Smadzeņu attēlveidošana parāda, kas pusaudžiem ir pakļauts vielu ļaunprātīgas izmantošanas riskam

Džordžtaunas Universitātes Medicīnas centra neirozinātnieku četru eksperimentu sērija palīdz pētniekiem novērst to, kas pusaudžiem rada alkohola lietošanas un ļaunprātīgas izmantošanas risku pat pirms viņi sāk dzert.

Eksperimenti ir daļa no pusaudžu attīstības pētījuma, kuru centienus finansēja Nacionālie veselības institūti (NIH), lai saprastu, kā pusaudžu smadzenes, kā NIH amatpersonas izteicās, "joprojām tiek būvētas", var izraisīt riskantu uzvedību, piemēram, alkoholu un narkotikas. izmantot.

Pētījumu, Džordžtaunas un Merilendas Universitātes Medicīnas skolas (UMSOM) pētnieku sadarbību, vada Džons VanMeters, Ph.D., Funkcionālās un molekulārās attēlveidošanas centra direktors un GUMC neiroloģijas asociētais profesors, un Diāna Fišbeina, Ph.D., nelaimes gadījumu, neirodevelopment un vielu ļaunprātīgas izmantošanas translācijas pētījumu (C-TRANS) direktore UMSOM.

"Tas, ko mēģina darīt šis pētījums, ir noteikt atšķirības pusaudžu smadzenēs, kuri turpina ļaunprātīgi izmantot alkoholu un citas narkotikas," sacīja VanMeter. "Ja mēs zinām, kas ir atšķirīgs, mēs varam izstrādāt stratēģijas, kas var novērst uzvedību."

Pētījumiem pētnieki pieņēma darbā 135 pusaudžus un pusaudžus zēnus un meitenes, kuru vidējais vecums bija 12,6 gadi. Visiem 135 tika veikta strukturāla un funkcionāla MRI, lai izpētītu saikni starp smadzeņu attīstību un uzvedību.

Pētnieki izmantoja arī anketas un vairākus neirokognitīvās funkcijas testus. Divi no šiem testiem - nepārtrauktas veiktspējas uzdevums (CPT), kas mēra impulsivitāti, un pagaidu atlaižu uzdevums (TD), kas kvantitatīvi nosaka tūlītējas, nevis aizkavētas atlīdzības izvēli, tika veikti, kamēr pusaudžus skenēja MRI.

Pirmais pētījums

Pirmajā pētījumā tiek pārbaudīts ilgstošs jautājums: vai savienojamības trūkums smadzeņu izpildvaras kontroles tīklā (ECN) ir pusaudžu alkohola lietošanas veicinātājs vai rezultāts?

Šajā pētījumā Tomas Clarke, zinātniskais asistents un Stuart Washington, Ph.D., doktors VanMeter laboratorijā, apskatīja saistību starp 32 dalībnieku vecāku aizpildīto Narkotiku lietošanas skrīninga inventarizācijas anketu un smadzeņu savienojamību ECN, kas ietver jomas, kas apstrādā emocijas, impulsivitāti un paškontroli.

Pēc pētnieku domām, anketa paredz alkohola ļaunprātīgu izmantošanu nākotnē. Tajā netiek jautāts vecākiem par viņu alkohola vai narkotiku lietošanu, bet gan par bērnu sociālo uzvedību, piemēram, aizkaitināmību, dusmām un skumjām.

Pamatojoties uz anketu, Clarke sadalīja dalībniekus divās grupās: 16 cilvēkiem bija augsts / vidējs alkohola pārmērīgas lietošanas risks un 16 - zems risks. Pēc tam viņš izmantoja fMRI skenēšanu, lai apskatītu savienojamību ECN. Viņš atklāja, ka ECN savienojamība augsta / vidēja riska grupās bija ievērojami zemāka nekā zema riska grupā.

"Mēs zinām, ka traucēta darbība EKT ir saistīta ar agrāku dzeršanas sākuma vecumu un lielāku dzeršanas biežumu, taču nebija skaidrs, vai šī disfunkcija radās pirms dzeršanas vai bija alkohola lietošanas sekas," sacīja Klārks.

"Mūsu atklājumi liecina, ka prefrontālās garozas attīstība ir samazinājusies pirms alkohola lietošanas un, iespējams, ir saistīta ar alkohola lietošanas traucējumiem nākotnē."

Otrais pētījums

Nākamajā pētījumā tika pārbaudīts impulsivitātes līmenis saistībā ar saikni starp izpildvaras kontroli prefrontālā garozā un salu garozā, kas iesaistīta emociju apstrādē.

Džordžtaunas starpdisciplinārās neirozinātņu programmas maģistrants Bensons Stīvenss izmantoja Narkotiku lietošanas skrīninga sarakstu, lai izveidotu augsta / vidēja riska un zema riska grupu, katrā no tām bija 17 dalībnieki.

Pēc tam viņš administrēja CPT testu, kamēr dalībniekiem tika veikta fMRI. Viņš atklāja, ka salīdzinājumā ar zema riska grupu augsta / vidēja riska grupas dalībniekiem bija samazināta savienojamība starp prefrontālo garozu un salu garozu.

"Mazāka savienojamība paredzēja augstāku impulsivitātes līmeni," sacīja Stīvens. “Svarīgi, ka šīs sekas tika novērotas pirms alkohola lietošanas sākuma. Samazināta savienojamība starp šiem smadzeņu reģioniem varētu būt svarīgs faktors pusaudžu alkohola lietošanā, ņemot vērā, ka ir konstatēts, ka samazināta inhibējošā kontrole ir faktors alkohola lietošanas traucējumos. ”

Trešais pētījums

Trešajā pētījumā tika pētīta sakarība starp cukura uzņemšanu - par to pusaudži paši ziņoja pārtikas anketā - un divu testu - CPT un TD - veiktspēju, kas mēra impulsivitāti un spēju aizkavēt apmierinājumu. CPT tika izmantots, kamēr dalībniekus skenēja fMRI.

"Mēs zinām, ka, salīdzinot ar veseliem indivīdiem, pieaugušajiem, kuriem ir alkoholisms, vairāk patīk saldās garšas, viņi ir impulsīvāki un mazāk spēj aizkavēt apmierinājumu," paskaidroja Dana Estefana, bijusī VanMeter laboratorijas zinātniskā asistente, kura tagad ir studente Ņujorkas universitāte.

"Mēs vēlējāmies uzzināt, vai šis profils atbilst jauniešiem, kurus narkotiku lietošanas skrīninga sarakstā ir apdraudēta agrīna alkohola lietošana."

TD uzdevums apstiprināja sagaidāmās attiecības - bērni, kuru uzturā bija liels pievienotā cukura daudzums, vairāk deva priekšroku tūlītējai atlīdzībai nekā bērni ar zemāku pievienotā cukura daudzumu uzturā.

Turklāt CPT uzdevums atklāja, ka bērni ar paaugstinātu cukura devu arī parādīja lielāku aktivizāciju labajā augšējā temporālajā gyrus un labajā insulā, apgabalos, kas saistīti ar impulsivitāti un emocionālu ietekmi, ziņoja pētnieki. Viņu hipotalāms bija arī ļoti aktivizēts, kas pieaugušajiem ir saistīts ar pārēšanās, atalgojuma meklēšanu un atkarību no narkotikām, piebilda Estefans.

"Mūsu atklājumi potenciāli varētu nozīmēt pozitīvu korelāciju starp impulsivitāti un cukura uzņemšanu pusaudžiem, taču par to ir jāveic vairāk pētījumu," viņa teica.

Ceturtais pētījums

Pēdējā eksperimentā Valērija Dārsija, reģistrēta diētas ārste un maģistrante starpdisciplinārā neirozinātņu programmā, pārbaudīja saistību starp DHA, būtiskās omega-3 taukskābes, uzņemšanu un impulsivitāti. DHA, kas atrodama aukstā ūdens zivīs, ir svarīga neironu darbībai, viņa paskaidroja.

Viņa izmantoja pārtikas anketu, lai 81 dalībniekam mērītu DHA un arahidonskābes (AA), kas ir augu eļļā atrodamās omega-6 taukskābes, uzņemšanu starp citiem pārtikas produktiem. AA konkurē ar DHA par vietu šūnu membrānās, tāpēc, jo vairāk AA tiek patērēts, jo mazāk tiek izmantots DHA, viņa paskaidroja.

Pēc tam viņa pusaudžiem deva CPT testu, vienlaikus skenējot viņu smadzenes ar fMRI.

"Mani sākotnējie atklājumi rāda, ka, lai gan bērniem ar augstu un zemu DHA līmeni uzturā ir vienāds impulsivitātes līmenis, šķiet, ka bērnu ar zemu DHA līmeni smadzenes ir aktīvākas - vairāk strādā, lai to kompensētu - reģionā, kas pievērš uzmanību uzdevumam un reģionam, kas piedalās izpildvaras funkcijās, ”viņa saka.

"Tas mums saka, ka bērnu smadzenes, kuri ēd mazāk DHA, var neattīstīties tāpat kā tie, kas ēd vairāk DHA."

Avots: Džordžtaunas Universitātes Medicīnas centrs