Controlling thought and actiona perspective from khat users and cocaine users

Resumen

VERSIÓN EN CASTELLANO El control cognitivo consiste en la configuración de los propios mecanismos mentales en el desempeño y ejecución de tareas específicas a través de los ajustes apropiados en la selección perceptual, las tendencias de las respuestas y en el mantenimiento continuo de la información contextual (Botvinivk, 2001). Además, esta tesis pretende subrayar que desde una perspectiva psicológica y neurológica hay un consenso en entender que, en la adicción, la alteración de los procesos ejecutivos que controlan el comportamiento juega un papel central. Las investigaciones realizadas hasta la fecha sobre las habilidades cognitivas de los consumidores de cocaína presentan un escenario en el que los procesos de control que median en la toma de decisiones, atención, memoria y aprendizaje se encuentran alterados. Aunque se ha realizado un importante progreso para entender la actuación de la cocaína sobre los procesos mentales, solo un reducido número de estudios han investigado las características sociales y psicológicas de los consumidores de khat. De acuerdo con el objetivo principal de esta tesis, he investigado si el consumo de khat y cocaína altera mecanismos específicos que subyacen en el control del pensamiento y de la acción. Con este propósito he llevado a cabo varios experimentos encaminados a observar el rendimiento de consumidores de khat y consumidores de cocaína ejecutando tareas que acceden a procesos de control cognitivo, principalmente control inhibitorio, flexibilidad mental, actualización de la memoria de trabajo y en el control de la interferencia en memora y lenguaje. Igualmente, en esta tesis he revisado los efectos fisiológicos y comportamentales del psicoestimulante natural khat y la droga de diseño derivada de la catinona, Mefedrona. Los principales resultados de esta investigación son los siguientes: Primero, se ha examinado la literatura que analiza el aspecto histórico y geográfico del alcaloide de la planta khat (catinona) y la droga de diseño mefedrona, poniendo especial énfasis en su toxicidad y el potencial dañino, además de la potencia de estas drogas para producir abuso y dependencia. Segundo, los datos presentados en este trabajo señalan que consumidores de khat, en comparación con no consumidores, muestran deficiencias en las tres principales funciones de control cognitivo (Miyake, 2000). Los resultados en las diferentes tareas y experimentos muestran que i) los consumidores de khat y no consumidores son similares en términos de ejecución de respuesta, sin embargo, los consumidores de khat en comparación con los no consumidores necesitan más tiempo para inhibir las respuestas prepotentes; ii) el consumo de khat parece estar asociado con problemas en la actualización de memoria de trabajo. Los consumidores de khat son menos eficientes en la discriminación de qué información es antigua y no relevante, y iii) los consumidores de khat, comparados con el grupo de control, necesitaban más tiempo para cambiar entre configuraciones mentales, indicado esto por un mayor índice de coste de cambio. Estos resultados indican que el consumo de khat puede tener un impacto amplio y general sobre la cognición. Tercero, en esta tesis se demuestran pruebas del impacto del consumo a largo plazo de khat en la aparición y resolución de interferencia medida a través de la observación de los participantes un una tarea Simon (Simon, 1969). Se muestra cómo el consumo agudo de khat a largo plazo altera la habilidad de inhibir información irrelevante y seleccionar la respuesta correcta en la aparición de conflicto inducido por incompatibilidad de respuesta, mostrando una pobre ejecución en la tarea de interferencia. Cuarto, he presentado los datos que apoyan la hipótesis de los posibles daños en el control inhibitorio en los dominios del lenguaje y la memoria. En estos experimentos se evalúo a consumidores crónicos y recreativos de cocaína usando una tarea de bloqueo semántico en el nombrado (Belke, Meyer, & Damian, 2005; Damian, Vigliocco, & Levelt, 2001) y una tarea experimental mediante el procedimiento de olvido dirigido (Bjork, 1970, 1989) en la que los mecanismos inhibitorios son requeridos para suprimir y reducir la interferencia en la producción de lenguaje (Roelofs & Piai, 2011; Shao, Meyer, & Roelofs, 2013) y en la recuperación de memoria episódica (Anderson, 2003) respectivamente. Los consumidores crónicos y recreativos de cocaína mostraron una vulnerabilidad a la interferencia semántica en comparación con los grupos controles no consumidores de cocaína. Esto, probablemente, puede que sea producido por una ejecución ineficiente de los procesos inhibitorios en el ámbito de la producción verbal. Además he usado el procedimiento de olvido dirigido para observar la habilidad de suprimir información recientemente aprendida que se convierte en información interferente debido a instrucciones de olvidar. En los experimentos que he llevado a cabo observo que los mecanismos que actúan durante olvido auto-iniciado pueden estar dañados durante el consumo de cocaína y la habilidad para suprimir trazos de memoria no-relevantes es ineficiente en consumidores crónicos y recreativos de cocaína. Los resultados de esta serie de investigaciones son de notable preocupación; primero, muchas situaciones de la vida diaria requieren un correcto funcionamiento de control cognitivo que juega un papel muy importante en la interacción entre nuestro fuero interno con el mundo exterior. El uso de drogas estimulantes del comportamiento como el khat o la cocaína conducen al deterioro de funciones psicológicas y físicas que influyen en el comportamiento diario, desde la conducción de un vehículo al desempeño de actividades laborales o el comportamiento en sociedad; segundo, definir la naturaleza del posible daño del control cognitivo es un paso importante en el desarrollo de los objetivos terapéuticos, así como la mejora del proceso de desintoxicación y alentar a los consumidores de estas sustancias a lograr y mantenerse en abstinencia. ENGLISH VERSION This thesis investigated whether the use of khat and cocaine impacts particular mechanisms that underlie the control of thoughts and actions. With this purpose we carried out several experiments to observe the performance of khat users on tasks that tap into cognitive control functions, namely inhibitory control, mental flexibility, working memory updating, and interference control. Moreover, we specifically assessed inhibitory control in cocaine users through tasks that tap into the ability to overcome semantic interference during verbal production and to suppress inappropriate memories at encoding and retrieval of information. In addition, we reviewed in this dissertation the behavioral and physiological effects of the natural psychomotor stimulant khat and the cathinone-derived designer drug mephedrone. We paid special attention to the pharmacokinetics and pharmacodynamics and its potential to produce withdrawal and dependence. The principal outcomes of this investigation are the following. First, the historical and geographical backgrounds and mechanisms of the khat alkaloid cathinone and the designer drug mephedrone was reviewed. We addressed an emerging consensus about their toxicity and the liability potential, as well as the effect of producing abuse and dependence. Second, the data reported suggest that khat users, compared to khat-free users show deficiencies in the three major functions of cognitive control. The results from the different tasks and experiments show that 1) khat users and non-users are comparable in terms of response execution, but khat users needed significantly more time to inhibit prepotent responses than non-users; 2) khat use may be associated with impairments in working memory updating. This implies that khat users were less efficient at discriminating which information is old and no longer relevant, which means that no longer relevant information is more likely to enter in working memory and interfere; and 3) khat users, as compared to controls, needed more time to shift between mental sets, as indicated by a higher switching cost. These results suggest that khat use may be associated with a broad and general impact on human cognition. Third, I presented evidence of the impact of long-term use of khat on the emergence and resolution of interference by measuring performance on a Simon task (Simon, 1969). I showed that long-term users were more strongly affected by stimulus-induced response conflict, showing a slower and poorer performance on the interference task. Fourth, I presented evidence that supports the idea of impaired inhibitory control in the domain of language and memory. In our experiments we assessed chronic and recreational cocaine users through a blocked-cycled naming task (Belke, Meyer, & Damian, 2005; Damian, Vigliocco, & Levelt, 2001) and a directed forgetting procedure (Bjork, 1970, 1989) where inhibitory mechanisms are engaged to suppress and reduce interference in language production (Roelofs & Piai, 2011; Shao, Meyer, & Roelofs, 2013) and in episodic memory retrieval (Anderson, 2003), respectively. We tapped into the inhibitory mechanisms that act selectively to suppress semantically-related competitors during lexical selection in users of cocaine and drug-free controls. Chronic and recreational cocaine users showed substantially larger vulnerability to semantic interference as compared to cocaine-free controls. This is probably due to inefficient performance of verbal inhibitory processes. Moreover, we used the directed forgetting procedure to observe the ability to suppress recently learned information that becomes irrelevant due to instructions to forget. We found that inhibitory mechanisms acting on the self-initiated forgetting may be impaired due to the use of cocaine. Chronic cocaine and recreational cocaine users¿ ability to suppress non-relevant memories was inefficient. Lastly, this work, together with previous research, has considerable implications for the understanding and treatment of drug abuse. The findings of these studies are rather worrying because, first, many real-life situations require correct cognitive control, as it plays an important role in the interaction between our inner and external world. The use of stimulant drugs such as khat or cocaine may lead to a marked deterioration of psychophysical functions, affecting everyday behavior ranging from car driving to work performance and social behavior. Second, defining the nature of impaired cognitive control will be an important step for the development of future therapeutic targets, improvement of the detoxification process, and the encouragement of drug abusers to achieve and maintain abstinence Referencias/References Anderson, M. C. (2003). Rethinking interference theory: Executive control and the mechanisms of forgetting. Journal of Memory and Language, 49(4), 415-445. doi:10.1016/j.jml.2003.08.006 Belke, E., Meyer, A. S., & Damian, M. F. (2005). 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