas entre la oxihemoglobina y la de-oxihemoglobina, las cuales al cambiar de concentración ocasionan un cambio de intensidad de la señal magnética y generan imágenes, que técnicamente se llaman dependiente del nivel de oxígeno sanguíneo (DNOS) ó BOLD por sus siglas en inglés.
Como puede deducirse, la RMf no es una herramienta de funcionamiento neuronal directa, sino de perfusión y utilización (metabolismo) de oxígeno (para revisión ver Logothetis, 2008), por lo que se debe interpretar con precaución, pues las bases neurofisiológicas aún no están totalmente claras. Cabe mencionar que existen otras herramientas (software) que utilizan RM, tanto estructurales, como por Difusión Tensora (DTI, por sus siglas en inglés) o Difusión Espectral (DSI, por sus siglas en inglés) (Jellison, 2004; Hagmann, 2008); como funcionales, que son capaces de medir diferentes procesos metabólicos (bioquímicos) por espectroscopía (MRS, por sus siglas en inglés), que pueden ser de gran utilidad en diferentes áreas (Mangana, 2007; Hollingworth,
2006); pero no serán revisadas en el presente capítulo, pues existe poca información, específica, relacionada al tema a tratar.
RMf-DNOS EN TOMA DE DECISIONES
En menos de veinte años la RMf se convertido en la herramienta de neuroimagen preferida en neurociencia (aunque no es la más utilizada), con más de 1,500 publicaciones sólo en los últimos once meses (octubre del 2008 a septiembre del 2009, búsqueda en PubMed). Esto debido principalmente a su especificidad (resolución) espacial y atractivas imágenes, sin embargo, no esta libre de dificultades técnicas y su resolución temporal es en segundos (3-10), una velocidad muy lenta en comparación a los rangos en los que opera la actividad neuronal (milisegundos). Aún así, tomando las necesarias perecuaciones, la utilidad de la RMf es indiscutible; especialmente si se hacen grabaciones multimodales, no sólo utilizando diferentes modalidades (software) de RM (Jiang, 2008), sino en combinación con otras herramientas (Schiff, 2006; Valdes-Sosa, 2005; Dale, 2000).
El estudio de toma de decisiones es extremadamente amplio, por lo que nos enfocaremos principalmente en estudios que han utilizado tareas bien definidas, especialmente actividades de apuestas como el IGT (Iowa Gambling Task), el Ultimatum Game, y el CGT (Cambridge Gamblin Task, parte de la batería neuropsicológica de Cambridge, CANTAB). De estas tres la más utilizada mundialmente es la IGT, desarrollada por el grupo de Antonio Damasio de la universidad de Iowa, para probar la Hipótesis del Marcador Somático (SMH, por sus siglas en inglés) en la toma de decisiones, basado en el famoso caso del trabajador Phineas Gage, quien sufrió daño, principalmente, de la corteza frontomedial (para una introducción ver, Damasio, 1994; Damasio, 1996. Y para una excelente revisión crítica e integral ver; Dunn, 2006).
Es bien conocida la importancia de la corteza prefrontal (CPF) en el quehacer diario humano (aunque existe la postura de que no es tan necesaria o esencial, basados en pacientes lobectomizados que llevan una vida “normal”; por lo que diremos que no es suficiente pero si necesaria). Una gran variedad de funciones se le han adjudicado a la CPF, sin embargo, es cardinal comenzar por dar una breve revisión de ésta desde el punto de vista neuroanatómico funcional. La CPF se localiza rostralmente (anterior) al área
premotora (ó motora secundaria) de Brodmann 6, y se define como aquella parte de la corteza frontal que no genera movimiento al ser estimulada y que recibe proyecciones del núcleo mediodorsal del tálamo. Se puede subdividir citoarquitectónicamente en múltiples zonas, las cuales tienen cierta correlación funcional, sin embrago en el presente trabajo nos enfocaremos en tres diferentes regiones principales: 1)Dorsal, lateral o dorsolateral (CPFDL); 2) Medial (CPFM) y 3) Ventral (CPFV, algunos autores también la llaman orbital). Cada una de estas subregiones tienen características especiales en estructura y función, y se considera única en los primates, e inclusive existen ciertas particularidades histológicas exclusivas en el humano. (para revisiones sobre la CPF ver, Ongur, 2000; Fuster, 2001; Wood, 2003; Wise, 2008 y especialmente Fuster, 2008).
Ahora bien, las estructuras cerebrales más ampliamente correlacionadas (con RMf) en las pruebas de toma de decisiones (como IGT) no se limitan a la corteza prefrontal (que es parte de un circuito complejo), de hecho, la era localizacionista esta llegando a su fin para dar entrada a la era sistemisista, donde no son regiones específicas las que realizan funciones determinadas, sino sistemas o circuitos (redes) estructurales y funcionales. Bajo esta perspectiva el grupo de Bechara y Damasio han propuesto dos circuitos distintos en la toma decisiones utilizando el IGT (Bechara 2005), en ambos las estructuras básicas incluyen la CPFM, el estriado (ventral- especialmente), la corteza cingular anterior (CCA), la CPFDL, el complejo amigdalino (comúnmente llamado amígdala), la corteza insular (ínsula), corteza sensorial primaria (S1) y núcleos del tallo cerebral (mesencefálicos principalmente). Sin embargo existen múltiples criticas hacia este modelo neuroanatómico (para revisión ver; Dunn, 2006), especialmente con las áreas S1, la CPFDL, la ínsula y la amígdala; donde existen resultados muy variados, especialmente en pacientes con daño cerebral (ver adelante), por lo que otras teorías han surgido, diferenciando dos tipos de toma de decisiones: Hot (calientes, con carga emocional) y Cold (frías, sin valor emocional), activando diferentes regiones (CPFV, CPFM, amígdala, etc., en tareas emocionales y principalmente CPFDL en actividades meramente intelectuales).
La CPFV (excelente revisión ver, Rolls 2008) ha sido implicada invariablemente al proceso de toma de decisiones y se le han adjudicado una gran variedad de funciones (evaluadora, comparadora, ajustadora, integradora, de monitoreo, etc.), que además no le
son exclusivas, sino que son parte de sistemas neuronales complejos, con los que la CPFV esta conectada directa e indirectamente; de hecho, la única función que hasta el momento se le puede adjudicar de manera más específica a la CPFV es el aprendizaje reverso (“reversal learning”) y la extinción; ambas, parte del proceso de asociación de recompensas (placer), aunque se presume que estas dos funciones se encuentra reguladas por diferentes zonas (la primera, rostralmente, y la segunda por la región caudal) de la CPFV y también la CPFM (especialmente la CCA). Es por esto que se le correlaciona fuertemente con comportamientos impulsivos y repetitivos (falta de flexibilidad), características esenciales en trastornos obsesivos-compulsivos y trastornos adictivos -entre otros- (Bechara, 2005b).
Como se puede observar las estructuras del sistema (de toma de decisiones) descrito son compartidas en gran parte con el sistema de recompensa, ampliamente estudiado en los últimos años en trastornos adictivos (para revisiones ver, Koob, 2001, 2009; Everitt, 2005; Kalivas, 2005; Hyman, 2006). Es por eso que la mayor parte de la investigación en dicho tema se realiza en pacientes adictos, la cual es compatible con la hipótesis de un lóbulo prefrontal hipoactivo, anormalidades dopaminérgicas, serotoninérgicas, glutaminérgicas y GABAergicas, así como interacciones con el sistema opioide (ver Bodnar, 2007, para una revisión del sistema opioide endógeno y su impacto en la conducta human) y corticosteroide (Heilig, 2007), y sus respectivos genotipos (excelente revisión del tema en general; Brewer, 2008).
HERRAMIENTAS ELECTROMAGNETICAS EEG
La herramienta más utilizada a través de la historia para medir funcionamiento cerebral es sin duda alguna el EEG. Los primeros reportes (du Bois, Fleischl von Marxow, Caton, Cybulski, Pravidch Nemisky, etc.) de actividad eléctrica cerebral comenzaron casi 70 años antes del EEG contemporáneo de Hans Berger a principios de los años 20’s, y desde entonces el EEG continua siendo el principal método para extraer información cerebral dinámica, sin tener rivales en la sensibilidad temporal, aunque dejando mucho que desear en la sensibilidad temporal. No obstante, es importante mencionar que, en los últimos 10 años la electroencefalografía ha dado enormes pasos,
prometiendo cambiar la visión que se tiene del EEG y sus aplicaciones, introduciéndolo en el campo de las herramientas de neuroimagen funcional (Tong, 2009; Coburn, 2006; Thatcher, 2005; Pascual-Marqui, 1999, 2002). El EEG es producto de la actividad sináptica cortical, y aunque la actividad basal en reposo es posiblemente la más estudiada, en las últimas cuatro décadas y especialmente en los últimos veinte años las mediciones de cambios en voltaje en diferentes frecuencias (oscilaciones) relacionadas con actividades o tareas (sincronización o desincronización relacionada a eventos, SRE o DSRE), como el procesamiento (complejo de) ondas relacionadas (en el tiempo) a estímulos externos (Potenciales Evocados Relacionados a Eventos, PEREs) ha aumentado exponencialmente.
Es bien aceptado que los procesos cognitivos se pueden monitorear utilizando EEG (Basar, 2001). Sin embrago no existe información suficiente para asegurar nada específico- en términos de frecuencias y localización, en el proceso de toma de decisiones; por lo que mencionaré los hallazgos más comunes que nos permitan obtener un panorama al respecto. En la pasada década el grupo de Davidson y Pizzagalli han publicaron una serie de artículos excelentes sobre la asimetría en Alfa frontal en pacientes con trastornos afectivos (depresión mayor), y la posible relación entre daño en CPF derecha (así como CCA) y mayores errores en decisiones emocionales (calientes) (Davidson, 2004); así como correlaciones con hallazgos anormales en tareas que implican la obtención de recompensas (Pizzagalli, 2006). Un dato que repetidamente se encuentra en la literatura es un aumento de voltaje en Teta (4-8Hz) centro-frontal durante la toma de decisiones (Jacobs, 2005), un hallazgo repetido en un reciente estudio, donde se menciona que se encuentra especialmente en toma de decisiones riesgosas en comparación con no-riesgosas y principalmente en hemisferio derecho (Christie, 2009), dato que se ha correlacionado con el componente N2 en tareas de inhibición (Go-NoGo) con un componente emocional (Chiu, 2008). También se han reportado cambios en actividad Beta (13-30Hz, varia depende del autor), en diferentes procesos, particularmente relacionados con la obtención de recompensas (Marco-Pallares, 2008). Aunque hay datos contradictorios y complementarios (Cohen, 2009b) parece de especial importancia las investigaciones llevadas acabo por Rangaswamy y Porjesz en Nueva York, que refieren una correlación entre actividad electroencefalográfica, alcoholismo y
sistema GABAergico; con hallazgos (polimorfismos) genéticos en receptores de GABA (para una revisión del tema, Porjesz, 2005), con gran impacto clínico (predictivo-preventivo), que nos da, indirectamente, importantes datos sobre este trastorno adictivo y sus manifestaciones. Reportes de aumento de oscilaciones Gama (>30Hz) han sido reportadas en gran variedad de actividades y procesos, como conciencia, percepción y memoria, necesarios para toma de decisiones (Karakas, 2001).
Los PEREs son componentes (complejos) de ondas que se clasifican en polaridad eléctrica (negativos o positivos) y en el tiempo en que aparecen después del estímulo. Suelen clasificarse en sensoriales (somatosensoriales) o tempranos y tardíos (cognitivos), que a su vez se subdividen depende el autor; también existen clasificaciones más específicas dependiendo del estímulo (tarea) que se utilice. El componente más estudiado y el primero que se reportó es la onda P300 (Wu, 2009), y aunque existen reportes en donde se menciona la correlación de éste en la toma de decisiones, en diferentes tareas (Chiu, 2008) así como su posible relación con el sistema noradrenérgico (Nieuwenhuis, 2005). Sin embargo, referente al tema que nos ocupa la onda negativa que aparece justo antes de la P3, alrededor de 200ms después del estímulo, llamada N2, es la de mayor relevancia (sin despreciar en absoluto la onda P300); llamada también Negatividad Dispareja (MMN por sus siglas en ingles Mismatch Negativity) -ó negatividad relacionada a errores (ERN, por sus siglas en inglés) en tareas de inhibición donde se presentan estímulos disparejos; yo simplemente la llamaré N2 (no confundir con el componente negativo ocasionado por cometer un error, llamado negatividad por retroalimentación de errores o FRN, por sus siglas en inglés, la cual se le asocia con el proceso de aprendizaje basado en recompensa y adaptación en la toma de decisiones) (Donkers, 2005; Christie, 2009); mientras que a la onda positiva que aparece después de ésta la citaré P3 (como convencionalmente se hace, aunque hay autores que la consideran parte de la respuesta de detección de errores, llamándola Positividad relacionada a errores o Pe) (O’Connell, 2007), aunque en la actualidad se consideran subtipos de este componente con distintos orígenes neuronales y como respuesta a diferentes procesos cognitivos (para una excelente revisión ver; Polich, 2007).
A la N2 se le ha correlacionado con control de impulsos, evaluación o captación de errores e información dispareja; y se ha propuesto que se origina en CCA. En general
los hallazgos indican que la amplitud de este componente al igual que de la P3 bajan en voltaje con la edad junto con manifestaciones de impulsividad (Lewis, 2006); es decir se correlaciona indirectamente con inhibición; por el contrario, está ampliamente reportado que en individuos con deficiente control de impulsos (mala y peligrosa toma de decisiones) las amplitudes de estos componentes son mayores a la norma (Hewig, 2007; Lewis, 2006). También es interesante mencionar que los estímulos emocionales negativos (amenaza, peligro) suelen procesarse más rápidamente y lateralizados hacia el lóbulo frontal derecho (Cunninham, 2005; Olofsson, 2008), es decir la magnitud (voltaje) aumenta en tareas de inhibición con estímulos emocionales en la corteza frontal derecha, especialmente en el giro lateral inferior (Chiu, 2008); datos que encajan con lo antes mencionado sobre oscilaciones Teta y asimetrías en Alfa, especialmente cuando se comenten errores (pérdidas).
EEG INTRACRANEAL
El uso de electrodos intracraneales (llamado electrocorticograma, ECoG, o EEGi) en humanos está limitado a pacientes con algún tipo de trastorno cerebral (el más común es la epilepsia) con el fin de detectar y localizar focos de actividad anormal que ha sido imposible realizar utilizando herramientas no invasivas, o con el fin de tratar, por medio de estimulación eléctrica (DBS, por sus siglas en ingles Deep Brain Stimulation) trastornos diversos (ej.: Enfermedad de Parkinson). Esto nos obliga a tener cuidado especial al llegar a conclusiones. La diferencia esencial entre la actividad que se capta con el ECoG, que comúnmente se le llama Potenciales de Campo Locales (PCL o LFP, por sus siglas en inglés), y la actividad que se graba con EEG es precisamente su especificidad local. Mientras cada electrodo extracraneal capta la actividad de unas 500 millones de neuronas, un electrodo intracraneal capta, aproximadamente, la actividad de unas 10 millones de neuronas (Nunez, 2009 en: Tong, 2009). Es importante aclarar que la actividad que se logra capar con el ECoG no es mejor que la del EEG, sino simplemente diferente.
Teniendo esto en cuenta mencionaré algunos datos que considero relevantes en el estudio de toma de decisiones, desde el punto de vista de asambleas neuronales locales (o grabaciones en neuronas únicas), que nos abren un panorama celular esencial para
producir modelos reales, globales. Un estudio ejemplar (Tort, 2008), que toca el importante tema del aparejamiento (interrelación) y coherencias entre frecuencias (Teta y Gama) y estructuras (hipocampo y estriado ventral, EV), concluye que la ya conocida y ampliamente estudiada correlación (modulación) de actividad Teta (4-12Hz) y actividad Gama (>30Hz) en el hipocampo de roedores también se observa en el EV; de hecho la coherencia no sólo se da en cada estructura (intraestrcutural), sino entre estas estructuras y se observa especialmente durante toma de decisiones. Es bien aceptado que tanto el EV como el hipocampo son parte de un circuito mayor ampliamente relacionado con el sistema de recompensa (especialmente dopaminérgico) y aprendizaje de asociación (para una excelente revisión de los circuitos dopaminérgicos ver; Ikemoto, 2007), donde la CPF tiene un papel esencial, no del todo claro. Aunque experimentos con primates colocando electrodos en el EV y en la CPF (áreas 9 y 46 de Brodmann) han concluido que durante aprendizaje asociado a recompensas la actividad en estas dos estructuras es distinto; el EV muestra cambios eléctricos rápidos, mientras que la CPF tiene una actividad más estable correlacionada con el mejoramiento el aprendizaje; lo que soporta la hipótesis que el EV es la primera estructura en detectar placer (recompensa), lo que genera la rápida correlación con el estímulo, y esto causa cambios en la CPF más lentos y duraderos en comportamiento (Pasupathy, 2005). Sin embargo cambios en ambas estructuras son necesarios, para el aprendizaje en el corto y largo plazo (Schultz, 2003).
En otro elegante estudio (Gruber, 2009) los autores decidieron explorar la relación entre tres diferentes estructuras (Núcleo Accumbens (NA), hipocampo y PFC) durante toma de decisiones y aprendizaje condicionado en ratas. Concluyeron que la actividad en el NA se sincronizaba con la actividad hipocampal durante la exploración espacial, mientras que durante el comportamiento que generaba la recompensa, la actividad del NA se sincronizaba con la CPF. Por lo que los autores proponen que el NA (especialmente el centro, core) puede ser considerado una estación de relevo o caja controladora que determina el comportamiento más adecuado basado en niveles de placer, integrando la información presentada por el hipocampo, y posiblemente comparándola con la amígdala, para finalmente darle un valor emocional, que será enviado y catalogado en la CPF, como adecuado o erróneo en una perspectiva más amplia (moral, social, etc.). Un hallazgo también de cierta manera avalado por otros
investigadores, que han reportado aumento de coherencias (en actividad Gama) entre el EV y la amígdala (especialmente en la región baso-lateral, ABL) durante aprendizaje emocional, un proceso que parece depender de receptores glutaminérgicos NMDA (Popescu, 2009), así como entre la CPF y le EV en la toma de decisores correctas (Histed, 2009). También es importante mencionar que en el EV, diferentes frecuencias (alrededor de 50Hz y otra alrededor de 80Hz) dentro de la banda de Gama (>30Hz) pueden generarse en correlación con distintas tareas en toma de decisiones y aprendizaje (van del Meer, 2009), y en relación con actividad Teta (Tort, 2008).
Los pocos casos en humanos, están en sintonía con los hallazgos en animales y esto es posible argumentarlo gracias al trabajo de Cohen y colaboradores (Cohen, 2008; Cohen, 2009)- que realizaron el primer estudio en humanos; donde encontraron un aumento de oscilaciones en la banda Gama (40-80Hz) en el NA en pacientes depresivos con electrodos profundos, dicha actividad correlacionada (aparejada en fase, phase locked) con actividad Alfa (8-12Hz), durante actividades relacionadas a recompensas, así como aumento de coherencia en Teta (4-8Hz) en pérdidas (Cohen, 2009c); resultados observados en roedores (Tort, 2008)- sin embargo ignorados (no mencionados) en la primera investigación hecha por Cohen (2009). Un estudio anterior, llevado a cabo por el grupo de Adolphs y Damasio de la Universidad de Iowa, realizado en un paciente con epilepsia, donde se colocaron electrodos profundos en CPF (áreas 10 y 11) encontró lo siguiente durante el IGT: 1) la recompensa por predicción de errores estuvo correlacionada con componentes de PEREs en la banda Alfa en CPFM, 2) esta asociación fue principalmente causada en decisiones de riesgo y 3) la respuesta dérmica (galvánica) fue negativamente correlacionada con valores de acción (Oya, 2005; para una revisión ver, Adolphs, 2006). Estos hallazgos tienen cierta correlación con reportes mencionados anteriormente en grabaciones con EEG.
Cabe mencionar que no toque el tema de grabaciones en núcleos mesencefálicos (especialmente dopaminérgicos, área tegmental ventral, ATV) ampliamente relacionados en procesos de recompensa (placer) y toma de decisiones, solo cabe mencionar que existen dos tipos de actividad neuronal, tónica y fásica, lo que determina el estado de activación del sistema en cuestión (un artículo clasico ver; Fiorillo, 2003; un revisión general ver; Schultz, 2005; para una excelente revisión del tema y sus relaciones
hormonales y genéticas se refiere a; Caldú, 2007). Antes de pasar a la siguiente sección, me gustaría mencionar, como curiosidad relacionada al tema, la existencia de nanoelectrodos, aún en experimentación, que prometen darnos información directamente de la barrera hematoencefálica (Llinas, 2005).
LESIONES CEREBRALES
Ningún cerebro es idéntico y no existen lesiones iguales; y sin embargo mucho se puede aprender de pacientes con daño cerebral. El grueso de la investigación sobre toma de decisiones y lesiones encefálicas se encuentra centralizado en los lóbulos prefrontales, sin embargo es raro tener pacientes con daño limitado y específico, y aunque así fuera, veremos que a la corteza prefrontal no se puede tomar como un todo y que no es la única estructura involucrada en la toma de decisiones, sino que diferentes regiones forman parte de un circuito neuronal complejo, con múltiples funciones, necesarias todas, más ninguna suficiente, para la adecuada toma de decisiones.
En las últimas dos décadas el grupo con más influencia ha sido el de la Universidad de Iowa (Bechara y Damasio), y sus conclusiones son que no hay duda alguna que la CPFVM juega un papel esencial y específico en la toma de decisiones (Fuster, 2008; Bechara, 2000; Mavaddat, 2000), sin embargo, la controversia continua respecto al tipo de pruebas existentes (IGT) y la función específica de distintas áreas de la CPF (Fellows, 2006; excelente investigación y visión general) durante toma de decisiones, especialmente entre la CPFDL y la CPFVM. En un interesante estudio (Fellows, 2005), utilizando el IGT donde se compararon 9 pacientes con daño ventromedial bilateral (parcial o completo) y 11 pacientes con daño dorsolateral unilateral (cinco hemisferio derecho), se concluyó que el daño a la CPFMV debe ser amplia y bilateral para tener un impacto significativo, y, además, se le otorgo una función específica, ya antes mencionada, la de aprendizaje reverso. Estos hallazgos son concordantes con los reportados por Manes y colaboradores (Manes, 2002), sin embargo, hallazgos en pacientes con daño de la CPFDL están en desacuerdo con reportes de Bechara, donde no reportaron anormalidades importantes durante el IGT en pacientes con lesiones dorsolaterales, mientras que (Fellows, 2005) reporta datos similares a los pacientes con daño ventromedial, pero no por aprendiaje reverso, por lo que más
investigación es necesaria para poder establecer el proceso base que ocasiona esta disfunción.
Desde los clásicos trabajos de Sperry en los 50’s, teorías de lateralidad han surgido en una gran cantidad de funciones y estructuras cerebrales. Aunque aún no está del todo claro si es posible generalizar funciones durante toma de decisiones entre la CPF (izquierda y derecha), existe investigación suficiente para concluir que los pacientes con lesiones en la CPF derecha tienen mayor disfuncionalidad durante baterías de apuestas, o en otras palabras, la CPFVM izquierda no es esencial para la toma de decisiones (emocionales). El grupo de Manes y Clark (Cark, 2003), expandieron su primera investigación (Manes, 2002), donde se habían enfocado en el tamaño de las lesiones (y que regiones de la CPF dañadas) sin importar lateralidad; y encontraron datos importantes como, los pacientes con lesiones derechas seleccionaron más cartas riesgosas en el IGT (estas cartas se caracterizan por recompensas pequeñas pero inmediatas y castigos mayores a largo plazo), un hallazgo similar reportado por pacientes con daño ventromedial bilateral (Bechara, 2000). Estos hallazgos también han sido reportados anteriormente por el grupo de Iowa (Tranel, 2002), que inclusive expandieron su investigación con el fin de encontrar correlaciones entre sexos, reportando que hombres y mujeres tiene un patrón contrario en lateralidad de la CPFVM, siendo verdad lo anteriormente dicho sólo para varones (Tranel, 2005), sin embargo aún queda mucho que investigar en este punto (un excelente artículo sobre le tema ver, Wager, 2008). Estos hallazgos son compatibles con investigaciones en pacientes donde la impulsividad es una manifestación esencial del trastorno (Rubia, 2009), y cabe recalcar que la mayoría de estos pacientes son hombres.
La CPF es posiblemente la región mas interconectada de la neocorteza (Fuster, 2008), por lo que se le considera la corteza de asociación (de integración) por excelencia (Tanji, 2008; excelente revisión), inclusive se ha reportado que la diferencia esencial entre la CPF de humanos y otros primates reside, no en el volumen cortical (tamaño) ni en la densidad neuronal, sino en la conectividad de ésta con el resto de la corteza (Semendeferi, 2002; Schoenemann, 2005). Por lo que es evidente concluir que el daño a otras estructuras fuertemente conectadas con la CPFVM, especialmente, deben afectar el proceso de toma de decisiones. La estructura más estudiada desde este punto de vista es
la amígdala, sin embargo los reportes de pacientes con lesión amigdalina nunca son puros, es decir siempre existe cierto daño a otras estructuras del lóbulo temporal medio, especialmente la formación hipocamapal, que también ha sido relacionada en toma de decisiones (Johnson, 2007; recordar los estudios mencionados anteriormente sobre electrodos profundos). Es bien aceptado que la amígdala juega un papel primordial en generación y procesamiento de emociones (Murray, 2007), así como las respuestas a éstos, especialmente, a estímulos negativos (Bernston, 2007); sin embargo, también se a propuesto que las funciones afectivas y cognitivas están ampliamente correlacionadas, por lo que dividirlas sería un error (Phelps, 2006; excelente revisión).
Teniendo esto en cuenta, Bechara y colegas (Bechara, 1999) publicaron un interesante trabajo utilizando IGT, comparando pacientes con daño amigdalino y con daño a la CPFVM. Sus conclusiones son de gran importancia, pues es claro que ambos grupos de pacientes se desempañaron de forma anormal y parecida, sin embargo cabe recalcar sus diferencias. Los pacientes con lesiones en amígdala fueron incapaces de generar respuesta dérmica antes (anticipatoria) de escoger la respuesta menos ventajosa, así como, tampoco generaron respuesta alguna al enterarse de sus resultados (ganar o perder dinero); este mismo grupo ha sugerido que la amígdala es un paso anterior necesario, para que la CPFV genere estados somáticos y con ello una adecuada decisión, especialmente en circunstancias sociales (Bechara, 2003) y en trastornos adictivos (Bechara, 2002).
OTROS MARCADORES BIOLOGICOS ENDOCRINOLOGICOS
La unión entre el sistema nervioso y el endócrino es desde hace tiempo un tema en ardua investigación. No existe la menor duda, inclusive ya se consideran sistemas comunes (neuroendocrinología), que el cerebro es la glándula madre, especialmente el hipotálamo, que en comunicación con núcleos meso-pontinos y estructuras límbicas (amígdala, ínsula, CPFVM, etc.) (Herman, 2005), a través de la glándula pituitaria, regulan funciones fisiológica básicas y comportamientos complejos (para una excelente revisión ver; Raisman, 1997). A continuación comentaré el sistema adrenal y gonadal, en relación con toma de decisiones y trastornos adictivos especialmente.
EJE HIPOTALAMO-PITUITARIA-ADRENAL (HPA)
El eje HPA es parte central del circuito de estrés (Tsigos, 2002; excelente revisión sobre el cerebro y estrés, McEwen, 2008) y en íntima relación con el sistema inmunológico (Webster, 2002) el eje HPA ha sido tema de interminable investigación y polémica sobre su impacto en el comportamiento humano, y aunque, posiblemente, las discusiones nunca terminen, la información que hoy poseemos nos permite asegurar que existe una estrecha relación entre este circuito (y todos los demás ejes hormonales) y el comportamiento (Stavarache, 2009). La mayoría de la investigación se ha enfocado en encontrar correlaciones entre cortisol (en saliva) y diferentes datos cognitivos y de comportamiento. Importante información se puede desprender de pacientes con trastornos de ansiedad y trastornos depresivos, donde esta bien determinado que en la mayoría de estos pacientes existe una sobreactividad del eje HPA, sin embargo, me enfocaré- en trastornos de comportamiento y adictivos, donde, a pesar de la gran co-morbididad con trastornos afectivos, el panorama es menos claro.
La impulsividad es uno de los rasgos característicos en los trastornos (de comportamiento) antisociales y en procesos adictivos, y se ha correlacionado con anormalidades en diferentes sistemas neuroquímicos (serotoninérgico, dopaminérgico, etc.), incluyendo el eje HPA (Williams, 2008). Un estudio donde se comparó a un grupo de encarcelados con un grupo control, se encontró que los criminales tenían mayor número de experiencias traumáticas en la niñez; también se mostró que los internos psicópatas obtenían menores concentraciones de cortisol diurno comparado con los internos no psicópatas y el grupo control, y por último no se encontró relación con maltrato en la niñez y comportamiento agresivo en pacientes psicópatas, pero sí en los demás grupos (Cima, 2008). En un reciente estudio (Hawes, 2009) se confirma este mismo hallazgo, evidencia para suponer una hipoactividad (cortisol bajo) del eje HPA en niños con comportamiento antisocial, soportando la teoría de búsqueda de estimulación en estos pacientes; sin embargo el rol específico dentro del proceso no está claro y aún existen datos contradictorios. Estos datos contradictorios pueden deberse a la comorbididad en estos pacientes así como al ignorar una seria de variables que parecen esenciales (sexo, edad, tipo y hora de la prueba, etc.) (Marsman, 2008).
Un interesante estudio con jugadores, no encontró correlación alguna entre jugadores patológicos (JP) y jugadores lúdicos (JL) en medidas de cortisol, sin embargo se reportaron correlaciones significativas en ritmo cardiaco en el grupo de jugadores impulsivos (Krueger, 2005). Algo similar se reportó en otra investigación, donde se midieron niveles de cortisol y alfa-amilasa (medida indirecta de sistema adrenérgico) en saliva en dos grupos de jugadores (patológicos y lúdicos), y sólo se encontraron correlaciones significativas con la alfa-amilasa en decisiones inadecuadas (Labudda, 2007). Un resultado muy parecido a un completo estudio donde se midieron niveles hormonales en sangre (norepinefrina, epinefrina, dopamina, cortisol, prolactina, ACTH y B-endorfina), así como ritmo cardiaco, antes, durante y después de jugar; los resultados mostraron un elevado nivel de epinefrina y dopamina basal y un mayor aumento durante el juego en JP; también se observó un aumento transitorio en JP al comienzo del juego. Otro hallazgo no significativo, pero interesante, fue que los JL mostraron mayores niveles de endorfina beta antes y durante el juego, por último el ritmo cardiaco fue más rápido en JP (Meyer, 2004). Cabe aclarar que todas las hormonas en el eje HPA, no sólo el cortisol, son activas cerebralmente (y tienen un impacto en comportamiento), especialmente en regiones límbicas (donde la amígdala tiene un papel primordial) (Sommer, 2008) y existe una amplia investigación en el tema, especialmente en trastornos adictivos (Pastor, 2008; una excelente revisión ver; Koob, 2007).
EJE HIPOTALAMO-PITUITARIA-GONADAL (HPG).
Es importante mencionar que el cortisol y las hormonas gonadales (HG) son esteroides, y existe una amplia relación entre ellos, usualmente antagónica, especialmente entre le cortisol y la testosterona (TS) (Lewis, 2005). Por lo que usualmente el prototipo sociópata (violentos, agresivos) se describe como el paciente frío y tranquilo (baja emotividad, bajo cortisol; no es lo mismo, pero hay cierta correlación), y viril (alta testosterona). Los hallazgos neurobiológicos en pacientes agresivos son complejos e inespecíficos hasta el momento (excelente revisión del tema ver; Siever, 2008), por lo que se recuerda al lector en tomar con precaución los siguientes hallazgos.
Es esencial en el proceso de toma de decisiones el valor afectivo (emocional) que se le da a los estímulos que están siendo procesados, así como a las posibles
consecuencias (castigo-recompensa) de la futura acción manifestadas en todo el cuerpo (teoría del Marcador Somático de Damasio, que refleja la teoría de James-Lange sobre emociones; para una excelente revisión de neurociencia afectiva se refiere a: Dalgleish, 2009) y finalmente el valor emocional del resultado obtenido, causado por le movimiento (comportamiento, decisión). En investigaciones con animales se ha reportado una disminución en la sensibilidad a castigos y comportamiento violento con la administración de TS, y en un excelente capítulo de una reciente publicación (Caldú, 2009) los autores resumen que las HG tanto en hombres como en mujeres juegan un papel primordial en funciones cognitivas y afectivas, así como en la toma de decisiones, más específicamente la TS modula el procesamiento de recompensa través del sistema dopaminérgico. Teniendo esto como base, un estudio demostró que era posible manipular el valor emocional del castigo y la recompensa en mujeres sanas con la administración de TS, utilizando la IGT, ocasionando un mayor numero de decisiones riesgosas (inadecuadas), un patrón más parecido al del hombre (van Honk, 2004). Si nos permitimos extrapolar esta información, podemos entender porque el adolescente tiende a realizar actividades más riesgosas y a tomar decisiones inadecuadas, sin caer en el argumento determinista que animaliza a los adolescentes. Sin embargo es un hecho que la combinación de una CPF (especialmente ventro-medial) inmadura (menor inhibición hacia estructuras de placer, ej.: NA y amígdala) y un aumento de hormonas gonadales (excitadoras estructuras límbicas) hacen de esta obligada etapa, en la que se ha demostrado la necesidad de la TS y el resto de los esteroides para la maduración cerebral- especialmente de la CPFV (Melcangi, 2006), un periodo de mayor riesgo (Casey, 2008), en donde es necesario darle herramientas adeudas al adolescente para que logre, a pesar de las circunstancias biológicas “injustas”, decidir adecuadamente.
El esteroide ovárico (estrógeno) tiene acciones importantes en el sistema nervioso central que van mucho más allá de la regulación del ciclo menstrual y conducta sexual (una excelente revisión ver, McEwen, 1999), también ha sido implicado en procesos cognitivos y afectivos, inclusive se ha propuesto una interacción esencial entre la serotonina y éste (Amin, 2005). De igual manera la progesterona (PT) se ha relacionado especialmente con el proceso de recompensa anticipatoria, de manera similar que la TS;
por lo que podemos concluir que tanto el estradiol como la PT modulan la toma de decisiones (Caldú, 2009).
SISTEMA OPIOIDE
El opio es una de las drogas más antiguas utilizadas por el humano. Se le considera un relajante del sistema nerviosos central y un potente analgésico. El complejo sistema opioide (endorfinas, y sus subtipos encefalinas, dinorfinas, y sus receptores) ha recibido gran interés por sus amplias interacciones con otros sistemas neuroquímicos y diversos trastornos del comportamiento y funciones básicas (para una excelente y extensísima revisión del tema ver: Bodnar, 2006). Uno de los sistemas con que fuertemente hace sinergia (bidireccional) es el dopaminérgico, tanto en animales como en humanos; y se ha reportado que antagonistas opioides (ej; Naloxona) inhiben actividad dopaminérgica en estructuras involucradas en motivación (placer), aprendizaje condicionado y toma de decisiones (ATV; NA, etc.), evitando así comportamientos adictivos y riesgosos (Margolis, 2006). En un excelente estudio (Smith, 2007) los autores se preguntaron si puntos, que se activaban durante la búsqueda de estímulos placenteros y la experiencia placentera, en la coraza del NA y en el pallidum ventral (PV), podían ser modulados por opioides. Encontraron que los puntos activos tanto en NA como en el PV podían recíprocamente activarse (aumentar la expresión Fos) o inhibirse, y era necesario la activación de ambas regiones y la participación opioide para obtener la reacción placentera (recompensa), más no era necesario en el proceso de deseo (busqueda) de la misma manera; por lo que se concluyó que existen diferentes circuitos opioides que regulan distintos aspectos de la experiencia placentera. Datos concordantes se encontraron en una investigación con atletas, donde se correlacionó la euforia causada por ejercicio prolongado y un aumento en la captación de opioides en CPF (CCA, y orbital), insula y regiones tempo-parietales, soportando la teoría opioide sobre la euforia del atleta o corredor (runner’s high) (Boecker, 2008).
OXITOCINA
Por último me gustaría mencionar una importante hormona que, recientemente, ha tomado gran importancia, e inclusive se le ha llamado popularmente la hormona social. Es bien conocido por el público en general que la oxitocina es producida durante el
trabajo de parto, para inducir las contracciones uterinas, y por décadas esa fue la única función que se le atribuía, sin embargo en los últimos años el punto de vista que teníamos de la oxitocina (y de muchas hormonas) referente a sus relaciones con el comportamiento ha cambiado radicalmente. Desde hace más de 15 años los neuropeptidos comenzaron a tomar relevancia, especialmente la oxitocina y la vasopresina (ambos producidos en le núcleo supraóptico del hipotálamo), en desordenes clínicos de comportamiento (Insel, 1997). Sin embargo aquí nos interesa mencionar que la oxitocina es capaz de impactar la toma de decisiones, tal y como se comprobó en un estudio utilizando un juego de confianza con dinero verdadero (Kosfed, 2005), donde se reportó que la aplicación de oxitocina nasal aumento considerablemente la confianza e interacción social, provocando la aceptación de decisiones riesgosas sólo y exclusivamente a través de la interacción interpersonal. Si a alguien se le ocurrió conseguir oxitocina en spray para utilizarlo en la próxima fiesta, le recomiendo ampliamente acudir con un profesional, para comenzar entrenamiento de habilidades sociales. Si el problema de timidez es severo, puede ser que en un futuro próximo puedas utilizar oxitocina.
Basados en los efectos que muchas drogas (especialmente los estimulantes) provocan en el comportamiento social (inhibición), así como en la toma de decisiones (riesgosas o inadecuadas; recordar que la mayoría de los delitos violentos se cometen bajo la influencia de una droga), en un reciente artículo (McGregor, 2008) se revisa el posible papel de la oxitocina en el consumo de drogas (adicciones), concluyendo que su rol puede ser esencial en los procesos neuroadapatativos de la adicción, interactuando con el sistema mesolimbico (dopaminérgico). Hallazgos en adolescentes apuntan hacia la misma dirección, sin embargo, es muy importante mencionar, que la oxitocina per se no causa comportamientos riesgosos, sino que ocasiona una mayor disponibilidad (confianza) interpersonal, tanto para realizar actos riesgosos como para lo contrario (Steinberg, 2008). Es decir, la oxitocina sólo permite que las relaciones sociales sean más placenteras (sin miedo), traduciendo así cualquier estímulo (social) con una mayor carga emocional positiva, facilitando el ser convencidos (por otra persona, forzosamente) a actuar (decidir) en cualquier dirección.
Si lograste llegar hasta aquí, habiendo leído completamente lo anterior, y aún así sientes cierta angustia, confusión y tienes más preguntas que cuando comenzaste, entonces he hecho adecuadamente mi trabajo. Sin embargo, trataré de disminuir el grado de incertidumbre (aumentando dopamina en el circuitro cortico-estriado, y para eso sería bueno aumentar tus endorfinas, así que come algo que realmente te guste), por lo que propondré un modelo lo más completo posible, recordándole al lector que desconfíe parcialmente y tome sus precauciones, pues forzosamente haré muchas generalizaciones y simplificaciones. Aprovecho también para
El proceso de toma de decisiones es uno de los más estudiados desde una gran variedad de perspectivas, especialmente desde las ciencias biológicas y en los últimos veinte años particularmente desde la neurociencia. Obtener un modelo real (práctico) de cómo el ser humano toma decisiones tendría un impacto enorme en todos los ambientes de nuestra existencia (economía, mercadotecnia, política, educación, etc.); en pocas palabras, sería como encontrar la piedra filosofal, seríamos capaces de predecir todas nuestras acciones. Claro que dicha proposición es sólo posible si tomamos (a priori) que el humano puede llegar a ser reducido (y completamente determinado) por procesos biológicos, los cuales pueden ser medidos, lo cual implicaría negar, por lo menos parcialmente, nuestra preciada libertad, y con ella todas las responsabilidades que hacen posible la convivencia de nuestra especie. Sin embargo, la idea de fabricar una máquina capaz de esto ha sido y será siendo un tema no sólo de ciencia ficción y las artes (recordar la pélicula Minority Report), si no también de la ciencia empírica.
MODELO NEUROANATOMICO FUNCIONAL
El cerebro esta organizado en circuitos y sistemas ampliamente conectados (comunicados) entre sí, aunque para fines de aprendizaje (y estudio) tendamos a separarlos, lo que nos ha inclinado a considerar que, la toma de decisiones es, sencilla y finalmente, el resultado de la valoración, en gran medida inconsciente, de estímulos. Es decir las teorías emocionales, utilizan conceptos dicótomos (maniqueos, dualistas), donde sistemas opuestos (positivos-negativos, concientes-inconcientes, corticales-subcorticales, etc.) están en continuo conflicto; sin embargo, esto no parece del todo real, por lo que pido al lector tome una perspectiva de integración paralela y no de rivalidad entre
circuitos (para un excelente artículo sobre el tema, Williams, 2007). Así como intente desechar ideas absolutistas, tomando todos estos procesos y estados como un continum homeodinámico. Mantener estas ideas durante lo siguiente.
El primer circuito necesario para cualquier comportamiento, es el sistema de estado de alerta (nivel conciencia); el cual involucra el sistema activador reticular ascendente (SARA) meso-pontino, donde los principales núcleos productores de acetilcolina, serotonina y neorepinefrina se encuentran. El SARA tiene estrecha comunicación con el hipotálamo para regular niveles de alerta y el ciclo sueño-vigilia; así como con el tálamo, regulando el grado de activación del mismo y por lo tanto modulando la comunicación cortico-tálamica y la relación con el exterior. También hay que recordar que existen conexiones directas a corteza, donde tienen un impacto de manera más concreta en funciones cognoscitivas.
Igual de básico y fuertemente relacionado al SARA, se encuentra el sistema endocrinológico, que además de controlar las funciones básicas del organismo (temperatura, equilibrio energético, reproducción, metabolismo, etc.), hemos comentado, de manera rápida, el importante papel que juegan estos neuroquímicos (hormonas esteroideas, endorfinas, etc.), como neuromoduladores en asociación con otros neurotransmisores (especialmente dopamina y serotonina) en estructuras corticales y subcorticales; sin embargo este segundo paso quiero sólo enfocarme en la necesidad de funciones fisiológicas básicas, pues sin ellas es imposible un comportamiento adecuado. Estos procesos en gran parte automáticos e involuntarios, es decir se dan aunque estemos dormidos. Y hacen posible los siguientes procesos.
El tercer paso en el modelo, es simplemente la captación de estímulos en las áreas corticales sensitivas primarias (parietales, temporales y occipitales). Cabe mencionar que las vías sensoriales, aunque bien concidas, siguen produciendo cierta polémica, especialmente en si existen o no, vías paralelas que después de tálamo vayan directamente a estructuras de asociación emocional (ej.: amígdala) inclusive antes de llegar a corteza primaria. Por lo que el siguiente paso se da, temporalmente, paralelo o con un ligero retraso (100-300msg) en diferentes regiones corticales. Este proceso de asociación se lleva a cabo tanto en regiones neocorticales (recordar los PEREs frontales) como en estructuras del sistema límbico (complejo amigdalino y estructura hipocampal).
Y le podemos llamar proceso comparativo. Ampliamente relacionado con el sistema seroteninérgico y dopaminérgico. Doy por hecho que todos los procesos cerebrales, especialmente corticales, son dependientes de glutamato y GABA (íntimamente relacionados metabolitamente).
El resultado de este proceso comparativo es una respuesta emocional (afectiva), guiada por estructuras meso-límbico-corticales, reguladas especialmente por dopamina. Comenzando por el núcleo o sustancia gris periacueductal (PAG, por sus siglas en ingles) y el ATV (especialmente este último) en mesencéfalo, que envían proyecciones dopaminérgicas a la amígdala, NA, corteza ínsular y CPFVM. Dicho sistema ha recibido el nombre de circuito de placer y esta en estrecha relación con el sistema opioide. La activación de estructuras “límbicas” (amígdala y CPFVM) activan al hipotálamo y al SARA, ocasionando así la respuesta emocional somática, que a su vez envía retroalimentación, preparando la futura acción. Este es el siguiente paso, la predicción, estrechamente relacionada con actividad dopaminérgica en NA y en CPF, donde se han encontrado correlaciones de negatividad con patrones EEG en Alfa, así como el impacto de la oxitocina (en situaciones sociales) del valor predictivo; también en relación con comportamientos impulsivos y serotonina (tanto a niveles genéticos, como de ingesta y metabólicos) (recordar los ya citados; Siever, 2008; Brewer, 2008).
El siguiente proceso es la valoración lingüística, racional; el componente frío. Usualmente se considera que es hasta este momento que somos totalmente concientes, sin embargo en muchas ocasiones ya hemos decidido, circunstancia patológica en ciertos trastornos de impulsividad. Este proceso se correlaciona mayormente con la CPFD y aunque independiente (todos hemos experimentado la diferencia entre saber y sentir, deber y desear), esta estrechamente unido a procesos (fisiológicos) involuntarios.
Por último el momento de la decisión es llevada acabo por el sistema motor central (corteza motora, ganglios basales y vías medulares) y periférico (nervios y músculos). La respuesta a dicha acción es captada por el mismo sistema y procesada como un nuevo estímulo o circunstancia, que generará a su vez una nueva cuestión a resolver (decidir). La evaluación de la decisión (retroalimentación) involucra a todo el sistema ya mencionado (es decir existe un mecanismo comparador en todos los niveles y estructuras), pero posiblemente una parte esencial, es la amígdala y CPFVM y el
hipocampo, como centro de recolección y ordenamiento de información que será consultado para comparar (Vinogradova, 2001), nuevos sucesos.
A pesar de la gran complejidad, me atrevo a dar algunos consejos que nos pueden permitir o ayudar a regular, en general, todas las partes del sistema y por lo tanto nos facilite decidir adecuadamente.
1. Descanso adecuado. El impacto del sueño el comportamiento y en general en la fisiología del organismo es enorme (revisión ver; Banks, 2007)
2. Nutrición adecuada: Evitar (exceso) estimulantes (café) y depresivos (alcohol), especialmente cuando hay que tomar decisiones de gran impacto.
3. Ejercicio físico aeróbico: Gran impacto en neurogénesis (especialmente hipocampal), en el eje HPA y en el sistema opioide (Hilman, 2008)
4. Terapias de biorretroalimentación (variabilidad de ritmo cardiaco, respuesta dérmica y actividad eléctrica cerebral).
5. Otros métodos o técnicas de relajación.
REFERENCIAS
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