Via cerbo pri drogoj: Fiŝhokoj de toksomanio marde, 15 julio 2008 De Gigi MarinoResearch / Penn State
Kiam la usona verkisto Theodore Roethke instruis ĉe Penn State de 1936 ĝis 1943, li estis konata pro tri aferoj: esti bona poeto, trejni la viran tenisteamon kaj ebriiĝi, eble ĉi-lasta pli ol la unua. Roethke, genia kaj turmentita viro, bone sciis la delogon de trinkaĵo kaj la agonion de dependeco. En sia poemo "Vojaĝo en la internon", Roethke skribas, 'En la longa vojaĝo ekster la memo, / estas multaj kromvojoj, ellavitaj interrompitaj krudaj lokoj / Kie la ardezargilo glitas danĝere / Kaj la malantaŭaj radoj pendas preskaŭ super la rando / Ĉe la subita deturniĝo, la momento de turniĝo. "
Etendu la metaforon de "la subita deturniĝo" al provo rompi la ciklon de toksomanio. Roethke sciis, same kiel ĉiu fabela ebria, ĉiu avida metamfetamino, ĉiu sekreta fumanto, ĉiu lasta heroindrogulo, ke "la ardezargilo glitas danĝere." Eĉ kun la plej bonaj rehabilitaj klinikoj kaj subtenaj grupoj, toksomaniuloj trovas, ke gliti reen en la varman malhelan uteron de toksomanio estas multe pli facila - kaj multe pli plaĉa - ol elrampi el ĝi.
Depende de kiu studo vi legis, la recidiva indico por drogaj kaj alkoholaj toksomanioj varias de 50 ĝis 90 procentoj. Ĉi tiuj nombroj ne surprizas Kyung-An Han, asociitan profesoron pri biologio, kies ĉefa laboro celas kompreni kiel molekuloj en la cerbo peras konduton. La pasintan vintron Han prezentis la prelegon "Dependeco: Malbona Kazo de Bona Memoro", en la daŭra serio Limoj de Scienco sponsorita de la Scienca Kolegio Eberly, en kiu ŝi esploris toksomanion kiel neintencan formon de lernado kaj memoro. Han argumentas, ke toksomanio neniel rilatas al volforto. Ŝi diras, "Dependeco estas problemo de la cerbo, kiu povas esti kronika kaj progresema. Ĝi ne estas morala afero. Nia konduto grandparte regas per cerba funkcio. "
Vojaĝo al la centro de la cerbo
Reen en la 1980-aj jaroj, antaŭ ol unuajaraj lernantoj sciis, kio estas PET-skanadoj kaj "dopamino" kaj "serotonino" fariĝis hejmaj vortoj, la Partnereco por Sendrogiĝema Ameriko lanĉis amasan kontraŭdrogan kampanjon, kiu uzis frititan ovon por simboli " via cerbo pri drogoj. " Ni scias hodiaŭ, kio efektive kaŭzas la fritadon.
Profunde en la koro de la cerbo, ĉe ĝia centro, kie la cerba tigo alfiksiĝas, kuŝas la ventra tegmenta areo (VTA), kiu konsistas el neŭronoj, kiuj ricevas informojn de aliaj partoj de la cerbo, granda parto rilatas al kiel bone homaj bezonoj estas kontentigitaj. La kemia mesaĝisto dopamino sendas ĉi tiujn informojn al la kerno accumbens en la antaŭcerbo, rekte antaŭ la VTA. Kune, ĉi tiuj du cerbaj areoj ekbruligas la cerban rekompencan vojon. Paradizo sur la tero komenciĝas en ĉi tiu parto de la cerbo. Plezuro estas perita de dopamino, kiu, diras Han, "estas ŝlosilo por nia postvivado kiel specio."
Dopamino estas ĉefa aganto en ĉi tiu parto de la cerbo. Naturaj rekompencoj, kiel manĝaĵo kaj sekso, diras Han, pliigas dopaminajn nivelojn en la kerno accumbens, kiu ricevas informojn de la VTA. Artefaritaj rekompencoj, precipe drogoj kiel kokaino, amfetaminoj, metamfetaminoj kaj metilfenidatoj (ekz. Ritalino), kaŭzas havaĵojn en la cerbo imitante la kemian strukturon de dopamino kaj ligante sin al la transporta dopamino.
Normala sana sana cerba komunikado okazas kiam neŭrono sendas elektran signalon de la ĉela korpo tra siaj disbranĉiĝaj dendritoj al la aksonaj finaĵoj de la neŭrono, kie ĝi transiras la sinapson al alia neŭrono. Post kiam la signalo estas ricevita, ĝi devas esti finita tiel ke aliaj signaloj povas trapasi. Ĉeloj regas ĉi tiun procezon per transportilo, reakcepta molekulo, kiu estas en la "sendinto" neŭrono. Kiam la dopamina molekulo plenumas sian laboron en sana cerbo, ĝi ligas sin al dopaminaj riceviloj en la "ricevila" neŭrono por transdoni la signalon. Kiam la tasko estas plenumita, la dopamino estas reprenita de la transportilo de dopamino en la "sendinto" neŭrono do ĝi povas esti uzata denove.
Drogoj blokas la transportilon, kiu esence inundas la areon per dopamino, kiu tiam kontinue aktivigas la receptoron, tiel plibonigante plezuron. "Tial homoj sentas eŭforion kiam ili drogas," diris Han. "La rekompenca vojo estas la centra vojo de multaj drogoj", inkluzive de heroino, alkoholo kaj nikotino. "
La esenca afero estas, ke drogoj bonfartigas la cerbon, sed estas bona inter ebrio kaj tokseco. Kiam la cerbo estas inundita per drog-induktita dopamino, ĝi kompensas reduktante la nombron de dopaminaj riceviloj inter la neŭralaj riceviloj, kaj ankaŭ reduktante produktadon de glukozo, la ĉefa energifonto por la cerbo. Finfine la tuta cerba funkcio malrapidiĝas. La prealfronta kortekso, la plenuma areo respondeca pri planado kaj memorado, ŝlimigas. Sinapsoj ne pafas kiel ili devus. Memoro kaj emocio estas malutilaj. Ĉiu tiu ekscesa dopamino fritas la cirkvitojn de riceviloj en fulmdanco de furiozo - tiam la naturaj riceviloj ŝrumpas. Jen via cerbo pri drogoj.
Toksomanio kaj memoro
En sia laboro ĉe Penn State, Han komencis uzi muŝojn por studi memoron kaj lernadon. Drosophila melanogaster estas bonega modelo por kondiĉigi studojn, Han klarigis, ĉar ĝi havas kompleksan centran nervosistemon kies molekulaj komponantoj kaj neŭralaj komunikadoj similas al tiuj en homoj. Uzante malsamajn odorojn asociitajn kun iometa elektra ŝoko aŭ sakarosa rekompenco, la teamo de Han, formita de diplomitaj kaj bakalaŭraj studentoj, facile konstruis aversivajn kaj apetitajn (evitadon kaj altiron) kondiĉajn scenarojn por studi la subajn molekulojn respondecajn pri lernado kaj memoro. Mallonge, muŝoj lernis eviti la odorojn ligitajn kun ŝokoj kaj serĉi tiujn, kiuj produktis sukeron. Ŝia teamo studis neŭrotransmitorojn, dopaminon kaj oktopaminon, kiu estas analoga al la neŭrotransmitoro noradrenalino ĉe homoj (kun adrenalino, ĝi signalas la batalon aŭ fuĝan respondon).
"Ni sciis laŭ antaŭaj studoj, ke tiuj molekuloj estas gravaj, kaj ni vere eniras en la mekanismojn, kiel ĉi tiuj dopaminaj kaj oktopaminaj sistemoj efektive peras ĉi tiun aversivan kontraŭ apetitan kondiĉadon", diris Han. Rezultas: "Estas ĝusta analogeco kun (kio okazas en la cerbo de) droguloj."
Anstataŭ aparta odoro, kiu kaŭzas eviton aŭ allogon ĉe muŝoj, Han, interesata pri komprenado de la molekuloj kaj mekanismoj, kiuj subestas la asocion de mediaj signaloj kun konduto, sugestas, ke vidaj signaloj kiel koka spegulo aŭ bierbotelo povas funkcii kiel kondiĉado. stimuloj. Kaj ĉi tio povus esti potenca ellasilo por droguloj aŭ alkoholuloj. "En lernado kaj memoro, ĉi tiu aparta procezo estas plibonigita ĉe homoj, kiuj konsumas drogojn delonge," ŝi diris. "Ni interesiĝis pri la demando, 'Ĉu estas komunaj vojoj, kiuj mediacias la naturan lernadon kaj memorprocezon kontraŭ la drogo-induktita lernado kaj memoro?' Tiel ni komencis studi alkoholon kaj kokainon. "
La cerbo ŝatas dopaminon. Ne, la cerbo amas dopaminon. Montrante al la seminala studo de Olds kaj Milner, kiu unue identigis la cerbon-rekompencan vojon en 1954, Han diras, ke ratoj preferas havi la VTA - deirpunkto de la rekompenca vojo - stimulita super ricevi manĝaĵon aŭ havi sekson. Kaj dopamino ne nur estas la magia neurotransmisilo, kiu ebligas la rekompencan vojon, sed ankaŭ la neurotransmisilon, kiun la cerbo produktas en nenormalaj nombroj kun la konsumado de certaj drogoj kaj alkoholo. Homoj, kiuj bezonas cigaredon aŭ koktelon por trankviligi siajn nervojn, efektive pacigas sin per subita bruo de kemiaĵoj en la feliĉa loko de la cerbo. Tiel, Han komencis kompreni la molekulan bazon de tio, kion amas la cerbo, kio ne estas nepre la plej sana afero por la resto de la korpo, kaj kiel la frukto-muŝa cerbo lernas kaj memoras tion, kiun ĝi amas - dopaminon kaj octopaminon.
Sekso kaj la sola muŝo
Laborante pri la hipotezo, ke plibonigita konduto ekigita de ripetita sperto postulas memoron, Han kaj ŝia teamo ĉiutage komencis doni etanolon al la muŝoj por etendi siajn memorojn pri etanola sperto. Laŭ la vojo, la teamo faris iujn mirindajn malkovrojn, kiuj havis pli rilate al konduto ol memoro - kaj ia indigniga konduto ĉe tio. La studo, publikigita en la numero 2, 2008 de Jan, de la scienca revuo PLoS One, estas pinta rigardo pri la efikoj de kronika ekspozicio al alkoholo en muŝoj de frukto. (Similaj frukt-muŝaj studoj tra la mondo nur rigardis mallongdaŭran ekspozicion.) Kaj, kiel ĉe homoj, troa konsumado de alkoholo en fruktaj muŝoj ne sufiĉas.
En sovaĝaj specoj de muŝoj Han kaj ŝia teamo trovis, ke etanol-ebriigitaj viraj muŝoj perdis siajn seksajn inhibiciojn, kaj ke ĉi tiu seninhibita konduto intensiĝis kun la ripeta sperto de etanolo. Kun kronika konsumado de alkoholo (t.e. etanolo), la ebriaj viraj muŝoj, kiuj kutime nur svatas inojn, komencis svati aliajn virojn ... senutile.
Uzante transgenajn muŝojn, Han blokis dopaminan neŭrotransmision levante la temperaturon ĝis 32 gradoj C, kio provizore malebligas la efikon de dopamino. Ĉi tiuj muŝoj, eĉ kiam ili ricevis grandajn dozojn de etanolo, ne interesiĝis pri aliaj viraj muŝoj. Han diris. "Ĉi tiu rezulto sugestas, ke dopamino estas ŝlosila peranto de inter-maskla amindumado induktita de etanolo."
Neniu atendis atesti ĉi tiun konduton. Han diris: "Homoj pensis, ke etanolo povus stimuli seksan ekscitiĝon ĉe homoj, sed neniam ekzistis biologia aŭ fiziologia modelo por subteni ĝin. Homoj opiniis, ke ĝi estas pli psikologia, sed muŝoj kutime ne supozas, ke ĉar mi trinkos, estos bone se mi svatas alian masklon. Ĉi tiu pliigo de seksa ekscito estas tute fiziologia. Estas tute fascina modelo kompreni la fiziologian bazon. "
Kaj dum ŝia laboro estas malfermita al parodio pri bieraj protektokulvitroj kaj frataj knaboj, Han diris, ke la studoj de ŝia teamo montras ĉi tion: plej certe estas ligo inter toksomanio, inhibicio kaj dopamino. Dum la cerbo amas la fluon de dependaj induktitaj molekuloj, ni homoj, ankoraŭ estas elektitaj estaĵoj. Han diris: "La maniero kiel ni estas difinitaj kiel homoj estas, ke ni evoluigis cerbojn kun bonaj inhibaj sistemoj. Homoj povas elekti ne trinki aŭ ne stiri kaj trinki. "
Uzu ĉi tiujn evoluintajn cerbojn, ŝi proponis. Faru bonajn elektojn antaŭ ol la fiŝhokoj de toksomanio ekprenu viajn neŭrotransmitorojn kaj ne lasu ilin. Prefere ol ripozi por nokto de pinot noir fine de la tago, kuru. Eksciti la cerban rekompencan vojon per la propra senlima dopamina provizo de la korpo. "Ĉiuj volas serĉi plezuron," ŝi diris, "sed la plej bona maniero fari ĝin estas akceli la plezurcentron nature. Uzu sciencon. "
Kyung-An Han, estas asociita profesoro pri biologio en la Eberly Kolegio pri Scienco. Ŝi povas esti atingita ĉe [retpoŝte protektita]”> [retpoŝte protektita]”> [retpoŝte protektita]. La esploro priskribita supre estis subtenata de subvencioj de la Naciaj Institutoj pri Sano kaj la Nacia Scienca Fondaĵo.
Por pliaj aspektoj pri esplorado ĉe Penn State, abonu al Ŝtata Penn State: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;