دماغك على المخدرات ': الخطافات من الإدمان الثلاثاء 15 يوليو 2008 بقلم جيجي مارينو ريسيرش / ولاية بنسلفانيا
عندما درس الكاتب الأمريكي تيودور روثكي في ولاية بنسلفانيا من عام 1936 إلى عام 1943 ، كان معروفًا بثلاثة أشياء: كونه شاعرًا جيدًا ، وتدريب فريق التنس الرجالي ، والسقوط في حالة سكر ، وربما يكون الأخير أكثر من السابق. كان روثكي ، الرجل اللامع والمعذب ، يعرف جيدًا إغراء الشراب وعذاب الإدمان. كتب روثكي في قصيدته "رحلة إلى الداخل" ، "في الرحلة الطويلة للخروج من الذات ، / هناك العديد من الانعطافات ، الأماكن الخام المتقطعة المغسولة / حيث ينزلق الصخر الزيتي بشكل خطير / وتتدلى العجلات الخلفية تقريبًا فوق حافة / عند الانحراف المفاجئ ، لحظة الدوران ".
وسع استعارة "الانحراف المفاجئ" إلى محاولة لكسر حلقة الإدمان. كان روثكي يعرف ، كما يفعل كل ثمل رائع ، وكل شخص مخمور ، وكل مدخن سري ، وكل مدمن هيروين آخر أن "الصخر الزيتي ينزلق بشكل خطير". حتى مع أفضل عيادات إعادة التأهيل ومجموعات الدعم ، يجد المدمنون أن العودة إلى رحم الإدمان الدافئ والمظلم أسهل بكثير - وأكثر متعة - من الزحف للخروج منه.
اعتمادًا على الدراسة التي تقرأها ، يتراوح معدل الانتكاس لإدمان المخدرات والكحول من 50 إلى 90 بالمائة. هذه الأرقام لا تفاجئ كيونغ آن هان ، الأستاذ المساعد في علم الأحياء ، الذي يسعى عمله الأساسي إلى فهم كيف تتوسط الجزيئات في الدماغ السلوك. في الشتاء الماضي ، ألقت هان المحاضرة ، "الإدمان: حالة سيئة للذاكرة الجيدة" ، في سلسلة مستمرة من حدود العلوم برعاية كلية إبرلي للعلوم ، حيث استكشفت الإدمان كشكل لا إرادي من التعلم والذاكرة. يجادل هان بأن الإدمان لا علاقة له بقوة الإرادة. تقول: "الإدمان مشكلة في الدماغ يمكن أن تكون مزمنة ومتقدمة. إنها ليست قضية أخلاقية. يتم التحكم في سلوكنا إلى حد كبير من خلال وظائف الدماغ. "
رحلة إلى مركز الدماغ
بالعودة إلى الثمانينيات ، قبل أن يعرف طلاب الصف الأول ما هي فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، وأصبحت "الدوبامين" و "السيروتونين" كلمات مألوفة ، أطلقت الشراكة من أجل أمريكا خالية من المخدرات ، حملة ضخمة لمكافحة المخدرات استخدمت بيضًا مقليًا كرمز " عقلك على المخدرات ". نحن نعرف اليوم ما الذي يسبب القلي بالفعل.
في أعماق قلب الدماغ ، في مركزه حيث يلتصق جذع الدماغ ، تقع المنطقة السقيفية البطنية (VTA) ، والتي تتكون من الخلايا العصبية التي تتلقى المعلومات من أجزاء أخرى من الدماغ ، والكثير منها يتعلق بالكيفية بشكل جيد يتم تلبية احتياجات الإنسان. يرسل الدوبامين المرسال الكيميائي هذه المعلومات إلى النواة المتكئة في الدماغ الأمامي ، مباشرة أمام VTA. تعمل هاتان المنطقتان في الدماغ معًا على تحفيز مسار المكافأة في الدماغ. يبدأ الفردوس على الأرض في هذا الجزء من الدماغ. يتوسط الدوبامين السرور ، والذي ، كما يقول هان ، "هو مفتاح بقاءنا كنوع."
الدوبامين هو اللاعب الرئيسي في هذا الجزء من الدماغ. المكافآت الطبيعية ، مثل الغذاء والجنس ، يقول هان ، زيادة مستويات الدوبامين في النواة المتكئة ، والتي تتلقى معلومات من VTA. المكافآت الاصطناعية ، وخاصة العقاقير مثل الكوكايين والأمفيتامينات والميثامفيتامين والميثيلفينيديت (على سبيل المثال الريتالين) ، تعيث فسادًا في الدماغ عن طريق محاكاة التركيب الكيميائي للدوبامين والترابط مع الدوبامين الناقل.
تحدث اتصالات الدماغ الطبيعية والصحية عندما ترسل الخلايا العصبية إشارة كهربائية من جسم الخلية من خلال التشعبات المتفرعة إلى المحاور العصبية للخلايا العصبية ، حيث تعبر المشبك إلى خلية عصبية أخرى. بمجرد تلقي الإشارة ، يجب إنهاؤها حتى تتمكن الإشارات الأخرى من العبور. تتحكم الخلايا في هذه العملية باستخدام ناقل ، وهو جزيء إعادة امتصاص موجود في العصبون "المرسل". عندما يؤدي جزيء الدوبامين وظيفته في الدماغ السليم ، فإنه يرتبط بمستقبلات الدوبامين في العصبون "المستقبل" لنقل الإشارة. عند الانتهاء من المهمة ، يتم امتصاص الدوبامين بواسطة ناقل الدوبامين في العصبون "المرسل" بحيث يمكن استخدامه مرة أخرى.
تحجب الأدوية الناقل ، الذي يغمر المنطقة بالدوبامين بشكل أساسي ، والذي بدوره ينشط المستقبل باستمرار ، وبالتالي يعزز المتعة. قال هان: "لهذا السبب يشعر الناس بالنشوة عندما يتعاطون المخدرات". "مسار المكافأة هو المسار الرئيسي للعديد من المخدرات" ، بما في ذلك الهيروين والكحول والنيكوتين ".
خلاصة القول هي أن الأدوية تجعل الدماغ يشعر بالراحة ، ولكن هناك خيط رفيع بين التسمم والسمية. عندما يغمر الدماغ بالدوبامين الذي يسببه الدواء ، فإنه يعوض عن طريق تقليل عدد مستقبلات الدوبامين بين المستقبلات العصبية ، وكذلك تقليل إنتاج الجلوكوز ، وهو مصدر الطاقة الرئيسي للدماغ. في النهاية ، تتباطأ وظيفة الدماغ بالكامل. قشرة الفص الجبهي ، المنطقة التنفيذية المسؤولة عن التخطيط والتذكر ، الوحل. المشابك لا تطلق النار كما ينبغي. تتأثر الذاكرة والعاطفة بشدة. كل هذا الدوبامين الزائد يقلي دوائر المستقبلات في رقصة سريعة من الجنون - ثم تذبل المستقبلات الطبيعية. هذا هو عقلك على المخدرات.
الإدمان والذاكرة
في عملها في ولاية بنسلفانيا ، بدأت هان في استخدام ذباب الفاكهة لدراسة الذاكرة والتعلم. وأوضح هان أن ذبابة الفاكهة تعد نموذجًا ممتازًا لدراسات التكييف ، حيث إنها تمتلك نظامًا عصبيًا مركزيًا متطورًا تتشابه مكوناته الجزيئية واتصالاته العصبية مع تلك الموجودة في البشر. باستخدام روائح مختلفة مرتبطة إما بصدمة كهربائية طفيفة أو بمكافأة السكروز ، قام فريق هان ، المكون من طلاب الدراسات العليا والجامعية ، ببناء سيناريوهات مكره وشهية (التجنب والجذب) بسهولة لدراسة الجزيئات الأساسية المسؤولة عن التعلم والذاكرة. باختصار ، تعلم الذباب تجنب الروائح المرتبطة بالصدمات والبحث عن تلك التي تنتج السكر. درس فريقها الناقلات العصبية والدوبامين والأوكتوبامين ، وهو ما يماثل الناقل العصبي نورإبينفرين في البشر (مع الأدرينالين يشير إلى استجابة القتال أو الطيران).
قال هان: "لقد علمنا من الدراسات السابقة ، أن هذه الجزيئات مهمة ، ونحن بالفعل ندخل في آليات كيفية قيام أنظمة الدوبامين والأوكتوبامين بالتوسط في هذا التكييف البغيض مقابل الشهية". كما اتضح ، "هناك تشابه دقيق مع (ما يحدث في أدمغة) مدمني المخدرات."
بدلاً من الرائحة المعينة التي تثير التجاذب أو التجاذب في ذباب الفاكهة ، هان ، المهتم بفهم الجزيئات والآليات التي تكمن وراء ارتباط الإشارات البيئية بالسلوك ، يقترح أن الإشارات البصرية مثل مرآة فحم الكوك أو زجاجة بيرة قد تعمل كمكيف المحفزات. ويمكن أن يكون هذا دافعًا قويًا لمدمني المخدرات أو مدمني الكحول. وقالت: "في التعلم والذاكرة ، يتم تعزيز هذه العملية بالذات لدى الأشخاص الذين يتعاطون المخدرات لفترة طويلة". "أصبحنا مهتمين بطرح السؤال ،" هل هناك أي مسارات مشتركة تتوسط عملية التعلم والذاكرة الطبيعية مقابل عملية التعلم والذاكرة التي يسببها الدواء؟ " هكذا دخلنا في دراسة الكحول والكوكايين ".
الدماغ يحب الدوبامين. لا ، يحب الدماغ الدوبامين. مشيراً إلى الدراسة التي أجراها أولدز وميلنر والتي حددت لأول مرة مسار المكافأة في الدماغ في 1954 ، يقول هان إن الفئران تفضل الحصول على VTA - وهي نقطة انطلاق لمسار المكافأة - تحفز على تلقي الطعام أو ممارسة الجنس. والدوبامين ليس فقط الناقل العصبي السحري الذي يجعل مسار المكافأة ممكنًا ولكن أيضًا الناقل العصبي الذي ينتجه الدماغ بأعداد غير طبيعية مع تناول بعض الأدوية والكحول. الناس الذين يحتاجون إلى سيجارة أو كوكتيل لتهدئة أعصابهم يتم في الواقع تهدئة من خلال اندفاع مفاجئ للمواد الكيميائية في مكان الدماغ السعيد. وهكذا ، بدأ هان يفهم الأساس الجزيئي لما يحب الدماغ ، وهو ليس بالضرورة الشيء الأكثر صحة لبقية الجسم ، وكيف يتعلم دماغ ذبابة الفاكهة ويتذكر ما يحبه - الدوبامين والأوكتوبامين.
الجنس وذبابة واحدة
من خلال العمل على فرضية مفادها أن السلوك المعزز الناتج عن التجربة المتكررة يتطلب الذاكرة ، بدأت هان وفريقها بإعطاء الإيثانول للذباب على أساس يومي لتوسيع ذكرياتهم حول تجربة الإيثانول. على طول الطريق ، قدم الفريق بعض الاكتشافات المدهشة التي لها علاقة بالسلوك أكثر من الذاكرة - وبعض السلوك الفاحش في ذلك. الدراسة ، التي نشرت في يناير 2 ، 2008 ، إصدار المجلة العلمية PLoS One ، هي نظرة رائدة على آثار التعرض المزمن للكحول في ذباب الفاكهة. (لم تشر دراسات مماثلة حول ذبابة الفاكهة في جميع أنحاء العالم إلا إلى التعرض القصير الأمد). وكما هو الحال في البشر ، فإن تناول الكحول المفرط في ذباب الفاكهة ليس أمرًا رائعًا.
في الذباب البري ، وجدت هان وفريقها أن ذكور الذباب المسكر بالإيثانول فقد موانعهم الجنسية ، وأن هذا السلوك غير المقيد تكثف مع التجربة المتكررة للإيثانول. مع الاستهلاك المزمن للكحول (مثل الإيثانول) ، بدأ ذكور الذباب المخمور ، الذين عادة ما يغازلون الإناث فقط ، في مغازلة الذكور الآخرين ... دون جدوى.
باستخدام الذباب المعدّل وراثيًا ، منع هان انتقال الدوبامين العصبي عن طريق رفع درجة الحرارة إلى 32 درجة مئوية ، مما أدى إلى تعطيل تأثير الدوبامين مؤقتًا. هذه الذباب ، حتى عند إعطائها جرعات كبيرة من الإيثانول ، لم تكن مهتمة بذكور أخرى. قال هان. "تشير هذه النتيجة إلى أن الدوبامين هو الوسيط الرئيسي للتودد الذي يسببه الإيثانول بين الذكور."
لم يتوقع أحد أن يشهد هذا السلوك. قال هان ، "اعتقد الناس أن الإيثانول يمكن أن يحفز الإثارة الجنسية لدى البشر ، لكن لم يكن هناك أبدًا نموذج بيولوجي أو فسيولوجي يدعم ذلك. اعتقد الناس أن الأمر أكثر نفسية ، لكن الذباب لا يفترض عادة أنه لأنني أشرب ، سيكون الأمر على ما يرام إذا كنت أغاوب ذكرًا آخر. هذه الزيادة في الإثارة الجنسية فسيولوجية بالكامل. إنه نموذج رائع للغاية لفهم الأساس الفسيولوجي ".
وبينما كان عملها مفتوحًا أمام محاكاة ساخرة لنظارات البيرة والأولاد ، قالت هان إن دراسات فريقها تُظهر هذا: هناك بالتأكيد علاقة بين الإدمان والتثبيط والدوبامين. بينما يحب الدماغ تدفق الجزيئات التي يسببها الإدمان ، فإننا نحن البشر ، ما زلنا مخلوقات مفضلة. قال هان ، "الطريقة التي يتم بها تعريفنا كبشر هي أننا طورنا أدمغة ذات أنظمة مثبطة جيدة. يمكن للبشر أن يختاروا عدم الشرب أو عدم القيادة والشرب ".
اقترحت استخدام هذه العقول المتطورة. اتخذ خيارات جيدة قبل أن يمسك خطاف الإدمان بالناقلات العصبية ولا تتركها. بدلًا من أن تستقر في ليلة مليئة بالبقوليات في نهاية اليوم ، اذهب للركض. قم بإثارة مسار المكافأة في الدماغ بإمداد الجسم بالدوبامين غير المقيد. قالت: "الكل يريد أن يبحث عن المتعة ، لكن أفضل طريقة للقيام بذلك هي تعزيز مركز المتعة بشكل طبيعي. استخدم العلم ".
كيونغ آن آن ، أستاذ مشارك في علم الأحياء في كلية إيبرلي للعلوم. يمكن الوصول إليها في [البريد الإلكتروني محمي]”> [البريد الإلكتروني محمي]”> [البريد الإلكتروني محمي]. تم دعم البحث الموصوف أعلاه من خلال المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم.
لمزيد من الميزات حول البحث في Penn State ، اشترك في Research Penn State: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;