Neural networks connecting emotion and cognition assessed in psychopaths, cocaine users and obsessive-compulsive disorder using MRI

El procesamiento emocional es crucial para promover una correcta socializacion, relaciones interpersonales, una toma de decisiones exitosa y en general para regular el comportamiento de acuerdo a cada contexto especifico. Un procesamiento emocional adecuado depende de un correcto y equilibrado funcionamiento dentro de circuitos cerebrales formados por regiones emocionales, cognitivas y perceptuales que se activan paralelamente para responder e integrar la informacion emocional y guiar nuestra conducta. Las tecnicas de resonancia magnetica permiten evaluar directamente y de forma no invasiva la totalidad de procesos cerebrales implicados en diversos procesos emocionales a la vez que permiten medir la actividad basal cerebral. Estas tecnicas han contribuido, de forma notable, a la caracterizacion de los sustratos cerebrales que sustentan los procesos emocionales en algunas situaciones sociales, tales como el juicio moral y el procesamiento emocional de caras (Greene and Haidt, 2002; Greene, Sommerville, Nystrom, Darley, and Cohen, 2001; Haxby, Hoffman, and Gobbini, 2000; Moll, Zahn, de Oliveira-Souza, Krueger, and Grafman, 2005), proporcionando conocimiento en relacion a su funcionamiento en poblaciones normal y patologicas (Cardoner et al., 2011; Harrison et al., 2008; Pujol et al., 2011). Algunas poblaciones presentan problemas en procesamiento emocional y regulacion de conducta. Una poblacion interesante para estudiar tales alteraciones es la psicopatia. Los individuos con diagnostico de psicopatia se caracterizan por la presencia de marcados problemas en procesamiento emocional, tales como deficits en empatia emocional y reduccion de la culpa, que han sido directamente asociados a la disrupcion que presentan en los procesos de socializacion (Blair 2003a, 2003b). A pesar de que la mayoria de psicopatas presentan unas capacidades cognitivas preservadas que les permiten distinguir lo que convencionalmente es considerado moralmente correcto o incorrecto, los psicopatas no ajustan su comportamiento a las costumbres comunmente aceptadas por la sociedad, mostrando comportamientos antisociales e inflexibles. Los individuos con psicopatia presentan un mayor numero de delitos, con una mayor violencia y reinciden en mayor medida que aquellos delincuentes no psicopatas (Hare 2003). Otras poblaciones, tales como individuos con consumo de cocaina y aquellos con diagnostico obsesivo-compulsivo, tambien muestran alteraciones en el procesamiento de la emociones y en la regulacion de su conducta. Especificamente, los individuos con dependencia a la cocaina y los psicopatas presentan hasta cierto punto un fenotipo conductual parecido. En este respecto, es interesante caracterizar los patrones funcionales tanto especificos como diferenciales de los circuitos cerebrales subyacentes a los procesos emocionales, informacion que puede tener una importante repercusion en el diseno o seleccion de su tratamiento. Los individuos con diagnostico obsesivo-compulsivo, por su parte, presentan una sensibilidad moral aumentada que contrasta con la aparente insensibilidad emocional de los individuos psicopatas, cosa que sugiere un funcionamiento cerebral opuesto en los circuitos cerebrales que sustentan el procesamiento emocional. En base lo expuesto anteriormente, la presente tesis pretende evaluar la existencia de alteraciones funcionales en los circuitos cerebrales que procesan los emociones, en concreto en aquellos que conectan elementos emocionales con cognitivos, en una muestra de psicopatas, y en dos muestras clinicas que presentan alteraciones conductuales y emocionales similares y opuestas como son la dependencia a la cocaina y el trastorno obsesivo-compulsivo. Con tal proposito, el funcionamiento cerebral se evaluo en estas tres poblaciones mediante una tarea de dilemas morales, disenada especificamente para los propositos de esta tesis. Los psicopatas fueron adicionalmente evaluados con una tarea de reconocimiento de expresiones emocionales y durante el estado de reposo para examinar potenciales alteraciones basales del cerebro. Adicionalmente, se exploraron asociaciones entre los datos de imagen cerebrales y otras medidas clinicas. A modo de conclusion general, los cinco estudios que componen la presente tesis, muestran una disminucion similar de los circuitos fronto-limbicos bajo la tarea de dilemas morales y tambien en el estado basal del cerebro en psicopatas y consumidores de cocaina. Estas alteraciones se relacionan con una disminucion de la influencia de la emocion a la hora de guiar el comportamiento, comprometiendo una conducta adaptativa y una correcta toma de decisiones. Contrariamente, el aumento de activacion cerebral de los pacientes con trastorno obsesivo-compulsivo se corresponde con la sensibilidad aumentada que muestran estos sujetos antes situaciones de fuerte carga moral. Finalmente, los resultados que conciernen a los psicopatas especificamente, muestran que la disminucion de la informacion emocional en dirigir la conducta en esta poblacion se debe a una combinacion de la disfuncion en regiones primariamente implicadas en la respuesta emocional, juntamente con una desconexion entre estas regiones anteriores con regiones corticales. Ademas, los individuos con psicopatia podrian utilizar mecanismos neocorticales compensatorios para beneficiarse de la informacion emocional, pero esto contribuiria a fomentar un desequilibrio emocional-cognitivo. La presente tesis se ha centrado en el estudio del procesamiento emocional cerebral mediante el uso de una vision integral enfocada a comprender como la conducta compleja resulta de la interaccion entre diversas estructuras cerebrales que forman parte de un mismo circuito cerebral. A grandes rasgos, los cinco estudios que componen la presente tesis constituyen un paso adelante en la caracterizacion de como el cerebro responde ante situaciones emocionales y como su disfuncion puede comprometer unos comportamientos adaptados y flexibles en varias patologias. References: Blair, R.J. (2003a). Facial expressions, their communicatory functions and neuro-cognitive substrates. Philosophical Transactions of Royal Society of London B Biolology Science, 358(1431), 561-572. Blair, R.J.R. (2003b). Neurobiological basis of psychopathy. British Journal Psychiatry, 182, 5-7. Cardoner, N., Harrison, B.J., Pujol, J., Soriano-Mas, C., Hernandez-Ribas, R., Lopez-Sola, M., Real, E., Deus, J., Ortiz, H., Alonso, P., Menchon, J.M. (2011). Enhanced brain responsiveness during active emotional face processing in obsessive compulsive disorder. World Journal of Biological Psychiatry, 12(5), 349-363. Greene, J., and Haidt, J. (2002). How (and where) does moral judgment work? Trends and Cognitive Sciecnes, 6(12), 517-523. Greene, J.D., Sommerville, R.B., Nystrom, L.E., Darley, J.M., and Cohen, J.D. (2001). An fmri investigation of emotional engagement in moral judgment. Science, 293, 2105-2108. Hare, R. D. (2003). Hare Psychopathy Checklist- Revised (PCL-R). (2th ed.). Toronto: Multi- Health Systems Inc. Harrison, B.J., Pujol, J., Lopez-Sola, M., Hernandez-Ribas, R., Deus, J., Ortiz, H., Soriano-Mas, C., Yucel, M., Pantelis, C., Cardoner, N. (2008). Consistency and functional specialization in the default mode brain network. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 105(28), 9781-9786. Haxby, J.V., Hoffman, E.A., Gobbini, M.I. (2000). The distributed human neural system for face perception. Trends in Cognitive Sciences 4, 223-233. Moll, J., Zahn, R., de Oliveira-Souza, R., Krueger, F., Grafman, J. (2005). Opinion: the neural basis of human moral cognition. Nature Reviews Neuroscience, 6(10), 799-809. Pujol, J., Harrison, B.J., Ortiz, H., Deus, J., Soriano-Mas, C., Lopez-Sola, M., Yucel, M., Perich, X., Cardoner, N. (2009). Influence of the fusiform gyrus on amygdala response to emotional faces in the non-clinical range of social anxiety. Psychological Medicine, 39, 1177- 1187.

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