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Impulsividad en Ratas: Conexiones Cerebrales Reveladas

La investigación identifica áreas clave del cerebro que influyen en el comportamiento impulsivo en ratas.

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La Impulsividad es un problema común que se ve en varios trastornos de salud mental, incluidos los déficits de atención, los trastornos del estado de ánimo y el abuso de sustancias. Esta investigación analiza cómo ciertas áreas del cerebro controlan las acciones impulsivas y las elecciones arriesgadas en ratas que son naturalmente más impulsivas que otras.

El papel del cerebro

Los científicos han encontrado que una parte específica del cerebro conocida como la Corteza prefrontal medial (mPFC) está relacionada con el comportamiento impulsivo. Las personas que actúan de manera impulsiva suelen mostrar una actividad reducida en esta área. La investigación con ratas ha mostrado resultados variados al intentar entender cómo la mPFC afecta la impulsividad. Algunos estudios sugieren que dañar la mPFC puede aumentar la impulsividad, mientras que otros no muestran cambios. Sin embargo, cuando ciertas áreas de la mPFC se silencian, queda más claro que diferentes regiones de la mPFC pueden controlar las acciones impulsivas de diferentes maneras. Algunas áreas ayudan a reducir la impulsividad, mientras que otras pueden aumentarla.

Estudiando diferentes tipos de ratas

En este estudio se usaron dos tipos de ratas: las ratas Roman High Avoidance (RHA), que son más impulsivas, y las ratas Roman Low Avoidance (RLA), que son menos impulsivas. Las ratas RHA tienden a tomar decisiones más arriesgadas en comparación con sus contrapartes RLA. Esto hace que las ratas RHA sean un modelo excelente para estudiar la impulsividad, ya que su comportamiento difiere significativamente del de las ratas RLA.

La investigación se centró en conexiones específicas entre la mPFC y el Núcleo Accumbens (NAc), otra parte del cerebro que juega un papel en la motivación y la recompensa. Entender cómo interactúan la mPFC y el NAc puede ayudar a aclarar la impulsividad.

Métodos de investigación

Para explorar los efectos de la mPFC en la impulsividad, los científicos utilizaron un método llamado quimogenética para activar o inhibir las neuronas que conectan la mPFC y el NAc. Hicieron esto usando virus especiales que podían activar o desactivar la actividad en estas neuronas.

Las ratas fueron entrenadas en una tarea conocida como la tarea de juego de ratas (rGT), que evalúa la Toma de decisiones bajo Riesgo. Durante esta tarea, las ratas tenían que elegir entre opciones que podían llevar a recompensas o castigos. Los científicos midieron el comportamiento de las ratas para evaluar su nivel de impulsividad, observando específicamente cuán a menudo tomaban decisiones prematuras y cuán arriesgadas eran sus elecciones.

Medición de la actividad cerebral

Para entender cómo la mPFC y el NAc están involucrados en la impulsividad, los investigadores también midieron la actividad cerebral utilizando una técnica llamada tomografía por emisión de positrones (PET). Este proceso muestra cuán activas están diferentes regiones del cerebro al medir la captación de glucosa. Las áreas más activas usan más glucosa. Al comparar la captación de glucosa en ratas RHA y RLA, los científicos pudieron ver cómo difería la actividad cerebral entre los dos tipos de ratas y cómo esto se relacionaba con su impulsividad.

Hallazgos sobre la impulsividad y el comportamiento

El estudio encontró que las ratas RHA mostraban niveles más altos de impulsividad en comparación con las ratas RLA. Hicieron más respuestas prematuras en la tarea de juego, lo que significa que a menudo decidían demasiado rápido sin considerar completamente sus elecciones. Además, las ratas RHA tendían a elegir opciones más arriesgadas con más frecuencia que las ratas RLA.

Cuando los investigadores activaron la vía mPFC-NAc en las ratas RHA, hubo una disminución significativa en su comportamiento impulsivo. Estas ratas cometieron menos elecciones prematuras cuando se activaron sus conexiones mPFC-NAc. En contraste, inhibir esta vía en las ratas RLA no cambió su comportamiento en términos de impulsividad, lo que indica que la conexión es particularmente importante en animales más impulsivos.

Entendiendo las conexiones neuronales

Esta investigación resalta cómo las conexiones entre la mPFC y el NAc regulan la impulsividad. La activación de la vía mPFC-NAc parece ayudar a controlar las acciones impulsivas, especialmente en ratas más impulsivas. Los hallazgos sugieren que tratar o modificar la actividad cerebral en estas áreas podría ofrecer formas de abordar los comportamientos impulsivos en humanos.

La complejidad de la toma de decisiones

Si bien hay una correlación entre la impulsividad y la capacidad de tomar decisiones arriesgadas, el estudio mostró que la vía mPFC-NAc influye principalmente en la impulsividad motora, en lugar de la toma de decisiones relacionada con el riesgo. Esta distinción es crucial, ya que indica que aunque los rasgos impulsivos pueden afectar la toma de decisiones, no dependen necesariamente de los mismos circuitos neuronales.

Implicaciones más amplias de la investigación

Los resultados de esta investigación podrían llevar a un mejor entendimiento y tratamiento de los problemas de control de impulsos en humanos. Condiciones como el TDAH, el trastorno límite de la personalidad y la adicción a menudo están asociadas con altos niveles de impulsividad. Al identificar cómo ciertas vías cerebrales influyen en estos comportamientos, se podrían desarrollar nuevas estrategias de tratamiento.

Avanzando

La investigación futura debería continuar investigando los roles específicos de diferentes regiones del cerebro en la impulsividad y la toma de decisiones. Comprender cómo se regulan estos comportamientos puede llevar a avances en los enfoques terapéuticos para las personas que luchan con la impulsividad.

Además, estudios que examinen varios factores, como las diferencias de género en la impulsividad, serán fundamentales para proporcionar una visión completa de cómo se desarrollan y pueden ser manejados los comportamientos impulsivos.

Conclusión

Esta investigación proporciona información esencial sobre los mecanismos subyacentes de la impulsividad en ratas, enfatizando la importancia de regiones y vías cerebrales específicas. Al explorar cómo interactúan la mPFC y el NAc, obtenemos una imagen más clara de la base neural del comportamiento impulsivo. Estos hallazgos no solo explican los comportamientos observados en ratas RHA y RLA, sino que también pueden extenderse a entender la impulsividad en humanos, abriendo puertas a nuevos tratamientos para los trastornos de control de impulsos.

Fuente original

Título: Activation of the mPFC-NAc pathway reduces motor impulsivity but does not affect risk-related decision-making in innately high-impulsive rats

Resumen: Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and substance use disorders (SUD) are characterized by exacerbated motor and risk-related impulsivities, which are associated with decreased cortical activity. In rodents, the medial prefrontal cortex (mPFC) and nucleus accumbens (NAc) have been separately implicated in impulsive behaviors, but studies on the specific role of the mPFC-NAc pathway in these behaviors are limited. Here, we investigated whether heightened impulsive behaviors are associated with reduced mPFC activity in rodents, and determined the involvement of the mPFC-NAc pathway in motor and risk-related impulsivities. We used the Roman High- (RHA) and Low-Avoidance (RLA) rat lines, which display divergent phenotypes in impulsivity. To investigate alterations in cortical activity in relation to impulsivity, regional brain glucose metabolism was measured using positron emission tomography and [18F]-fluorodeoxyglucose ([18F]FDG). Using chemogenetics, the activity of the mPFC-NAc pathway was either selectively activated in high-impulsive RHA rats or inhibited in low-impulsive RLA rats, and the effects of these manipulations on motor and risk-related impulsivity were concurrently assessed using the rat gambling task. We showed that basal [18F]FDG uptake was lower in the mPFC and NAc of RHA compared to RLA rats. Activation of the mPFC-NAc pathway in RHA rats reduced motor impulsivity, without affecting risk-related decision-making. Conversely, inhibition of the mPFC-NAc pathway had no effect in RLA rats. Our results suggest that the mPFC-NAc pathway controls motor impulsivity, but has limited involvement in risk-related decision-making. Our findings suggest that reducing fronto-striatal activity may help attenuate motor impulsivity in patients with impulse control dysregulation like ADHD or SUD.

Autores: Nathalie Ginovart, C. Arrondeau, G. Uruena-Mendez, F. Marchessaux, R. Goutaudier

Última actualización: 2024-03-13 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584121

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584121.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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