Análisis Intraoperatorio de Recompensa e Impulsividad en los Ganglios Basales

Si bien se ha demostrado que los tratamientos típicos para la enfermedad de Parkinson (EP), los fármacos dopaminérgicos y la estimulación cerebral profunda (DBS) son efectivos para mitigar los déficits motores asociados con la enfermedad, estos mismos métodos también dan lugar a efectos secundarios conductuales que incluyen el juego compulsivo, hipersexualidad y comportamiento estereotipado complejo y sin propósito ("punding"). Y aunque se ha investigado mucho sobre los patrones subyacentes de la actividad neuronal que dan lugar al temblor, la rigidez y otros efectos motores de la D, se sabe poco sobre la génesis neuronal de los efectos secundarios impulsivos en los seres humanos. Los investigadores proponen caracterizar los patrones de actividad neural que subyacen a estos fallos en el control de los impulsos en una población real de pacientes con EP sometidos a cirugía para la implantación de electrodos DBS. Dichos procedimientos ofrecen una oportunidad única para recopilar datos a nivel de una sola neurona en humanos, ya que los cirujanos confían en la electrofisiología intraoperatoria para identificar los límites anatómicos del núcleo subtalámico (STN), el objetivo típico de DBS en la EP. Usando matrices de microcables Ad-Tech multicanal, los investigadores registrarán simultáneamente múltiples canales de actividad de una sola unidad (tanto picos como potenciales de campo) en STN y estructuras cercanas mientras los sujetos realizan tareas cognitivas con vínculos validados con la impulsividad en poblaciones humanas. En la tarea de riesgo analógico del globo (BART), los participantes deben equilibrar el riesgo y la recompensa al decidir cuándo dejar de inflar un globo computarizado cuyo valor en puntos y riesgo de estallar aumentan con el tamaño. En la tarea de reacción a la señal de alto (SSRT), los participantes deben responder lo más rápido posible cuando aparece una señal de "ir", pero anular esta respuesta cuando se reproduce un tono de "alto". A nivel neuronal, el BART nos permite dilucidar los correlatos de riesgo, resultado (tanto gratificante como aversivo) y anticipación, mientras que el SSRT, un modelo de impulsividad bien estudiado en modelos animales y humanos con fuertes vínculos con los modelos computacionales, nos permitirá determinar no solo una unidad individual, sino también patrones de actividad a nivel de red que subyacen a las fallas en el control de impulsos. A través de estos experimentos, así como del modelado computacional, los investigadores caracterizarán los correlatos neurales de la impulsividad en pacientes con EP que permitirán el diseño de protocolos DBS que mitiguen los efectos secundarios impulsivos. El mecanismo R21 se utilizará para desarrollar y agilizar aún más el proceso de registro multicanal y las pruebas cognitivas en el entorno intraoperatorio y validar el vínculo hipotético entre la actividad de una sola neurona y los modelos de comportamiento en la tarea de señal de parada.