Processamento do medo no cérebro - Fear processing in the brain
Muitos experimentos foram feitos para descobrir como o cérebro interpreta os estímulos e como os animais desenvolvem respostas de medo. A emoção, o medo , está embutido em quase todos os indivíduos, devido ao seu papel vital na sobrevivência do indivíduo. Os pesquisadores descobriram que o medo é estabelecido inconscientemente e que a amígdala está envolvida com o condicionamento do medo .
Ao compreender como o medo se desenvolve nos indivíduos, pode ser possível tratar transtornos mentais humanos, como ansiedade , fobia e transtorno de estresse pós-traumático .
Vias do medo neuronal
No condicionamento do medo, os principais circuitos envolvidos são as áreas sensoriais que processam os estímulos condicionados e não condicionados, certas regiões da amígdala que sofrem plasticidade (ou potencialização de longo prazo) durante a aprendizagem e as regiões que afetam a expressão de respostas condicionadas específicas . Essas vias convergem na amígdala lateral. A potenciação de longo prazo (LTP) e a plasticidade sináptica que aumenta a resposta dos neurônios da amígdala lateral ao estímulo condicionado ocorrem na amígdala lateral. Como resultado, o estímulo condicionado é então capaz de fluir da amígdala lateral para o núcleo central da amígdala. As massas basais e intercaladas da amígdala conectam a amígdala lateral com o núcleo central da amígdala direta e indiretamente. As vias do núcleo central da amígdala para as áreas a jusante controlam então o comportamento defensivo (congelamento) e as respostas autonômicas e endócrinas . Estudos recentes implicam o córtex pré-límbico também na expressão do medo, possivelmente por meio de suas conexões com a base e depois com o núcleo central da amígdala.
Base comportamental
Observou-se que o medo pode contribuir para mudanças comportamentais. Uma forma como este fenômeno foi estudado é com base no modelo de tensões repetidas feito por Camp RM et al. (Entre outros). Neste estudo em particular, foi examinado que a contribuição do condicionamento ao medo pode desempenhar um grande papel na alteração do comportamento de um animal (rato de Fischer) em um paradigma de estresse repetido. As mudanças de comportamento comumente chamadas de comportamentos do tipo depressivo resultaram desse modelo de teste. Depois de definir um controle e um projeto experimental válido, os ratos Fischer foram expostos diariamente a diferentes estressores em um ambiente complexo. Após quatro dias de exposição ao estressor , o comportamento exploratório e a interação social foram testados no dia 5 no mesmo ambiente ou em um novo ambiente. Os ratos mostraram uma exploração muito menor e interação social quando testados em contextos diferentes em comparação com ratos de controle. Para fazer ainda mais uma correlação com a bioquímica (como mencionado abaixo), a infusão crônica de propranolol (antagonista do receptor beta-adrenérgico) evitou as mudanças comportamentais após a exposição repetida ao estressor, interrompendo assim a potenciação de longo prazo. Algumas alterações fisiológicas também ocorreram, incluindo a diminuição no ganho de peso corporal e hipertrofia adrenal observada em animais expostos ao estresse. No geral, as respostas de medo condicionado podem contribuir para mudanças comportamentais em um paradigma de estresse repetido. Isso pode ser estendido para se correlacionar a outros animais também, mas com vários graus de respostas.
Base molecular
Os mecanismos moleculares que foram ligados diretamente à expressão comportamental do condicionamento são mais fáceis de estudar em um ambiente clínico, em oposição aos mecanismos subjacentes à potenciação de longo prazo (LTP), em que a plasticidade sináptica é induzida por estimulação elétrica ou química dos circuitos laterais da amígdala . LTP é importante para o processamento do medo porque fortalece as sinapses nos circuitos neurais. Essas sinapses fortalecidas são como a memória de longo prazo é desenvolvida e como o medo é desenvolvido.
Plasticidade sináptica Hebbian
A entrada sináptica pode ser fortalecida quando a atividade no neurônio pré-sináptico ocorre simultaneamente com a despolarização no neurônio pós-sináptico . Isso é conhecido como plasticidade sináptica Hebbian . Essa hipótese é especialmente atraente como uma explicação de como o aprendizado associativo simples , como aquele que ocorre no condicionamento pelo medo, pode ocorrer. Nesse modelo de condicionamento pelo medo, a despolarização forte da amígdala lateral eliciada pelo estímulo leva ao fortalecimento das entradas de estímulos condicionados temporal e espacialmente relativos (que são coativos) nos mesmos neurônios. Dados experimentais mostraram apoiar a ideia de que a plasticidade e a formação da memória do medo na amígdala lateral são desencadeadas pela ativação induzida por estímulo não condicionada dos neurônios da região. Assim, a despolarização evocada por estímulo não condicionada é necessária para o aumento das respostas neurais eliciadas por estímulo condicionado nesta região após o emparelhamento condicionado-não condicionado e emparelhamento de um estímulo condicionado com despolarização direta dos neurônios piramidais da amígdala lateral como um estímulo não condicionado apóia o condicionamento do medo. Também está claro que a plasticidade sináptica nas vias de entrada de estímulos condicionados para a amígdala lateral ocorre com o condicionamento pelo medo.
Receptores ionotrópicos de glutamato do tipo NMDA
Acredita-se que a plasticidade Hebbian envolve os receptores N-metil-d-aspartato (NMDARs) e estão localizados nos neurônios pós-sinápticos na amígdala lateral. NMDARs são conhecidos por serem detectores de coincidência de atividade pré-sináptica e despolarização pós-sináptica. As entradas auditivas são NMDARs na amígdala lateral e usam o glutamato como um transmissor. Além disso, foi testado que quando os neurônios da região que recebiam estímulos auditivos também recebiam estímulos não condicionados e antagonistas NMDAR de amplo espectro na amígdala lateral resultavam na interrupção da aquisição da aprendizagem do medo. Portanto, esses receptores são cruciais para a via metabólica de processamento e desencadeamento da percepção do medo.
Mecanismos neuromodulatórios dependentes de monoamina
Acredita-se que os transmissores de monoaminas, como a norepineferina e a dopamina, liberados em situações emocionais, atuam na regulação da transmissão glutamatérgica e da plasticidade hebiana. A modulação de todos os diferentes tipos de plasticidade é chamada de plasticidade heterossináptica. A plasticidade homossináptica também é prevalente, que consiste apenas na plasticidade Hebbian. Em uma variedade de sistemas de modelos, foi demonstrado que as monoaminas modulam a plasticidade subjacente à formação da memória, como uma percepção intensificada do medo. Os neuromoduladores também contribuem para o condicionamento do medo. Os mecanismos Hebbian contribuem para a plasticidade na amígdala lateral e para a aprendizagem do medo. Outros moduladores além dos mecanismos Hebbian incluem serotonina , acetilcolina , endocanabinóides e vários peptídeos (como peptídeo liberador de gastrina , NPY , opiáceos e oxitocina ), mas o papel desses compostos não é totalmente compreendido.
Norepinefrina
A norepinefrina é um grande jogador na formação da memória do medo. Estudos recentes demonstraram que o bloqueio dos receptores β-adrenérgicos de norepinefrina (β-ARs) no núcleo lateral da amígdala interfere na aquisição da aprendizagem do medo quando dado estímulos de pré-treinamento, mas não tem efeito quando aplicado após o treinamento ou antes da recuperação da memória . Em contraste com os efeitos do bloqueio do receptor β-AR em outras formas de aprendizagem, esse efeito é específico apenas para a aquisição, em oposição ao processamento pós-treinamento ou expressão da memória do medo. A ativação de β-ARs na amígdala lateral regula sinergicamente os processos Hebbian para desencadear a plasticidade associativa do neurônio e o medo de aprender no núcleo lateral da amígdala. Uma teoria sugere que o mecanismo de envolvimento dos β-AR na aquisição da aprendizagem do medo é que eles atuam nos interneurônios GABAérgicos para suprimir a inibição feed-forward e aumentar a plasticidade Hebbian. Os β-ARs são encontrados em interneurônios GABAérgicos, bem como nas células piramidais da amígdala lateral . O processo de ativação dos β-ARs começa pelo acoplamento às cascatas de sinalização da proteína G , que então ativam a proteína quinase A (PKA). Essa ativação pode induzir a fosforilação de NMDARs, bem como do sítio ser845 em GluA1, o que poderia facilitar a inserção de AMPAR na sinapse.
Dopamina
A ativação do receptor de dopamina (ambos os subtipos de receptor D1 e D2 ) na amígdala contribui para a aquisição do condicionamento pelo medo. Os receptores D1 e D2 são acoplados à proteína G e inibem a adenilato ciclase (acoplada a Gi) e estimulam a adenilato ciclase (acoplada a Gs), respectivamente. Assim como os β-ARs, os receptores de dopamina podem modular os processos Hebbian diretamente, reduzindo a inibição do feed-forward . Eles também podem agir de forma paralela com os mecanismos Hebbian para implementar sinapses na amígdala lateral e promover a plasticidade e a aprendizagem do medo por meio de suas respectivas vias de sinalização.
Neuromodulação mediada por receptor de glutamato metabotrópico durante
A plasticidade e o aprendizado também podem ser modulados por receptores metabotrópicos de glutamato (mGluRs). As proteínas mGluRs provavelmente têm uma função modulatória e não participam diretamente dos processos Hebbian. Isso porque esses receptores não contribuem para a despolarização durante as sinapses. Eles também não são ativados por receptores que participam dos processos Hebbian. Finalmente, eles não detectam atividade neural pré e pós-sináptica. No entanto, a ativação dos mGluRs do grupo I na amígdala lateral e no núcleo basal aumenta a aquisição, redução e amplificação do condicionamento do medo, fornecendo um influxo de íons de cálcio.
Circuito de medo
Reconhecimento do medo
Estudos de pesquisa mostraram que danos à amígdala bilateral afetam principalmente o reconhecimento do medo. Em um estudo específico conduzido por Andrew J. Calder e Andrew W. Young, eles classificaram as imagens transformadas de expressões faciais, variando de felicidade a surpresa, medo, tristeza, nojo e raiva. Enquanto os sujeitos de controle classificaram essas imagens para a expressão mais próxima, os sujeitos que tiveram danos na amígdala bilateral tiveram problemas com esta tarefa, especialmente com o reconhecimento de expressões faciais que mostram medo. Os indivíduos com amígdala bilateral danificada não tiveram problemas em diferenciar felicidade de tristeza, mas não conseguiram diferenciar a expressão de raiva de medo.
No entanto, em um experimento conduzido por Ralph Adolphs, ele elucidou o mecanismo do reconhecimento do medo prejudicado. Adolphs descobriu que seu assunto principal , que tinha uma rara danos amígdala bilateral, poderia expressões de medo não discernem por causa de sua incapacidade de olhar para a região dos olhos do rosto. Quando o sujeito foi instruído a olhar diretamente para a região dos olhos dos rostos com expressão, ele pôde reconhecer as expressões de medo dos rostos. Embora a amígdala desempenhe um papel importante no reconhecimento do medo, pesquisas adicionais mostram que existem vias alternativas que são capazes de apoiar a aprendizagem do medo na ausência de uma amígdala funcional. Um estudo realizado por Kazama também mostra que, embora a amígdala possa ser danificada, ainda é possível para os pacientes distinguirem a diferença entre sinais de segurança e medo.
Estímulos condicionados
Tem havido uma quantidade substancial de pesquisas feitas sobre estímulos condicionados , onde um estímulo neutro, como um flash de luz, é emparelhado com um choque dado a um rato. O resultado desse estímulo condicionado é provocar a resposta não condicionada, o medo. O estímulo outrora neutro é dado novamente para ver se o rato mostraria as respostas de medo. No entanto, como as respostas de medo envolvem muitos comportamentos, é importante ver quais comportamentos são exibidos quando o estímulo condicionado é dado.
Estímulos visuais e auditivos
Inicialmente, o estímulo visual é recebido primeiro pelo tálamo visual e retransmitido para a amígdala para perigo potencial. O tálamo visual também retransmite a informação para o córtex visual e é processado para ver se o estímulo representa uma ameaça potencial. Nesse caso, essa informação é retransmitida para a amígdala e a contração muscular começa a aumentar a frequência cardíaca e a pressão arterial, ativando assim a via neuronal simpática . Foi demonstrado que a apresentação de um estímulo visual neutro intensifica a percepção de medo ou suspense induzido por um canal diferente de informação, como a audição. A partir da pesquisa de Le Doux, isso mostra que os estímulos sonoros não são transmitidos diretamente do tálamo auditivo para o núcleo central .
Percepção
A percepção do medo é provocada por muitos estímulos diferentes e envolve o processo descrito acima em termos bioquímicos. Correlatos neurais da interação entre linguagem e informação visual foram estudados por Roel Willems et al . O estudo consistiu em observar como as informações visuais e linguísticas interagem na percepção da emoção . Um fenômeno comum da teoria do cinema foi emprestado que afirma que a apresentação de uma cena visual neutra intensifica a percepção de medo ou suspense induzido por um canal diferente de informação, como a linguagem. Este princípio foi aplicado de uma forma em que a percepção do medo estava presente e ampliada na presença de um estímulo visual neutro. A ideia principal é que os estímulos visuais intensificam o conteúdo de medo dos estímulos (ou seja, a linguagem) ao implicar sutilmente e concretizar o que é descrito no contexto (ou seja, a frase). Os níveis de ativação no polo temporal anterior direito foram aumentados seletivamente e acredita-se que sirva como uma função de ligação da informação emocional em domínios como a informação visual e linguística.
A exposição a diferentes tipos de emoção e níveis de excitação também parecem influenciar a dor por meio de uma interação conhecida como interação valência por excitação. Durante essa reação, emoções negativas vivenciadas por um indivíduo com baixos níveis de excitação tendem a causar aumento da dor, enquanto emoções negativas valenciadas com altos níveis de excitação diminuem a percepção da dor. Os baixos níveis de excitação incluem emoções reativas, como ansiedade, enquanto os níveis mais elevados de excitação incluem emoções como o medo.