Váš mozek na drogách: Rybářské háčky závislosti Úterý 15. července 2008 Autor: Gigi Marino Research / Penn State
Když americký spisovatel Theodore Roethke učil v Penn State v letech 1936 až 1943, byl známý třemi věcmi: být dobrým básníkem, trénovat mužský tenisový tým a padat opilý, možná ten druhý více než ten první. Roethke, brilantní a mučený muž, dobře znal svádění alkoholu a agónii závislosti. Roethke ve své básni „Journey Into the Interior“ píše: „Na dlouhé cestě ze sebe, / existuje mnoho obchvatů, vymytých přerušených surových míst / kde nebezpečně klouže břidlice / a zadní kola visí téměř nad hrana / Při náhlém otočení, v okamžiku otočení. “
Rozšířit metaforu „náhlého stočení“ na pokus prolomit cyklus závislosti. Roethke věděl, stejně jako každý báječný opilec, každá baživá pervitinová hlava, každý tajný kuřák, každý poslední závislý na heroinu, že „břidlice nebezpečně klouže“. I s těmi nejlepšími rehabilitačními klinikami a podpůrnými skupinami závislí zjistili, že vklouznout zpět do teplého temného lůna závislosti je mnohem jednodušší - a mnohem příjemnější - než se z ní vyplazit.
V závislosti na studii, kterou jste si přečetli, se míra relapsu závislosti na drogách a alkoholu pohybuje od 50 do 90 procent. Tato čísla nepřekvapují Kyung-An Han, docent biologie, jehož hlavní práce se snaží pochopit, jak molekuly v mozku zprostředkovávají chování. Minulou zimu Han přednesla přednášku „Závislost: Špatný případ dobré paměti“ v pokračujícím seriálu Frontiers of Science sponzorovaném Eberly College of Science, kde zkoumala závislost jako nedobrovolnou formu učení a paměti. Han tvrdí, že závislost nemá nic společného s vůlí vůle. Říká: „Závislost je problém mozku, který může být chronický a progresivní. Není to morální problém. Naše chování je do značné míry řízeno mozkovou funkcí. “
Cesta do středu mozku
V 1980. letech, než prvňáci věděli, co jsou PET skeny a „dopamin“ a „serotonin“ se staly běžnými slovy, zahájilo Partnerství pro Ameriku bez drog zahájilo masivní protidrogovou kampaň, která symbolizovala smažené vejce „ tvůj mozek na drogách. “ Dnes víme, co smažení vlastně způsobuje.
Hluboko v srdci mozku, v jeho středu, kde se připojuje mozkový kmen, leží ventrální tegmentální oblast (VTA), která se skládá z neuronů, které přijímají informace z jiných částí mozku, což má hodně společného s tím, jak lidské potřeby jsou uspokojovány. Chemický posel dopamin posílá tyto informace do nucleus accumbens v předním mozku, přímo před VTA. Společně tyto dvě oblasti mozku spalují cestu odměňování mozku. Ráj na Zemi začíná v této části mozku. Potěšení zprostředkovává dopamin, který, jak říká Han, „je klíčem k našemu přežití jako druhu.“
Dopamin je hlavním hráčem v této části mozku. Přirozené odměny, jako je jídlo a sex, říká Han, zvyšují hladiny dopaminu v nucleus accumbens, které přijímají informace z VTA. Umělé odměny, zejména léky jako kokain, amfetaminy, metamfetaminy a methylfenidáty (např. Ritalin), způsobují v mozku spoušť napodobováním chemické struktury dopaminu a vazbou na transportér dopamin se normálně váže na.
K normální a zdravé komunikaci mozku dochází, když neuron vysílá elektrický signál z těla buňky prostřednictvím svých větvících se dendritů do axonálních terminálů neuronu, kde prochází synapse k jinému neuronu. Jakmile je signál přijat, je třeba jej ukončit, aby mohly projít další signály. Buňky tento proces řídí pomocí transportéru, molekuly zpětného vychytávání, která je v neuronu „odesílatele“. Když molekula dopaminu dělá svou práci ve zdravém mozku, váže se na dopaminové receptory v „přijímacím“ neuronu a přenáší signál. Když je úkol hotový, dopamin je transportován dopaminovým transportérem v „odesílajícím“ neuronu, takže jej lze znovu použít.
Drogy blokují transportér, který v zásadě zaplaví oblast dopaminem, který pak nepřetržitě aktivuje receptor, čímž zvyšuje potěšení. "Proto lidé při užívání drog pociťují euforii," řekl Han. "Cesta odměny je ústřední cestou mnoha drog," včetně heroinu, alkoholu a nikotinu. "
Závěrem je, že díky lékům se mozek cítí dobře, ale mezi intoxikací a toxicitou existuje jemná hranice. Když je mozek zaplaven dopaminem vyvolaným léky, kompenzuje to snížením počtu dopaminových receptorů mezi nervovými receptory a snížením produkce glukózy, hlavního zdroje energie pro mozek. Nakonec se zpomalí celá mozková funkce. Prefrontální kůra, výkonná oblast odpovědná za plánování a zapamatování, je zablácená. Synapse nevystřelují tak, jak by měly. Paměť a emoce jsou negativně ovlivněny. Všechen ten přebytek dopaminu smaží receptorové obvody v záblesku šílenství - pak se přírodní receptory scvrknou. Tohle je váš mozek na drogách.
Závislost a paměť
Ve své práci v Penn State začala Han používat ovocné mušky ke studiu paměti a učení. Drosophila melanogaster je vynikajícím modelem pro kondiční studie, vysvětlil Han, protože má propracovaný centrální nervový systém, jehož molekulární složky a nervová komunikace jsou podobné jako u lidí. Použitím různých vůní spojených buď s mírným úrazem elektrickým proudem, nebo s odměnou za sacharosu, Hanův tým, složený z absolventů a vysokoškolských studentů, snadno vytvořil averzivní a apetitivní (vyhýbání se a přitažlivost) scénáře kondicionování ke studiu základních molekul odpovědných za učení a paměť. Stručně řečeno, mouchy se naučily vyhýbat se pachům spojeným s otřesy a hledat ty, které přinesly cukr. Její tým studoval neurotransmitery, dopamin a oktopamin, které jsou analogické s neurotransmiterem norepinefrinem u lidí (s epinefrinem signalizuje reakci na boj nebo útěk).
"Z předchozích studií jsme věděli, že tyto molekuly jsou důležité a skutečně se dostáváme do mechanismů, jak tyto dopaminové a oktopaminové systémy ve skutečnosti zprostředkovávají tuto averzivní a chutnou úpravu," řekl Han. Jak se ukázalo: „Existuje přesná analogie s (co se děje v mozku) drogově závislých.“
Namísto zvláštního pachu, který u ovocných mušek spouští vyhýbání se nebo přitahování, Han, zajímající se o pochopení molekul a mechanismů, které jsou základem asociace environmentálních podnětů s chováním, naznačuje, že vizuální podněty jako koksové zrcadlo nebo pivní láhev mohou fungovat jako kondicionér podněty. A to by mohlo být silným spouštěčem pro narkomany nebo alkoholiky. "V učení a paměti je tento konkrétní proces vylepšen u lidí, kteří užívají drogy po dlouhou dobu," řekla. "Začali jsme se zajímat o otázku: 'Existují nějaké společné cesty, které zprostředkovávají přirozený proces učení a paměti vs. proces učení a paměti vyvolaný drogami?' Tak jsme se dostali ke studiu alkoholu a kokainu. “
Mozek má rád dopamin. Ne, mozek miluje dopamin. Ukazující na klíčovou studii Oldse a Milnera, která poprvé identifikovala cestu odměňování mozku v 1954, Han říká, že krysy dávají přednost VTA - výchozímu bodu cesty odměny - stimulované nad příjmem potravy nebo sexem. A dopamin není jen magickým neurotransmiterem, který činí cestu odměny možnou, ale také neurotransmiterem, který mozek produkuje v abnormálních číslech s příjmem určitých léků a alkoholu. Lidé, kteří potřebují cigaretu nebo koktejl, aby zklidnili nervy, jsou ve skutečnosti uklidňováni náhlým spěchem chemikálií v šťastném místě mozku. Han tak začal chápat molekulární základ toho, co miluje mozek, což není pro zbytek těla nutně nejzdravější věc, a jak se mozek z plodů ovoce učí a vzpomíná na to, co miluje - dopamin a octopamin.
Sex a jediná moucha
Práce na hypotéze, že zvýšené chování vyvolané opakovanými zkušenostmi vyžaduje paměť, Han a její tým začali denně dávat ethanol muškám, aby rozšířili své vzpomínky na zkušenosti s ethanolem. Po cestě se tým překvapivě objevil, což mělo co do činění s chováním, než s pamětí - a v tom nějakém urážlivém chování. Studie publikovaná v publikaci Jan 2, 2008, vydání vědeckého časopisu PLoS One, je průlomovým pohledem na účinky chronické expozice alkoholu v ovocných muškách. (Podobné studie létání po celém světě se zabývaly pouze krátkodobou expozicí.) A stejně jako u lidí není nadměrný příjem alkoholu v ovocných muškách dostačující.
U mušek divokého typu Han a její tým zjistili, že mužské mušky intoxikované ethanolem ztratily své sexuální zábrany a že toto dezinhibované chování se zintenzivňovalo s opakovanou zkušeností s ethanolem. Při chronické konzumaci alkoholu (tj. Ethanolu) se opilý mužský mouchy, které obvykle jen dvorní ženy, začaly dvořit jiným mužům… bezvýsledně.
Pomocí transgenních mušek Han blokoval neurotransmisi dopaminu zvýšením teploty na 32 stupňů C, což dočasně znemožňuje účinek dopaminu. Tyto mouchy, i když dostaly velké dávky ethanolu, neměly zájem o jiné mušky. Řekl Han. "Tento výsledek naznačuje, že dopamin je klíčovým prostředníkem mezimužských námluv vyvolaných ethanolem."
Nikdo neočekával, že bude svědkem tohoto chování. Řekl Han: „Lidé si mysleli, že ethanol může stimulovat sexuální vzrušení u lidí, ale nikdy neexistoval biologický nebo fyziologický model, který by to podporoval. Lidé si mysleli, že je to psychologičtější, ale mouchy obvykle nevycházejí z předpokladu, že protože piju, bude to v pořádku, když budu soudit jiného muže. Toto zvýšení sexuálního vzrušení je zcela fyziologické. Je to docela fascinující model pro pochopení fyziologického základu. “
A zatímco její práce je otevřená parodii na pivní brýle a bratry, Han uvedla, že studie jejího týmu to ukazují: mezi závislostí, inhibicí a dopaminem je určitě souvislost. I když mozek miluje nával molekul vyvolaných závislostí, my lidé jsme stále stvořeními volby. Řekl Han: „Způsob, jakým jsme definováni jako lidé, je ten, že jsme vyvinuli mozky s dobrými inhibičními systémy. Lidé se mohou rozhodnout, že nebudou pít nebo nebudou řídit a pít. “
Použijte tyto vyvinuté mozky, navrhla. Udělejte dobrou volbu, než se rybářské háčky závislosti chytí vašich neurotransmiterů a nenechte je jít. Místo toho, abyste se na konci dne usadili v noci pinot noir, jděte si zaběhat. Excitujte mozkovou dráhu odměny s vlastním nespolehlivým přísunem dopaminu v těle. "Každý chce hledat potěšení," řekla, "ale nejlepší způsob, jak to udělat, je přirozené posílení centra potěšení." Používejte vědu. “
Kyung-An Han, je docentem biologie na Eberly College of Science. Dostane se k ní [chráněno e-mailem]"> [chráněno e-mailem]"> [chráněno e-mailem]. Výše popsaný výzkum byl podpořen granty od National Institutes of Health a National Science Foundation.
Pro více informací o výzkumu v Penn State, přihlaste se k výzkumu Penn State: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;
