ADEQUAÇÕESCOMPUTACIONAIS À FUNÇÃO SEROTONINA

Neurociência computacional oferece um quadro que permite dissecar o papel de neurotransmissores específicos a partir de um sistema complexo, interconectado e dinâmico como o cérebro. O exemplo paradigmático de uma abordagem computacional para entender a função de um neurotransmissor central é a descoberta de que a atividade em um subconjunto de neurônios dopaminérgicos, projetando-se do tegmento ventral por todo o cérebro, aumenta acentuadamente quando ocorre uma recompensa inesperada (14). Os relatos computacionais sugerem que estes neurônios dopaminérgicos contêm informações sobre o “erro de previsão de recompensa”, que é calculado simplesmente como a diferença entre a recompensa que o animal “esperava” receber e o que ele realmente recebeu (15). Isto fornece um relato quantitativo convincente do papel dos neurônios dopaminérgicos na atualização das crenças sobre o ambiente.

O papel da serotonina na cognição não tem sido, até agora, caracterizado com tanto sucesso como o sinal de erro de previsão de recompensa dopaminérgica. Isto pode em parte ser devido aos desafios técnicos de identificação eletrofisiológica dos neurônios serotonérgicos ou às baixas concentrações de serotonina em comparação à dopamina no sistema nervoso central, problemas que podem ser mais facilmente contornados no futuro pelos avanços da optogenética (16). Qualquer que seja a causa, nenhum relato computacional existente sobre a função serotonérgica comanda o suporte empírico desfrutado pelo modelo dopaminérgico.

Como resultado, antes de rever os modelos específicos propostos de função serotonérgica, é útil considerar o amplo tipo de informação que o sistema serotonérgico poderia transmitir, dada sua anatomia grosseira e neuroquímica. Os neurônios serotonérgicos, em consonância com outros neurotransmissores monoaminérgicos centrais como a noradrenalina e a dopamina, projetam-se a partir de pequenos núcleos centrais em grande parte do restante do sistema nervoso central. Esta disposição anatômica é ideal para transmitir mensagens relativamente simples que são de interesse geral para muitas regiões diferentes do cérebro, tais como o sinal de erro de predição de recompensa transportado pela dopamina. Isto não quer dizer que o sistema serotonérgico tenha um limite de apenas um tipo de sinal; pode haver alguma especificidade anatômica na informação transmitida, e a complexa gama de receptores serotonérgicos permite que os sinais sejam multiplexados mesmo em neurônios que se projetam para a mesma região (17).

Modelos atuais de função serotonérgica tentaram explicar três observações amplas sobre os efeitos do aumento da função serotonérgica em animais e humanos: primeiro, que ela influencia a resposta a estímulos aversivos; segundo, que ela aumenta a inibição do comportamento; e terceiro, que ela melhora os sintomas da depressão (18).

Um relato computacional inicial da transmissão serotonérgica sugeriu que ela agiu em oposição à dopamina, transmitindo um “erro de predição de punição”. Ou seja, a atividade serotonérgica faseada relata quando os eventos foram piores do que o esperado (19). Este modelo é capaz de explicar o efeito da modificação serotonérgica nas respostas comportamentais ao stress e à ameaça, pois sugere que a serotonina transmite informação crucial para a aprendizagem de resultados aversivos. Uma elaboração do modelo sugere que, para além do sinal de erro de previsão de castigo faseado, a actividade tónica serotonérgica representa a média, ou frequência esperada de castigos (20). Isto associa o efeito da serotonina sobre o processamento aversivo à inibição do comportamento, pois quanto mais frequentemente se espera que as punições ocorram quando as acções são tomadas, mais vantajosa se torna uma abordagem cautelosa à acção.

Uma segunda variante deste modelo enquadra o papel da serotonina como controladora do “desconto do atraso”, o que descreve a observação de que uma recompensa imediata (digamos, ser-lhe dada uma barra de chocolate agora) é geralmente mais valorizada do que uma recompensa retardada (ser-lhe dada uma barra de chocolate dentro de uma semana). Em termos computacionais, este efeito pode ser descrito pela representação numérica do valor de uma recompensa (uma barra de chocolate pode ter um valor de recompensa imediata de 100) e depois reduzir sistematicamente este valor em função do tempo de atraso até à sua recepção (o valor da mesma barra de chocolate a ser consumida dentro de uma semana pode ser de 50) (21). A serotonina tem sido sugerida para controlar o quão “íngreme” é este processo de desconto – especificamente, níveis elevados de serotonina tornam o processo mais plano e assim reduzem a diferença entre recompensas imediatas e distantes (22,23). A achatamento da taxa de desconto desta forma torna mais provável que o animal esteja disposto a esperar por uma recompensa retardada, e explica porque o aumento da função serotonérgica reduz o comportamento impulsivo.

Um terceiro modelo computacional, desenvolvido por Dayan e Huys (18), pode ser mais relevante para o papel da serotonina na depressão e seu tratamento. Aqui, a serotonina é percebida como influenciando a forma como um pensamento leva a outro, especificamente por inibir cadeias de pensamentos previstos para levar a estados afetivos negativos (“não vamos lá”). Deste ponto de vista, o papel da serotonina é assegurar que pensamentos com consequências emocionais potencialmente negativas sejam relativamente subexplorados; assim, a facilitação da serotonina produz um enviesamento para avaliações otimistas, uma vez que pensamentos gratificantes são “visitados” com mais frequência do que pensamentos punitivos. Isto é consistente com as acções das SSRIs sobre o processamento emocional descritas anteriormente (11). Por outro lado, espera-se que o esgotamento do triptofano prejudique este efeito da serotonina, levando a um maior acesso a padrões de pensamento negativos. Em um indivíduo onde padrões particularmente sombrios de pensamentos negativos foram estabelecidos durante episódios depressivos anteriores, a depleção do triptofano poderia resultar em tais experiências serem prontamente re-acessadas, levando ao retorno de sintomas depressivos clinicamente significativos.