Neuroștiința adolescentă a dependenței: O nouă eră (2015)

CONEXIUNEA LA HÂRTIE

Volumul 16, Decembrie 2015, pagini 192-193

Dezvoltarea neurologiei cognitive

Utilizarea substanței și creierul adolescent: Impactul dezvoltării, intervențiile și rezultatele longitudinale

Adolescența a fost recunoscută de mult timp ca o perioadă de schimbări dramatice în corp și comportament. Mai recent, este recunoscută ca o perioadă de schimbări dramatice în creier. Avansurile tehnologiilor neuroimagistice au făcut din ce în ce mai accesibile cunoștințele despre anatomia și fiziologia creierului în curs de dezvoltare.

Mai multe inițiative la scară largă care utilizează imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) pentru a caracteriza maturizarea creierului adolescent în sănătate și boală, adesea integrate cu genetica și măsuri comportamentale și ecologice progresive sofisticate, încep să dea dovadă de ce adolescența este un moment atât de oportunitate, cât și de vulnerabilitate .

În timpul adolescenței, creierul nu se maturizează prin a deveni mai mare și mai mare. Ea se maturizează devenind mai interconectată și mai specializată.

Interconectarea crescândă sau comunicarea între regiunile disparate ale creierului, cuprinzând o ierarhie complexă a circuitelor neuronale, este demonstrată în mai multe modalități și nivele de investigare. Studiile de potențare pe termen lung indică formarea unor conexiuni sinaptice mai puternice în timpul adolescenței. O mai mare coerență a activității electrice (gradul în care activitatea dintr-o zonă poate fi prezisă din activitatea în altul) este demonstrată prin studii care utilizează EEG. În mod similar, studiile fMRI care evaluează oxigenarea sângelui arată de asemenea o tendință generală către o mai mare coactivare între regiunile distincte din punct de vedere al spațiului. Studiile RMN structurale indică o creștere a volumului materiei albe în timpul adolescenței, reflectând mielinizarea și creșterea concomitentă a vitezei de comunicare neuronală.

Caracterizarea modului in care structurile creierului sunt interconectate a beneficiat enorm de aplicarea teoriei grafurilor, o ramura a matematicii care este utilizata pentru a cuantifica relatia dintre "noduri" si "margini". Nodurile pot fi orice obiect sau o entitate masurabila, variind de la quarks la galaxii . Exemple de noduri cerebrale pot fi un neuron, o structură cum ar fi hipocampul sau o regiune cum ar fi cortexul prefrontal. Marginile pot fi orice conexiuni între noduri, dintr-o conexiune fizică, cum ar fi o sinapsă între neuroni sau o corelație statistică, cum ar fi atunci când două părți ale creierului sunt activate în mod similar în repaus sau în timpul unei sarcini cognitive date. Abordările teoriei grafului ne ajută să cuantificăm relația dintre maturarea diferitelor circuite neuronale și modul în care diferențele în calendarul maturațional se pot referi la variația comportamentului și cunoașterii.

De exemplu, un echilibru în schimbare între regiunile limbic mai vechi care se maturizează și care suferă schimbări dramatice în timpul pubertății și mai târziu maturizarea regiunilor prefrontale, care continuă să sufere modificări substanțiale până în deceniul al treilea, sunt ipotezați ca să fundamenteze multe din fenomenele adolescente observateSomerville și colab., 2010).

Specializarea crescândă a creierului adolescent este exprimată indirect ca o scădere a volumului materiei cenușii în timpul celui de-al doilea deceniu, deși rămân multe de făcut pentru a înțelege procesele moleculare și microscopice care stau la baza observării. Cresterea mielinizarii, care poate schimba denumirea unui voxel RMN la marginea interioara a cortexului, de la gri la alb, reprezinta o parte din "reducerea" volumului de materie cenusie, dar convergand dovezile din studiile post mortem si neconcordantele specifice regionale intre traiectoriile de dezvoltare a volumelor materiei gri și albe sugerează că și alte procese contribuie. Gradul în care "tăierea" sinapselor contribuie la reducerea volumului materiei cenușii este necunoscută. Aceasta este o problemă importantă de rezolvat pentru a arăta lumina asupra noțiunii simplificate că specializarea este subzistată de fenomenul unor conexiuni mai puține, dar mai rapide / mai ferme. Înțelegerea mecanismelor este fundamentală pentru îndrumarea intervențiilor și pentru rafinarea ipotezelor pentru investigații viitoare.

Poate că schimbarea cea mai izbitoare a dezvoltării creierului adolescent este gradul de schimbare în sine. O trăsătură cheie a dezvoltării creierului adolescent este plasticitatea, capacitatea creierului de a se schimba ca răspuns la cerințele mediului. Un anumit grad de plasticitate este menținut de-a lungul vieții, dar în general există un gradient de dezvoltare a micșorării plasticității, deoarece mielina eliberează proteine ​​cum ar fi Nogo-A, MAG și OMgp care inhibă germinarea axonului și crearea de noi sinapseCâmpuri, 2008). Cu toate acestea, oamenii au o perioadă de unicitate lungă de plasticitate ridicată, permițându-ne să fim remarcabil de adaptați la o gamă largă de condiții. Plasticitatea prelungită poate fi legată de dependența prelungită de îngrijitorii din întreaga specie. O perioadă mai lungă de dependență este asociată cu un comportament mai complex al asigurării sociale și de alimentație. Prin "menținerea opțiunilor deschise" în ceea ce privește specializarea creierului, oamenii pot evalua cerințele mediului particular și pot dezvolta abilitățile necesare pentru a supraviețui. Oamenii se pot prospera de pretutindeni de la polii nordici și sudici la insulele balmece de pe Ecuator. Ne-am adaptat și la schimbările culturale. Cu zece mii de ani în urmă, o perioadă scurtă de timp în termeni evoluționieni, am petrecut o mare parte din timp asigurând hrană și adăpost. Acum majoritatea oamenilor pot asigura adăpost și calorii cu mult mai puțin timp și efort, care prin intermediul unor factori epigenetici sau alți factori pot fi legați de pubertatea anterioară și de o dimensiune mai mare. În loc să ne asigurăm mâncarea, mulți dintre noi petrec majoritatea timpului nostru interacționând cu cuvinte sau simboluri. Aceasta este o adaptare notabilă, având în vedere că citirea are doar 5000 ani și nu a existat pentru o mare parte din istoria omenirii.

Suportul suplimentar pentru avantajul plasticității prelungite vine din observația că ultima noastră creștere a dimensiunii creierului cu 500,000 de ani în urmă nu se corelează cu duritatea climatului, ci cu gradul de schimbare a climei. Acest lucru este în contrast cu neandertalienii, rudele noastre genetice apropiate. Ratele de ratare pot fi evaluate din dinți fosiliți în același mod în care inelele arborelui pot fi folosite pentru a discerne ratele de creștere pentru copaci. Dovezile provenite din dinții neandertalieni fosiliți indică faptul că au avut o maturare mult mai rapidă (Ramirez Rozzi și Bermudez De Castro, 2004). Deși creierele au fost de aproximativ 10% mai mari și au reușit să supraviețuiască în medii dure, utilizarea instrumentelor lor nu sa schimbat de-a lungul anilor 100,000. Ei nu aveau plasticitatea adolescentă și adaptabilitatea oamenilor.

Plasticitatea creierului adolescent a servit bine speciei noastre, însă este la un preț. Creează vulnerabilități, precum și oportunități. Peste jumătate din toate bolile psihice apar în timpul adolescenței. Unul din cinci adolescenți are o boală psihică care va persista la vârsta adultă. Este timpul de vârf pentru apariția tulburărilor de anxietate, a tulburării bipolare, a depresiei, a tulburărilor de alimentație și a psihozei. Este, de asemenea, timpul cel mai frecvent pentru debutul abuzului de substanțe.

În această ediție specială a experților de vârf în neurologia dezvoltării cognitive din domeniul științelor din domeniul cercetărilor privind neurobiologia utilizării abuzive a substanțelor adolescente. Temele consecvente sunt relațiile dintre debut, cantitate și tipul de utilizare, corelate cu schimbările în recompensa creierului, controlul impulsurilor și circuitele de luare a deciziilor. Deși studiile reprezintă cele mai bune eforturi până în prezent, persistă provocări substanțiale pentru a discerne specificitatea efectelor, dinamica cauză / efect și mecanismele.

Pe măsură ce calea, mecanismele și influențele dezvoltării creierului adolescentesc sunt elucidate mai multe resurse și sunt atrași mai mulți cercetători în domeniu. Adolescența este din ce în ce mai recunoscută ca o etapă de dezvoltare distinctă, cu biologie distinctă, mai degrabă decât ca o etapă intermediară între copilărie și maturitate. Această ediție specială conține concluzii semnificative ale multor cercetători proeminenți care explorează interfața dintre neurobiologia adolescentului și dependența.

Adolescența este momentul maxim de debut pentru majoritatea bolilor mintale, timpul mai multor alegeri majore de viață având consecințe pe tot parcursul vieții și un moment în care plasticitatea creierului poate face intervențiile mai eficiente. Cu toate acestea, finanțarea pentru cercetarea adolescenților a fost până de curând o mică parte din buget. Acest lucru s-a schimbat odată cu studiul privind dezvoltarea cognitivă a creierului adolescentului (ABCD) - o inițiativă longitudinală națională care va evalua impactul pe termen scurt și lung al consumului de substanțe asupra dezvoltării creierului. Proiectul va recruta 10,000 de tineri înainte de a începe să consume alcool, marijuana, tutun și alte droguri și să-i urmeze peste 10 ani până la vârsta adultă timpurie. Proiectul ABCD oferă o platformă fantastică pentru cercetătorii tineri sau consacrați pentru a-și urmări interesul pentru neurobiologia adolescenților și poate servi drept catalizator pentru a aduce sprijinul și talentul atât de necesare în domeniu.

Referinte

  1.  
    • Câmpuri, 2008
    • Câmpurile RD
    • Materia albă în învățarea, cunoașterea și tulburările psihiatrice
    • Tendințe Neurosci., 31 (7) (2008), p. 361
    • Articol

|

 PDF (844 K)

|

Vedeți înregistrarea în Scopus

 | 

Citează articole (353)

  1.  

|

Full text prin CrossRef

 | 

Citează articole (129)

  1.  

|

 PDF (319 K)

|

Vedeți înregistrarea în Scopus

 | 

Citează articole (219)

Copyright © 2015 Publicat de Elsevier Ltd.