Circuitos cerebrales y uso de alcohol en adolescentes

La adolescencia es un momento crítico en la experimentación del uso de alcohol debido al desarrollo cerebral continuo durante esta etapa. Este período se considera un punto esencial para la identificación de circuitos cerebrales que contribuyen a problemas posteriores en la vida, un fenómeno conocido como preadicción.  

Independientemente del consumo futuro de alcohol en la adultez, el consumo de alcohol en la adolescencia es en sí mismo un comportamiento adverso para la salud, y representa una de las principales causas de discapacidad y mortalidad. Al identificar los mecanismos cerebrales asociados con un riesgo temprano, el objetivo de los autores fue facilitar el desarrollo de nuevos enfoques de prevención e intervención para ayudar a mitigar el consumo problemático de alcohol.

Las teorías contemporáneas sobre el riesgo del consumo de alcohol enfatizan las funciones duales de los sistemas inhibidores descendentes que involucran estructuras corticales prefrontales y sistemas de recompensa subcorticales ascendentes. Sin embargo, la maduración típica del cerebro implica una compleja reorganización funcional de redes en lugar de una simple maduración lineal de regiones individuales.

Las diferencias sexuales en el desarrollo neurológico han sido ampliamente descriptas. Las mujeres muestran trayectorias de desarrollo aceleradas en relación con los hombres. También se reportan comúnmente diferencias de sexo en el consumo de alcohol durante la adolescencia. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo identificar las redes neuronales que confieren vulnerabilidad al consumo de alcohol en adolescentes con consideración específica de las diferencias de sexo.

En una gran muestra de adolescentes se utilizaron datos de neuroimagenes adquiridos durante la realización de diferentes tareas cognitivas: una tarea de procesamiento de recompensas y una tarea de control inhibitorio. Se planteó que las redes identificadas durante los procesos relacionados con la recompensa serían más relevantes para predecir conductas de consumo de alcohol en adolescentes jóvenes (~14 años) versus adolescentes mayores (~19 años), y que las redes identificadas durante los procesos relacionados con la inhibición serían más relevantes para predecir conductas de consumo de alcohol en adolescentes mayores frente a adolescentes más jóvenes.

El consorcio IMAGEN recopiló datos sobre alcohol y neuroimágenes en 8 sitios. Los datos iniciales se adquirieron a la edad de 14 años, y los datos de seguimiento a los 19 años. El análisis se enfocó en la predicción del riesgo de consumo de alcohol a los 19 años. Los datos del inicio se utilizaron para identificar redes asociadas con el riesgo futuro de consumo de alcohol, y los datos del seguimiento se utilizaron para identificar redes asociadas con el riesgo actual de consumo de alcohol.

Los datos de neuroimagen se procesaron utilizando un método validado para generar matrices de conectividad funcional de participantes individuales (en adelante denominadas conectomas). Los conectomas proporcionan un resumen multivariado del patrón único de organización funcional del cerebro de un individuo. Si bien los conectomas son relativamente distintos entre individuos (es decir, capaces de identificar de forma única a los individuos, proceso conocido como huellas dactilares neurales), también varían en función del desempeño de tareas cognitivas o el estado cerebral individual. Los análisis se centraron en conectomas derivados de datos de neuroimagen adquiridos durante tareas de recompensa e inhibidoras.

Para el estudio se utilizó una muestra independiente de estudiantes universitarios de 17-23 años. El consumo de alcohol se evaluó mediante el test AUDIT, una medida de autoinforme validada sobre el riesgo de consumo de alcohol con puntuaciones totales que varían de 0 a 40.  Se recolectaron datos mediante resonancia magnética funcional (fRMI) durante una tarea de recompensa y durante una tarea de control inhibitorio.

El modelo predictivo basado en conectomas (MPC) comprende los siguientes pasos: (1) selección de características, en la que se utiliza la regresión para identificar características del conectoma asociadas con una variable conductual de interés (aquí, la gravedad del consumo de alcohol) en un conjunto de datos de entrenamiento; (2) reducción de características, en la que las conexiones identificadas se suman para crear un valor resumido para cada individuo en el conjunto de datos de entrenamiento; (3) construcción de modelos, donde las puntuaciones resumidas (variables independientes) se asocian linealmente con la variable de comportamiento (variable dependiente); (4) aplicación de modelos, en la que los modelos lineales resultantes se aplican a conectomas novedosos en un conjunto de datos de prueba para generar predicciones; y (5) evaluación del modelo, en la que se evalúa su capacidad predictiva, en base a la correspondencia entre lo predicho por el modelo y las puntuaciones reales de riesgo de consumo de alcohol.

Se realizaron modelos independientes del sexo (ambos sexos combinados) y específicos por sexo (femeninos y masculinos por separado).

> Modelos de comportamiento cerebral con validación cruzada

De los 1359 individuos del estudio, con una edad media de 14,4 años, 729 (54%) eran del sexo femenino. Los análisis de los datos de referencia (14 años de edad) hallaron divergencia por sexo en la precisión predictiva de los MPC que evalúan la gravedad del consumo futuro de alcohol. Específicamente, los modelos independientes del sexo y los modelos exclusivos para mujeres tuvieron éxito en predecir la gravedad del consumo futuro de alcohol a la edad de 19 años, pero los modelos exclusivamente masculinos no.

El mismo patrón de resultados surgió en los análisis post hoc que controlaron la gravedad del consumo de alcohol inicial y residual. Los modelos femeninos superaron significativamente a los modelos masculinos.

Los análisis de los datos de seguimiento (edad 19 años) hallaron divergencia por sexo en la precisión predictiva de los MPC que evalúan la gravedad del consumo actual de alcohol. Específicamente, ambos modelos independientes del sexo y modelos exclusivos para mujeres tuvieron éxito en predecir la gravedad actual en ambos tipos de tareas.

En cambio, para los hombres, los modelos tuvieron éxito en predecir la gravedad actual utilizando datos de conectividad adquiridos durante la realización de tareas inhibidoras, pero no con datos adquiridos durante el desempeño de la tarea de recompensa, lo que indica la especificidad de la tarea en los modelos de riesgo de consumo de alcohol en individuos masculinos.

El mismo patrón de resultados surgió en los análisis post hoc controlando la gravedad del consumo de alcohol inicial y residual. El modelo femenino generado a partir de los datos de recompensa superó significativamente al modelo masculino generado a partir de los mismos datos. No hubo diferencias significativas en el rendimiento del modelo predictivo entre los modelos femeninos y masculinos generados a partir de datos inhibitorios.

> Anatomía de las redes de riesgo de consumo de alcohol