Come le droghe dirottano il processo decisionale nel cervello
I ricercatori della School of Medicine dell'Università del Maryland riferiscono che gli esperti avevano precedentemente creduto che una singola area del cervello fosse responsabile di entrambi i tipi di comportamento e processo decisionale.
Gli esperti dicono che la distinzione è fondamentale per comprendere la neurobiologia del processo decisionale, in particolare per quanto riguarda l'abuso di sostanze. Lo studio è pubblicato online sulla rivista Scienza.
Gli scienziati hanno ipotizzato che la corteccia orbitofrontale svolga un ruolo nel processo decisionale "basato sul valore", quando una persona confronta le opzioni e valuta le conseguenze e le ricompense per scegliere la migliore alternativa.
Il nuovo studio mostra che quest'area del cervello è coinvolta nel processo decisionale solo quando il valore deve essere dedotto o calcolato rapidamente o frettolosamente. Se il valore è stato "memorizzato nella cache" o pre-calcolato, come un'abitudine, la corteccia orbitofrontale non è necessaria.
Lo stesso vale per l'apprendimento: se una persona deduce un risultato ma non accade, l'errore risultante può guidare l'apprendimento. Lo studio mostra che la corteccia orbitofrontale è necessaria per il valore dedotto che viene utilizzato per questo tipo di apprendimento.
"La nostra ricerca ha dimostrato che il danno alla corteccia orbitofrontale può diminuire la capacità di una persona di utilizzare l'esperienza precedente per prendere buone decisioni al volo", ha detto l'autore principale Joshua Jones, Ph.D.
"La persona non è in grado di considerare l'intero continuum della decisione: la mappa mentale di come le scelte si svolgono più avanti lungo la strada. Invece, la persona regredirà al comportamento abituale, gravitando verso la scelta che fornisce il massimo valore nella sua ricompensa immediata ".
Lo studio migliora la comprensione degli scienziati di come funziona il cervello in individui sani e malsani, secondo i ricercatori.
"Questa scoperta ha implicazioni generali nella comprensione di come il cervello elabora le informazioni per aiutarci a prendere buone decisioni e per imparare dai nostri errori", ha detto l'autore senior Geoffrey Schoenbaum, M.D., Ph.D.
“Comprendere di più sulla corteccia orbitofrontale è importante anche per comprendere disturbi come la dipendenza che sembrano coinvolgere processi decisionali e apprendimento disadattivi. La cocaina, in particolare, sembra avere effetti di lunga durata sulla corteccia orbitofrontale.
"Un aspetto di questo lavoro, che stiamo portando avanti, è che forse alcuni dei problemi che caratterizzano la dipendenza sono il risultato di cambiamenti indotti dalla droga in quest'area del cervello".
La ricerca in corso include l'esame della codifica specifica dei neuroni nella corteccia orbitofrontale durante questo processo, nonché gli effetti che le droghe d'abuso hanno su quest'area del cervello.
"La tossicodipendenza è caratterizzata da gravi deficit di giudizio e cattive decisioni da parte del tossicodipendente", ha detto Jones. “Crediamo che le droghe, in particolare la cocaina, influenzino la corteccia orbitofrontale. Forzano il sistema e dirottano il processo decisionale ".
I ricercatori hanno esaminato il ruolo della corteccia orbitofrontale nel comportamento guidato dai valori. Il cervello assegna due diversi tipi di valori a comportamenti e scelte. Il valore memorizzato nella cache è un valore che viene appreso durante l'esperienza precedente. Il valore dedotto avviene all'impulso del momento, considerando l'intero modello di ricompense e conseguenze.
"Il valore memorizzato nella cache viene memorizzato durante l'esperienza precedente", ha affermato Jones. "Ad esempio, impari il percorso verso casa durante il tuo tragitto giornaliero attraverso l'esperienza, l'abitudine di come torni a casa. Giri a destra, vai a sinistra, fai un altro a destra.
“I valori dedotti, tuttavia, si basano sulla stima di obiettivi e valori al volo, utilizzando la tua conoscenza dell'intera struttura dell'ambiente.
“Ad esempio, invece di limitarti a tornare a casa abitualmente sul tuo percorso abituale, hai in mente la mappa completa di tutte le strade che usi. Puoi modificare il percorso, effettuando svolte diverse, a seconda dell'ora del giorno o della quantità di traffico. Queste decisioni dedotte sono adattive, molto più flessibili in base alla situazione ".
I ricercatori ammettono che un difetto nella teoria è che un modello di ratto è stato utilizzato per la ricerca. Tuttavia, sebbene siano necessari ulteriori studi di questo meccanismo neurobiologico, i risultati sono stati promettenti.
"Il nostro obiettivo qui alla School of Medicine è fare scoperte rivoluzionarie in laboratorio che possono essere tradotte in nuovi trattamenti e nuove speranze per i pazienti e le loro famiglie", ha affermato Albert Reece, MD, Ph.D., MBA, vicepresidente per affari medici presso l'Università del Maryland e preside presso la Facoltà di Medicina dell'Università del Maryland.
"Siamo fiduciosi che la ricerca ci dica di più sui meccanismi di base nel cervello e si tradurrà in nuove tecniche in neurobiologia e nel trattamento di condizioni devastanti come la tossicodipendenza".
Fonte: University of Maryland Medical Center
