Poznámky: Prvá štúdia ukázala priamu koreláciu medzi zníženou šedou hmotou frontálneho kortexu (hypofrontalita) a nedostatkom odmeny (desenzibilizácia)
Šedá hmota v riadiacom centre mozgov spojená so schopnosťou spracovať odmenu
November 29, 2011 v Neuroscience
Čím viac šedej hmoty máte v rozhodovacej časti mozgu, ktorá spracúva myšlienky, tým lepšia je vaša schopnosť hodnotiť odmeny a dôsledky. To sa môže javiť ako zrejmý záver, ale nová štúdia uskutočnená v Brookhavenskom národnom laboratóriu amerického ministerstva energetiky ako prvá ukazuje túto súvislosť medzi štruktúrou a funkciou u zdravých ľudí - a narušením štruktúry aj funkcie u ľudí závislých od kokaínu. . Štúdia sa objavuje v časopise Journal of Cognitive Neuroscience.
"Táto štúdia po prvýkrát dokumentuje dôležitosť ocenenia spracovania štruktúrnej integrity šedej hmoty v častiach prefrontálnej kôry mozgu, ktoré sa podieľajú na výkonných funkciách vyššieho rádu, vrátane sebaovládania a rozhodovania," uviedol Muhammad Parvaz, postdoktorand v Brookhaven Lab a spoluautor príspevku.
"Predchádzajúce štúdie uskutočnené v Brookhavene a inde skúmali štrukturálnu integritu prefrontálnej kôry v závislosti od drog a funkčné zložky spracovania odmien, ale tieto štúdie sa uskutočňovali osobitne," uviedol Parvaz. „Chceli sme vedieť, či je možné konkrétnu funkciu spracovania odmien„ mapovať “do základnej štruktúry mozgu - či a ako tieto dva spolu súvisia,“ dodal.
Rozdiely v objeme šedej hmoty - množstvo mozgovej hmoty zloženej z tiel nervových buniek, na rozdiel od axónov „bielej hmoty“, ktoré tvoria spojenia medzi bunkami - boli pozorované pri mnohých neuropsychiatrických ochoreniach v porovnaní so zdravými stavmi, vysvetlené Anna Konova, ďalšia spoluautorka príspevku. „Chceli sme vedieť viac o tom, čo tieto rozdiely funkčne znamenajú u zdravých jedincov a u drogovo závislých jedincov,“ uviedla.
Na preskúmanie tohto vzťahu štruktúra-funkcia vykonali vedci mozgové skenovania pomocou magnetickej rezonancie (MRI) na meranie objemu mozgu u 17 zdravých ľudí a 22 používateľov kokaínu. Skeny zhromažďujú štrukturálne merania pre celý mozog a možno ich analyzovať voxel-by-voxel - ekvivalent trojrozmerných pixelov - a získať tak podrobné merania pre jednotlivé oblasti mozgu.
Počas krátkeho obdobia skenovania MRI vedci tiež použili elektródy umiestnené na pokožke hlavy výskumných subjektov na meranie konkrétneho elektrického signálu známeho ako P300 (potenciál súvisiaci s udalosťou odvodený z prebiehajúceho elektroencefalogramu alebo EEG, tj. uzamknutý pre konkrétnu udalosť). Toto konkrétne opatrenie môže indexovať mozgovú aktivitu súvisiacu so spracovaním odmien. Počas týchto elektrických nahrávok subjekty vykonali časovanú psychologickú úlohu (stlačenie tlačidiel podľa konkrétneho súboru pravidiel) s perspektívou zárobku rôznej úrovne peňažnej odmeny, od žiadnych peňazí až po 45 centov za každú správnu odpoveď s celkovou potenciálnou odmenou 50 dolárov.
Predchádzajúce štúdie výskumného tímu ukázali, že u zdravých jedincov sa P300 signál zväčšuje s výškou ponúkanej peňažnej odmeny. Jednotlivci závislí od kokaínu však nevykazujú túto diferenciálnu odozvu v meraní aktivity P300 v mozgovej činnosti, aj keď, podobne ako u zdravých jedincov, hodnotia úlohu ako zaujímavejšiu a vzrušujúcejšiu, keď je potenciálna odmena väčšia.
Súčasná štúdia tieto výsledky rozšírila tak, že ich prvýkrát spojila so štrukturálnymi meraniami.
Vedci pomocou štatistických metód hľadali korelácie medzi rozdielom v mozgovej aktivite pozorovaným v podmienkach s vysokou a bez odmeny - koľko sa zmenila odpoveď P300 v mozgu so zvyšujúcou sa odmenou - a objemom šedej hmoty v rôznych častiach mozgu ako merané voxel-by-voxel v MRI skenoch.
U zdravých jedincov bola veľkosť zmeny P300 signálu so zvyšujúcou sa odmenou najsilnejšie korelovaná s objemom šedej hmoty v troch oblastiach prefrontálneho kortexu.
"Čím vyšší je objem šedej hmoty v týchto konkrétnych regiónoch, tým viac mozgovej aktivity sa zvýšilo za najvyššiu peňažnú odmenu v porovnaní so stavom bez odmeny," uviedla Konova.
Jednotlivci závislí od kokaínu mali znížený objem šedej hmoty v týchto regiónoch v porovnaní so zdravými subjektmi a neboli zistiteľné rozdiely medzi podmienkami odmeňovania pri meraní mozgovej aktivity P300. Medzi subjektmi závislými od kokaínu tiež neboli signifikantné korelácie medzi prvým a posledným - štruktúrne a funkčné opatrenia.
"Tieto objavy naznačujú, že zhoršené spracovanie odmien možno pripísať deficitom v štrukturálnej integrite mozgu, najmä v prefrontálnych kortikálnych oblastiach zapletených do vyšších kognitívnych a emocionálnych funkcií," uviedol Parvaz. "Táto štúdia preto potvrdzuje použitie štrukturálnych opatrení získaných pomocou MRI ako indikáciu funkčných deficitov."
Dôsledky sú dôležité pre pochopenie potenciálnej straty kontroly a nevýhodného rozhodovania, ktoré sa môžu vyskytnúť u ľudí trpiacich drogovou závislosťou, vysvetlila Konova: „Tieto deficity štruktúry a funkcie sa môžu v reálnom svete prejaviť v nefunkčnom správaní. Konkrétne, narušená schopnosť porovnávať odmeny a znížená sivá hmota v prefrontálnej kôre môže vyvrcholiť narušenou schopnosťou prežívať rozkoš a ovládať správanie, najmä vo vysoko rizikových situáciách - napríklad pri túžbe alebo strese - viesť jednotlivcov k užívajte drogy napriek katastrofickým následkom. “
Autori uznávajú, že stále existujú otázky, či tieto zmeny v štruktúre a funkcii mozgu sú príčinou alebo dôsledkom závislosti. Použitie multimodálnych zobrazovacích techník, ako je ilustrované v tejto štúdii, však môže otvoriť nové spôsoby riešenia týchto a ďalších otázok, ktoré sú dôležité pre pochopenie ľudskej motivácie tak v zdravotnom stave, ako aj v chorobných stavoch, s osobitným významom pre liečbu drogovej závislosti.
Ďalšie informácie: Štrukturálna integrita prefrontálneho kortexu moduluje elektrokortikálnu citlivosť na odmenu: http: //www.mitpres. jocn_a_00166
Poskytuje Brookhaven National Laboratory
"Šedá hmota v riadiacom centre mozgu súvisí so schopnosťou spracovať odmenu." 29. novembra 2011. http://medicalxpress.com/news/2011-11-gray-brain-center-linked-ability.html
;
