Grey Matter am Brain's Control Center Verknäppt mat der Fäegkeet fir Belounung ze veraarbecht; Strukturfunktiounsstéierunge beobachtet bei Leit déi u Kokain süchteg sinn (2011)

ScienceDaily (Nov. 29, 2011) - Wat méi gro Matière Dir am Entscheedungsprozess, Gedankeveraarbechtungsdeel vun Ärem Gehir hutt, wat besser Är Fäegkeet fir Belounungen a Konsequenzen ze evaluéieren. Dat ka wéi eng offensichtlech Konklusioun schéngen, awer eng nei Studie am US Department of Energy's Brookhaven National Laboratory gemaach ass deen éischte fir dëse Lien ze weisen tëscht Struktur a Funktioun bei gesonde Leit - an d'Behënnerung vu Struktur a Funktioun bei Leit déi u Kokain süchteg sinn. .

D'Etude erschéngt an der Journal fir kognitiv Neurowëssenschaften.

"Dës Studie dokumentéiert fir d'éischt d'Wichtegkeet fir d'Veraarbechtung vu groer Matière strukturell Integritéit an den Deeler vum Gehir vum prefrontale Cortex ze belounen, déi a méi héijer Uerdnung exekutiv Funktioun involvéiert sinn, inklusiv Selbstkontrolle an Entscheedungsprozess," sot de Muhammad Parvaz, e Post-Doktorat am Brookhaven Lab an e Co-Lead Autor um Pabeier.

"Virdru Studien, déi zu Brookhaven a soss anzwuesch gemaach goufen, hunn d'strukturell Integritéit vun der prefrontaler Cortex an der Drogenubannung an de funktionelle Bestanddeeler vun der Belounungsveraarbechtung erfuerscht, awer dës Studie goufen separat gemaach", sot de Parvaz. "Mir wollte wëssen ob d'spezifesch Funktioun vun der Belounungsveraarbechtung kéint" op de Basisgrond Gehir Struktur "gekaart ginn - ob a wéi dës zwee matenee verbonne sinn," huet hien derbäigesat.

Differenzen am groer Matière Volumen - de Betrag vun der Gehir Matière aus Nerve Zellkierper, am Géigesaz zu den "wäisse Matière" Axonen déi d'Verbindunge tëscht Zellen bilden - goufen an enger Rei vun neuropsychiatresche Krankheeten observéiert am Verglach mat gesonde Staaten, erkläert Anna Konova, déi aner Co-Lead Autorin um Pabeier. "Mir wollte méi wëssen iwwer wat dës Ënnerscheeder funktionell bei gesonde Leit an an Drogenofhängeger Persounen heeschen", sot si.

Fir dës Struktur-Funktioun Bezéiung z'ënnersichen, hunn d'Wëssenschaftler magnetesch Resonanzvirstellung (MRI) Gehirscans gemaach fir Gehirvolumen bei 17 gesonde Leit an 22 Kokain Benotzer ze moossen. D'Scans sammele strukturell Miessunge fir dat ganzt Gehir, a kënne voxel-by-voxel analyséiert ginn - dat entsprécht dräi-dimensionale Pixel - fir detailléiert Miessunge fir eenzel Gehirregiounen ze kréien.

Bannent enger kuerzer Zäit vun de MRI Scans hunn d'Wëssenschaftler och Elektroden benotzt, déi op de Skalpe vun de Fuerschungsfächer gesat goufen, fir e bestëmmt elektrescht Signal ze moossen, bekannt als de P300 (en eventbedingt Potenzial ofgeleet vun engem lafenden Elektroencephalogramm, oder EEG, dat ass Zäit- zu engem bestëmmten Event gespaart). Dës spezifesch Moossnam kann d'Gehireraktivitéit indexéieren mat der Belounungsveraarbechtung. Wärend dësen elektreschen Opzeechnungen hunn d'Sujeten eng zäitlech psychologesch Aufgab gemaach (Knäppchen drécken no engem spezifesche Set vu Regelen) mat der Perspektiv verschidden Niveauen vu monetärer Belounung ze verdéngen, vu kee Geld bis 45 Cent fir all korrekt Äntwert mat enger total potenzieller Belounung vun $ 50.

Fréier Studien vum Research Team weisen datt an gesondem Sujeten de P300 Signal mat der Quantitéit vun der monetärer Belofschaft unzebidden. Cocaine-Suchtpersonen hunn awer dës Differential Responso an der P300-Moossnam vun der Gehireraktivitéit net ze weisen, obwuel si wéi déi gesonde Sujeten d'Aufgab als interessant a spannend ginn wéi d'potenziell Belounung méi grouss ass.

Déi aktuell Studie huet dës Resultater verlängert andeems se se fir d'éischte Kéier mat de strukturelle Mesuren verbonne sinn.

D'Wëssenschaftler hunn statistesch Methode benotzt fir Korrelatiounen ze sichen tëscht dem Ënnerscheed an der Gehiraktivitéit observéiert an den héije Belounung a keng Belounungsbedingungen - wéi vill d'Gehir P300 Äntwert geännert huet mat der Erhéijung vun der Belounung - an dem Gro Matière Volumen a verschiddenen Deeler vum Gehir wéi gemoossene Voxel-by-Voxel an de MRI Scans.

An den gesondem Sujeten ass d'Gréisst vun der Verännerung am P300-Signal mat erhéngter Belounung am stärksten mat dem Grousse vun der groer Matière an dräi Regiounen vum Préfrontal Cortex korreléiert.

"Wat méi héich de gro Matièrevolumen an deene bestëmmte Regiounen ass, wat méi Gehiraktivitéit fir déi héchst monetär Belounung am Verglach zum net-Belounungszoustand eropgaang ass," sot Konova.

Déi Kokain-süchteg Persounen hu gro Matière Volumen an dëse Regioune reduzéiert am Verglach mat de gesonde Sujeten, a keng detektabel Differenzen tëscht de Belounungsbedingungen an der P300 Moossnam vun der Gehiraktivitéit. Et waren och keng bedeitend Korrelatiounen tëscht der fréierer a leschter - Struktur a Funktiounsmoossnamen - an de Kokain-Suchtfächer.

"Dës Erkenntnisser suggeréieren datt eng belaascht Belounungsveraarbechtung kann zu Defiziter an der struktureller Integritéit vum Gehir zougeschriwwe ginn, besonnesch a prefrontale kortikale Regiounen implizéiert a méi héijer Uerdnung kognitiv an emotional Funktioun", sot de Parvaz. "Dës Studie validéiert dofir d'Benotzung vun de strukturelle Moossnamen, déi vum MRI kritt sinn als Zeegnes op funktionell Defiziter."

D'Implikatioune si wichteg fir de potenziellen Verloscht u Kontroll ze verstoen an défavorabel Entscheedungsprozesser, déi a Leit kënne optrieden, déi un Drogenubannung leiden, huet d'Konova erkläert: "Dës Strukturfunktiounsdefiziter kënnen an dysfunktionnéiert Behuelen an der realer Welt iwwersetzen. Spezifesch behënnerte Fäegkeet fir Belounungen ze vergläichen, a reduzéiert gro Matière am prefrontale Cortex, kann an der kompromittéierter Fäegkeet kulmen fir Freed ze erliewen a Verhalen ze kontrolléieren, besonnesch an héije Risikosituatiounen - zum Beispill beim Verlaangen oder ënner Stress - féiert Persounen zu benotzen Drogen trotz katastrofale Konsequenzen. “

D'Auteure erkennen datt et nach ëmmer Froen iwwer d'Verännerungen an der Hirstellung an der Funktioun sinn eng Ursaach oder eng Konsequenz vu Sucht. Mä d'Benotzung vun multimodalen Imaging Techniken, wéi déi vun dëser Studie illustréiert illustréiert, kënnen nei Weeër fir dës an aner Froen déi mat der mënschlecher Motivatioun vun der Gesondheets- an Krankheete relevant sinn, ze vermeiden, besonnesch mat der Behandlung vun der Drogenubannung.

Dës Fuerschung gouf am Brookhaven Lab ënner der Leedung vum Rita Goldstein, Direkter vun der Brookhaven Lab's Neuropsychoimaging Group an dem entspriechenden Autor um Pabeier gemaach. Den Dardo Tomasi vum Nationalen Institut fir Alkoholmissbrauch an Alkoholismus, deen de Brookhaven MRI Anlage bedreift, an d'Nora Volkow, Direktesch vum Nationalen Institut fir Drogenmëssbrauch (NIDA), ware Co-Autoren. D'Fuerschung gouf finanzéiert duerch eng Subventioun u Goldstein vun den National Institutes of Health a vum General Clinical Research Center vun der Stony Brook University.