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lunes, 11 de marzo de 2013

La descarga en los tiempos de la dopamina

La entrada de hoy es un resumen bastante simplificado de la revisión de Wolfgang Hauber en 2010 sobre el papel de la dopamina, específicamente en la corteza prefrontal y el estriado. En la revisión de Hauber, además, encontramos información acerca de la actividad temporal de la dopamina. La información de este resumen hiper-simplificado está presentada en viñetas (por tal razón, hoy no escribo comentario alguno...¡pero si hay dudas lo haces saber!).

* Las neuronas dopaminérgicas [productoras de dopamina] que se originan en la sustancia nigra y en el área tegmental ventral proyectan a una variedad de estructuras prosencefálicas, formando así un sistema neuromodulador complejo que es esencial para numerosos procesos motores, cognitivos y motivacionales.

Tres vías distintas de proyección dopaminérgica pueden identificarse: 
- la nigroestriatal, 
- la mesolímbica y 
- la mesocortical.

* Las proyecciones de DA desde el área tegmental ventral (ATV) hacia el estriado ventral pueden dividirse en:
- Meso-ventromedial --> partes ventrales de los ganglios basales: aprendizaje emocional.
- Meso-ventrolateral --> subsistema que podría diferir en términos de sus funciones comportamentales. Partes más dorsales de los ganglios basales: funciones cognitivas y motoras.

* Las neuronas de dopamina (DA) pueden operar en distintos modos temporales:
- Despliegan cambios rápidos de liberación de DA en una escala de tiempo de segundos.
- Despliegan cambios lentos de liberación de DA en un rango de minutos a horas.

* Tales modos temporales están relacionados con diferentes clases de información:
- Cambios fásicos [en fases; momentáneos] rápidos: codifican la probabilidad de disponibilidad de recompensa y el aprendizaje de recompensas. Los estímulos predictores de recompensa también pueden inducir cambios en la liberación de DA de larga duración, en una escala de minutos, lo cual es importante en el fortalecimiento del comportamiento dirigido a la recompensa.
- Niveles tónicos: podrían proveer un 'tono' receptor de DA que juega un papel crítico al permitir múltiples comportamientos.

* Las neuronas de DA registradas in vivo despliegan tres patrones de actividad principales:
(1) Un estado inactivo, hiperpolarizado
(2) Un patrón lento (2-10 Hz), irregular, de espiga simple o de disparo "tónico", guiado por un potencial intrínseco de marcapasos
-> Las neuronas de DA que proyectan al estriado dorsal y al núcleo Accumbens lateral despliegan disparos lentos de máximo 10 Hz.
-> La actividad tónica de las neuronas de DA es guiada por un marcapasos intrínseco y regulada por un input (o entrada) aferente, en particular por proyecciones gabaérgicas [productoras de GABA] provenientes del pálido ventral.
(3) Una explosión o modo "fásico": explosiones de alta frecuencia que, en promedio, contienen alrededor de tres potenciales de acción.
-> Las neuronas de DA en el ATV medial que proyectan a la amígdala o centro del núcleo Accumbens muestran propiedades no convencionales de disparo rápido.
-> El disparo en explosiones de las neuronas de DA depende de las entradas glutamatérgicas que se originan, en particular, en el tegmento ventral.

* Según Hauber, existe evidencia consistente de que eventos atrayentes, estímulos que predicen recompensa, la posibilidad (o incertidumbre) de recibir recompensa, así como las recompensas inesperadas o la omisión de una recompensa predicha, producen cambios rápidos en la actividad neuronal dopaminérgica en una escala de tiempo de segundos a subsegundos.

* Otro cuerpo de evidencia sugiere que los cambios fásicos lentos de la liberación de DA en el estriado o la corteza prefrontal están asociados con comportamiento de aproximación o activación comportamental. De manera notable, la liberación de DA en tareas instrumentales predominantemente correlacionan con la cantidad de trabajo o esfuerzo (para obtener la recompensa) y no con el tamaño de la recompensa.

* Con respecto a los niveles "tónicos" de DA, agonistas del receptor D2 como la bromocriptina, pueden potenciar la memoria de trabajo y las funciones ejecutivas, efectos que dependen en parte del desempeño basal de los sujetos [luego, los niveles tónicos de DA soportan dichas funciones cognitivas].

Síntesis
* Una neurona DA sencilla puede modular un gran número de neuronas estriatales a través de dos modos complementarios de neurotransmisión: una transmisión rápida "uno a uno" y un volumen de transmisión más lento "uno a muchos".

* Las neuronas de DA operan en modos temporales distintos:

--> Señales fásicas: soportan el comportamiento dirigido a una recompensa, tanto señales de aprendizaje como señales que asignan valores  de incentivo. Estas señales se dan en una escala de milisegundos a segundos. Adicionalmente, las respuestas dopaminérgicas fásicas rápidas pueden no ser la única señal neuroquímica que apoya el aprendizaje basado en la recompensa; el glutamato también tiene un papel importante en este proceso.

--> Señales fásicas lentas: en un rango de minutos a horas. Estas señales no expresan información acerca de las características temporales del estímulo, sino que permiten el procesamiento de información relacionada con la recompensa en las neuronas post-sinápticas para reforzar la respuesta. Estas señales podrían modular el comportamiento a través de la influencia sobre circuitos específicos relacionados con el comportamiento en las regiones terminales de las neuronas DA.

--> Niveles tónicos de DA en regiones prefrontales o del estriado: podrían jugar un papel crítico en modular múltiples comportamientos. El nivel tónico de la DA per se podría ser crítico en la mediación de la actividad motora. Algunas funciones motoras, cognitivas o de la motivación dependen de un nivel tónico apropiado de DA.

Referencia:
Hauber, W. (2010). Dopamine Release in the Prefrontal Cortex and Striatum: Temporal and Behavioural Aspects. Pharmacopsychiatry, 43. pp. S32-S41.

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