Ваш мозг на наркотиках »: рыболовные крючки от зависимости, вторник, 15 июля 2008 г. Автор: Gigi MarinoResearch / Penn State
Когда американский писатель Теодор Ретке преподавал в Пенсильванском университете с 1936 по 1943 год, он был известен тремя вещами: как хороший поэт, тренировал мужскую команду по теннису и падал в нетрезвом состоянии, возможно, последнее больше, чем первое. Ретке, блестящий и измученный человек, хорошо знал соблазн выпивки и агонию зависимости. В своем стихотворении «Путешествие во внутренние глубины» Ретке пишет: «В долгом путешествии из себя, / Есть много объездов, размытых прерванных сырых мест / Где сланец скользит опасно / И задние колеса свисают почти над землей край / Внезапный поворот, момент поворота ».
Расширьте метафору «внезапного поворота» до попытки разорвать цикл зависимости. Ретке знал, как и каждый баснословный алкоголик, каждый малодушный наркотик, каждый тайный курильщик, каждый наркоман до последнего героина, что «сланец опасно скользит». Даже в лучших реабилитационных клиниках и группах поддержки наркоманы обнаруживают, что вернуться в теплое, темное лоно зависимости намного проще - и гораздо приятнее, чем выбраться из нее.
В зависимости от того, какое исследование вы читаете, частота рецидивов наркотической и алкогольной зависимости составляет от 50 до 90 процентов. Эти цифры не удивляют Кён-Ан Хана, доцента биологии, основная работа которого направлена на понимание того, как молекулы в мозге опосредуют поведение. Прошлой зимой Хан прочитала лекцию «Зависимость: плохой случай хорошей памяти» в серии «Границы науки», спонсируемой Научным колледжем Эберли, в которой она изучала зависимость как непроизвольную форму обучения и памяти. Хан утверждает, что зависимость не имеет ничего общего с силой воли. Она говорит: «Зависимость - это проблема мозга, которая может быть хронической и прогрессирующей. Это не моральный вопрос. Наше поведение во многом контролируется функцией мозга ».
Путешествие в центр мозга
Еще в 1980-х годах, до того, как первоклассники узнали, что такое ПЭТ-сканирование, а «дофамин» и «серотонин» стали нарицательными словами, «Партнерство за Америку без наркотиков» развернуло масштабную кампанию по борьбе с наркотиками, в которой яичница использовалась в качестве символа « твой мозг на наркотиках ". Сегодня мы знаем, что на самом деле вызывает жарку.
Глубоко в сердце мозга, в его центре, где прикрепляется ствол мозга, находится вентральная тегментальная область (VTA), которая состоит из нейронов, которые получают информацию от других частей мозга, большая часть которой связана с тем, как хорошо удовлетворяются человеческие потребности. Химический посланник дофамин отправляет эту информацию в прилежащее ядро переднего мозга прямо перед VTA. Вместе эти две области мозга прокладывают путь вознаграждения мозга. Рай на земле начинается в этой части мозга. Удовольствие опосредуется дофамином, который, по словам Хан, «является ключом к нашему выживанию как вида».
Дофамин является основным игроком в этой части мозга. По словам Хана, естественные выгоды, такие как еда и секс, повышают уровень дофамина в прилежащем ядре, которое получает информацию от VTA. Искусственные награды, особенно такие лекарства, как кокаин, амфетамины, метамфетамины и метилфенидаты (например, риталин), наносят ущерб мозгу, имитируя химическую структуру дофамина и связываясь с переносчиком, с которым обычно связывается дофамин.
Нормальная, здоровая связь между мозгом происходит, когда нейрон посылает электрический сигнал от тела клетки через свои ветвящиеся дендриты к терминалам аксонов нейрона, где он пересекает синапс на другой нейрон. Как только сигнал получен, его нужно прекратить, чтобы другие сигналы могли пройти. Клетки контролируют этот процесс с помощью транспортера, молекулы обратного захвата, которая находится в нейроне-отправителе. Когда молекула дофамина выполняет свою работу в здоровом мозге, она связывается с дофаминовыми рецепторами в нейроне-приемнике, чтобы передать сигнал. Когда задача выполнена, дофамин повторно захватывается переносчиком дофамина в нейроне-отправителе, поэтому его можно использовать снова.
Наркотики блокируют переносчик, который в основном наводняет область дофамином, который затем постоянно активирует рецептор, усиливая удовольствие. «Вот почему люди испытывают эйфорию, когда принимают наркотики», - сказал Хан. «Путь вознаграждения - это центральный путь многих наркотиков», включая героин, алкоголь и никотин ».
Суть в том, что наркотики заставляют мозг чувствовать себя хорошо, но между интоксикацией и токсичностью есть тонкая грань. Когда мозг переполняется дофамином, вызванным лекарственными препаратами, он компенсирует это за счет уменьшения количества дофаминовых рецепторов среди нервных рецепторов, а также за счет уменьшения выработки глюкозы, основного источника энергии для мозга. В конечном итоге замедляется работа всего мозга. Префронтальная кора, исполнительная область, отвечающая за планирование и запоминание, запутывается. Синапсы работают не так, как должны. Пагубно сказываются память и эмоции. Весь этот избыток дофамина обжигает рецепторные цепи в бешеном танце безумия, а затем естественные рецепторы сжимаются. Это твой мозг на наркотиках.
Зависимость и память
В своей работе в Пенсильванском университете Хан начала использовать плодовых мушек для изучения памяти и обучения. Хан объяснил, что Drosophila melanogaster представляет собой отличную модель для исследований кондиционирования, поскольку у нее сложная центральная нервная система, молекулярные компоненты и нейронные коммуникации которой аналогичны таковым у людей. Используя различные запахи, связанные либо с легким поражением электрическим током, либо с наградой сахарозой, команда Хана, состоящая из студентов и аспирантов, легко построила аверсивные и аппетивные (избегание и влечение) сценарии условного рефлекса для изучения основных молекул, ответственных за обучение и память. Вкратце, мухи научились избегать запахов, связанных с потрясениями, и искать те, которые содержат сахар. Ее команда изучала нейротрансмиттеры, дофамин и октопамин, который аналогичен нейротрансмиттеру норэпинефрину у людей (с адреналином он сигнализирует о реакции «бей или беги»).
«Из предыдущих исследований мы знали, что эти молекулы важны, и мы действительно вникаем в механизмы того, как эти дофаминовые и октопаминовые системы на самом деле опосредуют это отвращение по сравнению с аппетитным условием», - сказал Хан. Как выясняется, «есть точная аналогия с (тем, что происходит в мозгу) наркоманов».
Хан, заинтересованный в понимании молекул и механизмов, которые лежат в основе ассоциации экологических сигналов с поведением, предполагает, что вместо определенного запаха, который вызывает у плодовых мух избегание или привлечение, он предполагает, что визуальные сигналы, такие как зеркало из кокса или пивная бутылка, могут работать как кондиционирующее средство. стимулы. И это может стать мощным спусковым крючком для наркоманов или алкоголиков. «В обучении и памяти этот конкретный процесс улучшается у людей, которые долгое время принимали наркотики», - сказала она. «Нам стало интересно задать вопрос:« Существуют ли какие-либо общие пути, которые опосредуют естественный процесс обучения и памяти по сравнению с процессом обучения и памяти, вызванным лекарствами? » Так мы начали изучать алкоголь и кокаин ».
Мозг любит дофамин. Нет, мозг любит дофамин. Обращаясь к основополагающему исследованию Олдса и Милнера, в котором впервые был выявлен путь вознаграждения за мозг в 1954, Хэн говорит, что крысы предпочитают стимулировать VTA - начальную точку пути вознаграждения - при приеме пищи или сексе. И дофамин является не только магическим нейротрансмиттером, который делает возможным путь вознаграждения, но также и нейротрансмиттером, который мозг вырабатывает в ненормальном количестве при приеме определенных лекарств и алкоголя. Люди, которые нуждаются в сигарете или коктейле, чтобы успокоить свои нервы, фактически успокаиваются внезапным потоком химикатов в счастливом месте мозга. Таким образом, Хан начал понимать молекулярную основу того, что мозг любит, что не обязательно является самой здоровой вещью для остального тела, и как мозг плодовой мухи узнает и запоминает то, что любит - дофамин и октопамин.
Секс и одиночка
Работая над гипотезой о том, что усиленное поведение, вызванное повторным опытом, требует памяти, Хан и ее команда начали ежедневно давать мухам этанол, чтобы расширить свои воспоминания об опыте этанола. Попутно команда сделала несколько удивительных открытий, которые были связаны не столько с памятью, сколько с поведением, а также с некоторым возмутительным поведением. Исследование, опубликованное в январском выпуске 2, 2008, выпуске научного журнала PLoS One, представляет собой новаторский взгляд на последствия хронического воздействия алкоголя у плодовых мух. (Подобные исследования плодовых мух по всему миру рассматривали только кратковременное воздействие.) И, как и у людей, чрезмерное потребление алкоголя у плодовых мушек не очень красиво.
У мух дикого типа Хан и ее команда обнаружили, что самцы мух, отравленных этанолом, утратили свои сексуальные запреты, и что это растормаживающее поведение усиливалось с повторным воздействием этанола. При хроническом употреблении алкоголя (например, этанола) пьяные самцы мух, которые обычно ухаживают только за самками, начали ухаживать за другими самцами… безрезультатно.
Используя трансгенных мух, Хан заблокировал нейротрансмиссию дофамина, подняв температуру до 32 градусов по Цельсию, что временно отключило действие дофамина. Эти мухи, даже когда им давали большие дозы этанола, не интересовались другими самцами мух. - сказал Хан. «Этот результат предполагает, что дофамин является ключевым медиатором межмужских ухаживаний, вызванных этанолом».
Никто не ожидал увидеть такое поведение. Сказал Хан: «Люди думали, что этанол может стимулировать сексуальное возбуждение у людей, но никогда не существовало биологической или физиологической модели, подтверждающей это. Люди думали, что это больше психологически, но мухи обычно не предполагают, что если я пью, то будет нормально, если я буду ухаживать за другим самцом. Это усиление сексуального возбуждения полностью физиологично. Это довольно увлекательная модель для понимания физиологической основы ».
И хотя ее работа открыта для пародии на пивные очки и мальчишек из братства, Хан сказала, что исследования ее команды показывают это: определенно существует связь между зависимостью, подавлением и дофамином. В то время как мозг любит поток молекул, вызываемых зависимостью, мы, люди, по-прежнему любим существа. Сказал Хан: «То, как нас определяют как людей, состоит в том, что мы развили мозг с хорошими тормозными системами. Люди могут выбрать не пить или не водить машину и не пить ».
Она предложила использовать эти развитые мозги. Сделайте правильный выбор, прежде чем рыболовные крючки зависимости захватят ваши нейротрансмиттеры и не отпускают их. Вместо того, чтобы устраивать вечер за бокалом пино-нуара в конце дня, отправляйтесь на пробежку. Разбудите мозговой путь вознаграждения с помощью собственного неограниченного поступления дофамина в организм. «Все хотят получать удовольствие, - сказала она, - но лучший способ добиться этого - естественным образом усилить центр удовольствия. Используйте науку ».
Кьюнг-Ан Хан, адъюнкт-профессор биологии в Eberly College of Science. Она может быть достигнута в [электронная почта защищена]”> [электронная почта защищена]”> [электронная почта защищена]. Описанное выше исследование было поддержано грантами Национальных институтов здравоохранения и Национального научного фонда.
Чтобы узнать больше об исследованиях в штате Пенсильвания, подпишитесь на раздел Исследования штата Пенсильвания: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;
