Introduzione alla ricompensa e alla dipendenza

Gli esseri umani e gli animali spesso si impegnano in comportamenti, che sono motivati dalla ricompensa. Un esempio di tale comportamento è l'aumento dell'assunzione, che viene spesso ripetuto a causa di sentimenti piacevoli indotti dalla sostanza gratificante. Esistono due tipi di ricompense: naturali e artificiali. Esempi di ricompense naturali sono il cibo e le interazioni sociali, mentre le ricompense artificiali possono provenire dall'uso di droghe o alcol.

La dipendenza è uno stato in cui un organismo si impegna in un comportamento compulsivo nonostante si trova di fronte a conseguenze negative. Questo tipo di comportamento è neurochimicamente gratificante e alla fine provoca una perdita di controllo nel limitare l'assunzione di una sostanza che crea dipendenza. Questo video presenta la neuroanatomia del percorso di ricompensa, introduce domande chiave poste dai ricercatori di ricompensa e dipendenza, descrive alcuni metodi importanti e discute le applicazioni in questo campo.

Iniziamo imparando alcune strutture anatomiche chiave che sono importanti per il modo in cui i processi cerebrali premiano. Questo è il tuo cervello tagliato a metà. Le aree colorate fanno parte del percorso di ricompensa, più specificamente noto come sistema mesolimbico della dopamina, che è il circuito primario che controlla le risposte alle ricompense. Quando provi piacere per la prima volta, il tuo cervello rilascia un neurotrasmettitore chiamato dopamina.

La dopamina si trova principalmente nell'area tegmentale ventrale, o VTA, nel mesencefalo. Il VTA invia dopamina a molte aree del cervello, come: l'amigdala, che regola le emozioni; il nucleo accumbens, che controlla le funzioni motorie; l'ippocampo, dove si formano i ricordi; e la corteccia prefrontale, un'area importante per il processo decisionale e l'attenzione.

In che modo tutte queste aree lavorano insieme per creare sentimenti gratificanti? Pensa di mangiare un pezzo di torta. Non appena prendi un morso, il VTA rilascia dopamina in tutte queste regioni. La tua amigdala ti dice "Questo è delizioso ... questo mi rende molto felice in questo momento", e il tuo ippocampo ricorda poi i dettagli dell'esperienza, come la festa in cui hai avuto la torta.

La tua corteccia prefrontale aiuta a focalizzare la tua attenzione sulla torta. Quando il nucleo accumbens, noto anche come "centro del piacere", viene stimolato, ti fa alzare la forchetta e prendere un altro morso. Il tuo sistema di ricompensa viene riattivato ad ogni morso, causando questi continui sentimenti piacevoli, che possono causare comportamenti di dipendenza se ripetuti troppo spesso.

Ora che abbiamo esaminato il percorso anatomico della ricompensa, esaminiamo alcune delle domande fondamentali poste dai ricercatori di ricompensa e dipendenza oggi.

Per cominciare, quando i farmaci entrano nel corpo, quali sono i cambiamenti chimici e funzionali che si verificano di conseguenza? Droghe come la cocaina sovrastimolano il sistema di ricompensa del cervello. Pensa al tuo cervello come a un grande lavello da cucina con acqua come molecole di dopamina che scorrono attraverso di esso. Se si blocca lo scarico con un tappo di gomma, l'acqua traboccherà e fuoriuscirà dal lavandino. La cocaina agisce come questo tappo di gomma nel tuo cervello. La dopamina circola naturalmente nel cervello. Le molecole di cocaina bloccano il trasportatore della dopamina e fermano la naturale ricaptazione della dopamina nei neuroni. Ciò provoca un grande eccesso di dopamina nella sinapsi. Questo "trabocco" di dopamina provoca sentimenti di piacere ed euforia.

Un'altra domanda posta dai ricercatori in questo campo è: cosa causa la ricaduta? La dipendenza è stata caratterizzata come la compulsione a cercare una sostanza per provare un senso di ricompensa che porta all'intossicazione o all'abbuffata. Quando l'accesso alla sostanza è impedito, provoca spiacevoli sintomi di astinenza, come insonnia o ansia, seguiti da un senso di desiderio che può portare a ricadute. La ricaduta è molto comune nell'abuso di sostanze e i ricercatori sono interessati a studiare le influenze ambientali che in genere spingono un individuo a usare di nuovo il farmaco.

Un'ultima domanda frequentemente proposta in questo campo è: quali tipi di comportamenti sono associati alla dipendenza? Quando un ratto deve decidere quale apertura contiene il pellet alimentare, diventa più difficile prendere decisioni accurate quando è sotto l'influenza di un farmaco. Inoltre, la mancanza di attenzione e lo scarso controllo degli impulsi sono comunemente osservati durante la dipendenza e i ricercatori sono interessati a studiare i meccanismi alla base di questi effetti comportamentali delle sostanze che creano dipendenza.

Ora che hai un'idea di alcune delle domande chiave poste dai ricercatori di ricompensa e dipendenza, diamo un'occhiata ad alcuni dei metodi di spicco utilizzati per rispondere. Gli studi di autosomministazione sono molto comuni in questo campo, dove un farmaco, come la cocaina, viene somministrato dall'animale attraverso una cannula attaccata al suo cervello. L'uso di segnali luminosi e leve segnala la disponibilità del farmaco e consente all'animale di controllare l'assunzione di farmaci a seconda della frequenza con cui preme la leva.

Un altro metodo frequentemente utilizzato per studiare la ricompensa e il comportamento motivazionale è chiamato "preferenza di luogo condizionato". Questo metodo ha in genere tre fasi, che iniziano con l'assuefazione, in cui il ratto viene posto in una gabbia a due camere per circa 20 minuti. Il topo impara come associare la luce e la leva con la consegna di farmaci o ricompense. Nella fase di condizionamento, il pannello centrale è bloccato in modo che il ratto sia confinato su un lato della gabbia in cui può premere ripetutamente la leva per ricevere un farmaco o una soluzione salina. Infine, durante la fase di preferenza del luogo, il ratto può ora muoversi liberamente in entrambi i compartimenti. Lo scienziato deve ora confrontare la quantità di tempo che l'animale trascorre in ogni compartimento. In genere l'animale trascorrerà più tempo nello scompartimento con il farmaco.

Infine, un metodo ampiamente utilizzato per studiare il comportamento di ricompensa è attraverso il condizionamento operante. Questo tipo di condizionamento tenta di associare un comportamento a una conseguenza positiva o negativa. Ad esempio, quando un topo preme un pulsante blu riceve un pellet di cibo come ricompensa, ma quando preme il pulsante rosso riceve una lieve scossa elettrica come punizione.

Ora che hai familiarità con alcuni approcci di ricerca comuni, diamo un'occhiata ad alcune applicazioni della ricerca sulla ricompensa e sulla dipendenza.

L'auto-somministrazione di etanolo in un animale tramite microdialisi è un approccio preciso per comprendere meglio gli effetti farmacologici di droghe e alcol. Inizi impiantando una cannula nel cervello di un ratto e attacca un laccio. Poiché il ratto auto-somministra la soluzione di etanolo, l'impianto di microdialisi consente facili estrazioni del liquido spinale cerebrale per misurazioni precise delle concentrazioni di farmaci nel cervello in diversi punti temporali.

Sfortunatamente, è molto comune per un tossicodipendente ricadere nell'uso di droghe. I ricercatori possono studiare la neurobiologia della ricaduta attraverso un modello di laboratorio chiamato reintegrazione dello shock del piede. Questo tipo di studio prevede l'addestramento di un animale per eseguire una risposta operante, o pressione a leva, per ottenere una droga come la cocaina. Successivamente, questo comportamento si estingue non rinforzando più le presse a leva con il farmaco. Infine, il comportamento di ricerca di droghe viene ripristinato esponendo l'animale a un segnale stressante, come una scossa elettrica del piede.

Un'altra applicazione della ricerca sulla ricompensa e sulla dipendenza è il test comportamentale operante che utilizza un compito di discriminazione del passo a due scelte alternative. Questo compito può esaminare più funzioni cognitive del cervello, come la motivazione, l'attenzione e il processo decisionale, addestrando un animale ad associare una pressione a leva con un segnale uditivo. Con ogni pressione della leva, l'animale riceverà un pellet di zucchero come ricompensa. Questo tipo di studio può essere utilizzato per indagare su un'ampia varietà di dipendenze e abuso di sostanze.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE alla ricompensa e alla dipendenza. In questo video, abbiamo esaminato il percorso di ricompensa, alcune delle domande chiave poste dai ricercatori di ricompensa e dipendenza e metodi comuni utilizzati sul campo. Grazie per l'attenzione!