Подростковый мозг от алкоголя Изменения продолжаются в зрелом возрасте
27 апреля 2015
Повторное воздействие алкоголя в подростковом возрасте приводит к длительным изменениям в области мозга, которая контролирует обучение и память, согласно исследовательской группе в Duke Medicine, которая использовала модель грызунов в качестве суррогата для человека.
Исследование, опубликованное в апреле 27 в журнале Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования, дает новое понимание на клеточном уровне о том, как воздействие алкоголя в подростковом возрасте, до мозг полностью развит, может привести к клеточным и синаптическим нарушениям, которые оказывают стойкие, вредные эффекты на поведение.
«В глазах закона, когда люди достигают 18-летнего возраста, они считаются взрослыми, но мозг продолжает созревать и совершенствоваться до середины 20-летнего возраста», - сказала ведущий автор Мэри-Луиза Ришер, доктор философии. ., научный сотрудник отдела психиатрии и поведенческих наук Герцога. «Молодым людям важно знать, что, когда они много пьют в этот период развития, могут произойти изменения, которые окажут длительное влияние на память и другие когнитивные функции».
Ришер и его коллеги, включая старшего автора Скотта Шварцвельдера, доктора философии, профессора психиатрии и поведенческих наук герцога и старшего научного сотрудника в Медицинском центре Дарема, периодически подвергали молодых грызунов до уровня алкоголь в подростковом возрасте, что у людей приведет к ухудшению состояния, но не к седации. После этого эти животные больше не подвергались воздействию алкоголя и выросли во взрослой жизни, что у крыс произошло в течение 24–29 дней.
Более ранние исследования команды Дьюка и других показали, что животные-подростки, подвергавшиеся воздействию алкоголя, вырастают во взрослых, которые гораздо хуже справляются с задачами памяти, чем нормальные животные, даже без дальнейшего воздействия алкоголя.
Неизвестно, как эти нарушения проявляются на клеточном уровне в области мозга, известной как гиппокамп, где контролируются память и обучение.
Используя небольшие электрические стимулы, применяемые к гиппокампу, команда Duke измерила клеточный механизм, называемый длительной потенциацией, или LTP, который является усилением синапсов мозга, поскольку они используются для изучения новых задач или воспоминаний о заклинаниях.
Обучение происходит лучше всего, когда эта синаптическая активность достаточно энергична для создания сильной передачи сигнала между нейронами. LTP является самым высоким в молодости, и эффективное обучение имеет решающее значение для подростков, чтобы приобрести большие объемы новой памяти во время перехода к взрослой жизни.
Исследователи ожидали, что они обнаружат ненормально сниженный уровень ЛТБ у взрослых крыс, которые подвергались воздействию алкоголя в подростковом возрасте. Удивительно, однако, что ЛТБ был на самом деле гиперактивным у этих животных по сравнению с неэкспонированными грызунами.
«На первый взгляд можно было подумать, что животные будут умнее», - сказал Шварцвелдер. «Но это противоположность тому, что мы обнаружили. И это действительно имеет смысл, потому что, если вы производите слишком много LTP в одной из этих схем, есть период времени, когда вы не можете производить больше. Контур насыщен, и животное перестает учиться. Чтобы обучение было эффективным, вашему мозгу необходим тонкий баланс возбуждения и торможения - слишком много в любом направлении, и цепи не работают оптимально ».
Важно отметить, что аномалия LTP сопровождалась структурными изменениями в отдельных нервных клетках, которые идентифицировали Swartzwelder, Risher и коллеги. Крошечные выпячивания из ветвей клеток, называемые дендритными шипами, выглядели длинными и тонкими, что свидетельствовало о незрелости. Зрелые колючки короче и выглядят как грибы, улучшая межклеточную связь.
«Во время воздействия алкоголя в подростковом возрасте происходит что-то, что меняет способ функционирования гиппокампа и других областей мозга и то, как на самом деле выглядят клетки - и LTP, и дендритные шипы становятся незрелыми во взрослом возрасте», - сказал Шварцвелдер.
Ришер сказал, что это незрелое качество клеток мозга может быть связано с поведенческой незрелостью. В дополнение к изменениям позвоночника в гиппокампе, которые влияют на обучение, коллеги из группы Duke показали структурные изменения в других областях мозга, которые контролируют импульсивность и эмоциональность.
«Вполне возможно, что алкоголь нарушает процесс созревания, что впоследствии может повлиять на эти когнитивные функции», - сказала она. «Это то, что мы хотим изучить в ходе текущих исследований».
Исследователи сказали, что дополнительные исследования будут сосредоточены на более длительных когнитивных эффектах алкоголя на мозг, наряду с дополнительными клеточными изменениями.
Исследуйте далее: Подростковое употребление алкоголя влияет на поведение взрослых через длительные изменения в генах
Справочник журнала: Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования
Предоставлено Duke University Medical Center
;