Knowledge Versus Experience - Rodrigues, Pedro Manuel Ferreira de Castro (2020)
RESUMO: A Perturbação Obsessivo-Compulsiva (POC) é uma doença neuropsiquiátrica comum, grave e incapacitante, para a qual os tratamentos actuais são ineficazes num grande número de casos. O instrumento mais utilizado para avaliar a gravidade de sintomas obsessivo-compulsivos é a Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale (YBOCS), que foi recentemente revista (Y-BOCS-II). No entanto, a sua validade de construto (tanto divergente como convergente) tem sido reportada como moderada e a sua validade de critério para diagnóstico de POC nunca foi testada. No primeiro capítulo desta tese testei, pela primeira vez, a validade de critério da Y-BOCS-II e demonstrei que um ponto de corte de 13 (pontuação total) atinge o melhor balanço entre sensibilidade e especificidade para o diagnóstico de POC. No entanto, confirmei que a sua validade divergente está longe de ser excelente. Este último achado levoume a procurar outros potenciais marcadores de POC. Têm sido demonstradas várias anomalias em doentes com POC utilizando tarefas neuropsicológicas ou técnicas de neuroimagem. Contudo, não existe ainda um marcador consistente para esta perturbação, que seja capaz de discriminar eficazmente pacientes que sofrem de POC, que seja sensível à mudança após intervenções terapêuticas e para o qual seja possível estabelecer uma correspondência com circuitos ou função cerebral. Uma abordagem que tem sido seguida nos últimos anos considera a POC como sendo caracterizada por uma disfunção nos sistemas cerebrais responsáveis pela aprendizagem de acções. As tarefas de decisão sequencial emergiram recentemente como um instrumento importante e sofisticado para estudar a aprendizagem de acções em humanos através da abordagem de reinforcement learning (RL). De acordo com a teoria subjacente ao RL, as acções podem ser aprendidas de duas formas distintas: um sistema modelbased funciona através da construção de um modelo interno das dinâmicas do ambiente e utiliza esse modelo para planear trajectórias comportamentais futuras, por oposição a um sistema model-free, que funciona armazenando o valor estimado das acções que foram implementadas recentemente e actualizando essas estimativas por tentativa e erro. As chamadas tarefas de decisão sequencial têm vindo a ser utilizadas para estabelecer associações entre disfunção de sistemas cerebrais de RL e algumas perturbações neuropsiquiátricas, como a POC, sendo que um desequilíbrio entre os sistemas model-based e model-free tem sido descrito. Através da aplicação de uma dessas tarefas de decisão sequencial, a two-step task, existe evidência que sugere que os doentes com POC têm um défice no sistema model-based. No entanto, neste paradigma em particular, antes de desempenhar esta tarefa os indivíduos recebem informação detalhada sobre a estrutura da mesma. Assim, não é claro como os dois principais sistemas de RL interagem quando os indivíduos aprendem exclusivamente através de interacção com o ambiente e como a informação explícita afecta as estratégias de RL. No segundo capítulo desta tese, desenvolvi uma nova tarefa de decisões sequenciais que permite não só quantificar o uso de estratégias modelbased RL e model-free RL, mas também diferenciar entre o impacto do conhecimento explícito da estrutura da tarefa e o impacto da experiência na mesma. Os resultados da aplicação da tarefa em indivíduos saudáveis demonstram que inicialmente a escolha de acções é controlada por aprendizagem model-free, com a aprendizagem model-based emergindo apenas numa minoria de indivíduos depois de experiência significativa com a tarefa, não emergindo de todo em indivíduos com POC, que por sua vez mostraram tendência para aumentar o uso de model-free RL com a experiência. Quando foi dada informação explícita sobre a estrutura da tarefa, observou-se um aumento dramático do uso de aprendizagem model-based, tanto nos voluntários saudáveis como em ambos os grupos clínicos. A informação explícita diminuiu o uso do sistema de aprendizagem model-free nos voluntários saudáveis e nos pacientes com perturbação do humor e ansiedade, mas essa diminuição não foi estatisticamente significativa no grupo de doentes com POC. Para além disso, depois das instruções, verificou-se em todos os grupos que a actualização do valor das acções aprendidas através do sistema model-free passou a ser mais influenciada pelo valor dos estados atingidos e menos influenciada pela consequência dos ensaios. Outro efeito da informação explícita sobre a estrutura da tarefa nos indivíduos saudáveis foi tornar as escolhas mais perseverantes, o que é consistente com uma modificação da estratégia de exploração. Estes resultados ajudam a clarificar o perfil de utilização de estratégias de RL dos pacientes com POC, que apresentam défice inespecíficos de aprendizagem model-based e achados mais específicos de maior uso de aprendizagem model-free, em ambos os casos antes de obterem informação sobrea estrutura da tarefa. Por fim, como a literatura ainda não é consensual sobre a interação entre um eventual sistema de model-based RL e um sistema de model-free RL nos circuitos cerebrais em humanos, devenvolvi um protocolo de ressonância magnética funcional para avaliar a escolha de ação sequencial com e sem instruções. Os resultados preliminares, em indivíduos saudáveis, sugerem que a reduced two-step task permite separar comportamento que utiliza aprendizagem predominantemente model-free (antes das instruções) de comportamento que utiliza aprendizagem predominantemente model-based (após as instruções), no mesmo indivíduo, estrutura da tarefa e ambiente. A análise dos dados de imagem funcional sugere que o conhecimento explícito sobre a estrutura da tarefa modifica a atividade neuronal no córtex paracingulado (cortex prefrontal medial) durante a transição do primeiro para o segundo passo da tarefa. Objectivos futuros incluem o uso de técnicas de análise multivariada para explorar a representação cerebral dos estados da tarefa e a aplicação deste protocolo de ressonância magnética funcional em populações clínicas.