Creierul tău asupra drogurilor: Cârlige de dependență marți, 15 iulie 2008 De Gigi MarinoResearch / Penn State
Când scriitorul american Theodore Roethke a predat la Penn State din 1936 până în 1943, a fost cunoscut pentru trei lucruri: a fi un poet bun, a antrenat echipa de tenis masculin și a cădea beat, poate cel din urmă mai mult decât primul. Roethke, un om strălucit și torturat, știa bine seducția băuturii și agonia dependenței. În poezia sa „Călătorie în interior”, Roethke scrie: „În lunga călătorie în afara sinelui, / există multe ocoliri, locuri brute întrerupte spălate / În cazul în care șistul alunecă periculos / Și roțile din spate atârnă aproape peste edge / La virarea bruscă, momentul întoarcerii. ”
Extindeți metafora „virării bruște” la o încercare de a rupe ciclul dependenței. Roethke știa, la fel ca orice bețiv fabulos, fiecare metafor, un fumător secret, fiecare ultim dependent de heroină că „șistul alunecă periculos”. Chiar și cu cele mai bune clinici de reabilitare și grupuri de sprijin, dependenții descoperă că alunecarea înapoi în uterul cald și întunecat al dependenței este mult mai ușoară - și mult mai plăcută - decât să se târască din ea.
În funcție de studiul pe care l-ați citit, rata recidivelor pentru dependența de droguri și alcool variază de la 50 la 90%. Aceste cifre nu îl surprind pe Kyung-An Han, profesor asociat de biologie, a cărui lucrare principală urmărește să înțeleagă modul în care moleculele din creier mediază comportamentul. Iarna trecută, Han a susținut prelegerea „Dependență: un caz rău de bună memorie”, în seria Frontiers of Science în curs de desfășurare sponsorizată de Eberly College of Science, în care a explorat dependența ca o formă involuntară de învățare și memorie. Han susține că dependența nu are nimic de-a face cu puterea de voință. Ea spune: „Dependența este o problemă a creierului care poate fi cronică și progresivă. Nu este o problemă morală. Comportamentul nostru este în mare măsură controlat de funcția creierului. ”
Călătorie spre centrul creierului
În anii 1980, înainte ca elevii de clasa întâi să știe ce sunt scanările PET și „dopamina” și „serotonina” au devenit cuvinte gospodărești, Parteneriatul pentru o America fără droguri a lansat o campanie masivă antidrog care a folosit un ou prăjit pentru a simboliza „ creierul tău pe droguri ”. Știm astăzi ce cauzează de fapt prăjirea.
Adânc în inima creierului, în centrul său, unde se atașează tulpina creierului, se află zona tegmentală ventrală (VTA), care este alcătuită din neuroni care primesc informații din alte părți ale creierului, o mare parte din aceasta având legătură cu modul în care nevoile umane sunt satisfăcute. Dopamina mesager chimic trimite aceste informații către nucleul accumbens din creierul anterior, direct în fața VTA. Împreună, aceste două zone ale creierului aprind calea recompensei creierului. Paradisul de pe pământ începe în această parte a creierului. Plăcerea este mediată de dopamină, care, spune Han, „este cheia supraviețuirii noastre ca specie”.
Dopamina este un jucător principal în această parte a creierului. Han, cum ar fi alimentele și sexul, spune Han, cresc nivelul de dopamină din nucleul accumbens, care primește informații de la VTA. Recompensele artificiale, în special medicamente precum cocaina, amfetaminele, metamfetaminele și metilfenidatele (de exemplu, Ritalin), produc ravagii în creier, imitând structura chimică a dopaminei și se leagă la dopamina transportoare.
Comunicarea normală și sănătoasă a creierului are loc atunci când un neuron trimite un semnal electric de la corpul celulei prin dendritele sale ramificate către terminalele axonale ale neuronului, unde traversează sinapsa către un alt neuron. Odată ce semnalul este primit, acesta trebuie terminat, astfel încât să poată trece alte semnale. Celulele controlează acest proces folosind un transportor, o moleculă de recaptare care se află în neuronul „expeditor”. Când molecula de dopamină își face treaba într-un creier sănătos, se leagă de receptorii de dopamină din neuronul „receptor” pentru a transmite semnalul. Când sarcina este terminată, dopamina este preluată de transportorul de dopamină în neuronul „expeditor”, astfel încât să poată fi utilizată din nou.
Medicamentele blochează transportorul, care inundă practic zona cu dopamină, care apoi activează continuu receptorul, sporind astfel plăcerea. „De aceea oamenii simt euforie când iau droguri”, a spus Han. „Calea recompensei este calea centrală a multor droguri”, inclusiv heroina, alcoolul și nicotina. ”
Concluzia este că drogurile fac creierul să se simtă bine, dar există o linie fină între intoxicație și toxicitate. Când creierul este inundat de dopamină indusă de medicamente, acesta compensează prin reducerea numărului de receptori de dopamină printre receptorii neuronali, precum și prin reducerea producției de glucoză, principala sursă de energie pentru creier. În cele din urmă, întreaga funcție a creierului încetinește. Cortexul prefrontal, zona executivă responsabilă cu planificarea și amintirea, nebunește. Sinapsele nu trag ca ar trebui. Memoria și emoția sunt afectate în mod dăunător. Tot excesul de dopamină prăjește circuitele receptorilor într-un dans fulgerător de frenezie - apoi, receptorii naturali se strâmbă. Acesta este creierul tău despre droguri.
Dependență și memorie
În munca ei la Penn State, Han a început să folosească muștele fructelor pentru a studia memoria și învățarea. Drosophila melanogaster este un model excelent pentru studiile de condiționare, a explicat Han, deoarece are un sistem nervos central sofisticat ale cărui componente moleculare și comunicații neuronale sunt similare cu cele de la oameni. Utilizând diferite mirosuri asociate fie cu un ușor șoc electric, fie cu o recompensă de zaharoză, echipa lui Han, formată din studenți absolvenți și de licență, a construit cu ușurință scenarii de condiționare aversive și apetisante (evitare și atracție) pentru a studia moleculele de bază responsabile de învățare și memorie. Pe scurt, muștele au învățat să evite mirosurile legate de șocuri și să le caute pe cele care produceau zahăr. Echipa ei a studiat neurotransmițătorii, dopamina și octopamina, care este analog cu neurotransmițătorul norepinefrină la om (cu epinefrină, acesta semnalează răspunsul de luptă sau fugă).
„Știam din studiile anterioare, acele molecule sunt importante și intrăm într-adevăr în mecanismele modului în care aceste sisteme de dopamină și octopamină mediază de fapt această condiționare aversivă față de cea apetitivă”, a spus Han. După cum se dovedește, „există o analogie exactă cu (ceea ce se întâmplă în creierul) dependenților de droguri”.
În loc de un miros special care declanșează evitarea sau atracția la muștele fructelor, Han, interesat să înțeleagă moleculele și mecanismele care stau la baza asocierii indicilor de mediu cu comportamentul, sugerează că indicii vizuale precum o oglindă de cocs sau o sticlă de bere pot funcționa ca o condiționare stimuli. Și acest lucru ar putea fi un factor puternic de declanșare pentru dependenții de droguri sau alcoolici. „În învățare și memorie, acest proces special este îmbunătățit la persoanele care consumă droguri de mult timp”, a spus ea. „Am devenit interesați să punem întrebarea:„ Există vreo căi comune care mediază procesul natural de învățare și memorie față de procesul de învățare și memorie indus de droguri? ” Așa am început să studiem alcoolul și cocaina. ”
Creierului îi place dopamina. Nu, creierul adora dopamina. Arătând spre studiul seminal efectuat de Olds și Milner care a identificat pentru prima dată calea de recompensare a creierului în 1954, Han spune că șobolanii preferă să aibă VTA - punctul de plecare al căii de recompensă - stimulat de a primi hrană sau de a face sex. Și dopamina nu este doar neurotransmițătorul magic care face posibilă calea de recompensare, ci și neurotransmițătorul pe care creierul îl produce în număr anormal odată cu aportul anumitor medicamente și alcool. Persoanele care au nevoie de o țigară sau de un cocktail pentru a-și calma nervii sunt, de fapt, liniștite de o bruscă viteză de substanțe chimice în locul fericit al creierului. Astfel, Han a început să înțeleagă baza moleculară pentru ceea ce creierul iubește, ceea ce nu este neapărat cel mai sănătos lucru pentru restul corpului și modul în care creierul zburătoare de fructe învață și își amintește de ceea ce iubește - dopamina și octopamina.
Sexul și singura muscă
Lucrând pe ipoteza că un comportament sporit declanșat de experiența repetată necesită memorie, Han și echipa ei au început să dea etanol muștelor zilnic pentru a-și extinde amintirile despre experiența cu etanol. Pe parcurs, echipa a făcut câteva descoperiri surprinzătoare, care au avut mai mult de-a face cu comportamentul decât memoria - și un anumit comportament scandalos. Studiul, publicat în ediția 2, 2008, din revista științifică PLoS One, este o privire de ultimă generație asupra efectelor expunerii cronice la alcool la muștele fructelor. (Studii similare cu muștele de fructe din întreaga lume s-au uitat doar la expunerea pe termen scurt.) Și, la fel ca la oameni, aportul excesiv de alcool la muștele de fructe nu este destul de bun.
La muștele de tip sălbatic, Han și echipa ei au descoperit că muștele masculin intoxicate cu etanol și-au pierdut inhibițiile sexuale și că acest comportament dezinhibat s-a intensificat odată cu experiența repetată a etanolului. Odată cu consumul cronic de alcool (adică etanol), bărbatul beat zboară, care în mod normal doar curtește femelele, a început să curteze alți masculi ... fără rezultat.
Folosind muște transgenice, Han a blocat neurotransmisia dopaminei prin creșterea temperaturii la 32 de grade C, ceea ce dezactivează temporar efectul dopaminei. Aceste muște, chiar și atunci când li s-au administrat doze mari de etanol, nu aveau niciun interes pentru alte muște masculine. Spuse Han. „Acest rezultat sugerează că dopamina este un mediator cheie al curtării inter-masculine indusă de etanol.”
Nimeni nu se aștepta să asiste la acest comportament. Han a spus: „Oamenii credeau că etanolul ar putea stimula excitația sexuală la oameni, dar nu a existat niciodată un model biologic sau fiziologic care să o susțină. Oamenii au crezut că este mai mult psihologic, dar muștele nu fac în mod normal presupunerea că, pentru că beau, va fi în regulă dacă judec un alt bărbat. Această creștere a excitării sexuale este total fiziologică. Este un model destul de fascinant pentru a înțelege baza fiziologică. ”
Și, în timp ce munca ei este deschisă parodiei ochelarilor de bere și a băieților frat, Han a spus că studiile echipei sale arată acest lucru: există cu siguranță o legătură între dependență, inhibiție și dopamină. În timp ce creierul iubește valul de molecule induse de dependență, noi, oamenii, suntem încă creaturi la alegere. Han a spus: „Modul în care suntem definiți ca oameni este că am dezvoltat creiere cu sisteme inhibitoare bune. Oamenii pot alege să nu bea sau să nu conducă și să bea ”.
Folosește aceste creiere evoluate, a sugerat ea. Faceți alegeri bune înainte ca cârligele de pește de dependență să vă prindă neurotransmițătorii și să nu vă dați drumul. În loc să vă așezați pentru o noapte de pinot noir la sfârșitul zilei, mergeți la fugă. Excitați calea de recompensare a creierului cu aportul de dopamină neîngrădit al organismului. „Toată lumea vrea să caute plăcere”, a spus ea, „dar cel mai bun mod de a face acest lucru este să crești centrul plăcerii în mod natural. Folosește știința. ”
Kyung-An Han, este profesor asociat de biologie în Eberly College of Science. Se poate ajunge la [e-mail protejat]”> [e-mail protejat]”> [e-mail protejat]. Cercetarea descrisă mai sus a fost susținută de subvenții de la National Institutes of Health și National Science Foundation.
Pentru mai multe caracteristici despre cercetarea la Penn State, abonați-vă la Research Penn State: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;
