Un esfuerzo de investigación colaborativo realizado por científicos de los Departamentos de Radiología, Neurología y Psicología y Neurociencia de la Facultad de Medicina de la UNC ha demostrado los efectos nocivos del consumo crónico de cocaína en las redes funcionales del cerebro.

Su estudio titulado "Cambios en la conectividad de la red después del uso y la abstinencia de cocaína a largo plazo", fue  destacado por  el editor del  Journal of Neuroscience. Los hallazgos  muestran que el consumo continuo de cocaína afecta la forma en que las redes neuronales cruciales se comunican entre sí en el cerebro, incluida la red de modo predeterminado (DMN), la red de prominencia (SN) y la red cortical lateral (LCN).

"La comunicación interrumpida entre DMN y SN puede hacer que sea más difícil concentrarse, controlar los impulsos o sentirse motivado sin el fármaco", dijo Li-Ming Hsu, PhD, profesor asistente de radiología y autor principal del estudio. "Básicamente, estos cambios pueden afectar la forma en que responden a las situaciones cotidianas, lo que hace que la recuperación y la resistencia a los antojos sean más desafiantes".

Hsu dirigió este proyecto durante su estancia postdoctoral en el  Centro de resonancia magnética animal  en el  Centro de imágenes de investigación biomédica  y el  Departamento de Neurología. El trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre los procesos cerebrales que subyacen a la adicción a la cocaína y crea oportunidades para el desarrollo de enfoques terapéuticos y la identificación de un marcador de imagen para los trastornos por consumo de cocaína.

El cerebro funciona como una orquesta, donde cada instrumentista tiene un papel especial crucial para crear una pieza musical coherente. Partes específicas del cerebro necesitan trabajar juntas para completar una tarea. La LCN está activa durante los sueños y las reflexiones, el SN es crucial para la atención y la LCN, al igual que un director musical, desempeña un papel en nuestra toma de decisiones y resolución de problemas.

La investigación fue motivada por observaciones de estudios de imágenes cerebrales funcionales humanas que sugieren que el consumo crónico de cocaína altera la conectividad dentro y entre las principales redes cerebrales. Los investigadores necesitaban un modelo animal longitudinal para comprender la relación entre la conectividad cerebral y el desarrollo de la dependencia de la cocaína, así como los cambios durante la abstinencia.

Los investigadores emplearon un modelo de rata para imitar los patrones de adicción humanos, permitiendo que los modelos se autodosificaran con un toque en la nariz. Junto con técnicas avanzadas de neuroimagen, el enfoque conductual permite una comprensión más profunda de la adaptación del cerebro al uso prolongado de drogas y resalta cómo las sustancias adictivas pueden alterar el funcionamiento de redes cerebrales críticas.

El equipo de investigación de Hsu utilizó resonancias magnéticas funcionales para explorar los cambios en la dinámica de la red cerebral en modelos que se autoadministraban cocaína. Durante un período de 10 días seguido de abstinencia, los investigadores observaron alteraciones significativas en la comunicación de la red, particularmente entre DMN y SN.

Imagen: Esta imagen ilustra los cambios en la comunicación cerebral en ratas después de períodos de abstinencia de cocaína. Las líneas entre las imágenes indican una mayor o menor conectividad después de 1 día y 30 días sin el medicamento; las líneas rojas representan áreas con más conectividad y las líneas verdes muestran menos conectividad con el tiempo.

Estos cambios fueron más pronunciados con una mayor ingesta de cocaína durante los 10 días de autoadministración, lo que sugiere un objetivo potencial para reducir los antojos de cocaína y ayudar a quienes se recuperan. Los cambios en la comunicación de estas redes también podrían servir como biomarcadores de imágenes útiles para la adicción a la cocaína.

El estudio también ofreció nuevos conocimientos sobre la corteza insular anterior (AI) y la corteza retroesplenial (RSC). El primero es responsable del procesamiento emocional y social; mientras que este último controla la memoria episódica, la navegación y la imaginación de eventos futuros. Los investigadores observaron que había una diferencia en la coactividad entre estas dos regiones antes y después de la ingesta de cocaína. Este circuito podría ser un objetivo potencial para modular los cambios de comportamiento asociados en los trastornos por consumo de cocaína.

“Estudios anteriores han demostrado cambios en la conectividad funcional con la exposición a la cocaína; sin embargo, el análisis longitudinal detallado de los cambios específicos de la red cerebral, especialmente entre la corteza insular anterior (AI) y la corteza retroesplenial (RSC), antes y después de la autoadministración de cocaína y después de una abstinencia prolongada, proporciona nuevos conocimientos”, dijo Hsu.