Flexibilidad conductual de la corteza prefrontal dorsolateral de la dopamina

La flexibilidad conductual o cognitiva (BF) es una capacidad esencial que permite a un organismo cambiar de forma adaptativa las respuestas de acuerdo con la retroalimentación de los resultados. En los seres humanos, esta capacidad se ve interrumpida entre quienes padecen una variedad de afecciones neurológicas y psiquiátricas, como la enfermedad de Parkinson, la esquizofrenia, la adicción, el trastorno obsesivo compulsivo y el autismo. Además, existe evidencia de diferencias individuales sustanciales en la LM dentro de la población sana.

Dos mecanismos neurobiológicos conocidos que se relacionan con el rendimiento de BF son la variación en la función de la dopamina (DA) y la serotonina (SE). Una región particular del cerebro que ha estado fuertemente implicada en la BF es la corteza prefrontal (PFC), con la PFC dorsolateral recibiendo una inervación mayoritariamente DA y la PFC dorsomedial una entrada SE. Los estudios han demostrado que el daño a partes de la PFC, incluida la corteza orbitofrontal (OFC), por ejemplo, afecta el aprendizaje inverso (una forma de BF), mientras que las lesiones de la PFC dorsolateral afectan el cambio de configuración atencional (otra medida de BF).

En humanos, se ha demostrado que el aumento putativo de la salida de DA a través de la administración de tirosina precursora de DA y norepinefrina mejora el rendimiento del cambio de tareas y el control inhibitorio, lo que sugiere un papel causal de DA en la regulación de la BF. De manera similar, se ha demostrado que el agotamiento putativo de la neurotransmisión de serotonina a través de procedimientos de agotamiento de triptófano reduce la respuesta BOLD durante el monitoreo del rendimiento y aumenta el comportamiento perseverante.

Una estrategia importante (en humanos) para observar si la PFC está causalmente involucrada en el rendimiento de la BF es mediante la estimulación eléctrica reversible de la PFC, de modo que las células de la PFC puedan inhibirse o excitarse mientras un participante realiza una tarea de BF. En los últimos años, varios laboratorios han aprovechado una tecnología relativamente nueva conocida como estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS) para estudiar la relación entre la función cerebral y el comportamiento. Con esta técnica, los aumentos o disminuciones de la excitabilidad cortical están determinados en parte por la polaridad de la estimulación; los aumentos ocurren debajo del electrodo del ánodo mientras que las disminuciones ocurren debajo del cátodo cargado negativamente.

Usando este enfoque, varios estudios han demostrado que la estimulación anódica y catódica sobre el PFC puede tener una serie de efectos en el rendimiento de BF, con mejoras generales durante la estimulación anódica y deficiencias durante la catódica. Si este es el caso, un paso importante que queda por entender es si la dopamina y la serotonina están causalmente relacionadas con estos resultados cuando las neuronas de dLPFC/dMPFC se excitan o inhiben a través de tDCS.

Así, la novedad específica de este estudio radica en combinar un enfoque psicofarmacológico (i.e. carga de tirosina/triptófano) con neuroanatómica selectiva (es decir, dorsolateral/corteza prefrontal dorsomedial) inhibición de células a través de tDCS mientras los participantes realizan tareas de BF. Al hacerlo, podremos establecer si el aumento de la producción de dopaminérgicos/serotonérgicos en el PFC es un requisito necesario para el rendimiento de BF.