Comportamiento de riesgo, impulsividad y toma de decisiones ante eventos catastróficos. Bases neurobiológicas y conectividad efectiva como factores predictivos y de prevención
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Mas Cuesta, LauraEditorial
Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en PsicologíaDate
2024Fecha lectura
2024-04-26Referencia bibliográfica
Mas Cuesta, Laura. Comportamiento de riesgo, impulsividad y toma de decisiones ante eventos catastróficos. Bases neurobiológicas y conectividad efectiva como factores predictivos y de prevención. Granada: Universidad de Granada, 2024. [https://hdl.handle.net/10481/92759]
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Tesis Univ. Granada.; Contrato predoctoral del programa de Formación de Profesorado Universitario 2018 (FPU18/03263), del Ministerio de Ciencia Innovación y Universidades; Proyecto de I+D+I 2016 (PSI2016-80558-R), del Ministerio de Economía, Industria y CompetitividadRésumé
La toma de decisiones es un proceso complejo sustentado por múltiples redes cerebrales
encargadas de valorar las alternativas de acción, controlar la conducta y evaluar los
resultados para aprender de la experiencia. Los modelos neurobiológicos de toma de
decisiones establecen que el sistema socioemocional o de recompensa cerebral
desempeña un papel fundamental en la asignación de valor a las diferentes opciones de
conducta. Durante este proceso, se valoran los posibles resultados en función de los
beneficios y los costes esperados, de la incertidumbre asociada a la decisión y del tiempo
transcurrido entre la acción y las consecuencias. Es por esto, y dado su carácter subjetivo,
que ciertos factores de personalidad, como la impulsividad y la sensibilidad a las
recompensas y castigos, también desempeñan un rol decisivo en la valoración de las
opciones de elección.
Una vez que se han evaluado los cursos de acción posibles, el sistema de control
cognitivo facilita la implementación de la conducta. Sin embargo, no todas las decisiones
llevan a acciones adaptativas, como ocurren en el comportamiento de riesgo que, en
cualquiera de sus dimensiones, implica elegir una alternativa que conlleva una alta
probabilidad de que ocurran consecuencias negativas para la persona. Debido a la
importancia de este tipo de conductas, diversos modelos de toma de decisiones han
postulado la existencia de un mecanismo dual de procesamiento en su intento de explicar
el comportamiento de riesgo. En esencia, se han postulado dos redes cerebrales, una de
control cognitivo y otra de procesamiento de las recompensas. Además, debido a la
complejidad de este proceso, factores como el contexto social, las emociones y los rasgos
de personalidad influyen de manera fundamental en las decisiones arriesgadas. Una vez que la acción se ha realizado, se evalúan sus consecuencias, para asignarle
un valor y aprender de la experiencia. Las áreas cerebrales encargadas de procesar las
recompensas y castigos intervienen durante la exposición al resultado y muestran
actividad anticipatoria, previa a la obtención del mismo. De hecho, la anticipación de las
situaciones futuras es un elemento clave para la conducta adaptativa, más aun ante
resultados inesperados cuyas consecuencias no se puedan predecir.
Teniendo en cuenta lo anterior y dada la influencia que ejercen los estados
emocionales y las características personales en las diferentes etapas de la toma de
decisiones, no es de extrañar que las intervenciones diseñadas para regular estos factores,
como los programas basados en mindfulness, sean efectivas para mejorar la conducta
adaptativa. Más concretamente, la práctica de la atención plena se ha demostrado eficaz
para reducir el comportamiento de riesgo y para mejorar las habilidades de regulación
emocional, el bienestar y la salud psicológica general.
A pesar de la evidencia sobre los factores, tanto contextuales como personales,
que determinan que la elección de la conducta sea más o menos funcional, falta
investigación para esclarecer cómo se configuran los sistemas neurocognitivos y de
personalidad implicados en las distintas etapas de la toma de decisiones, y cómo los
cambios que se producen en estos sistemas permiten anticipar y procesar resultados
inesperados y prevenir la conducta desadaptativa. El objetivo principal de la tesis es
arrojar luz en los aspectos citados, utilizando contextos de riesgo reales y cotidianos. Un
ejemplo diario de toma de decisiones donde pueden observarse comportamientos de
riesgo, con resultados impredecibles y catastróficos, son los entornos de tráfico. Por ello,
y debido a su gran validez ecológica y posibilidad de generalización, se utiliza la
conducción para abordar los objetivos de los estudios de la tesis. El estudio 1 explora las bases neuroanatómicas del comportamiento de
conducción arriesgado en situaciones de la vida real, y su relación con la impulsividad
cognitiva y la sensibilidad a las recompensas y castigos. Los resultados indican que existe
una tendencia a presentar un menor volumen de materia gris total cuanto mayor es el nivel
de riesgo. También se observa que las personas que conducen de manera arriesgada
muestran un menor volumen en regiones que forman parte de las redes de control
cognitivo y de recompensa cerebral, como la corteza frontal, parietal y temporal superior,
los giros parahipocampal y fusiforme, la ínsula, el cerebelo y el estriado ventral. Por otro
lado, observamos que, incluso ante la ausencia de diferencias en los rasgos de
personalidad, la impulsividad y la sensibilidad a las recompensas y castigos se relacionan
de manera distinta con las estructuras de las redes de control y recompensa, en función
del nivel de riesgo en conducción, encontrando, en las personas más arriesgadas,
correlaciones absolutas más bajas entre el volumen cerebral y los rasgos de personalidad.
En conjunto, los resultados apoyan el modelo dual del comportamiento de riesgo e indican
que existe una alteración en la configuración de los circuitos neurales implicados en la
valoración de las recompensas, implementación de la acción y regulación del
comportamiento en personas arriesgadas.
El estudio 2 investiga el procesamiento cerebral de los eventos catastróficos. Para
ello se han utilizado los periodos previos y posteriores a la ocurrencia de accidentes en
contextos de conducción simulada. En ambos periodos se ha analizado la actividad
cerebral, estimada mediante el registro de electroencefalografía de alta densidad (EEG),
y la conectividad efectiva de las siete redes principales del cerebro (VN: visual; SMN:
somatomotora; LN: límbica, DAN: atencional dorsal; VAN: atencional ventral; FPN:
frontoparietal y DMN: red por defecto). Los resultados indican que durante el periodo
previo a la ocurrencia de un accidente se activan las cortezas parietal inferior y cingulada anterior y la ínsula. Además, se produce un flujo de activación causal, o conectividad
efectiva, entre los nodos de las redes atencionales, VAN y DAN, y dentro de los nodos
de la red límbica. Por otro lado, cuando el accidente acaba de ocurrir, las cortezas
orbitofrontal, parietal inferior y cingulada anterior, y los giros frontal superior y medio se
activan, y se produce una mayor conectividad efectiva entre redes, desde la VAN hasta la
SMN, y entre nodos, desde nodos de las redes visual, VAN y DMN, hasta nodos de las
redes frontoparietal, atencionales y límbica. Estos patrones de actividad cerebral y
conectividad efectiva sugieren que la activación de procesos relacionados con la saliencia
y el procesamiento emocional permite la anticipación de la ocurrencia de eventos
catastróficos, como los accidentes. Además, una vez que el accidente ha ocurrido, se
inician los procesos de control necesarios para adaptar el comportamiento a las nuevas
demandas del ambiente.
El estudio 3 explora los efectos de una intervención basada en mindfulness a nivel
neuroanatómico y su relación con el mindfulness disposicional y la impulsividad.
Nuestros resultados indican que el entrenamiento en mindfulness mejora el mindfulness
disposicional, Además, el cambio en las habilidades de atención plena, después de la
intervención, se relaciona con cambios en los niveles de impulsividad. Asimismo,
observamos que el entrenamiento en mindfulness produce una reducción en el volumen
del núcleo caudado que, su vez, se relaciona con una menor urgencia positiva. Es decir,
el entrenamiento en mindfulness mejora la habilidad de observar las propias sensaciones
y percepciones y la capacidad para dejar pasar los pensamientos y las emociones, sin
aferrarse ni reaccionar ante su ocurrencia. Además, produce cambios a nivel de estructura
cerebral que se relacionan con una disminución en los niveles de impulsividad,
reduciendo la tendencia a actuar de manera precipitada ante situaciones que generan
emociones positivas. En conjunto, nuestros resultados muestran que los sistemas de control cognitivo,
procesamiento emocional y recompensa cerebral actúan de manera interconectada en las
diferentes etapas de la toma de decisiones, desde la formación de preferencias y selección
de la acción, hasta la anticipación y valoración de resultados y la regulación de la
conducta. Además, la impulsividad, la sensibilidad a las recompensas y castigos y la
atención plena disposicional también se sustentan en estos sistemas neurocognitivos e
influyen en el proceso de toma de decisiones y en la conducta adaptativa. Decision-making is a complex process supported by multiple brain networks responsible
for valuing action alternatives, controlling behavior, and evaluating outcomes to learn
from experience. Neurobiological models of decision-making posit that the
socioemotional or reward brain system plays a crucial role in assigning value to different
behavioral options. During this process, potential outcomes are evaluated based on the
expected benefits and costs, uncertainty associated with the decision, and the time elapsed
between the action and the consequences. Due to this, and given their subjective nature,
personality factors such as impulsivity and sensitivity to rewards and punishments also
play a decisive role in the valuation of choice options.
Once potential courses of action have been evaluated, the cognitive control system
facilitates behavior implementation. However, not all decisions lead to adaptive actions,
as occurs in risk behavior, which in any of its dimensions entails choosing an alternative
that involves a high probability of negative consequences for the individual. Given the
importance of such behaviors, various decision-making models have postulated the
existence of a dual processing mechanism in their attempt to explain risk behavior. In
essence, two brain networks have been hypothesized, one for cognitive control and the
other for reward processing. Additionally, due to the complexity of this process, factors
like social context, emotions, and personality traits fundamentally influence risky
decisions.
Once the action has been performed, its consequences are evaluated to assign it a
value and learn from the experience. Brain areas responsible for processing rewards and
punishments come into play during outcome exposure, showing anticipatory activity
before obtaining the outcome. In fact, anticipation of future situations is a key element for adaptive behavior, especially in the face of unexpected outcomes with unpredictable
consequences.
Considering the above and given the influence of emotional states and personal
characteristics throughout decision-making stages, it is not surprising that interventions
designed to regulate these factors, such as mindfulness-based programs, are effective in
improving adaptive behavior. Specifically, mindfulness practice has been shown to be
effective in reducing risk behavior and enhancing emotional regulation skills, well-being,
and overall psychological health.
Despite the evidence regarding both contextual and personal factors that
determine whether the choice of behavior is more or less functional, further research is
needed to clarify how the neurocognitive and personality systems involved in the different
stages of decision-making are configured. Additionally, understanding how changes in
these systems allow anticipation and processing of unexpected outcomes, and prevent
maladaptive behavior is crucial. The main aim of this thesis is to shed light on the
aforementioned aspects using real and everyday risk contexts. A daily example of
decision-making where risky behaviors can be observed with unpredictable and
catastrophic outcomes may be provided by traffic environments. For this reason, and due
to its high ecological validity and generalizability, driving is used to address the aims of
the thesis studies.
Study 1 explores the neuroanatomical bases of risky driving behavior in real-life
situations and their relationship with cognitive impulsivity and sensitivity to rewards and
punishments. The results indicate a trend towards lower total gray matter volume as the
level of risk increases. It is also observed that risky drivers show a lower volume in
regions that are part of the cognitive control and reward brain networks, such as the frontal, superior parietal and temporal cortices, parahippocampal and fusiform gyri,
insula, cerebellum, and ventral striatum. On the other hand, we observe that even in the
absence of differences in personality traits, impulsivity and sensitivity to rewards and
punishments are differently related to the structures of the control and reward networks,
depending on the level of risk in driving. In individuals with a higher propensity for risktaking,
we find lower absolute correlations between brain volume and personality traits.
Overall, results support the dual model of risk behavior and indicate that there is an
alteration in the configuration of neural circuits involved in reward valuation, action
implementation, and behavior regulation in risky individuals.
Study 2 investigates the brain processing of catastrophic events. For this purpose,
the periods before and after the occurrence of accidents in simulated driving contexts have
been studied. Brain activity, estimated through high-density electroencephalography
(EEG) recording, and the effective connectivity of the seven main brain networks (VN:
visual network; SMN: somatomotor network; LN: limbic network, DAN: dorsal attention
network; VAN: ventral attention network; FPN: frontoparietal network; DMN: default
mode network) were analyzed during both periods. The results show that before the
accident occurs, the inferior parietal and anterior cingulate cortices and the insula are
activated. Additionally, causal activation flow or effective connectivity between nodes of
the VAN and DAN, and within nodes of the limbic network occurs. On the other hand,
immediately after the accident, the orbitofrontal, inferior parietal, and anterior cingulate
cortices, and the superior and middle frontal gyri are activated. Greater effective
connectivity between networks, from the VAN to the SMN, and within nodes, from nodes
of the visual network, VAN, and DMN to nodes of the frontoparietal, attentional, and
limbic networks, also occurs. These patterns of brain activity and effective connectivity
suggest that the activation of salience and emotional processing enables the anticipation of catastrophic events such as accidents. Moreover, once an accident has occurred, control
processes are initiated to adapt behavior to the new environmental demands.
Study 3 explores the neuroanatomical effects of a mindfulness-based intervention
and its relationship with dispositional mindfulness and impulsivity. Our results indicate
that mindfulness training improves dispositional mindfulness. Additionally, the change
in mindfulness skills after the intervention is related to changes in impulsivity levels.
Furthermore, we observe that mindfulness training leads to a reduction in the caudate
nucleus volume, which in turn is related to lower positive urgency. That is, mindfulness
training improves the ability to observe one's own sensations and perceptions and the
ability to let thoughts and emotions pass, without clinging or reacting to them. In addition,
it produces changes in brain structure that are related to a decrease in impulsivity levels,
reducing the tendency to act rashly in situations that generate positive emotions.
Overall, our results show that cognitive control, emotional processing, and reward
brain systems act interconnectedly in the different stages of decision-making, from
preference formation and action selection to anticipation and valuation of outcomes and
behavior regulation. Moreover, impulsivity, sensitivity to rewards and punishments, and
dispositional mindfulness are also underpinned by these neurocognitive systems and
influence the decision-making process and adaptive behavior.