Procesos atencionales controlados y automáticos: estudio de las interacciones entre corteza prefrontal y estriado dorsal

4 5 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Laboratorio de Conducta Animal y Neurociencia DEPARTAMENTO DE PSICOLOGÍA EXPERIMENTAL FACULTAD DE PSICOLOGÍA UNIVERSIDAD DE SEVILLA TESIS DOCTORAL Procesos atencionales controlados y automáticos: estudio de las interacciones entre corteza prefrontal y estriado dorsal PRESENTADA POR: FRANCISCO JOSÉ PÉREZ DÍAZ DIRIGIDA POR: Dra. Estrella Díaz Argandoña y Dr. Juan Carlos López García 6 7 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Agradecimientos Son muchas las personas que han contribuido al proceso y conclusión de este trabajo. En primer lugar, quiero agradecer al Dr. Juan Carlos López y a la Dra. Estrella Díaz, directores de esta tesis, su apoyo y su aliento en el desarrollo de este trabajo. En estos agradecimientos no puedo olvidar a “mi” Laboratorio de Conducta Animal y Neurociencia de la facultad de Psicología de la Universidad de Sevilla (LAB&N), y a profesionales de la investigación como el Dr. Juan Pedro Vargas, el Dr. Luis Gonzalo de la Casa y el Dr. Luís Eladio Gómez Esta tesis no hubiera sido posible sin el apoyo de instituciones como el Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (CITIUS), el Dpto. de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad de Sevilla o el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS). En este sentido, quiero agradecer a los profesionales que han puesto su conocimiento, sus recursos y su abnegada ayuda para el desarrollo experimental de gran parte de este trabajo. Mi gratitud es para el Dr. Javier Villadiego, el Dr. Modesto J. Carballo, la Dra. Sofía García-Mauriño, el Dr. José A. Monreal, el Dr. Jacinto Manuel Gandullo. Muchísimas gracias compañeros. Por último, no quisiera terminar este apartado sin dejar patente mi excelsa gratitud a mi familia -a la biológica y a la psicológica-, pues esta última ha sido un pilar fundamental en mi desarrollo profesional en el mundo de la investigación. Muchas gracias Dra. Auxiliadora Mena, gracias Juan Carlos Ruíz. Muchísimas gracias Dra. Paula Balea, gracias Paola Revilla. Gracias Dr. Gabriel Ruiz y muchísimas gracias a ti, Dra. Natividad Sánchez. Sois todos dignos de reconocimientos. 8 9 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Estas últimas líneas son para mis padres y hermano, mecenas abnegado de esta locura, que han puesto todo su patrimonio, su confianza, y su cariño en pro de mi formación como investigador. A ellos le debo, no mi gratitud, sino mi devoción. No sabré nunca como pagarles tantísimo esfuerzo. Sois dignos de admiración y orgullo. Manoli, Antonio Capea, Antonio Ángel gracias, gracias y mil veces gracias. “…El carro se fue pa tras, se partió la barriguera, al subir la cuesta arriba, antes de la carretera. Pero los de Almonte dicen, aunque se haya partío, llegaremos con el carro hasta el real del Rocío.” Antigua Sevillanas del grupo Los de Almonte (Con aire nuevo, 1974) 10 11 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Índice Acrónimos ................................................................................... 14 Acrónimos para el texto en español por orden de aparición..... 14 Acronyms for the English text in order of appearance ............. 15 Abstract ........................................................................................ 16 Resumen ...................................................................................... 17 CAP I. Introducción ..................................................................... 19 Procesamiento controlado y procesamiento automático ......... 19 CAP II. Modelos funcionales: la inhibición latente como herramienta de estudio de los mecanismos automáticos y controlados de la atención ........................................................................................ 25 Mecanismos asociativos y modelos explicativos de la IL ........ 26 Variación en la asociabilidad de los estímulos con el reforzamiento: El Modelo de Mackintosh (1975).................... 26 Variación en la efectividad de los estímulos condicionados pero no de los incondicionados: El modelo de Pearce y Hall (1980).... 27 Contexto, tiempo y recuperación de la memoria en los paradigmas de interferencia del aprendizaje pavloviano. Interferencias proactivas Bouton (1993) ................................................... . 29 CAP III. Bases neurales de la IL ................................................. 31 Implicaciones del sistema límbico en los procesos atencionales .. 31 La amigdala y los procesos asociativos EC-EI ........................ 35 La formación hipocampal y la modulación dopaminérgica dependiente del contexto ......................................................... 37 Corteza prefrontal medial y procesos controlados: atención al EC e inhibición latente ................................................................. 40 Procesos automáticos y su relación con el neoestriado ..... 43 CAP IV. Técnicas neuroquímicas aplicadas al estudio de la conducta.. 47 Moléculas dependientes de actividad .................................... 49 Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (BDNF) .............. 51 BNDF exógeno: El efecto de la BDNF sináptica sobre su propia síntesis ............................................................................... 52 Variación de la expresión de la BDNF durante el proceso de aprendizaje ........................................................................ 53 El BDNF en la adquisición, consolidación y recuperación de la memoria ............................................................................ 54 BDNF Cortico-estriatal ...................................................... 55 CAP V. Objetivos e hipótesis -..................................................... 59 CAP VI. Experimentos ............................................................... 61 Different involvement of medial prefrontal cortex and dorsolateral striatum in automatic and controlled processing of a future conditioned stimulus ................................................................... 61 Introduction -.................................................................... 61 General methods for lesion and behavior ....................... 65 Subjects ........................................................................... 65 Surgery ............................................................................ 65 Behavioral procedure ...................................................... 66 Extended exposure to the future CS ..................... 67 Limited exposure to the future CS ........................ 67 Conditioning .................................................................... 67 Test ................................................................................... 68 Histological analysis. Assessment of mpfc and dls lesion placement ........................................................................ 68 Data analysis .................................................................. 71 12 13 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Results of experiment 1. Extended exposure to future CS in animals with dls lesion ..................................................... 71 Results of Preexposure phase ............................... 71 Results of Conditioning phase ............................. 72 Results of Test phase ............................................. 73 Experiment 2. Dls lesion and limited exposure to future CS.. 73 Results of Preexposure phase ............................... 73 Results of Conditioning phase .............................. 74 Results of Test phase ............................................. 75 Experiment 3. Extended exposure to future CS after mpfc lesion ................................................................................ 75 Results of Preexposure and conditioning phase ... 75 Results of Test phase ............................................. 76 Experiment 4: Limited exposure to future CS after mpfc lesion ................................................................................ 77 Results of Preexposure and conditioning phase .. 77 Results of Test phase ............................................ 78 Discussion ........................................................................ 79 Análisis de la expresión de BDNF en la corteza prefrontal medial y estriado dorsal bajo los procesos controlados y automáticos de un futuro EC ..................................................................................... 84 Introducción ..................................................................... 84 Métodos generales para la expresión proteica y la conducta .. 86 Sujetos ............................................................................... 86 Procedimiento conductual .............................................. 86 Procedimiento de extracción de muestras ...................... 87 Homogenización de las muestras ................................... 88 ELISA .............................................................................. 88 Preparación de curva estándar ...................................... 89 Inclusión de muestras de tejido homogeneizados ........... 91 Desarrollo del color ........................................................ 92 Análisis de datos y resultados del Experimento 5 ............. 93 Resultados de la fase de Pre-exposición ............... 93 Resultados de la fase de Condicionamiento ......... 94 Resultados de la fase de Prueba ........................... 94 Resultados del análisis del BDNF ........................ 94 Demora 1 hora .......................................... 95 Demora 8 horas ........................................ 97 Discusión ............................................................. 98 Discusión general ....................................................................... 107 Circuitos cortico-estriatales y procesamiento del futuro EC... 107 Plasticidad sináptica en procesos de recuperación ......... 110 Conclusions ................................................................................. 113 Bibliografía ................................................................................. 115 Anexo ......................................................................................... 157 14 15 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Acrónimos Acrónimos para el texto en español por orden de aparición EI EC RC E-E E-R R-C Edm Edl IL EC-Ø NAc ACe ABl TTX NMDA APV 6-OHDA ATv CPfm CI ACS ELISA mAb pAb HRP NTs NGF BDNF NT-3 NT-4 NT-6 NT-7 TrkB N-exp L-exp E-exp Acronyms for the English text in order of appearance LI Latent inhibition CS Conditioned stimulus US Unconditioned stimulus dls dorso-lateral striatum mpfc medial prefrontal cortex dms dorso-medial striatum CTA Conditioned taste aversion E-exp extended exposure N-exp non-exposure L-exp limited exposure Estimulo incondicionado Estímulo condicionado Respuesta condicionada Relación entre Estímulos Relación Estímulo-Respuesta Relación Respuesta-Consecuencia Estriado dorso-medial Estriado dorso-lateral Inhibición latente Relación entre EC y la ausencia de consecuencia Núcleo accumbens Amígdala central Amígdala basolateral Tetrodotoxina N-metil-D-aspartato Ácido DL-2-amino-5-fosfonopentanoico 6-hidroxidopamina Área tegmental ventral Corteza prefrontal medial Corteza insular Aversión condicionada al sabor Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay Anticuerpo monoclonal Anticuerpo policlonal Peroxidasa de rábano Neurotrofinas Factor de Crecimiento Nervioso Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro Neurotrofina-3 Neurotrofina-4 Neurotrofina-6 Neurotrofina-7 Receptor de tropomiosina relacionado con la quinasa B No Pre-expuesto Pre-exposición limitada Pre-exposición extensa 16 17 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Abstract Recent studies support the idea that stimulus processing in latent inhibition could vary during the course of preexposure. Controlled attentional mechanisms are thought to be important in early stages of preexposure, while in later stages animals could display an automatic processing of the stimulus to be used for conditioning. Given this distinction, different neural systems might be underlying both types of processing. In the present study we tested if a lesion to the dorsolateral striatum or to the medial prefrontal cortex has a selective effect on exposure to the future conditioned stimulus (CS). We also analyzed the expression of an activity-dependent neurotrophin, BDNF, in these brain regions including the dorso-medial striatum. With this aim, animals received different amounts of exposure to the future CS. The results showed that a lesion to medial prefrontal cortex enhanced latent inhibition in animals under limited preexposure to the CS, but had no effect in animals with an extended preexposure to the CS. The highest levels of the expression of BDNF were recorded in this structure when animals received a limited pre-exposure. In contrast, the lesion of the dorso-lateral striatum produced a decrease in latent inhibition, but only in animals with an extended exposure to the future CS. The highest levels of the expression of BDNF were also recorded when animals received an extended preexposure. The dorso-medial striatum is thought to be related to the transition processes between both mechanisms (controlled-automatic). Thus, we found a small increase in the expression of BDNF extended pre-exposure groups. These results suggest that the dorsal striatum and medial prefrontal cortex play an essential role in controlled and automatic processes. Automatic attentional processes appear to be impaired by a lesion to the dorso-lateral striatum and facilitated by a lesion to the prefrontal cortex. Resumen Estudios recientes apoyan la idea de que el procesamiento de un estímulo en la inhibición latente puede variar durante el curso de la pre-exposición. Los mecanismos atencionales controlados son importantes en las primeras etapas de la pre-exposición, mientras que en las etapas posteriores los animales podrían adoptar un procesamiento automático del estímulo. Esta diferenciación entre ambos tipos de procesamiento podría implicar la activación de diferentes sistemas neuronales. En el presente estudio analizamos si una lesión en el estriado dorso-lateral o en la corteza prefrontal medial presentaba efectos selectivos sobre el procesamiento del futuro estímulo condicionado (EC). También analizamos en estas regiones la expresión de una neurotrofina dependiente de actividad, BDNF, incluyendo al estriado dorso-medial. Con este objetivo, los animales recibieron diferentes cantidades de exposición al futuro EC. Los resultados mostraron que una lesión en la corteza prefrontal medial aumentó la inhibición latente en animales bajo pre-exposición limitada al EC, pero no tenía ningún efecto en animales con una preexposición prolongada al EC. Los niveles más altos de expresión de BDNF se registraron en esta estructura cuando los animales recibieron una pre-exposición limitada. En contraste, la lesión del estriado dorso-lateral produjo una disminución de la inhibición latente, pero solo en animales con una exposición prolongada al futuro EC. Los niveles más altos de la expresión de BDNF también se registraron cuando los animales recibieron una pre-exposición prolongada. Estos resultados sugieren que el estriado dorsal y la corteza prefrontal medial desempeñan papeles esenciales en procesos controlados y automáticos. Los procesos atencionales automáticos parecen estar dañados por una lesión en el estriado dorso-lateral y facilitados por una lesión en la corteza prefrontal. 30 31 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL sido reproducido experimentalmente por Quintero, Díaz, Vargas, Schmajuk, et al. (2011b). Los cambios en el contexto durante la fase de condicionamiento provocaron una reducción drástica en la expresión de IL, indicando que los sujetos habían aprendido ambos tipos de respuesta, pero dependiendo del contexto, la expresión de cada una de ellas fue claramente diferente. Bouton (1997) apunta que la asociación de EC-EI es independiente de contexto. En cambio, la asociación EC-Ø es dependiente de éste. Este hecho es indicativo de la sensibilidad de la IL a cualquier manipulación contextual. De este modo, un cambio contextual durante la fase de prueba producirá un decremento de la IL debido a la mayor facilidad para recuperar la asociación EC-EI, que recordemos sería independiente del contexto. Cap III. Bases neurales de la inhibición latente El desarrollo de teorías unificadas de la conducta requiere además de una aportación necesaria de la fisiología y la neurobiología. De este modo, añadir conocimientos a los ya existentes presenta una doble ventaja. Por un lado, nos ayuda a entender mejor el funcionamiento de un sistema. Por otro, nos permite descartar modelos conductuales por incompatibilidad funcional. Profundizar en las bases fisiológicas y anatómicas de procesos como la IL nos puede facilitar comprender como los estímulos pasan de un proceso atencional controlado a uno automático. Este proceso básico tiene una gran importancia adapatativa, ademas de ser esencial para entender la clínica de un gran número de trastornos relacionados con la atención. Implicaciones del sistema límbico en los procesos atencionales El sistema límbico tiene una relación directa con el control emocional de la conducta. Este hecho implica que nuestro sistema atencional seleccione estimulos del ambiente que nos informen de la aparición de hechos o sucesos con una determinada carga o valencia emocional. Estructuras como la amigdala, el hipocampo o la corteza prefrontal se han vinculado directamente, o a través de núcleo accumbens (NAc), con este tipo de procesos. Una de las estructuras que quizás haya atraido más la atención recientemente ha sido el NAc (ver cuadro 1). Esta estructura se ha descrito como uno de los ejes centrales del sistema mesolímbico y mesocortical (O’Donnell, 2011; Vargas, Díaz, Portavella, & López, 2016). Estudios de lesión y bloqueo de la transmisión dopaminérgica en este núcleo han mostrado su clara implicación con los procesos atencionales, 32 33 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL especialmente con los vinculados a la IL (Weiner, Feldon, & Ziv- Harris, 1987; Weiner, 2003). Weiner (2003) propuso un modelo neurofisiológico que relaciona la IL con la actividad dopaminérgica. El modelo se basa en un mecanismo de cambio que controla la capacidad de los sujetos de responder a nuevas contingencias. Este mecanismo está relacionado con la liberación de dopamina en el NAc (core-shell). Según el modelo, el core mantiene la actividad de un mecanismo que permite al sujeto adaptar sus respuestas a las contingencias en curso, y por tanto permite el cambio de respuesta desde las contingencias de la pre-exposición a las del condicionamiento. Este mecanismo puede ser inhibido por el shell, que reduce la capacidad de cambio y permite que los sujetos mantengan sus respuestas ajustadas a las contingencia de la pre-exposición (efecto de IL). Este mecanismo inhibitorio del cambio del shell es activado por decrementos en los niveles de dopamina. Por tanto, el mecanismo de cambio que se genera en las áreas core y shell del NAc están orientadas a facilitar una reorganización en la respuesta que le permita adquirir información relevante del entorno. Cuadro 1. El núcleo accumbens y su relación con los procesos de inhibición latente Los estudios sobre el NAc se han centrado principalmente en su función en los procesos motivacionales y adictivos (Everitt et al., 1999; Kelley & Swanson, 1997; Salamone, 1996; Saul’skaya & Mikhailova, 2003). El NAc está localizado en la parte medial del cerebro, a nivel rostro-basal, siendo la parte más extensa del estriado en su porción más ventral. El NAc se subdivide en tres regiones, aunque las más estudiadas y diferenciadas son el shell y el core. La diferencia entre ambas son notables a nivel funcional, citoarquitectónico y fisiológico (Deutch & Cameron, 1992; Groenewegen, Wright, Beijer, & Voorn, 1999; Heimer et al., 1997; Maldonado-Irizarry, Swanson, & Kelley, 1995; Zahm & Brog, 1992; Zahm, 1999, 2000). El NAc recibe proyecciones de una variedad de estructuras implicadas en los procesos de memoria y aprendizaje (Grace, 1991; Gracey, Bell, & King, 2002; Gray et al., 1995; Pennartz, Groenewegen, & Lopes da Silva, 1994; Zahm & Heimer, 1993). La inervación dopaminérgica del área tegmental ventral tiene un papel clave en la IL, ya que este fenómeno suele desaparecer al inducir un aumento de dopamina en el NAc, por ejemplo mediante la administración de anfetaminas (Weiner, 1990); mientras que su potenciación suele aparecer tras el bloqueo de la actividad dopaminérgica en este mismo núcleo, produciendo perseveración (Binder, Kinkead, Owens, Kilts, & Nemeroff, 2001; Binder, Gross, Nemeroff, & Kilts, 2002; Robbins & Everitt, 1992; Taghzouti, Louilot, Herman, Le Moal, & Simon, 1985; Taghzouti, Simon, Louilot, Herman, & Le Moal, 1985). El estudio de la función de las subdivisiones core y el shell nos ha permitido entender qué podría estar ocurriendo con el fenómeno de la IL. Lesiones en el shell provocan una interrupción de la IL (Jongen-Rêlo, Kaufmann, & Feldon, 2002; Weiner, Gal, Rawlins, & Feldon, 1996). En cambio, si la lesión se realiza en el core la IL queda intacta (Tai, Cassaday, Feldon, & Rawlins, 1995). Además, mediante el uso de técnicas de detección en la variación de los niveles de dopamina en estas regiones se ha podido comprobar los cambios selectivos en el core y el shell con respecto al procesamiento del futuro EC (Jeanblanc, Hoeltzel, & Louilot, 2002; Murphy, Pezze, Feldon, & Heidbreder, 2000). Por ejemplo, durante la pre-exposición la actividad dopaminérgica aumentó en el core y disminuyó en 34 35 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL el shell; mientras que en los grupos no pre-expuestos se observó una disminución de la concentración dopaminérgica en el core y aumento en shell (Jeanblanc et al., 2002; Murphy et al., 2000). Esto indica una relación entre pre-exposición y nivel de dopamina para entender la respuesta al EC, pues los niveles inversos de dopamina en el shell y el core correlacionan con los patrones que operan en la base de los mecanismos de cambio (inhibitorio o de perseverancia respectivamente) para la expresión de la IL. El modelo de cambio (Weiner, 1990; 2003) señala que la atenuación o interrupción de la IL se genera por fluctuaciones atencionales vinculadas a factores moduladores del shell sobre el core. De hecho, lesiones en el shell eliminan la IL al cancelar los efectos inhibitorios sobre el core. Contrariamente, las lesiones del core facilitan la persistencia en la expresión de la IL. Además, el modelo señala al neurotransmisor dopamina como eje central en el funcionamiento del circuito. Así, la reducción en los niveles de dopamina en el shell facilitaría los efectos inhibitorios sobre el core. Por el contrario, un aumento en los niveles de dopamina facilitaría el proceso de cambio, reduciendo la IL en pos de la asociación EC-EI. Aunque los efectos están ampliamente descritos, una de las preguntas más habituales es cómo se modulan estos niveles de dopamina en el NAc. Existen un gran número de estructuras anatómicas en el sistema límbico que muestran una estrecha relación con los procesos de aprendizaje asociativo. Aquí, por cuestiones de extensión, solo analizaremos aquellas que mayor relación presentan con el presente trabajo y su fase experimental. La amigdala y los procesos asociativos EC-EI Tradicionalmente la amígdala se ha dividido en dos subnúcleos: la amígdala central (ACe) y la amígdala basolateral (ABl). Aunque actualmente la división de esta estructura se realiza en base a una división más extensa (Alheid, 2006; Lopez de Armentia & Sah, 2003; Mcdonald, 1998; Nuñéz-Jaramillo, Ramírez-Lugo, Herrera- Morales, & Miranda, 2010), por funcionalidad mantendremos la división central y basolateral. Esta estructura está implicada directamente en los procesos de aprendizaje asociativo. Lesiones en esta estructura afectan directamente a la relación EC-EI (Cador, Taylor, & Robbins, 1991; Coutureau, Blundell, & Killcross, 2001; Fendt & Fanselow, 1999; Gallagher & Chiba, 1996; LeDoux, 1992; Andre & Reilly, 2007), reduciendo probablemente el valor de incentivo del EC. Es por ello que su relación con la IL podría basarse bien en la incapacidad asociativa del animal, o bien en la reducción atencional a estímulos novedosos (Schauz & Koch, 2000; Weiner, 2003). Algunos estudios apuntan al papel de la ABl en el aprendizaje de pre-exposición. Concretamente, Coutureau, Blundell y Killcross (2001) observaron que las lesiones a esta estructura redujeron el efecto de la preexposición, interrumpiendo por tanto la IL. Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que el ABl es un componente importante de los circuitos neuronales implicados en el efecto de IL. Además, señalan que el rol de la ABl podría estar relacionado con el refuerzo en lugar del procesamiento atencional, sugiriendo una interpretación diferente a las tradicionales centradas en el modelo atencional. Contrariamente, Schiller, Zuckerman y Weiner (2006) hallaron que las lesiones de esta estructura no alteraban la expresión de IL en condiciones que normalmente la interrumpen como el uso de una fase de condicionamiento extendida. La lesión no afectó a la capacidad de 36 37 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL adquirir la contingencia de EC ausencia de consecuencias, sino a la capacidad de los sujetos para cambiar la respuesta aprendida durante la pre-exposición a la adquirida durante la fase de condicionamiento. Es decir, las ratas lesionadas perseveraron en ignorar el estímulo pre-expuesto en condiciones en las que las ratas sham cambiaron a tratarlo como relevante (Schiller y Weiner 2004; Schiller, Zuckerman y Weiner, 2006; Weiner, Tarrasch y Feldon, 1996). Este efecto sobre la pre-exposición también se observó en un trabajo de Schiller y Weiner (2005) utilizando un procedimiento similar, pero añadiendo un cambio de contexto. Hallaron que la implicación de la ABl en la IL estaba directamente relacionada con los efectos que se observan durante la pre-exposición y condicionamiento, pero no en la información contextual. En relación a neurotransmisores, dos han sido los más estudiados: la dopamina y el glutamato. El efecto de IL utilizando un paradigma de ACS parece ser independiente del neurotransmisor dopamina. Las manipulaciones realizadas por Stevenson y Gratton (2004) indicaron que las infusiones intra ABl de los antagonistas de D1 (SCH 23390) y D2/D3 (raclopride) durante la pre-exposición no tuvieron efecto sobre la expresión de la IL. Es muy posible que la relación entre IL y dopamina esté directamente relacionada con la actividad del NAc. En relación al modelo de cambio y las variaciones en el core y shell del NAc, Jeanblanc et al. (2002) hallaron bajos niveles de dopamina en el core durante la fase de pre-exposición, niveles que se mantienen durante la fase de condicionamiento, provocando el efecto de la IL. Esta actividad dopaminérgica si parece depender de la actividad amigdalina, dado que la aplicación de tetrodotoxina (TTX) en la ABl generó cambios en la liberación de dopamina en el core. Y este efecto se traduce en una clara alteración de los patrones asociativos entre EC-EI (Louilot & Besson, 2000). El receptor NMDA parece tener una relación más directa con este fenómeno. La administración del antagonista del receptor N-metil-D-aspartato (NMDA) en la ABl mediante la administración de ácido DL-2-amino-5-fosfonopentanoico (APV) durante la fase de pre-exposición, produjo una reducción de la IL (Traverso, Quintero, Vargas, De La Casa, & Lopez, 2010). Unos resultados similares hallaron Schauz y Koch (2000) utilizando un procedimiento de miedo condicionado. Al igual que Traverso et al. (2010), la administración previa a la pre-exposición eliminó el efecto de esta fase. La formación hipocampal y la modulación dopaminérgica dependiente del contexto La formación hipocampal se ha relacionado tradicionalmente con procesos de aprendizaje de carácter complejo, aprendizaje relacional y aprendizaje espacial. Al igual que la amígdala, es una región necesaria el procesamiento de la IL del condicionamiento del miedo (Etienne Coutureau et al., 2001). No obstante, los datos muestran resultados contradictorios (Buhusi, Gray, & Schmajuk, 1998). Existen datos que apoyan tanto la facilitación de la IL tras su lesión (Clark, Feldon, & Rawlins, 1992; Purves, Bonardi, & Hall, 1995), como la interrupción de este fenómeno (Ackil, Mellgren, Halgren, & Frommer, 1969; Buhusi et al., 1998; Kaye & Pearce, 1987; Schmajuk, Lam, & Christiansen, 1994; Solomon & Moore, 1975), lo que hace necesario un estudio más detallado de la función expresa de esta estructura en este proceso. 38 39 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL El hipocampo es esencial para el normal funcionamiento del NAc (Robbins & Everitt, 1982). Los niveles de liberación de dopamina en el NAc son modulados, entre otras estructuras, por la actividad glutamatérgica procedente del hipocampo, que a su vez influye sobre la actividad del área tegmental ventral (ATv). Por tanto, la actividad del hipocampo sobre el NAc podría estar regulada por el contexto. De hecho, las lesiones excitotóxicas o la inactivación mediante agonistas GABAérgicos del hipocampo o la fimbria-fornix -una región que constituye la vía principal de ingreso de fibras colinérgicas al hipocampo (Brown & Zador, 1990)-, no parecen afectar a la expresión de IL (Cassaday, Mitchell, Williams, & Gray, 1993; Coutureau, Galani, Gosselin, Majchrzak, & Di Scala, 1999; Holt & Maren, 1999; Honey & Good, 1993; Pouzet, Veenman, Yee, Feldon, & Weiner, 1999; Quintero, Díaz, Vargas, de la Casa, & López, 2011a; Reilly, Harley, & Revusky, 1993; Shohamy, Allen, & Gluck, 2000; Weiner, Feldon, Tarrasch, Hairston, & Joel, 1998). Por tanto, y aunque la expresión de la IL no parece estar intrínsecamente ligada a la integridad del hipocampo (Zhang et al., 2000), los datos apuntan a que el hipocampo puede ejercer una importante modulación en la expresión de este fenómeno (Pouzet et al., 2004). La IL es un fenómeno fuertemente ligado al contexto (Bouton, 1993; Hall & Channell, 1985; Holt & Maren, 1999; Lubow & Gewirtz, 1995), y sabemos además que el hipocampo está sólidamente vinculado al procesamiento de la información contextual. Por ello, más que una función directa sobre los aprendizajes de pre-exposición o condicionamiento esta estructura podría ser fundamental para la modulación contextual de la IL. Por ello, es posible que los datos contradictorios hallados sobre la función del hipocampo en la IL fuesen debido a esta función moduladora del hipocampo con relación a los contextos, tanto espaciales como temporales (Gallo, 2005; Holt & Maren, 1999; Maren & Holt, 2000). Sin cambio de contexto, la IL se muestra con toda normalidad. Además, la lesión o inactivación del hipocampo durante la pre-exposición hace que se exprese la IL incluso cuando se cambia de contexto entre la pre-exposición y el condicionamiento (Honey & Good, 1993; Quintero, et al., 2011a; Quintero, et al., 2011b; Molero-Chamizo, 2013). Según estos resultados, el cambio de contexto entre la fase de pre-exposición y la de condicionamiento no afecta a la conducta de los sujetos si presentan un hipocampo no funcional, dado que el procesamiento del contexto deja de estar activo. Este efecto fue descrito por Quintero et al. (2011a) con lesiones específicas en el subiculum, área de salida de la información hipocampal hacia el NAc. El subiculum es parte integrante de un complejo sistema que modula la actividad dopaminérgica y glutamatérgica en el Nac, especialmente relacionadas con la proyección del ATv. El efecto de especificidad contextual desaparece tras la lesión del subiculum, liberando de este modo la expresión de la IL. A nivel fisiológico, los efectos de la lesión alteraron la liberación fásica de dopamina procedentes del ATv (Floresco, Todd, & Grace, 2001). Por tanto, la liberación fásica y tónica sobre el NAc puede ser dependiente del contexto, y cualquier cambio funcional en el hipocampo puede generar resultados contradictorios (Bouton, 1993; Gallo, 2005; G. Hall & Channell, 1985; Holt & Maren, 1999; Maren & Holt, 2000). Esta actividad no es dependiente exclusivamente del contexto físico. Molero-Chamizo (2013) describió como las lesiones del hipocampo dorsal afectan a la IL en parámetros temporales. La lesión selectiva del hipocampo dorsal eliminó la dependencia circadiana de la IL en un paradigma de ACS. Cambios en la hora del día entre las 40 41 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL fases de pre-exposición y condicionamiento alteraron la expresión normal de IL; sin embargo, en animales con lesión del hipocampo no se observaron estos efectos, mostrando una IL normal al igual que describieron Quintero et al. (2011a). Tomados en conjunto, estos hallazgos sugieren que el hipocampo podría ser parte del mecanismo que modula la dependencia contextual de la IL sin interferir con el efecto de la exposición previa al futuro EC. Corteza prefrontal medial y procesos controlados: atención al EC e inhibición latente La corteza prefrontal es otra de las regiones de especial interés para el estudio del fenómeno de la IL dada su relación con los procesos atencionales. En su parte medial (CPfm) presenta diferencias anatómicas y funcionales, dividiéndose en cuatro regiones: dorsal y ventro-medial agranular, prelímbica e infralímbica. Cabe destacar estas dos últimas por su interés en los procesos atencionales (Hoover & Vertes, 2007). La región infralímbica está relacionada con el sistema límbico y, por consiguiente, juega un papel importante en los procesos emocionales, cognitivos y nemotécnicos (Mickley et al., 2007). Además, está fuertemente implicada en el procesamiento visceral, pues esta región tiene proyecciones hacia áreas troncoenfálicas, amígdala, tálamo o hipotálamo entre otros (Mickley et al., 2007; Mickley, Kenmuir, Yocom, Wellman, & Biada, 2005). Esta región recibe también proyecciones de una variedad de estructuras que incluyen la corteza insular (CI), el núcleo olfativo, el cerebro anterior basal, tálamo, hipotálamo, hipocampo, amígdala y el núcleo del rafe (Hoover & Vertes, 2007). Por otro lado, a la región prelímbica se le atribuyen funciones de procesamiento de alto nivel como son la atención selectiva, la memoria de trabajo y la toma de decisiones. Las principales proyecciones de la región prelímbica son al NAc, al cerebro anterior basal, al tálamo y a la amígdala entre otros (Mickley et al., 2007, 2005). De forma similar a hipocampo y amígdala, esta estructura también modula la actividad del NAc, especialmente actuando sobre las proyecciones del ATv (Cador, Taylor, & Robbins, 1991; Grace, 1991; Groenewegen, Berendse, Wolters, & Lohman, 1991; Groenewegen, Wright, & Beijer, 1996; Groenewegen et al., 1999; Louilot & Besson, 2000; Moore, West, & Grace, 1999; O’Donnell & Grace, 1998; Zahm & Brog, 1992). Por ejemplo, Razoux et al. (2007) encontraron que la administración de ketamina, a dosis que eliminan la IL, potencia la eficacia sináptica glutamatérgica entre la corteza prefrontal y el NAc. Es decir, que el fenómeno de la IL, la corteza prefrontal y el NAc están sólidamente vinculados. En este sentido, y para ser más concretos, la relación entre las regiones infralímbicas y prelimbicas con IL fueron descrita por Nelson et al. (2010). Las lesiones de ambas estructuras mediante 6-hidroxidopamina (6- OHDA) provocó una disminución atencional en animales con lesión en las áreas prelímbicas, no así en la infralímbica, que no tuvo efecto alguno sobre la IL. Actualmente sabemos que el bloqueo en la actividad del autorreceptor D2 provoca aumentos de los niveles dopaminérgicos en el NAc (Floresco et al., 2001). Este hecho es importante porque se ha vinculado con las variaciones atencionales. Es más, el uso de haloperidol, un antagonista de los receptores D2, facilita la expresión de IL (Weiner, Lubow, & Feldon, 1988). Además, un gran número de trabajos señalan la relación entre receptores D2 e IL, indicando que la ausencia de este proceso correlaciona con un aumento de 42 43 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL receptores D2 en la CPfm. Por ejemplo, Han et al. (2012) hallaron que el aislamiento social peri-adolescente eliminó el efecto de IL y aumentó el número de células que expresaban receptores D2 en CPfm y NAc en ratas adultas. Es decir, que fenómenos estresantes como el aislamiento prolongado durante la adolescencia pueden alterar el neurodesarrollo, traduciéndose este proceso en claros efectos sobre el procesamiento de estímulos, como es el caso de la IL, y el sistema dopaminérgico mesolímbico en animales adultos (Shao et al., 2009). Acorde a esta idea son los resultados hallados por Shao et al. (2010). Estos encontraron que la exposición continuada a apormofina durante la adolescencia en ratas Wistar alteró severamente la IL y disminuyó además la expresión del receptor mGluR5 en la corteza prefrontal. Por tanto, los estudios farmacológicos han aportado una fuente de datos interesantes para analizar la relación entre neurodesarrollo, corteza prefrontal e IL. Y más concretamente, estos estudios proporcionan una valiosa información acerca de los procesos compensatorios durante la fase de desarrollo, tanto a nivel contextual como farmacológico, señalando que estos procesos podrían generar anormalidades neuroquímicas y conductuales en una fase adulta. Existen también un gran número de trabajos que señalan la escasa relación de la corteza prefrontal con la IL. Lacroix et al. (2000a) no encontraron efectos en la IL tras la administración intracraneal de anfetamina y el antagonista cis-flupenthixol. Además, esto es extensible tanto a su área medial como lateral (Lacroix et al., 2000b). Esta ausencia de efecto contrasta con los estudios de lesión, donde se observa una IL persistente. Por ejemplo, Schiller y Weiner (2004) y Schiller et al. (2006) hallaron claros efectos de una anormal persistencia de IL tras la lesión de la corteza orbitofrontal pero no del CPfm. Estos datos son similares, aunque incluyendo en este caso a la CPfm, a los hallados por George, Duffaud, Pothuizen, Haddon y Killcross (2010). Utilizando un procedimiento de respuesta emocional condicionada, encontraron que la lesión de la zona ventral provocó un efecto de la IL mayor y además persistente. En este sentido, es posible que la CPfm ventral esté implicada en el proceso de adaptación a los estímulos presentados durante la fase de pre-exposición, y tras su lesión es posible que estructuras como el estriado dorsal trabajen sin el feedback de la corteza prefrontal, facilitando un tipo de respuesta compensatoria. Procesos automáticos y su relación con el neoestriado El concepto de neoestriado hace referencia a los núcleos subcorticales localizados dorsalmente (Lanciego et al., 2012). Concretamente hace referencia en mamíferos a los núcleos caudado y putamen, que en roedores son el Edm y el Edl respectivamente. La denominación de dorso-medial o dorso-lateral en roedores se debe a la dificultad para delimitar los núcleos. En primates, caudado y putamen están perfectamente diferenciados por la banda de fibras de la cápsula interna. Sin embrago, los roedores no presentan estas fibras de forma agrupada, lo que dificulta limitar ambos núcleos. El Edm y el Edl se han asociado tradicionalmente con procesos dirigidos a metas y hábitos. Es decir, su actividad ha estado muy asociada al condicionamiento instrumental, lo que implica generalmente un componente motor en la respuesta. No obstante, resultados recientes lo relacionan directamente en procesos atencionales controlados y automáticos (Díaz et al., 2014; Quintero, 2012). Los estudios sobre la implicación del estriado dorsal en los procesos atencionales relacionados con la IL han facilitado una nueva 44 45 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL línea de análisis. Ellenbroek, Knobbout y Cools (1997) encontraron una reducción significativa en la IL después de la administración de anfetamina en esta estructura. Usando el paradigma de aversión condicionada al sabor (ACS) para evaluar la IL, administraron varias dosis de anfetamina en el cuerpo estriado dorsal antes de las fases de pre-exposición y condicionamiento. Los resultados mostraron una disminución significativa de la IL después de la administración de anfetamina en el cuerpo estriado dorsal. Estos datos indican que la IL es un proceso complejo que no solo implica al sistema límbico. Es posible que el sistema límbico module las relaciones EC-EI, pero las fluctuaciones atencionales que ocurren durante la fase de preexposición podrían estar relacionadas con esta estructura. Este dato se aprecia en los resultado obtenidos por Jeanblanc, Hoeltzel y Louilot (2003) utilizando la técnica de voltametría. Bajo un paradigma de aversión condicionada al olor obtuvieron resultados que apuntan en la misma dirección, demostrando que en la fase de condicionamiento se registró una disminución en la liberación de dopamina en el estriado dorsal cuando los sujetos no habían sido pre-expuestos. En cambio, los niveles de dopamina en sujetos pre-expuestos se acercaron a los observados en animales no condicionados. Estos resultados indican que las variaciones en los niveles de dopamina en el estriado dorsal correlacionan con la expresión de IL. Los datos expuestos hasta ahora no definen con claridad si las divisiones anatómicas del neoestriado presentan una vinculación selectiva con los procesos atencionales controlados y automáticos. Los estudios realizados tan sólo señalan la implicación de esta estructura en la IL, sin especificar qué áreas en concreto pueden participar de forma selectiva en el proceso. Este fue el interés del estudio realizado por Díaz et al. (2014). Mediante el bloqueo selectivo durante la fase de prueba del Edm y Edl observaron cambios en la expresión de la IL dependientes del tiempo de pre-exposición. Concretamente, el bloqueo del Edl eliminó la expresión de procesos automáticos, incrementando significativamente la expresión de la relación EC-EI. Por el contrario, el bloqueo del Edm no afectó a la expresión de la IL. Sin embargo, tras la lesión de esta estructura se observó una mayor actividad de procesos atencionales controlados, y por tanto una reducción en los automáticos, en sujetos con una preexposición prolongada al futuro EC. Específicamente, el efecto de interferencia observado en los sujetos lesionados fue similar al de los sujetos sin procesos automatizados, lo que indica que el Edm es una estructura esencial para el desarrollo del procesamiento automático de estímulos. Por lo tanto, Edm y Edl desempeñan funciones atencionales vinculadas a los procesos automáticos. La cuestión ahora es intentar descifrar cómo se articulan estos procesos con los controlados. Es decir, si hacemos referencia a un solo proceso que cambia con el número de exposiciones o, por el contrario, hablamos de dos sistemas que funcionan en paralelo. 46 47 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL CAP IV. Técnicas neuroquímicas aplicadas al estudio de la conducta Al unir el uso de técnicas bioquímicas al análisis de la conducta aportamos al diseño experimental la posibilidad de obtener datos cuantitativos complementarios. Estos podrían facilitar la comprensión o explicación de procesos que subyacen al aprendizaje y la memoria. Esta sinergia metodológica abre un abanico de posibilidades para explorar nuevos campos de estudio. En una gran mayoría, estas técnicas no son invasivas a nivel conductual, como pudieran ser la inactivación reversible funcional de regiones cerebrales, lesiones u optogenética, permitiéndonos obtener no solo datos cualitativos (presencia o ausencia), sino también cuantitativos como las concentraciones moleculares inferidas del registro. Los ácidos nucleicos y las proteínas componen una red de biomacromoléculas que almacenan y transmiten la información, permitiendo de este modo el desarrollo, la funcionalidad y supervivencia de las células de nuestro sistema nervioso (Peña- Castro, Gregorio-Ramírez, & Barrera-Figueroa, 2013). Por tanto, los hallazgos derivados de la biología molecular y su extensión hacia la medicina, la biología celular, la biotecnología y, en nuestro caso, las neurociencias pueden facilitar la adquisición de conocimientos complementarios al mero hecho del estudio de la conducta en sí. De este modo, la elección de una metodología de análisis u otra dependerá de la naturaleza bioquímica de la molécula y/o si los datos resultantes son cuantitativos o no (ver cuadro 2). 48 49 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Cuadro 2. Técnicas bioquímicas para el análisis de biomoléculas ADN-ARN La PCR o Reacción en Cadena de la Polimerasa es una muy buena herramienta para el estudio de los correlatos genéticos que subyacen a la conducta. Es un método que permite la amplificación o copiado masivo, in vitro, de un fragmento específico de ADN. Por su parte, la RT-PCR permite el estudio del ARN mediante el acoplamiento a la PCR convencional a otra reacción enzimática llamada retrotranscripción (RT). En la RT se emplea a una enzima denominada retrotranscriptasa que posee la capacidad catalítica de sintetizar ADN a partir de ARN produciendo ADN complementario (ADNc) (Baltimore, 1970; Temin & Mizutani, 1970). Los datos obtenidos con esta metodología fueron cualitativos hasta el desarrollo de la metodológica de SYBR Green (Bustin y cols., 2009). Proteínas Las proteínas son biomoléculas cuyos monómeros son aminoácidos polimerizados por medio de enlaces peptídicos. A diferencia de los ácidos nucleicos, que poseen una carga neta negativa, la carga de las proteínas es muy variable (Peña-Castro et al., 2013). La electroforesis permite separar biomoléculas según la movilidad de estas cuando se someten a un campo eléctrico (Tiselius, 1937). La técnica de ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) (Engvall & Perlmann, 1971) permite la identificación específica de pequeños segmentos de una proteína, o en su caso un antígeno. Esta técnica no solo permite el reconocimiento específico de la proteína que deseamos analizar, sino también su concentración. Además, está diseñada para la detección específica, y sensible, de proteínas utilizando un formato de adherencia selectiva a dos anticuerpos en forma de sándwich. Para ello se utiliza un anticuerpo monoclonal (mAb) específico de la proteína unido a un segundo anticuerpo policlonal (pAb). La parte del complejo correspondiente a la pAb se une a otro anticuerpo, anti- IgY, conjugado a su vez con una peroxidasa de rábano (HRP) que actuará como reactivo terciario. El complejo de mAb-Proteina-pAb- IgY-HRP se incuba con un sustrato cromogénico y se mide el cambio de color mediante espectrofotometría. La cantidad proteica es proporcional al color generado en la reacción de óxido-reducción. Es por ello que ELISA ha supuesto un gran avance para la cuantificación proteica en sangre y en orina, e incluso en líquido cefalorraquídeo y en tejidos neuronales. Moléculas dependientes de actividad Con los avances en las técnicas de detección neuroquímica han sido muchos los estudios que buscan identificar y mapear la funcionalidad de regiones concretas del sistema nervioso. En su conjunto, estas técnicas son un buen complemento al estudio de procesos psicológicos básicos. Para conocer los mecanismos que subyacen a los procesos cognitivos y el comportamiento, necesitamos herramientas de análisis específicas para moléculas esenciales y dependiente de la actividad neuronal. En este sentido, incorporar estudios bioquímicos en la elaboración de los protocolos conductuales ha supuesto un gran avance a nivel científico. Estos nos han facilitado apreciar cambios cuantitativos de actividad en el patrón de activación a nivel celular (Perrin-Terrin et al., 2016). 62 63 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL automatic during preexposure learning. Thus, once it is accepted that automatic and controlled attentional processes influence the course of learning, it is then important to identify the role played by different regions of the brain in these processes. The purpose of the present article is to explore the role played by the dorsal striatum and the medial prefrontal cortex. In recent years, several studies have aided in the growth in our understanding of the role for striatal-frontal interactions supporting higher cognitive functions like attention or cognitive control of flexible actions (Badre & Frank, 2012; Cools, 2011; Daw, Niv, & Dayan, 2005; Hikosaka & Isoda, 2010; Jahanshahi, Obeso, Rothwell, & Obeso, 2015; Lara & Wallis, 2014; Lebedev, Messinger, Kralik, & Wise, 2004; Thorn, Atallah, Howe, & Graybiel, 2010). Corticostriatal loops have been proposed to be involved in these functions, even though studies focused specifically on attention have been scarce. Recently, we argued that the dorsal striatum supports the cognitive control of memory retrieval. Díaz et al. (2014) analyzed the role of dorsal striatum in retrieval processes of LI using different amounts of exposure to the CS. More specifically, one group of rats was exposed to many presentations of the future CS of saccharine without consequences, over a period of five days, while a second group received only two days of preexposure treatment. Both groups then received a single trial of taste aversion conditioning with saccharine, before being tested with saccharine by itself. Critically, the dorso-lateral striatum (dls) was blocked during the final test phase. The results showed that the blockade of dls during the test phase disrupted LI in the group with five days of preexposure, but not in the group with two days of preexposure. It was concluded that successful LI, after extensive preexposure, depends upon automatic processing of the relevant stimulus, and that this processing is effective after many, but not a few preexposure trials. If this conclusion is correct, then a similar outcome will be observed if the dls is rendered inactive before the preexposure training, rather than before the test trial. One purpose of the present experiments is to test this prediction. An implication of the study by Diaz et al. (2014), is that a mechanism other than automatic processing is responsible for LI after a few trials. One possibility is that some aspect of controlled processing, which is presumably directed to a stimulus after a few exposure trials, is responsible for any loss in associability that might be observed. A further purpose of the experiments is to explore whether the medial prefrontal cortex (mpfc) plays a role in this type of processing. The mpfc has previously been implicated in the attribution of incentive value to stimuli and goal directed behavior (Christakou, Robbins, & Everitt, 2004; Homayoun & Moghaddam, 2009; Lopez, Karlsson, & O’Donnell, 2015). The mpfc sends a dense glutamatergic projection to nucleus accumbens, a structure that is itself necessary for LI expression. In addition, corticostriatal loops include projections from mpfc to dorso-medial striatum (dms), which work together in goal directed behavior (Brown & Marsden, 1998; Haber, Fudge, & McFarland, 2000). While these findings are compelling, the role of mpfc in controlled and automatic processes of a future CS has not yet been investigated. Here, we analyzed the involvement of dls and mpfc in attentional processes. Specifically, we tested if dls and mpfc are involved in automatic and controlled processes by assessing dls and mpfc lesions in rats followed by extended and limited exposure to a future CS in the CTA (conditioned taste aversion) paradigm. Specifically, we analyzed if lesion to these structures resulted in 64 65 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL selective deficits that were dependent upon the duration of exposure to future CS. If dls is involved in the automatic stimulus processing, the subjects should display a decreased LI with extended exposure. In contrasts, lesion to this structure should not affect the performance after limited exposure, where the controlled attentional processes would facilitate a normal LI expression. On the other hand, if the mpfc is involved in controlled attentional processes, the lesion should facilitate automatic processes, and it should increase the LI expression in a limited exposure. Taken together, these studies will further the understanding of the role of the mpfc and dls in controlled and automatic processes of LI. General methods for lesion and behavior Subjects 174 adults male Wistar rats (300-400g) were used in these experiments, but 51 were excluded after histological analysis (see section below). All the animals were obtained from the Centro de Producción y Experimentación Animal (Universidad de Sevilla). Animals were individually housed in plastic cages (35×20×20 cm). The controlled temperature of the room was 21°C. The room was illuminated by four 100-W halogen lamps with a 14h light and 10h dark cycle. Rats were maintained and used for experimentation in accordance with the Guidelines of the European Union Council established by the Directive 2010/63/EU and following the Spanish regulations (R.D 53/02013) for the use of laboratory animals. An ethical commission of University of Seville and Institutional Animal Care and Use Committee (Sanidad Animal, Junta de Andalucía) supervised and approved all the procedures and all protocols used in this specific study. The code of the supervision report is: 31/08/2016/153. All animals were randomly distributed among the experimental conditions. Surgery Under deep isoflurane anesthesia (2–5% in air, flow rate 1 l/ min, 5% induction; 2% maintenance; McKinley type 2, Everest), rats were placed in a David Kopf stereotaxic instrument. The skin was incised to expose the skull, and following coordinates from Paxinos & Watson (1995): 1.6; 1.1; 0.6; and 0.1mm anterior to bregma; ±3.2; 3.5; 4.0 and 4.0mm lateral to the midline, and 5.0mm ventral to brain surface for dls lesion (for animals of experiment 1 and 2), 66 67 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL and 4.7; 4.2; 3.7mm anterior, ±0.6 lateral, and 4.0mm ventral for mpfc lesion (for animals of experiment 3 and 4). The dls and mpfc lesion was made with NMDA (1 mg in 0.1 ml phosphate buffered saline, PBS 0.1M). The drug was injected into the brain through a 10μl Hamilton syringe (Model 1701 RN). The amount of NMDA solution injected at each site was 0.25 μl, at a rate of 0.05μl/min. The needle was left in place for an additional minute after the infusion to allow the diffusion of the solution into the tissue. No unexpected adverse effects exceeding moderate severity were observed 48 h after the surgery. Sham animals received a similar manipulation, but no injection of the drug was carried out. Behavioral procedure Behavioral procedures used were similar to that described in Díaz et al. (2014). After a one-week recovery period, the rats were randomly distributed among the experimental groups that received different amounts of exposure to the the future CS (see next paragraph). Three days before the preexposure phase, a deprivation program was implemented. Animals were allowed access to water for 10 min at a time at 10.00, 14.00 and 18.00 h for this period. All behavioral sessions were conducted in the vivarium. The water, and the saccharine (0.04%) that was used during the experiment was administered at room temperature in 150 ml glass bottles with stainless-steel mouthpieces. The bottles were attached to a frontal aperture in the grill of the home cage so that they remained immobile during the experimental session. The quantity of liquid consumed was calculated by weighing the bottle before and after each trial. Extended exposure to the future CS This phase lasted five days and was used in Experiments 1 and 3. During this stage, all animals were allowed 10 min of access to water or saccharine 3 times per day (at 10.00 h, 14.00 h and 18.00 h). Rats were assigned to two different conditions. The extended exposure groups (E-exp) received saccharine three times a day for five days during this phase (dls lesion n = 7, dls sham n = 7; mpfc lesion n = 8, mpfc sham n = 8). The non-exposure groups to future CS (N-exp) were allowed 10 min access to water three times a day (dls lesion n = 7, dls sham n = 7; mpfc lesion n = 6, mpfc sham n = 6). After this period, the bottles were removed for all groups. Limited exposure to the future CS In experiment 2 and 4, the groups given limited exposure group to the future CS (L-exp) received saccharine three times a day for two days during this phase (dls lesion n = 10, dls sham n = 10; mpfc lesion n = 13, mpfc sham n = 10). For the previous three days, they consumed only water. The groups given non-exposure to saccharine (N-exp) were just given water during the five days of this stage (dls lesion n = 6, sham n = 6; mpfc lesion n = 6, sham n = 6). Conditioning This phase consisted of a single session that took place on the day after the completion of the preexposure phase. All animals received only saccharine at 10.00 h for 10 min, followed by an intraperitoneal injection of LiCl dissolved in saline (0.4 M, 0.5% body weight). During the same day, at 14.00 and 18.00 h, all groups were allowed 10 min access to water. 68 69 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Test This phase was run at 10.00 h on the day after conditioning. During this phase all rats had access to the saccharine solution for 10 min. Saccharine consumption for this trial reflected the level of taste aversion. As for conditioning, the treatment in this phase was the same in all the experiments. Histological analysis. Assessment of mpfc and dls lesion placement Upon completion of behavioral testing, rats were deeply anesthetized and perfused transcardially with a fixative solution (10% formalin in phosphate buffer 0.1 M, pH 7.4). The brains were then removed from the skull and placed in 10% formalin and buffered for 3–4 days. Next, the brains were cut with a microtome at the coronal plane at 50 μm thickness oriented according to the atlas of Paxinos and Watson (1995) and Nissl stained for histological analysis. Specifically, we stained the tissue with cresyl violet method. This allows to determine the extent of dls and mpfc lesion in the experimental groups. Lesions were quantified in dls and mpfc groups. Animals included in this study showed lesions between 52- 94% of damage in dls (Fig. 1) and 56-89% in mpfc (Fig. 2), and without significant damage to the adjacent structures. Fig. 1.: A. Reconstruction of the dls lesions displayed on standard coronal sections from the atlas of Paxinos and Watson (1995). The largest lesion is shown in pale shading and the smallest in dark shading. B. Photomicrograph showing a no lesioned coronal brain section and (C) a coronal section after excitotoxic lesion of dls. Dls: dorso-lateral striatum; Dms: dorso-medial striatum; v: lateral ventricle 70 71 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Fig. 2.: A. Reconstruction of the mpfc lesions. Similar to dls lesion, the largest and smallest lesion are shown in pale and dark shading respectively. B and C. show photomicrograph of a no lesioned coronal brain section and another one with a excitotoxic lesion of mpfc. Cg1: cingulate cortex, area 1; IL: infralimbic cortex; PrL: prelimbic cortex. Data analysis Preexposure phase: repeated measure analysis of variance (ANOVA) test was performed to assess the effects of the trials and their interaction with lesion and exposure (between subject factors). The factors for the analyses were lesion, exposure and trials of saccharin consumption. Conditioning and test phase included the factors lesion and exposure. Significant interactions were analyzed with simple main effects based on the pooled error term (Bonferroni corrections). In addition, simple effects in test phase were analyzed with Student’s t test. Statistical significance was set at p<0.05. Results of experiment 1. Extended exposure to future CS in animals with dls lesion Results of Preexposure phase The mean liquid consumption across preexposure trials as a function of the preexposure and the lesion conditions showed differences between groups. A mixed 5 (trials) x 2 (preexposure) x 2 (lesion) ANOVA revealed a significant main effect of trials, F(4,96) = 8.89, p<0.01, and a main effect of preexposure, F(1,24) = 11.73, p <0.01. These data indicate that animals increased the consumption across the sessions, probably because of the effect of neophobia was reduced across sessions. However, the main effect of lesion was not significant on consumption, F(1, 24) = 4.05, p = 0.055 (Fig. 3A.). The Trials x Preexposure interaction was significant, F(4,96) = 5.84, p<0.01, ƞp 2 = 0.196, probably reflecting a general habituation of neophobia effect in the E-exp group. No other interaction was significant (all ps>0.05; Fig. 3A). 72 73 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Results of Conditioning phase The analysis of the conditioning session with an ANOVA 2 x 2 (preexposure x lesion) revealed a significant effect of the preexposure on consumption, F(1,24) = 9.39, p<0.01, since animals of both E-exp groups consumed more solution that N-exp groups. However, neither the effect of the lesion F(1, 24) = 2.79, p = 0.10 nor the interaction Preexposure x Lesion, F(1, 24) = 0.47, p = 0.83, were significant (Fig. 3A). Fig. 3.: Saccharin intake for sham and dls lesioned animals in E-exp and N-exp groups. E-exp groups was exposed to saccharin for five days before conditioning day. N-exp were only exposed to saccharin the conditioning day. A (left). The graphic shows the five sessions of preexposure phase for the 10.00 am session and (right) saccharin intake during conditioning phase. B. Effects of dls lesion on mean saccharin intake in extended exposure groups (E-exp) to the future CS during the test phase. Error bars represent SEMs. Asterisks indicate p<0.01. N-exp: non-exposed groups, E-exp: extended exposure groups. Results of Test phase Fig. 3B shows mean liquid intake in test trials as a function of preexposure and lesion. To analyze the consumption during the test, a 2 x 2 ANOVA (preexposure x lesion) was conducted. The analysis revealed a significant main effect of preexposure, F(1, 24) = 68.09, p<0.01, and lesion, F(1, 24) = 19.91, p<0.01. The interaction Preexposure x Lesion was also significant, F(1,24) = 28.73, p<0.01, ƞp 2 = 0.517. The analysis of the interaction revealed that there were differences between E-exp and N-exp groups in the Sham condition t(12) = 12.48, p<0.01. However, LI effect was not observed in the lesion condition, t(12) = 1.88, p = 0.085. The E-exp sham group drank more saccharin than the lesion group, t(12) = 5.10, p<0.01. However, the N-exp groups did not differ between themselves, t(12) = 0.85, p = 0.40. Experiment 2. Dls lesion and limited exposure to future CS Results of Preexposure phase An ANOVA 2(trials) x 2(preexposure) x 2(lesion) was conducted on the mean of liquid consumed across the preexposure trials. Similar to Experiment 1, this analysis showed an interaction effect of Trials x Preexposure, F(1, 28) = 12.38, p<0.01, ƞp 2 = 0.267, due to the preexposure groups drinking more liquid than the nonexposure groups in the second trial, F(1, 28) = 10.49, p<0.01 (Fig. 4A). Rats of L-exp condition increased consumption of saccharin from trial 1 to trial 2, F(1, 28) = 4.53, p = 0.042. In contrast, the water intake decreased in the N-exp condition the second day of exposure, F(1, 28) = 7.84, p<0.01; however, consumption of both groups remained high. No other effect was significant (all ps>0.05; Fig. 4A). 74 75 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Results of Conditioning phase Consumption on the conditioning day was analyzed by an ANOVA 2 (preexposure) x 2 (lesion). We found the same effect as for Experiment 1. There was a main effect of preexposure, F(1, 28) = 8.62, p<0.01, because saccharin consumption by the N-exp groups was lower than the consumption of the L-exp groups (Fig. 4A). No other effect approached significance (all ps>0.05). Fig.4.: A. (left) Mean saccharin intake (ml) during the two sessions of preexposure and (right) conditioning phase for sham and dls lesioned animals (L-exp and N-exp). The graph shows the consumption for preexposed and non-preexposed groups to the future CS. L-exp groups was exposed to saccharine two days before conditioning and N-exp groups were like experiment 1 and 2. Test phase. Effects of dls lesion on mean saccharin intake in limited exposure of the future CS (L-exp). Error bars represent SEMs. N-exp: non exposed groups, L-exp: limited exposure groups Results of Test phase Fig. 4B shows the results of the consumption test. LI effect was evident for sham and lesioned animals. An ANOVA 2 (preexposure) x 2 (lesion) conducted on the mean amount of saccharin consumed in the test trials revealed a significant main effect of preexposure, F(1, 28) = 82.31, p<0.01, reflecting a general LI effect. Neither the main effect of lesion (p = 0.16) nor the interaction Preexposure x Lesion (p = 0.56) were significant, showing that the lesion did not affect the preexposure effect. Experiment 3. Extended exposure to future CS after mpfc lesion Results of Preexposure and conditioning phase A repeated measured ANOVA 5x2x2 using preexposure trials as a within-subjects factor and preexposure and lesion as betweensubjects factors showed a significant main effect of preexposure, (F(1, 25) = 6.715, p = 0.016, of trials, F(4,100) = 8.60, p<0.01, an interaction between these factors, F (4, 100) = 3.702, p<0.01, ƞp 2 = 0.129, and a trial x lesion interaction, F(4, 100) = 3.58, p<0.01, ƞp 2 = 0.125. Simple main effect analysis revealed that the extended exposure groups consumed more liquid than the non-exposure groups in trials 2, 3, and 5 (all ps<0.05) probably due to the preference of animals for sweet taste of saccharin. The lesioned groups drank less saccharin than the sham groups in trial 3 (p<0.01) but there were no differences in any other trial (Fig. 5A). On the conditioning day, an ANOVA 2x2 conducted using preexposure and lesion as factors found no significant effect of preexposure (F(1,25) = 1.006, p = 0.326), no effect of lesion F(1, 25) = 0.476, p = 0.497, nor a preexposure x lesion interaction, F(1, 25) = 0.744, p = 0.397 (Fig. 5A). 76 77 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Fig. 5.: Saccharin intake for sham and mpfc lesioned animals (E-exp and N-exp). As experiment 1, A (left) shows the five sessions of preexposure phase and (right) saccharin intake during conditioning phase. B. Effects of mpfc lesion in extended exposure groups (E-exp) during the test phase. Error bars represent SEMs. N-exp: non exposed groups, E-exp: extended exposure groups. Results of Test phase Fig. 5B shows the mean of saccharin consumption in the test trial as a function of the preexposure and the lesion conditions. There was a LI effect in both lesioned and sham groups. An ANOVA 2x2 with preexposure and lesion as factors showed main effect of Preexposure, F(1, 25) = 138.01, p<0.01. None other effect was significant (lesion, p = 0.752 and preexposure x lesion, p = 0.658) indicating that the LI effect was not affected by the mpfc lesion. Experiment 4: Limited exposure to future CS after mpfc lesion Results of Preexposure and conditioning phase Fig. 6A shows mean liquid consumption across preexposure trials as a function of the preexposure and the lesion conditions. A mixed 2 (trials) x 2 (preexposure) x 2 (lesion) ANOVA with trials as the within-subject factor revealed a significant preexposure x lesion interaction effect, F(1,31) = 5.99, p = 0.02, ƞp 2 = 0.145. This effect was due to the limited exposure mpfc group drank more liquid than non-exposure group (p = 0.019). The interaction trials x preexposure was also significant, F(1,31) = 4.38, p = 0.04, ƞp 2 = 0.150, reflecting a habituation of the neophobia to the new flavor. No other effect was significant (all ps>0.05). During conditioning phase, there were not any significant effect (all ps>0.05, see Fig. 6A). 78 79 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Fig. 6.: A. As experiment 2, the graph shows the mean saccharin intake during the two sessions of preexposure (left) and conditioning phase (right) for sham and mpfc lesioned animals (L-exp and N-exp). B. Mean of saccharin intake in limited exposure (L-exp) of the future CS in sham and mpfc lesioned groups. Error bars represent SEMs. Asterisks indicates p<0.01. N-exp: non exposed groups, L-exp: limited exposure groups. Results of Test phase Fig. 6B displays the results of the test. Lesioned animals showed a higher LI effect than sham animals. To analyze the consumption in the test, an ANOVA 2 (preexposure) x 2 (lesion) was conducted. The analysis revealed a significant main effect of preexposure, F(1, 31) = 48.61, p<0.01, reflecting a general LI effect. The main effect of lesion was not significant (p>0.05). The interaction Preexposure x Lesion was significant, F(1,31) = 7.15, p = 0.012, ƞp 2 = 0.188. The analysis of this two-way interaction revealed that mpfc lesion exclusively affected the preexposure learning. There were differences between L-exp and N-exp groups in sham F(1, 31) = 8.83, p<0.01 and lesioned conditions, F(1, 31) = 48.74, p<0.01. In regard to the L-exp, lesioned group drank more saccharin than the sham group, F(1, 31) = 13.84, p<0.01. However, the N-exp groups did not differ between them, F(1, 31) = 0.36, p = 0.55. Discussion The results from the present experiments show a selective role for the mpfc and dls in LI. Lesions to dls structure did not disrupt LI after only a few trials of preexposure to saccharin (Experiment 2). However, an effect of the dls lesion was revealed by the absence of LI in the lesioned group that received many exposures to saccharin prior to the conditioning trial (Experiment 1). In contrast, mpfc animals showed an increased LI with a limited exposure to future CS (Experiment 4) and a normal LI with the extended training (Experiment 3). Likewise, we observed normal conditioning in lesioned animals without exposure to the future CS, which indicates that neither the mpfc nor dls are involved in the formation of the CS-US association in the CTA paradigm. These results demonstrate that mpfc and dorsal striatum could have a functional connectivity necessary for LI expression; probably based on the control of attentional processes. Previous work has shown the dorsal striatum and mpfc are involved in LI in different paradigms (Ellenbroek et al., 1997; George et al., 2010; Jeanblanc et al., 2003; Laurent Lacroix, Broersen, Feldon, & Weiner, 2000),but this study identifies a specific region of dorsal striatum and mpfc in the control of LI expression with different exposure to the future CS. 80 81 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Several studies have investigated the involvement of mpfc in LI. For instance, Lacroix et al. (2000) trained animals in a lick suppression paradigm to test the effects of dopamine agonist and antagonist administration in mpfc; and they did not find any effect on LI. Our results are congruent with this study, since we also found that LI is not disrupted by damage to the mpfc. Our results are also congruent with a previous study by George et al. (2010) testing different areas of mpfc with a conditioned emotional response paradigm. Even though it is difficult to draw clear conclusions when comparing results from conditioned emotional response and taste aversion paradigms, it is noteworthy that this study found a clear LI following mpfc lesions, and an increased LI after lesion of ventromedial prefrontal cortex. In contrast, Nelson, Thur, Marsden, & Cassaday (2010) found a LI release after dopaminergic depletion in prelimbic cortex with the same paradigm. These results are similar to present data, since the exposure to future CS could be similar to a limited exposure group in our study. Based on Weiner’s model (2003), they maintained that prefrontal cortex was concerned with a switching mechanism between the responses associated with an ambiguous stimulus. If this is so, our results suggest that this mechanism will only act in those situations where the preexposure learning is controlled. However, when the preexposure learning is under control of automatic processes, the prefrontal switching mechanisms will not be activated. In this regard (according to this suggestion), Killcross & Coutureau (2003) found that animals with lesions of the prelimbic area lost the sensitivity to changes in the value of reward after both limited or extended training. These results could point to prefrontal cortex involvement in coordinating controlled and automatic response, and the prelimbic and infralimbic region should play an important role in the active inhibition of mechanisms that produce habitual response. Thus, it is plausible to explain the effects on LI as possible fluctuations in attentional processes. This idea emerges from the present results, where attentional processes change with the training sessions, and they may be modulated by different neural structures. The results from these experiments are in line with those reported by Díaz et al. (2014), who blocked activity in the dls only during the test stage of the experiment, and found a disruption of LI with many, but not a few preexposure trials. In light of these findings, it appears that the effect described is reliable, and can also be found when the dls is made inactive by being lesioned before starting the experiment. Moreover, by disrupting activity in the dls before the preexposure rather than immediately before the test trial (as was the case for Díaz et al. (2014)), it is not possible to attribute the disruption of LI in the present study to a possible change in the internal context or physiological state before the test trial. Thus, the present results point to the conclusion that two distinct neural mechanisms are responsible for LI in conditioned taste aversion. One mechanism might require an intact dls, and results in a loss of attention to cues with extended exposure. The second mechanism would be more complex and would involve the mpfc, resulting in a LI after a limited amount of exposure to a cue. Presumably with extended exposure the influence of the first mechanism (or the mechanism involved in automatic processes) in animals without lesions suppresses the influence of the second process (or controlled), and thus results in LI with both limited and extended exposure to saccharin prior to taste aversion conditioning. Dorsal striatum and mpfc play an important role in the cognitive control of actions (Ito & Doya, 2011; Thorn et al., 2010; Yin & Knowlton, 2006; Yin, Ostlund, & Balleine, 2008) and numerous 94 95 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Resultados de la fase de Condicionamiento En la Fig. 8B se muestran los consumos medios de sacarina de los grupos el día de condicionamiento. Durante esta sesión se hallaron diferencias significativas en el consumo de sacarina en función de la variable Pre-exposición, F(2, 17)= 4.48, p=0.027, debido a que el grupo E-exp consumió significativamente más sacarina que el grupo N-exp (p=0.035) y marginalmente que el grupo L-exp (p=0.09). Debido a esta diferencia en el consumo durante el condicionamiento, y con el objetivo de controlar su efecto sobre el consumo de la fase de prueba, realizamos una transformación de los datos de la fase de prueba a Índices de supresión: [Consumo de la fase de Prueba / (Consumo de la fase de Condicionamiento + Consumo de la fase de Prueba)] (ver Fig. 8C). Resultados de la fase de Prueba Para el análisis de datos de la fase de prueba aplicamos un ANOVA con la variable pre-exposición (N-exp, L-exp, E-exp) sobre los índices de supresión medios (ver Fig. 8C). El análisis mostró un efecto significativo de esta variable, F(2, 17)= 18.73, p<0.01. El análisis post-hoc realizado con la prueba de Bonferroni mostró que la supresión fue significativamente mayor para el grupo N-exp que para los grupos L-exp (p=0.005) y E-exp (p<0.01) y que el grupo L-exp suprimió más el consumo que el grupo de E-exp (p=0.039). Resultados del análisis del BDNF Para analizar si existieron cambios con el curso temporal en los niveles del BDNF en la IL examinamos la cantidad de proteína de BDNF (picogramo/ml) en dos periodos temporales (1h y 8h después de la fase de prueba). Este estudio se realizó tras la fase de prueba en las regiones Edl, Edm, y CPfm. El análisis realizado con un ANOVA 3 estructura (Edl, Edm, CPfm) x Pre-exposición (E-exp, L-exp, N-exp) x Demora (1h y 8h) sobre la cantidad de proteína de BDNF en tejido mostró un efecto significativo de la variable Pre-exposición, F(2, 32)= 5.50, p=0.009, y de la triple interacción Estructura x Preexposición x Demora, F(4, 64)= 3.013, p=0.024, indicando una variación temporal en la síntesis de BDNF en las condiciones de preexposición para las diferentes estructuras analizadas. El análisis de la interacción mostró que en el grupo N-exp los niveles de proteínas de BDNF incrementaron con la demora en CPfm (p=0.007). Sin embargo, el intervalo temporal no afectó a los niveles de BDNF en Edm y Edl (ambas ps>0.05). Un resultado inverso fue obtenido en el grupo L-exp, en el que los niveles de proteína BDNF decrementaron significativamente en CPfm con la demora (p=0.031). En el grupo E-exp no se observaron diferencias entre los niveles de BDNF cuando se compararon los períodos (intervalo de 1 y 8 horas) para ninguna de las estructuras analizadas (todas las ps>0.05). Demora 1 hora El análisis intrademora mostró que cuando la medición de BDNF se llevó a cabo 1 hora después de la fase de prueba, los niveles de BDNF en Edl no difirieron cuando se compararon los grupos de preexposición (todas las ps>0.05). Los niveles de BDNF en Edm fueron significativamente mayores en el grupo L-exp que en el grupo E-exp (p=0.039). Además, en CPfm los niveles de BDNF fueron significativamente menores en el grupo N-exp que en el grupo L-exp (p=0.000) y en el grupo E-exp (p=0.002). 96 97 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Fig.9.: Concentración de BDNF (pg/ml) registrada en distintas regiones cerebrales (Edl: estriado dorso-lateral, Edm: estriado dorso-medial, CPfm: Corteza prefrontal medial) en función de los grupos de pre-exposición (N-exp: no pre-exposición, L-exp: preexposición limitada, E-exp: pre-exposición extensa) con una demora temporal de 1 hora entre la fase de prueba y el levantamiento muestral. La comparación del nivel de activación de BDNF en las diferentes estructuras en función de la variable pre-exposición mostró que en el grupo N-exp los niveles de activación de esta proteína en CPfm fueron menores que en las otras dos estructuras, aunque solo hubo una diferencia marginal entre el nivel de activación de CPfm y el del Edm (p=0.09). En los grupos de L-exp y E-exp el resultado obtenido fue el inverso, siendo el nivel de activación de BDNF mayor en CPfm. El análisis mostró una diferencia marginal entre la activación de proteína en CPfm y Edl en el grupo L-exp (p=0.07) y una mayor activación en CPfm que en Edm en el grupo E-exp (p=0.027). Demora 8 horas Cuando la medición de los niveles de proteína BDNF se realizó 8 horas después de la fase de prueba solo encontramos diferencias en los niveles de activación en el grupo N-exp. Concretamente hubo mayor nivel de activación en CPfm que en Edl (p=0.05) y Edm (p=0.034) Fig.10.: concentración de BDNF (pg/ml) registrada distintas regiones cerebrales (Edl: estriado dorso-lateral, Edm: estriado dorso-medial, CPfm: Corteza prefrontal medial) en función de los grupos de pre-exposición (N-exp: no pre-exposición, L-exp: preexposición limitada, E-exp: pre-exposición extensa) con una demora temporal de 8 hora entre la fase de prueba y el levantamiento muestral. 98 99 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Discusión Los resultados mostraron que el nivel de activación de proteína BDNF varió con el aprendizaje de pre-exposición. El grupo de N-exp mostró niveles de activación menor que los grupos de pre-exposición en la CPfm tras la medición una hora después de la prueba. El nivel de BDNF en el Edm fue mayor en el grupo L-exp que en los otros dos grupos. Solo obtuvimos un efecto marginal de la activación de BDNF en Edl en el grupo E-exp cuando la demora incrementó a 8 horas desde la fase de prueba. Con relación al grupo de N-exp observamos un menor nivel de BDNF en la CPfm que en el Edm y en el Edl una hora después de la fase de prueba. Sin embargo, el resultado se invirtió cuando transcurrieron 8 horas desde la fase de prueba. El nivel de proteína en la CPfm incrementó significativamente y superó los niveles existentes en el Edm y en el Edl. Estos resultados son difíciles de interpretar. Primero porque en nuestros estudios se muestra que estas estructuras no parecen estar implicadas en el aprendizaje de aversión condicionada al sabor. Ni la inactivación del Edl o el Edm tras la fase de condicionamiento, ni la lesión de estas estructuras y del CPfm antes de las fases de aprendizaje afectaron al condicionamiento del grupo N-exp (Díaz et al., 2014, Pérez-Diaz et al., 2017). Segundo porque, además, en estudios previos en los que se ha analizado la variación de los niveles de BDNF en diferentes estructuras en el paradigma de la ACS, se obtuvieron niveles incrementados de esta proteína en la CI y la ACe pero no se observó una implicación de la CPfm en este tipo de aprendizaje. Es más, aunque en el estudio llevado a cabo por Ma et al. (2011) se mostró también un pico incremental de BDNF 8 horas después del condicionamiento en la CI y en la ACe, no se obtuvo ningún cambio en el nivel de BDNF en la CPfm. Aunque no directamente relacionados con la activación de BDNF, algunos estudios de lesión o medición de actividad metabólica en el paradigma de ACS han encontrado que el aprendizaje de aversión al sabor requiere de diferentes subregiones de la CPfm para la formación de la memoria del sabor (Gasalla, Begega, Soto, Dwyer, & López, 2016). En el estudio desarrollado por Hernádi et al. (2000) se observó un déficit en el desarrollo de la ACS tras realizar microlesiones con ácido kaínico y 6-OHDA en la CPfm antes y después de la fase de condicionamiento. La fase de prueba se realizó tres días después del condicionamiento en los grupos lesionados antes del tratamiento experimental y tras 8 días en los grupos lesionados después de la fase de condicionamiento. Este dato podría estar indicando que más que en la adquisición de la aversión, la CPfm podría estar implicada en los procesos de consolidación y/o recuperación de este tipo de aprendizaje. Nuestros resultados muestran un incremento de la actividad de BDNF en esta estructura cuando la medición de los niveles de proteína se realizó 8 horas después de la fase de prueba con relación a los niveles encontrados una hora después de esta fase, lo que podría estar relacionado con este papel de la CPfm en los procesos de consolidación del aprendizaje de aversión al sabor. Sin embargo, teniendo en cuenta nuestros resultados de lesión de la CPfm y en ausencia de grupos controles que nos permitan el establecimiento de una línea base de actividad de BDNF relacionada con el procesamiento del sabor y/o el malestar, es difícil realizar una interpretación de los datos de BDNF en estos términos. Otra posible explicación un tanto más especulativa de estos datos podría estar relacionada con la implicación de la CPfm en la consolidación del aprendizaje de extinción (Mickley et al., 2005; Yu et al., 2009). Estudios realizados en el paradigma del 100 101 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL condicionamiento del miedo han mostrado que esta estructura no está implicada en la adquisición del condicionamiento sino en la extinción de la respuesta condicionada. Es más, la lesión de esta estructura no produjo un déficit del aprendizaje de extinción sino un incremento de la recuperación espontánea de la respuesta extinguida tras 30 días de demora, indicando que la CPfm está implicada en los procesos de consolidación de la memoria de la extinción. El estudio desarrollado por Mickley et al.(2005) mostró que esta estructura también era central para el aprendizaje de extinción de la respuesta de la ACS. En nuestro estudio, el análisis del nivel de BDNF se realizó tras la fase de prueba, no del condicionamiento, lo que implica un ensayo de extinción. Por ello, podríamos interpretar que el incremento del nivel de BDNF en la CPfm después de 8 horas en el grupo N-exp pudo estar relacionado con la consolidación del aprendizaje de este ensayo de extinción más que con la consolidación del aprendizaje de condicionamiento. No obstante, como hemos planteado, esta interpretación es más que especulativa y serían necesarios más grupos controles para poder relacionar este incremento de actividad de BDNF con la extinción. Un aspecto central en nuestro estudio y que sí nos permite el análisis de la evolución y nivel de BDNF es determinar si el nivel de actividad de BDNF de las estructuras implicadas en el aprendizaje de pre-exposición varía con relación al grupo N-exp y si existen diferencias entre los niveles de actividad de esta proteína en función de si este aprendizaje de pre-exposición es controlado o automático. Nuestros resultados muestran que, tras una hora, el nivel de BDNF es mayor en la CPfm en los grupos de pre-exposición con relación al grupo de N-exp. Además, tras 8 horas, el nivel de esta proteína fue mayor en el Edl en los grupos de pre-exposición que en el grupo N-exp. Hasta donde nosotros sabemos, no existen estudios centrados en el análisis de la IL en ACS y la concentración de BDNF. Un estudio desarrollado por Hall, Thomas y Everitt (2000) analizó la inducción rápida de BDNF en el condicionamiento contextual de miedo utilizando como control, entre otros, un grupo de IL. Sus resultados mostraron que, tras el condicionamiento, la expresión de BDNF en hipocampo (CA1) fue significativamente mayor en el grupo de condicionamiento contextual que en el grupo de IL, el cual no difirió de un grupo de ratas ingenuas ni de un grupo de ratas que habían sido expuestas al contexto sin recibir la descarga eléctrica. No se obtuvieron diferencias entre los grupos en la expresión de BDNF en otras estructuras como amígdala lateral o la ACe. La importancia del hipocampo en el procesamiento de las variables contextuales y los fenómenos de aprendizaje relacionados con los mismos, como el condicionamiento contextual o la modulación contextual de la IL y la extinción, ha sido ampliamente demostrada. A este respecto podríamos plantear que la mayor activación de BDNF en esta estructura en el paradigma de condicionamiento contextual resulta coherente. En este sentido, nuestros estudios previos con lesión e inactivación/bloqueo mostraron que tanto la CPfm como el estriado dorsal son estructuras relevantes para el aprendizaje de IL en el paradigma de ACS, por lo que el incremento del nivel de proteína de BDNF en estas estructuras en los grupos de pre-exposición en relación al grupo N-exp podría estar relacionado con el papel que las mismas tienen en el aprendizaje de pre-exposición. En experimentos previos mostramos que la implicación de estas estructuras en el aprendizaje de pre-exposición variaba en función de su control atencional. La lesión de la CPfm sólo afectaba al aprendizaje de pre-exposición si este era controlado, pero no afectaba a la IL cuando la fase de aprendizaje de pre-exposición fue lo suficientemente prolongada como para generar automaticidad. 102 103 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Sin embargo, la codificación y recuperación del aprendizaje de pre-exposición una vez automatizado guardaban una estrecha relación con la actividad del estriado dorsal. Los datos de BDNF correlacionan parcialmente con los de lesión. En el grupo L-exp obtuvimos un nivel incrementado de proteína en la CPfm que podría estar relacionado con la activación de los mecanismos atencionales necesarios para el procesamiento controlado del aprendizaje de pre-exposición. La relación entre estos mecanismos de control y la CPfm nos permiten explicar los diferentes resultados obtenidos en investigaciones previas en las que se ha analizado el papel de esta estructura en el fenómeno de IL. Así, en los estudios en los que se han utilizado pre-exposiciones largas (30-40 ensayos) para generar efectos robustos de IL, la lesión de la CPfm no produjo ningún efecto sobre este fenómeno de interferencia proactiva (Joel, Weiner, & Feldon, 1997; Lacroix, Broersen, Weiner, & Feldon, 1998; Lacroix, Spinelli, White, & Feldon, 2000; Schiller & Weiner, 2004). Sin embargo, cuando se ha utilizado un procedimiento en el que la preexposición no ha sido efectiva para producir un efecto de IL en los animales sham, los grupos de lesión de la CPfm mostraron un claro efecto de IL (George et al., 2010). El nivel incrementado de BDNF en el Edm de este grupo (L-exp) es difícil de interpretar. Existe poca coherencia entre estos resultados y los obtenidos en los experimentos de lesión en los que se mostraba que esta estructura podría estar asociada a la inhibición de los mecanismos de los procesos controlados, debido a que la lesión del Edm determinó que los sujetos de E-exp se comportasen como sujetos entrenados en un programa de L-exp (Díaz et al., 2014). No obstante, los resultados de BDNF del grupo L-exp serían acordes con los obtenidos en los estudios centrados en el análisis del control de la conducta instrumental. En estos estudios se ha diferenciado entre dos formas de control conductual basados en estructuras asociativas diferenciadas. En el primero de ellos se incluiría la expectativa del reforzador y la conducta estaría dirigida a metas. La estructura asociativa subyacente a este aprendizaje implicaría una asociación entre la respuesta instrumental y el reforzador (acciónresultado) (Balleine & Dickinson, 1998b; Dickinson et al., 1995). Diferentes estudios han planteado que la CPfm y el Edm serían las estructuras que median las conductas dirigidas a metas (por ej. Aarts, van Holstein, & Cools, 2011; Redgrave et al., 2010). En una serie de estudios Yin et al. (2004, 2005a, 2005b, 2006) mostraron que la inactivación del Edm producía un efecto de insensibilización a los procedimientos de devaluación del reforzador y a la degradación de contingencias entre la respuesta y el reforzador. Estos autores plantearon que la representación de acciones y resultados, y por ello de la conducta dirigida a meta, estaba mediada por la actividad del Edm y sus asociaciones convergentes de los inputs de la corteza prefrontal (Yin & Knowlton, 2006; Yin et al., 2004; Yin, Knowlton, et al., 2005; Yin, Ostlund, et al., 2005). En este sentido, la mayor actividad de la proteína de BDNF en la CPfm y en el Edm en el grupo de L-exp podría indicar un mayor nivel de implicación de las estructuras asociadas al control atencional en el aprendizaje de preexposición. En el grupo E-exp, el nivel de activación de BDNF en la CPfm fue mayor que en el grupo N-exp y además la actividad de esta estructura difirió significativamente con relación a la del Edm. Estos resultados no se ajustan a los que obtuvimos en los experimentos de lesión. Concretamente esperaríamos que la activación de las estructuras estriatales fuese mayor que la del CPfm. Según nuestros resultados, el Edm es la estructura que permite la transición de aprendizaje controlado a automático dado que su lesión antes 104 105 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL del aprendizaje de pre-exposición prolongado determina que se obtenga un efecto de IL similar al de los grupos de L-exp (Díaz et al., 2014); mientras que el Edl es una estructura fundamental para la recuperación del aprendizaje de pre-exposición habitual (Pérez- Díaz et al., 2017). Los resultados de nivel de activación de BDNF observados tras la demora de 8 horas correlacionan en mayor medida con esta propuesta, dado que se produce un incremento del nivel de activación de esta proteína en el Edl. Quizás los resultados de mayor nivel de activación de BDNF en la CPfm tras una hora y el incremento de la activación de la misma en Edl tras 8 horas de demora podría deberse al funcionamiento de esta proteína en el sistema frontoestriatal. Concretamente, se ha planteado que la BDNF se transporta de forma anterógrada desde las neuronas corticales al cuerpo estriado, y que la BDNF en el estriado dorsal está presente principalmente en los aferentes corticostriatales debido a que estas moléculas son secretadas por los axones presinápticos, dado que no se ha detectado ARNm de Bdnf en neuronas espinosas del medio postsináptico en el estriado (Altar et al., 1997; Conner, Lauterborn, Yan, Gall, & Varon, 1997). Por ello, el nivel de BDNF observado en la CPfm tras una hora de demora podría estar relacionado, más que con la propia actividad de esta estructura, con su función de regulación de la plasticidad neuronal y los procesos de aprendizaje y memoria de las estructuras estriatales. Si asumimos que la concentración y secreción del BDNF depende de la actividad cortical para facilitar la potenciación a largo plazo en el estriado dorsal (Jia et al., 2010; Park, Popescu, & Poo, 2014), y que estas sinapsis corticostriatales determinan funciones cognitivas (Pennartz et al., 1994), la evolución temporal de activación de BDNF fronto-estriatal obtenida se ajustaría a la propuesta de la implicación del Edl en los procesos de codificación/recuperación del aprendizaje automático de pre-exposición. La función de la BDNF corticoestriatal ha sido ampliamente analizada en la literatura relacionada con las adicciones. En general, se plantea que el cambio de un uso recreativo de las drogas a un abuso compulsivo de la misma refleja un cambio neuroanatómico de un control cognitivo de la conducta mediado por el Edm a un control habitual de la conducta mediado por el Edl (Goodman & Packard, 2016). En estos estudios se plantea que la BDNF tiene una función moduladora de la transmisión sináptica de los circuitos corticoestriatales y que la conducta adictiva está relacionada con una alteración de dichos circuitos. Concretamente, este tipo de conducta se ha relacionado con niveles decrementados de BDNF en la CPfm en el caso del consumo excesivo de alcohol (Logrip et al., 2015) y con niveles disminudos de BDNF en el estriado dorsal de animales sometidos a altas dosis de nicotina que presentaban un mayor nivel de errores de perseverancia en una tarea de aprendizaje inverso (Ortega, Tracy, Gould, & Parikh, 2013; Parikh, Cole, Patel, Poole, & Gould, 2016). Estos resultados de BDNF apoyan los obtenidos en otros estudios sobre adicciones en los que se ha mostrado que para diferentes sustancias de abuso, el Edm media las respuestas dirigidas a meta del reforzamiento de la droga y el Edl media la repuesta habitual del reforzamiento de la droga (Corbit, Nie, & Janak, 2012; Murray, Everitt, & Belin, 2012; Schmitzer-Torbert et al., 2015). Aunque en general los datos de BDNF obtenidos en nuestros estudios se ajustan en mayor medida a los obtenidos en investigaciones sobre los procesos de control de la conducta instrumental que a nuestros estudios sobre el efecto de lesión/inactivación de estructuras en la IL, nos gustaría indicar que la identificación de áreas coactivadas en nuestra tarea (actividad de BDNF) identifica fragmentos de circuitos que sirven en cada caso a la asociación relevante. Por ello, partiendo de la conceptualización de funcionamiento en paralelo de los circuitos implicados en el aprendizaje controlado y el automático (Yin & Knowlton, 2006), podríamos plantear que, independientemente del 106 107 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL output conductual resultante, se podría esperar un nivel de actividad incrementado en la CPfm y en el estriado dorsal dada la función central de estas estructuras en el aprendizaje controlado y automatico de pre-exposición respectivamente. Esto nos permitiría explicar los resultados de BDNF en el grupo L-exp. Los resultados de activación de BDNF en el grupo E-exp requieren una explicación adicional, dado que la actidad BDNF en el Edm fue muy baja con relación a la de la CPfm. En función de los resultados de nuestros estudios de lesión podríamos plantear que el Edm y el Edl tienen funciones diferentes. El Edl está más implicado en los procesos de recuperación de los aprendizajes automáticos, dado que su lesión antes de la fase de pre-exposición y su inactivación después del condicionamiento elimina la IL en los grupos de E-exp. Por su parte, el Edm estaría más relacionado con los procesos de transición controlado-automático, dado que su inactivación tras el condicionamiento no afecta a la IL en los grupos de E-exp, pero su lesión antes del aprendizaje de preexposición disminuye el efecto de IL; es decir, permite la expresión del circuito subyacente al aprendizaje controlado. Por ello, una vez que se ha producido la automatización del aprendizaje de preexposición, y dado que la medición de BDNF se realiza tras la fase de prueba, deberíamos haber observado una menor activación del Edm y un incremento de la activación del Edl. No obstante, para poder establecer algún tipo de conclusión con relación a la actividad BDNF, así como su significado para el aprendizaje de pre-exposición, sería necesario la realización de nuevos estudios en los que se establezcan medidas de la activación de esta proteina en las diferentes fases del procedimiento. Del mismo modo, sería también neceasario el estudio de otras estructuras relacionadas tanto con el condicionamiento aversivo gustativo como con los circuitos que se han relacionado con la IL. Discusión general La sinergia metodológica utilizada en el presente trabajo nos permite una perspectiva más amplia para la comprensión de las funciones cognitivas. Aquí nos hemos centrado en el estudio de las interacciones cortico-estriatales con los procesos atencionales controlados y automáticos. Concretamente, el procesamiento de estímulos en un procedimiento de IL usando el paradigma de ACS con cantidades diferentes de pre-exposición del futuro EC. Los datos obtenidos a través de lesiones del Edl y la CPfm, junto a los datos obtenidos de su análisis bioquímico que incluyó el estudio de la expresión de BDNF en estas estructuras y en el Edm, orientan la interpretación de los resultados hacia la propuesta de un funcionamiento en paralelo de los circuitos implicados en el aprendizaje controlado y el automático (Yin & Knowlton, 2006). En su conjunto, y conforme a los datos de inactivación, lesión y expresión de BDNF, podemos afirmar que tanto la CPfm como el estriado dorsal son estructuras relevantes para el aprendizaje de IL en el paradigma de ACS. Y además, los datos de BDNF correlacionaron parcialmente con los de lesión. Circuitos cortico-estriatales y procesamiento del futuro EC Uno de los problemas en relación a las bases neurales de la IL eran los resultados contradictorios que encontramos con la corteza prefrontal. La bibliografía actual refleja tanto trabajos que muestran su implicación directa en el fenómeno como la ausencia de relación. En gran medida, los datos obtenidos de lesiones en el CPfm pueden ayudar a dilucidar los problemas en cuanto a la implicación de esta estructura en la IL. Como se observó en la fase experimental, el aumento en la IL o la ausencia de efectos dependió del número de 108 109 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL exposiciones al futuro EC. Así, los resultados de una exposición corta son congruentes con aquellos estudios que vinculan directamente al CPfm con la IL (George et al., 2010; Han et al. 2012; Nelson et al., 2010; Shao et al., 2009); mientras que aquellos otros que observaron una ausencia de IL son más congruentes con los resultados obtenidos en el presente trabajo en relación a una exposición prolongada al futuro EC (Lacroix et al., 2000a, b; Schiller y Weiner, 2004; Schiller et al., 2006). En este sentido, la elección de unos parámetros adecuados puede mediar el efecto de IL. El hecho de analizar la IL desde un punto de vista atencional, concretamente mediante el uso de procesos controlados vs automáticos, facilitaría su estudio, dado que tras la lesión o bloqueo lo que alteramos es un tipo de proceso, y no al fenómeno de la IL de forma general. De igual modo ocurre con el estriado dorsal. Tanto la lesión del Edl como del Edm provocan la eliminación, en el caso del primero tras una exposición extensa, o atenuación, en el caso del Edm tras la misma exposición al futuro EC. El presente trabajo muestra que el fenómeno de la IL es un proceso complejo en el que participan un gran número de estructuras modulando la respuesta. Una de las propuestas más interesantes a la hora de interpretar nuestros resultados es la posibilidad de incluir efectos inhibitorios entre sistemas de funcionamiento en paralelo (Pérez- Díaz et al., 2017). Aunque sabemos que no existen vías de proyección directa entre el CPfm y el Edl, ambas estructuras pueden trabajar conjuntamente a través, por ejemplo, del Edm. En el caso de sistemas paralelos, necesitaríamos procesos inhibitorios que facilitaran la expresión de cada sistema. Inicialmente el proceso controlado necesitaría reclutar la actividad de las neuronas del CPfm. Sin embargo, esta actividad no sería un proceso aislado, sino que trabajaría en paralelo al desarrollado por el estriado dorsal, y más concretamente con el Edl. Con el paso de los ensayos, el Edl podría ejercer efectos inhibitorios sobre el CPfm, dando paso a la expresión de procesos automáticos. No obstante, ambos procesos competirían por la expresión, ganando los efectos inhibitorios del Edl con el paso de los ensayos. Esta posible explicación incluye los resultados observados en este y en previos trabajos de nuestro grupo. Así, las lesiones o bloqueo selectivo del Edl eliminarían los procesos inhibitorios sobre el CPfm, eliminando de esta forma la expresión de IL en los grupos de exposición prolongada, no así en los grupos de exposición limitada. De igual modo, la lesión del CPfm liberaría la actividad del Edl, facilitando la automatización del proceso con escasos ensayos. Uno de los resultados más contundentes obtenidos en el presente trabajo es la ausencia de relación de las estructuras estudiadas con los procesos asociativos EC-EI. Los animales lesionados sin pre-exposición presentaron un condicionamiento normal y, a priori, se podría concluir que estas estructuras no parecen estar implicadas en el aprendizaje de ACS (Díaz et al., 2014; Pérez-Díaz et al., 2017). No obstante, al analizar el nivel de expresión de BDNF en los sujetos N-exp, se observó que la expresión de este fue menor en la CPfm que en el estriado dorsal una hora después de la fase de prueba. Este resultado se invirtió cuando transcurrieron 8 horas desde la prueba, donde el nivel de la proteína en la CPfm incrementó significativamente, superando los niveles existentes en el estriado dorsal. Es el incremento de BDNF a las 8 horas después de la primera sesión de extinción -fase de prueba-, y no del condicionamiento, la que nos permite dar una interpretación donde poder relacionar la CPfm con la extinción después del condicionamiento, más que con la propia consolidación del aprendizaje de condicionamiento. 110 111 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Plasticidad sináptica en procesos de recuperación Al medir BDNF en la fase de prueba somos conscientes de que estamos midiendo procesos que podrían generar interferencia. Es decir, desde procesos de recuperación del EC hasta procesos de extinción de la relación EC-EI, añadiendo además que estamos bajo un procedimiento de IL. Por tanto, las conclusiones que aquí se discuten deben tomarse con reserva, dada la complejidad de los diferentes niveles de estudio que estamos barajando. Como se observó en el experimento 3, tras la lesión de la CPfm, los animales con E-exp mostraron una IL normal. En cambio, los animales con L-exp mostraron un IL aumentada. Para este mismo grupo experimental obtuvimos un nivel incrementado de proteína en la CPfm, estructura que podría estar relacionada con la activación de los mecanismos atencionales necesarios para el procesamiento controlado del aprendizaje de pre-exposición. No obstante, en el grupo E-exp, el nivel de activación de BDNF de la CPfm fue mayor que en el grupo N-exp tras una hora. Además, la actividad de esta estructura difirió significativamente con relación a la del Edm. Estos resultados no se ajustan a los que obtuvimos en los experimentos de lesión, ya que el Edm era la posible estructura que permitiría la transición de aprendizaje controlado a automático, puesto que su lesión antes del aprendizaje de E-exp determina que se obtenga un efecto de IL similar al de los grupos de L-exp (Díaz et al., 2014). Por su parte, el Edl sería una estructura fundamental para la recuperación del aprendizaje de pre-exposición automatizado (Pérez-Díaz et al., 2017). Este, al ser lesionado, no afectó a la IL cuando la pre-exposición fue limitada, en cambio interrumpió el efecto de IL cuando los animales fueron pre-expuestos de forma extendida al futuro EC. Tomando los resultados de expresión de BDNF de los grupos experimentales de N-exp y E-exp en Edl y la CPfm en conjunto, y asumiendo que el BDNF estriatal se encuentra en los aferentes cortico-estriatales transportado de forma anterógrada desde las neuronas corticales (Altar et al., 1997; Conner, Lauterborn, Yan, Gall, & Varon, 1997), observamos que en el Edl hay un incremento en la expresión de esta proteína a las 8 horas después de la fase prueba. En contraposición, ese incremento fue constatado en el CPfm con una demora de solo 1 hora. Estos incrementos en la expresión de la BDNF diferencial, en función del tiempo y la estructura, puede deberse al funcionamiento de esta proteína en el sistema fronto-estriatal. En este sentido, el aumento de expresión observado en la CPfm tras una hora demora podría estar relacionado con su función de regulación de la plasticidad neuronal y los procesos de aprendizaje y memoria de las estructuras estriatales. El aumento de la expresión de BDNF tras 8 horas en el Edl se ajustaría a la propuesta de su implicación en los procesos de codificación/recuperación del aprendizaje automático de pre-exposición. Si asuminos la idea de la interacción entre varios circuitos trabajando en paralelo (Yin & Knowlton, 2006), no es de extrañar observar un aumento en el nivel de actividad en CPfm, pues esta estructura estaría implicada directamente en el proceso de aprendizaje controlado. Y es lo que observamos en la expresión BDNF en el grupo L-exp. Es en este grupo donde la CPfm alcanza su mayor valor de expresión. De igual modo observamos un aumento en los niveles de actividad en el estriado dorsal en el grupo de E-exp, especialmente el Edl, dada su implicación en los procesos automaticos. Los resultados de expresión BDNF mostraron que el Edl adquirió su máximo valor en el grupo de E-exp tras 8 horas; y esta fue superior a los grupos de N-exp y L-exp, incluso en relación al grupo E-exp del Edm. 112 113 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Los resultados del grupo E-exp requieren una explicación adicional, dado que la actividad BDNF en el Edm no solo fue inferior con respecto al del Edl, tambien fue muy baja con relación a la de la CPfm. Atendiendo a nuestros resultados, y a los obtenidos por Díaz et al. (2014), podríamos atribuir funciones diferentes a ambas partes del estriado dorsal. En este sentido, su parte lateral podría tener relación con los procesos de recuperación de los aprendizajes automáticos, dado que cualquier manipulación intracraneal (lesión o inactivación) en los grupos de E-exp da como resultado la eliminación de la IL. En cambio, al Edm se le relaciona con los procesos de transición controlado-automático. Y es por ello que una vez producido la automatización del aprendizaje de pre-exposición se observa un menor incremento de la expresión de BDNF en esta parte del estriado y un aumento en su parte lateral. El hecho de que al Edm se le atribuya esta implicación entre distintos procesos atencionales se debe a los resultados obtenidos por Díaz et al. (2014), donde tras su bloqueo no se apreció una reducción de IL en los grupos de E-exp. Sin embargo, la lesión previa a la pre-exposición, sin llegar a eliminar la IL, facilitó la expresión del circuito subyacente al aprendizaje controlado. Si bien la sinergia metodológica presente plantea una mayor perspectiva para el conocimiento de los procesos atencionales controlados-auntomáticos, aun no podemos establecer conclusiones respecto a la actividad BDNF y su significado para el aprendizaje de pre-exposición, por lo que son necesarios más estudios para abordar este fenómeno en mayor profundidad. Conclusions The results achieved in the present work allow us to raise the following conclusions: 1. The amount of pre-exposure learning training determines the activation of two different neural mechanisms involved in the future CS processing when we use a LI procedure with CTA. 2. Extended training facilitated the automatic control of preexposure learning and requires the participation of the dls, since dls injury disrupted LI effect. In addition, we found a BDNF expression increase in dls after extended exposure training. 3. Limited training facilitated controlled learning through a more complex neural mechanism involving the mpfc. A LI incresased was observed after mpfc lesion. The LI effect in E-exp groups was similar to L-ext groups after mpfc lesion. Moreover, highest levels of BDNF expression were observed in mpfc after limited exposition training to future CS. It might be that the mechanism involved in automatic processes suppressed the influence of a controlled process. Therefore, should mpfc is injured, LI is released in animals with limited training. 4. The dms activity would be involved in transition processes from controlled to automatic mechanisms. In fact, E-exp groups showed a smaller increase in BDNF expression in this structure than in dls. These results support those reported by Díaz et al. (2014), where the dms blocking did not show any effects on LI. However, we found conflicting results between lesion studies and BDNF expresion in dms. Lesion studies have showed that dms is necessary for the development of automatic response. Yet, the present study found a low level of BDNF expresion after extended exposition. Taken as a whole, our results provide the first result of a specific cortico-striatal activity involved in attetional processes. 126 127 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Grahn, J. A., Parkinson, J. A., & Owen, A. M. (2008). The cognitive functions of the caudate nucleus. Progress in Neurobiology, 86(3), 141–155. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2008.09.004 Gray, J. A., Joseph, M. H., Hemsley, D. R., Young, A. M. J., Clea Warburton, E., Boulenguez, P., … Feldon, J. (1995). The role of mesolimbic dopaminergic and retrohippocampal afferents to the nucleus accumbens in latent inhibition: implications for schizophrenia. Behavioural Brain Research, 71(1–2), 19-31. https://doi.org/10.1016/0166-4328(95)00154-9 Gray, J. A. (1971). The psychology of fear and stress. London: Weidenfeld and Nicolson. World University Library. Mcgraw- Hill Book Company Groenewegen, H. J., Berendse, H. W., Wolters, J. G., & Lohman, A. H. M. (1991). The anatomical relationship of the prefrontal cortex with the striatopallidal system, the thalamus and the amygdala: Evidence for a parallel organization. Progress in Brain Research, 85, 95–118. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)62677-1 Groenewegen, H. J., Wright, C. I., & Beijer, A. V. J. (1996). The Emotional Motor System. Progress in Brain Research, 107, 485–511. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)61883-X Groenewegen, H. J., Wright, C. I., Beijer, A. V. J., & Voorn, P. (1999). Convergence and segregation of ventral striatal inputs and outputs. Annals of the New York Academy of Sciences, 877, 49–63. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1999.tb09260.x Goodman, J., & Packard, M. G. (2016). Memory systems and the addicted brain. Frontiers in Psychiatry, 7,4 . https://doi. org/10.3389/fpsyt.2016.00024 Götz, R., Köster, R., Winkler, C., Raulf, F., Lottspeich, F., Schartl, M., & Thoenen, H. (1994). Neurotrophin-6 is a new member of the nerve growth factor family. Nature, 372(6503), 266–269. https://doi.org/10.1038/372266a0 Grace, A. A. (1991). Phasic versus tonic dopamine release and the modulation of dopamine system responsivity: A hypothesis for the etiology of schizophrenia. Neuroscience, 41(1), 1–24. https:// doi.org/10.1016/0306-4522(91)90196-U Gracey, D. J., Bell, R., & King, D. J. (2002). Differential effects of the CCKA receptor ligands PD-140,548 and A-71623 on latent inhibition in the rat. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 26(3), 497–504. https://doi.org/10.1016/ S0278-5846(01)00296-2 Graham, D. L., Edwards, S., Bachtell, R. K., DiLeone, R. J., Rios, M., & Self, D. W. (2007). Dynamic BDNF activity in nucleus accumbens with cocaine use increases self-administration and relapse. Nature Neuroscience, 10(8), 1029–1037. https://doi. org/10.1038/nn1929 Graham, D. L., Krishnan, V., Larson, E. B., Graham, A., Edwards, S., Bachtell, R. K., … Self, D. W. (2009). Tropomyosin-related kinase B in the mesolimbic dopamine system: region-specific effects on cocaine reward. Biological Psychiatry, 65(8), 696– 701. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2008.09.032 128 129 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Hernádi, I., Karádi, Z., Vígh, J., Petykó, Z., Egyed, R., Berta, B., & Lénárd, L. (2000). Alterations of conditioned taste aversion after microiontophoretically applied neurotoxins in the medial prefrontal cortex of the rat. Brain Research Bulletin, 53(6), 751– 758. https://doi.org/10.1016/S0361-9230(00)00361-0 Hikosaka, O., & Isoda, M. (2010). Switching from automatic to controlled behavior: cortico-basal ganglia mechanisms. Trends in Cognitive Sciences, 14(4), 154–161. https://doi.org/10.1016/j. tics.2010.01.006 Holland, P.C., & Forbes, D.T. (1980). Effects of compound or element preexposure on compound flavor aversion conditioning. Animal Learning & Behavior, 8, 199–203. https://doi.org/10.3758/ BF03199595 Holland, P. C. (2005). Amount of training effects in representationmediated food aversion learning: No evidence of a role for associability changes. Learning and Behavior, 33(4), 464–478. https://doi.org/10.3758/BF03193185 Holt, W., & Maren, S. (1999). Muscimol inactivation of the dorsal hippocampus impairs contextual retrieval of fear memory. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 19(20), 9054–9062. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.19-20-09054.1999 Homayoun, H., & Moghaddam, B. (2009). Differential representation of Pavlovian-instrumental transfer by prefrontal cortex subregions and striatum. European Journal of Neuroscience, 29(7), 1461– 1476. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2009.06679.x Haber, S. N., Fudge, J. L., & McFarland, N. R. (2000). Striatonigrostriatal pathways in primates form an ascending spiral from the shell to the dorsolateral striatum. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 20(6), 2369–2382. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.20-06-02369.2000 Hall, G., & Channell, S. (1985). Latent inhibition and conditioning after preexposure to the training context. Learning and Motivation, 16(4), 381–397. https://doi.org/10.1016/0023-9690(85)90022-0 Hall, J., Thomas, K. L., & Everitt, B. J. (2000). Rapid and selective induction of BDNF expression in the hippocampus during contextual learning. Nature Neuroscience, 3(6), 533–535. https:// doi.org/10.1038/75698 Hallböök, F. (1999). Evolution of the vertebrate neurotrophin and Trk receptor gene families. Current Opinion in Neurobiology, 9(5), 616–621. https://doi.org/10.1016/S0959-4388(99)00011-2 Han, X., Li, N., Xue, X., Shao, F., Wang, W. (2012). Early social isolation disrupts latent inhibition and increases dopamine D2 receptor expression in the medial prefrontal cortex and nucleus accumbens of adult rats. Brain Research, 1447, 38-43. https:// doi.org/10.1016/j.brainres.2012.01.058 Heimer, L., Alheid, G. F., De Olmos, J. S., Groenewegen, H. J., Haber, S. N., Harlan, R. E., & Zahm, D. S. (1997). The accumbens: Beyond the core-shell dichotomy. Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences, 9(3), 354–381. https://doi.org/10.1176/jnp.9.3.354 130 131 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Jahanshahi, M., Obeso, I., Rothwell, J. C., & Obeso, J. A. (2015). A fronto-striato-subthalamic-pallidal network for goal-directed and habitual inhibition. Nature Reviews. Neuroscience, 16(12), 719–732. https://doi.org/10.1038/nrn4038 Jeanblanc, J., Hoeltzel, A., & Louilot, A. (2002). Dissociation in the involvement of dopaminergic neurons innervating the core and shell subregions of the nucleus accumbens in latent inhibition and affective perception. Neuroscience, 111(2), 315–323. https:// doi.org/10.1016/S0306-4522(02)00019-2 Jeanblanc, J., Hoeltzel, A., & Louilot, A. (2003). Differential involvement of dopamine in the anterior and posterior parts of the dorsal striatum in latent inhibition. Neuroscience, 118(1), 233–241. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(02)00823-0 Jia, Y., Gall, C. M., & Lynch, G. (2010). Presynaptic BDNF promotes postsynaptic long-term potentiation in the dorsal striatum. Journal of Neuroscience, 30(43), 14440–14445. https://doi. org/10.1523/JNEUROSCI.3310-10.2010 Joel, D., Weiner, I., & Feldon, J. (1997). Electrolytic lesions of the medial prefrontal cortex in rats disrupt performance on an analog of the Wisconsin Card Sorting Test, but do not disrupt latent inhibition: Implications for animal models of schizophrenia. Behavioural Brain Research, 85(2), 187–201. https://doi. org/10.1016/S0166-4328(97)87583-3 Honey, R. C., & Good, M. (1993). Selective hippocampal lesions abolish the contextual specificity of latent inhibition and conditioning. Behavioral Neuroscience, 107(1), 23–33. https:// doi.org/10.1037/0735-7044.107.1.23 Hoover, W. B., & Vertes, R. P. (2007). Anatomical analysis of afferent projections to the medial prefrontal cortex in the rat. Brain Structure and Function, 212(2), 149–179. https://doi. org/10.1007/s00429-007-0150-4 Horger, B. A., Iyasere, C. A., Berhow, M. T., Messer, C. J., Nestler, E. J., & Taylor, J. R. (1999). Enhancement of Locomotor Activity and Conditioned Reward to Cocaine by Brain-Derived Neurotrophic Factor. Journal of Neuroscience, 19(10), 4110– 4122. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.19-10-04110.1999 Houk, J. C., & Wise, S. P. (1995). Feature article: Distributed modular architectures linking basal ganglia, cerebellum, and cerebral cortex: Their role in planning and controlling action. Cerebral Cortex, 5(2), 95–110. https://doi.org/10.1093/cercor/5.2.95 Ikeda, H., Saigusa, T., Kamei, J., Koshikawa, N., & Cools, A. R. (2013). Spiraling dopaminergic circuitry from the ventral striatum to dorsal striatum is an effective feed-forward loop. Neuroscience, 241(2013), 126–134. https://doi.org/10.1016/j. neuroscience.2013.03.023 Ito, M., & Doya, K. (2011). Multiple representations and algorithms for reinforcement learning in the cortico-basal ganglia circuit. Current Opinion in Neurobiology, 21(3), 368–373. https://doi. org/10.1016/j.conb.2011.04.001 132 133 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL LaBerge, D. (1975). Acquisition of automatic processing of perceptual and associative learning in: PMA Rabbitt, S. Dornic (Eds.). In Attention and performance V (Press, Aca, pp. 50–64). New York. Lacroix, L., Broersen, L. M., Weiner, I., & Feldon, J. (1998). The effects of excitotoxic lesion of the medial prefrontal cortex on latent inhibition, prepulse inhibition, food hoarding, elevated plus maze, active avoidance and locomotor activity in the rat. Neuroscience, 84(2), 431–442. https://doi.org/10.1016/S0306- 4522(97)00521-6 Lacroix, L., Spinelli, S., White, W., & Feldon, J. (2000). The effects of ibotenic acid lesions of the medial and lateral prefrontal cortex on latent inhibition, prepulse inhibition and amphetamineinduced hyperlocomotion. Neuroscience, 97(3), 459–468. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(00)00013-0 Lacroix, L., Broersen, L. M., Feldon, J., & Weiner, I. (2000a). Effects of local infusions of dopaminergic drugs into the medial prefrontal cortex of rats on latent inhibition, prepulse inhibition and amphetamine induced activity. Behavioural Brain Research, 107(1–2), 111–121. https://doi.org/10.1016/S0166- 4328(99)00118-7 Lacroix, L., Spinelli, S., White, W., Feldon, J. (2000b). The effects of ibotenic acid lesions of the medial and lateral prefrontal cortex on latent inhibition, prepulse inhibition and amphetamineinduced hyperlocomotion. Neuroscience, 97, 459-468. https:// doi.org/10.1016/S0306-4522(00)00013-0 Jongen-Rêlo, A. ., Kaufmann, S., & Feldon, J. (2002). A differential involvement of the shell and core subterritories of the nucleus accumbens of rats in attentional processes. Neuroscience, 111(1), 95–109. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(01)00521-8 Kaplan, D. R., & Miller, F. D. (2000). Neurotrophin signal transduction in the nervous system. Current Opinion in Neurobiology,10(3), 381–391. https://doi.org/10.1016/S0959-4388(00)00092-1 Kaye, H., & Pearce, J. M. (1987). Hippocampal lesions attenuate latent inhibition of a CS and of a neutral stimulus. Psychobiology, 15(4), 293–299. https://doi.org/10.3758/BF03327285 Kelley, A. E., & Swanson, C. J. (1997). Feeding induced by blockade of AMPA and kainate receptors within the ventral striatum: A microinfusion mapping study. Behavioural Brain Research, 89(1–2), 107–113. https://doi.org/10.1016/S0166- 4328(97)00054-5 Killcross, S., & Coutureau, E. (2003). Coordination of actions and habits in the medial prefrontal cortex of rats. Cerebral Cortex, 13(4), 400–408. https://doi.org/10.1093/cercor/13.4.400 Korsching, S. (1993). The Neurotrophic Factor Concept: A Reexamination. The Journal of Neuroscience, 13(7), 2739–2748. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.13-07-02739.1993 Kutlu, M. G., & Schmajuk, N. A. (2012). Deactivation and reactivation of the inhibitory power of a conditioned inhibitor: Testing the predictions of an attentional-associative model. Learning and Behavior, 40(1), 83–97. https://doi.org/10.3758/ s13420-011-0047-1 134 135 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Lessmann, V., Gottmann, K., & Malcangio, M. (2003). Neurotrophin secretion: Current facts and future prospects. Progress in Neurobiology, 69(5), 341–374. https://doi.org/10.1016/S0301- 0082(03)00019-4 Lewin, G. R., & Barde, Y.A. (1996). Physiology of Neurotrophins. Annual Review of Neuroscience,19(1), 289–317. https://doi. org/10.1146/annurev.ne.19.030196.001445 Li, X., & Wolf, M. E. (2015). Multiple faces of BDNF in cocaine addiction. Behavioural Brain Research, 279, 240–254. https:// doi.org/10.1016/j.bbr.2014.11.018 Logrip, M. L., Barak, S., Warnault, V., & Ron, D. (2015). Corticostriatal BDNF and alcohol addiction. Brain Research, 1628, 60–67. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2015.03.025 Lopez de Armentia, M., & Sah, P. (2003). Development and subunit composition of synaptic NMDA receptors in the amygdala: NR2B synapses in the adult central amygdala. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 23(17), 6876–6883. https://doi.org/12890782 Lopez, J. C., Karlsson, R.-M., & O’Donnell, P. (2015). Dopamine D2 Modulation of Sign and Goal Tracking in Rats. Neuropsychopharmacology : Official Publication of the American College of Neuropsychopharmacology, 40(9), 2096– 2102. https://doi.org/10.1038/npp.2015.68 Lanciego, J. L., Luquin, N., & Obeso, J. A. (2012). Functional neuroanatomy of the basal ganglia. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2(12), a009621. https://doi. org/10.1101/cshperspect.a009621 Lara, A. H., & Wallis, J. D. (2014). Executive control processes underlying multi-item working memory. Nature Neuroscience, 17(6), 876–883. https://doi.org/10.1038/nn.3702 Lauterborn, J. C., Lynch, G., Vanderklish, P., Arai, A., & Gall, C. M. (2000). Positive modulation of AMPA receptors increases neurotrophin expression by hippocampal and cortical neurons. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 20(1), 8–21. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.20-01-00008.200 Lebedev, M. A., Messinger, A., Kralik, J. D., & Wise, S. P. (2004). Representation of attended versus remembered locations in prefrontal cortex. PLoS Biology, 2(11), e365. https://doi. org/10.1371/journal.pbio.0020365 LeDoux, J. E. (1992). Brain mechanisms of emotion and emotional learning. Current Opinion in Neurobiology, 2(2), 191–197. https://doi.org/10.1016/0959-4388(92)90011-9 Lee, J. L. C., Everitt, B. J., & Thomas, K. L. (2004). Independent Cellular Processes for Hippocampal Memory Consolidation and Reconsolidation. Science, 304(5672), 839–843. https://doi. org/10.1126/science.1095760 136 137 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Lubow, R. E. (1973). Latent inhibition. Psychological Bulletin, 79(6), 398–407. https://doi.org/10.1037/h0034425 Lubow, R. E., & Weiner, I. (2010). Latent inhibition : cognition, neuroscience, and applications to schizophrenia. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO978051173018 Ma, L., Wang, D. D., Zhang, T. Y., Yu, H., Wang, Y., Huang, S. H., … Chen, Z. Y. (2011). Region-specific involvement of BDNF secretion and synthesis in conditioned taste aversion memory formation. Journal of Neuroscience, 31(6), 2079–2090. https:// doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5348-10.2011 Mackintosh, N. J. (1975). A theory of attention: Variations in the associability of stimuli with reinforcement. Psychological Review, 82(4), 276–298. https://doi.org/10.1037/h0076778 Maldonado-Irizarry, C. S., Swanson, C. J., & Kelley, A. E. (1995). Glutamate receptors in the nucleus accumbens shell control feeding behavior via the lateral hypothalamus. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 15(10), 6779–6788. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.15-10-06779.1995 Maren, S., & Holt, W. (2000). The hippocampus and contextual memory retrieval in Pavlovian conditioning. Behavioural Brain Research, 110(1–2), 97–108. https://doi.org/10.1016/S0166- 4328(99)00188-6 Louilot, A., & Besson, C. (2000). Specificity of amygdalostriatal interactions in the involvement of mesencephalic dopaminergic neurons in affective perception. Neuroscience, 96(1), 73–82. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(99)00530-8 Lu, L., Dempsey, J., Liu, S. Y., Bossert, J. M., & Shaham, Y. (2004). A Single Infusion of Brain-Derived Neurotrophic Factor into the Ventral Tegmental Area Induces Long-Lasting Potentiation of Cocaine Seeking after Withdrawal. Journal of Neuroscience, 24(7), 1604–1611. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.5124-03.2004 Lubow, R. E. (1989). Latent inhibition and conditioned attention theory. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/ CBO9780511529849 Lubow, R. E., & Gewirtz, J. C. (1995). Latent Inhibition in Humans: Data, Theory, and Implications for Schizophrenia. Psychological Bulletin, 117(1), 87–103. https://doi.org/10.1037/0033- 2909.117.1.87 Lubow, R. E., & Moore, A. U. (1959). Latent inhibition: The effect of nonreinforced pre-exposure to the conditional stimulus. Journal of Comparative and Physiological Psychology, 52(4), 415–419. https://doi.org/10.1037/h0046700 Lubow, R. E., Weiner, I., & Schnur, P. (1981). Conditioned attention theory. Psychology of Learning and Motivation - Advances in Research and Theory, 15, 1–49. https://doi.org/10.1016/S0079- 7421(08)60171-1 138 139 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Miller, R. R., & Schachtman, T. (1985). Conditioning context as an associative baseline: Implications for response generation and the nature of conditioned inhibition. Information Processing in Animals: Conditioned Inhibition, 51–88. Miller, R. R., & Witnauer, J. E. (2016). Retrospective revaluation: The phenomenon and its theoretical implications. Behavioural Processes, 123, 15–25. https://doi.org/10.1016/j. beproc.2015.09.001 Miyachi, S., Hikosaka, O., Miyashita, K., Kárádi, Z., & Rand, M. K. (1997). Differential roles of monkey striatum in learning of sequential hand movement. Experimental Brain Research, 115(1), 1–5. https://doi.org/10.1007/PL00005669 Moguel-González, M., Gómez-Palacio-Schjetnan, A., & Escobar, M. L. (2008). BDNF reverses the CTA memory deficits produced by inhibition of protein synthesis. Neurobiology of Learning and Memory, 90(3), 584–587. https://doi.org/10.1016/j. nlm.2008.06.003 Molero-Chamizo, A. (2013). Excitotoxic lesion of the hippocampus of Wistar rats disrupts the circadian control of the latent inhibition of taste aversion learning. Brain Research, 1533, 105-113. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2013.08.030 Molero-Chamizo, A. (2015). Excitotoxic lesion of the posterior part of the dorsal striatum does not affect the typically dopaminergic phenomenon of latent inhibition in conditioned taste aversion. Neuroscience Research, 91, 8–12. https://doi.org/10.1016/j. neures.2014.09.006 McAllister, A. K., Katz, L. C., & Lo, D. C. (1999). Neurotrophins and synaptic plasticity. Annual Review of Neuroscience, 22(1), 295–318. https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.22.1.295 McClelland, J. L., & Rumelhart, D. E. (1985). Distributed Memory and the Representation of General and Specific Information. Journal of Experimental Psychology: General, 114(2), 159–188. https://doi.org/10.1037/0096-3445.114.2.159 Mcdonald, A. J. (1998). Cortical pathways to the mammalian amygdala. Progress in Neurobiology, 55(3), 257–332. https:// doi.org/10.1016/S0301-0082(98)00003-3 Mickley, G. A., Hoxha, Z., Bacik, S., Kenmuir, C. L., Wellman, J. A., Biada, J. M., & DiSorbo, A. (2007). Spontaneous recovery of a conditioned taste aversion differentially alters extinctioninduced changes in c-Fos protein expression in rat amygdala and neocortex. Brain Research, 1152(1), 139–157. https://doi. org/10.1016/j.brainres.2007.03.050 Mickley, G. A., Kenmuir, C. L., Yocom, A. M., Wellman, J. A., & Biada, J. M. (2005). A role for prefrontal cortex in the extinction of a conditioned taste aversion. Brain Research, 1051(1–2), 176–182. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2005.05.033 Miller, R. R., & Matzel, L. D. (1988). The Comparator Hypothesis: A Response Rule for The Expression of Associations. Psychology of Learning and Motivation - Advances in Research and Theory, 22, 51–92. https://doi.org/10.1016/S0079-7421(08)60038-9 140 141 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Nilsson, A. S., Fainzilber, M., Falck, P., & Ibáñez, C. F. (1998). Neurotrophin-7: A novel member of the neurotrophin family from the zebrafish. FEBS Letters, 424(3), 285–290. https://doi. org/10.1016/S0014-5793(98)00192-6 Nuñéz-Jaramillo, L. N., Ramírez-Lugo, L., Herrera-Morales, W., & Miranda, M. I. (2010). Taste memory formation: Latest advances and challenges. Behavioural Brain Research, 207(2), 232–248. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2009.10.040 O’Donnell, P. (2011). Adolescent onset of cortical disinhibition in schizophrenia: Insights from animal models. Schizophrenia Bulletin, 37(3), 484–492. https://doi.org/10.1093/schbul/sbr028 O’Donnell, P., & Grace, A. A. (1998). Dysfunctions in multiple interrelated systems as the neurobiological bases of schizophrenic symptom clusters. Schizophrenia Bulletin, 24(2), 267–283. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.schbul.a033325 Ortega, L. A., Tracy, B. A., Gould, T. J., & Parikh, V. (2013). Effects of chronic low- and high-dose nicotine on cognitive flexibility in C57BL/6J mice. Behavioural Brain Research, 238(1), 134–145. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2012.10.032 Parikh, V., Cole, R. D., Patel, P. J., Poole, R. L., & Gould, T. J. (2016). Cognitive control deficits during mecamylamineprecipitated withdrawal in mice: Possible links to frontostriatal BDNF imbalance. Neurobiology of Learning and Memory, 128, 110–116. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2016.01.003 Moore, H., West, A. R., & Grace, A. A. (1999). The regulation of forebrain dopamine transmission: Relevance to the pathophysiology and psychopathology of schizophrenia. Biological Psychiatry, 46(1), 40–55. https://doi.org/10.1016/ S0006-3223(99)00078-5 Moratalla, R. (2008). Neurobiología de la cocaína. Trastornos Adictivos, 10(3), 143–150. https://doi.org/10.1016/S1575- 0973(08)76361-X Mufson, E. J., Kroin, J. S., Sendera, T. J., & Sobreviela, T. (1999). Distribution and retrograde transport of trophic factors in the central nervous system: Functional implications for the treatment of neurodegenerative diseases. Progress in Neurobiology, 57(4), 451–484. https://doi.org/10.1016/S0301-0082(98)00059-8 Murphy, C. A., Pezze, M. A., Feldon, J., & Heidbreder, C. (2000). Differential involvement of dopamine in the shell and core of the nucleus accumbens in the expression of latent inhibition to an aversively conditioned stimulus. Neuroscience, 97(3), 469–477. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(00)00043-9 Murray, J. E., Everitt, B. J., & Belin, D. (2012). N-Acetylcysteine reduces early- and late-stage cocaine seeking without affecting cocaine taking in rats. Addiction Biology, 17(2), 437–440. https:// doi.org/10.1111/j.1369-1600.2011.00330.x Nelson, A. J., Thur, K. E., Marsden, C. A., & Cassaday, H. J. (2010). Catecholaminergic depletion within the prelimbic medial prefrontal cortex enhances latent inhibition. Neuroscience, 170(1), 99–106. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.06.066 142 143 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Pérez-Díaz, F., Díaz, E., Sánchez, N., Vargas, J. P., Pearce, J. M., & López, J. C. (2017). Different involvement of medial prefrontal cortex and dorso-lateral striatum in automatic and controlled processing of a future conditioned stimulus. PLoS ONE, 12(12), e0189630. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189630 Perrin-Terrin, A.S., Jeton, F., Pichon, A., Frugière, A., Richalet, J.P., Bodineau, L., & Voituron, N. (2016). The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo. Journal of Visualized Experiments, (110), e53613. https://doi.org/10.3791/53613 Poldrack, R. A., & Packard, M. G. (2003). Competition among multiple memory systems: Converging evidence from animal and human brain studies. Neuropsychologia, 41(3), 245–251. https://doi.org/10.1016/S0028-3932(02)00157-4 Pouzet, B., Veenman, C. L., Yee, B. K., Feldon, J., & Weiner, I. (1999). The effects of radiofrequency lesion or transection of the fimbriafornix on latent inhibition in the rat. Neuroscience, 91(4), 1355–1368. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(98)00691-5 Pouzet, B., Zhang, W.N., Weiner, I., Feldon, J., Yee, B.K. (2004). Latent inhibition is spared by n-methyl-d-aspartate (NMDA)- induced ventral hippocampal lesions, but is attenuated following local activation of the ventral hippocampus by intracerebral nmda infusion. Neuroscience, 124, 183-194. https://doi.org/10.1016/j. neuroscience.2003.11.007 Park, H., Popescu, A., & Poo, M. ming. (2014). Essential role of presynaptic NMDA receptors in activity-dependent BDNF secretion and corticostriatal LTP. Neuron, 84(5), 1009–1022. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.10.045 Pavlov, I. P. (1927). Conditioned Reflexes: An Investigation of the Physiological Activity of the Cerebral Cortex. Oxford University Press, London, 142. Paxinos, G., & Watson, C. (1995). The rat brain in stereotaxic coordinates (5th.ed.). Orlando: Academic Press. Pearce, J. M., & Hall, G. (1980). A model for Pavlovian learning: Variations in the effectiveness of conditioned but not of unconditioned stimuli. Psychological Review, 87(6), 532–552. https://doi.org/10.1037/0033-295X.87.6.532 Peña-Castro, J. M., Gregorio-Ramírez, O., & Barrera-Figueroa, B. E. (2013). Los métodos experimentales que permiten el estudio de las macromoléculas de la vida: Historia, fundamentos y perspectivas. Educacion Quimica, 24(2), 237–246. https://doi. org/10.1016/S0187-893X(13)72468-6 Pennartz, C. M., Groenewegen, H. J., & Lopes da Silva, F. H. (1994). The nucleus accumbens as a complex of functionally distinct neuronal ensembles: An integration of behavioural, electrophysiological and anatomical data. Progress in Neurobiology, 42(6), 719–761. https://doi.org/10.1016/0301- 0082(94)90025-6 144 145 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL Redgrave, P., Vautrelle, N., & Reynolds, J. N. J. (2011). Functional properties of the basal ganglia’s re-entrant loop architecture: Selection and reinforcement. Neuroscience, 198, 138–151. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2011.07.060 Redgrave, P., Coizet, V., Comoli, E., McHaffie, J. G., Leriche, M., Vautrelle, N., … Overton, P. (2010). Interactions between the midbrain superior colliculus and the basal ganglia. Frontiers in Neuroanatomy, 4, 132. https://doi.org/10.3389/fnana.2010.00132 Reilly, S., Harley, C., & Revusky, S. (1993). Ibotenate lesions of the hippocampus enhance latent inhibition in conditioned taste aversion and increase resistance to extinction in conditioned taste preference. Behavioral Neuroscience, 107(6), 996–1004. https://doi.org/10.1037/0735-7044.107.6.996 Rescorla, R. A., & Wagner, A. (1972). A theory of Pavlovian conditioning: Variations in the effectiveness of reinforcement and nonreinforcement. Classical Conditioning II: Current Research and Theory, 2, 64–99. Robbins, T. W., & Everitt, B. J. (1982). Functional studies of the Central Catecholamines. International Review of Neurobiology, 23, 303–365. https://doi.org/10.1016/S0074-7742(08)60628-5 Robbins, T. W., & Everitt, B. J. (1992). Functions of dopamine in the dorsal and ventral striatum. Seminars in Neuroscience, 4(2), 119–127. https://doi.org/10.1016/1044-5765(92)90010-Y Purves, D., Bonardi, C., & Hall, G. (1995). Enhancement of latent inhibition in rats with electrolytic lesions of the hippocampus. Behavioral Neuroscience, 109(2), 366–370. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7619326 Quintero, E. (2012). Implicación del sistema mesolímbico en los procesos de especificidad contextual de la inhibición latente. Universidad de Sevilla, Sevilla, España. Quintero, E., Díaz, E., Vargas, J. P., de la Casa, G., & López, J. C. (2011a). Ventral subiculum involvement in latent inhibition context specificity. Physiology and Behavior, 102(3–4), 414– 420. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2010.12.002 Quintero, E., Díaz, E., Vargas, J. P., Schmajuk, N., López, J. C., & De la Casa, L. G. (2011b). Effects of context novelty vs. familiarity on latent inhibition with a conditioned taste aversion procedure. Behavioural Processes, 86(2), 242–249. https://doi. org/10.1016/j.beproc.2010.12.011 Ragozzino, M. E. (2007). The contribution of the medial prefrontal cortex, orbitofrontal cortex, and dorsomedial striatum to behavioral flexibility. Annals of the New York Academy of Sciences, 1121(1), 355–375. https://doi.org/10.1196/annals.1401.013 Razoux, F., Garcia, R., Léna, I. (2007). Ketamine, at a dose that disrupts motor behavior and latent inhibition, enhances prefrontal cortex synaptic efficacy and glutamate release in the nucleus accumbens. Neuropsychopharmacology, 32, 719–727. https:// doi.org/10.1038/sj.npp.1301057 158 159 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 160 161 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 162 163 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 164 165 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 166 167 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 168 169 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 170 171 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL 172 173 PROCESOS ATENCIONALES CONTROLADOS Y AUTOMÁTICOS: ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE CORTEZA PREFRONTAL Y ESTRIADO DORSAL