Tvoji možgani na drogah: Fishhooks of addiction Torek, 15. julij 2008 Avtor Gigi MarinoResearch / Penn State
Ko je ameriški pisatelj Theodore Roethke poučeval v Penn Stateu od 1936 do 1943, je bil znan po treh stvareh: biti dober pesnik, trenirati moško teniško ekipo in padec pijan, morda bolj kot prvi. Roethke, briljantni in mučeni človek, je dobro poznal zapeljevanje pijače in agonijo odvisnosti. V svoji pesmi "Potovanje v notranjost" Roethke piše: "Na dolgem potovanju iz sebe, / Obstaja veliko obvozov, izpranih prekinjenih surovih krajev / Kjer skrilavci nevarno drsijo / In zadnja kolesa visijo skoraj nad rob / ob nenadnem zavijanju trenutek obračanja. "
Razširite metaforo "nenadnega zavijanja" na poskus prekinitve kroga zasvojenosti. Roethke je vedel, tako kot vsak čudovit pijanec, vsaka zmešana methoglavka, vsak skrivni kadilec, vsak zadnji odvisnik od heroina, da "skrilavci nevarno zdrsnejo". Tudi z najboljšimi rehabilitacijskimi klinikami in skupinami za podporo odvisniki ugotavljajo, da je zdrs nazaj v toplo in temno maternico zasvojenosti veliko lažji - in veliko bolj prijeten - kot plazenje iz nje.
Odvisno od študije, ki ste jo prebrali, se stopnja ponovitve odvisnosti od drog in alkohola giblje med 50 in 90 odstotki. Te številke ne presenečajo Kyung-An Han, izrednega profesorja biologije, katerega primarno delo je razumeti, kako molekule v možganih posredujejo vedenje. Lani pozimi je Han v predavanju z naslovom "Zasvojenost: slab primer dobrega spomina" v tekoči seriji Frontiers of Science, ki jo je sponzoriral Eberly College of Science, v njej raziskovala odvisnost kot neprostovoljno obliko učenja in spomina. Han trdi, da odvisnost nima nič skupnega z močjo volje. Pravi: »Zasvojenost je težava možganov, ki je lahko kronična in progresivna. To ni moralno vprašanje. Naše vedenje v veliki meri nadzira delovanje možganov. "
Potovanje v središče možganov
Že v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, preden so prvošolci vedeli, kaj so pregledi PET in so »dopamin« in »serotonin« postali gospodinjske besede, je Partnerstvo za Ameriko brez drog sprožilo množično kampanjo proti drogam, v kateri je ocvrto jajce simboliziralo » možgane na drogah. " Danes vemo, kaj dejansko povzroča cvrtje.
Globoko v srcu možganov, v središču, kjer se pritrdi možgansko deblo, leži ventralno tegmentalno območje (VTA), ki ga sestavljajo nevroni, ki prejemajo informacije iz drugih delov možganov, večina pa je povezana s tem, kako človeške potrebe so zadovoljene. Kemični sel dopamin pošlje te informacije jedru kopičenja v prednjem možganu, neposredno pred VTA. Ta dva področja možganov skupaj prežemata pot nagrajevanja možganov. V tem delu možganov se začne raj na zemlji. Užitek posreduje dopamin, ki je, kot pravi Han, "ključnega pomena za naše preživetje kot vrsta."
Dopamin je glavni igralec v tem delu možganov. Naravne nagrade, kot hrana in seks, pravi Han, povečujejo raven dopamina v jedru jedra, ki prejema informacije od VTA. Umetne nagrade, zlasti droge, kot so kokain, amfetamin, metamfetamin in metilfenidati (npr. Ritalin), povzročijo pustovanje v možganih, tako da posnemajo kemično strukturo dopamina in se vežejo na transporter dopamin, na katerega se običajno vežejo.
Običajna, zdrava možganska komunikacija se pojavi, ko nevron pošlje električni signal iz celičnega telesa skozi razvejane dendrite do nevronovih aksonskih terminalov, kjer prečka sinapso do drugega nevrona. Ko je signal sprejet, ga je treba prekiniti, da lahko preidejo drugi signali. Celice nadzorujejo ta postopek z uporabo transporterja, molekule za ponovni prevzem, ki je v nevronu "pošiljatelja". Ko molekula dopamina opravi svoje delo v zdravih možganih, se za prenos signala veže na dopaminske receptorje v "sprejemnem" nevronu. Ko je naloga končana, dopamin prevzame transporter dopamina v nevronu pošiljatelja, da ga lahko ponovno uporabimo.
Zdravila blokirajo transporter, ki v bistvu preplavi območje z dopaminom, ki nato neprekinjeno aktivira receptor in tako poveča zadovoljstvo. "Zato ljudje občutijo evforijo, ko jemljejo droge," je dejal Han. "Nagradna pot je osrednja pot številnih mamil," vključno s heroinom, alkoholom in nikotinom. "
Bistvo je, da zdravila zaradi možganov počutijo dobro, toda med zastrupitvijo in toksičnostjo je tanka meja. Ko možgane preplavi dopamin, ki ga povzroča droga, to kompenzira tako, da zmanjša število dopaminskih receptorjev med živčnimi receptorji in zmanjša proizvodnjo glukoze, glavnega vira energije za možgane. Na koncu se celotno delovanje možganov upočasni. Prefrontalna skorja, izvršilno področje, odgovorno za načrtovanje in spomin, je blatna. Sinapse ne streljajo tako, kot bi morale. Spomin in čustva so škodljivo prizadeti. Ves ta odvečni dopamin v bliskovitem plesu blaznosti prepraži receptorska vezja - potem se naravni receptorji zgrčijo. To so tvoji možgani zaradi mamil.
Zasvojenost in spomin
Han je v svojem delu v Penn State začela uporabljati sadne muhe za preučevanje spomina in učenja. Drosophila melanogaster je odličen model za kondicijske študije, je pojasnil Han, saj ima prefinjen centralni živčni sistem, katerega molekularne komponente in živčne komunikacije so podobne tistim pri ljudeh. Z uporabo različnih vonjev, povezanih z rahlim električnim udarom ali nagrado saharoze, je Hanova ekipa, sestavljena iz podiplomskih in dodiplomskih študentov, zlahka oblikovala averzivne in apetitivne (izogibanje in privlačnost) scenarije kondicioniranja za preučevanje osnovnih molekul, odgovornih za učenje in spomin. Na kratko so se muhe naučile izogibati se vonjem, ki so povezani s pretresi, in iskati tiste, ki so dajale sladkor. Njena ekipa je preučevala nevrotransmiterje, dopamin in hobotnico, kar je analogno nevrotransmiterju noradrenalinu pri ljudeh (z epinefrinom signalizira odziv boj ali beg).
"Iz predhodnih študij smo vedeli, da so te molekule pomembne in resnično preučujemo mehanizme, kako ti sistemi dopamina in oktopamina dejansko posredujejo to odporno in apetitivno kondicioniranje," je dejal Han. Kot se je izkazalo, "obstaja natančna analogija z odvisniki od drog (kaj se zgodi v možganih)."
Namesto posebnega vonja, ki sproži izogibanje ali privlačnost sadnih muh, Han, ki ga zanima razumevanje molekul in mehanizmov, na katerih temelji povezava okoljskih znakov z vedenjem, predlaga, da bi lahko vizualni znaki, kot sta ogledalo kokakole ali steklenica piva, delovali kot pogoj. dražljaji. In to bi lahko bil močan sprožilec odvisnikov od drog ali alkoholikov. "Pri učenju in spominu se ta poseben proces izboljša pri ljudeh, ki že dolgo jemljejo droge," je dejala. "Zanimalo nas je vprašanje" Ali obstajajo skupne poti, ki posredujejo naravni proces učenja in spomina v primerjavi z učenjem in spominom, ki ga povzročajo droge? " Tako sva se začela ukvarjati s preučevanjem alkohola in kokaina. «
Možgani imajo radi dopamin. Ne, možgani ljubijo dopamin. Han opozarja na semensko študijo Olds in Milner, ki je prvič ugotovila pot do nagrajevanja možganov v 1954, Han pravi, da imajo podgane raje spodbudno VTA - izhodišče poti do nagrad - zaradi prejemanja hrane ali seksa. In dopamin ni le čarobni nevrotransmiter, ki omogoča pot do nagrajevanja, ampak tudi nevrotransmiter, ki ga možgani proizvedejo v nenormalnem številu ob vnosu nekaterih zdravil in alkohola. Ljudje, ki potrebujejo cigareto ali koktajl, da si umirijo živce, se v resnici umirijo zaradi nenadnega naleta kemikalij na možgansko srečno mesto. Tako je Han začel razumeti molekularno osnovo tega, kar imajo možgani radi, kar ni nujno najbolj zdrava stvar za preostali del telesa, in kako se možgani s sadnimi mušicami učijo in si zapomnijo tisto, kar ljubi - dopamin in hobotopin.
Seks in samska muha
Dela na hipotezi, da okrepljeno vedenje, ki ga sprožajo ponavljajoče se izkušnje, zahteva spomin, sta Han in njena ekipa vsakodnevno muvam dajali etanol, da bi podaljšali spomine na izkušnjo z etanolom. Po poti je ekipa naredila presenetljiva odkritja, ki so bila bolj povezana z vedenjem kot spominom - in ob tem nekaj nezaslišanega vedenja. Študija, objavljena v januarski številki znanstvene revije PLoS One, 2, 2008, je prelomni pogled na učinke kronične izpostavljenosti alkoholu plodovim muham. (Podobne študije o sadnih muhah po vsem svetu so bile proučene le kratkotrajne izpostavljenosti.) In tako kot pri ljudeh tudi prekomerni vnos alkohola pri sadnih muhah ni lep.
Han in njena ekipa sta pri muhah divjega tipa ugotovili, da moške muhe, ki so vinjene z etanolom, izgubijo spolne inhibicije in da se to dezinhibirano vedenje stopnjuje z večkratnimi izkušnjami z etanolom. S kroničnim uživanjem alkohola (tj. Etanola) so pijani moški muhe, ki običajno dvorijo samo ženske, začeli dvoriti druge samce ... brez uspeha.
Han je z uporabo transgenih muh blokiral nevrotransmisijo dopamina s povišanjem temperature na 32 stopinj C, kar začasno onemogoči učinek dopamina. Te muhe, tudi če so jim dajali velike odmerke etanola, niso zanimale drugih moških muh. Je rekel Han. "Ta rezultat kaže, da je dopamin ključni posrednik med moškimi dvorjenji, ki jih povzroča etanol."
Tega vedenja ni pričakoval nihče. Han je dejal: "Ljudje so mislili, da lahko etanol spodbudi spolno vzburjenje pri ljudeh, vendar nikoli ni bilo biološkega ali fiziološkega modela, ki bi ga podpiral. Ljudje so mislili, da je bolj psihološko, vendar muhe običajno ne domnevajo, da bo, če pijem, v redu, če bom dvoril drugega samca. To povečanje spolnega vzburjenja je popolnoma fiziološko. To je zelo zanimiv model za razumevanje fiziološke osnove. "
Medtem ko je njeno delo odprto za parodijo pivskih očal in frat fantov, je Han povedala, da študije njene ekipe to dokazujejo: zagotovo obstaja povezava med odvisnostjo, zaviranjem in dopaminom. Čeprav imajo možgani radi izbruh molekul, ki jih povzročajo odvisnosti, smo ljudje še vedno izbrana bitja. Han je dejal: »Način, na katerega smo opredeljeni kot ljudje, je, da smo razvili možgane z dobrimi zaviralnimi sistemi. Ljudje se lahko odločimo, da ne bomo pili ali da ne bomo vozili in pili. "
Uporabite te razvite možgane, je predlagala. Dobro se odločite, preden se trnki zasvojenosti prijemajo za vaše nevrotransmiterje in jih ne spustite. Namesto da bi se konec dneva odločili za noč modrega modrega pinota, pojdite na tek. Navdušite pot nagrajevanja možganov s telesno lastno neomejeno zalogo dopamina. »Vsakdo si želi iskati užitka,« je dejala, »toda najboljši način za to je naravno povečanje centra za užitke. Uporabite znanost. "
Kyung-An Han, je izredni profesor za biologijo na Eberly College of Science. Dosežemo jo lahko na [e-pošta zaščitena]”> [e-pošta zaščitena]”> [e-pošta zaščitena]. Zgoraj opisano raziskavo so podprli štipendije Nacionalnega inštituta za zdravje in Nacionalne znanstvene fundacije.
Če želite več funkcij o raziskavah v državi Penn, se naročite na raziskovanje države Penn: http://www.rps.psu.edu/cgi-bin/subscribe.cgi
;
