เหตุใดการดื่มเหล้าเมามายอาจทำให้สมองต้องพึ่งพาแอลกอฮอล์
By R. Douglas Fields | ตุลาคม 23, 2015
โปรตีนที่ล้อมรอบเซลล์ประสาทในบริเวณเปลือกสมองอาจทำให้พฤติกรรมการดื่มแบบบีบบังคับแข็งตัว
Amy Lasek
“ ทำไมคุณถึงหยุดดื่มไม่ได้” สัปดาห์นี้ในการประชุมประจำปีของสมาคมประสาทวิทยาศาสตร์ในชิคาโกนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกประกาศ การค้นพบใหม่ ที่ให้คำตอบที่สดใหม่สำหรับคำถามถาวรนี้ที่ภัยพิบัติผู้คนติดแอลกอฮอล์ การค้นพบนี้นำเสนอวิธีการใหม่ในการรักษา นักประสาทวิทยา Amy Lasek ที่แผนกจิตเวชศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ชิคาโกและเพื่อนร่วมงานรายงานว่าหลังจากดื่มเหล้าเมามายเซลล์ประสาทในวงจรสมองที่รับผิดชอบในการติดแอลกอฮอล์กลายเป็นวัสดุโปรตีนที่เรียกว่าตาข่ายฝีเย็บ สารเคลือบที่ผ่านเข้าไปไม่ได้ทำให้เซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการติดแอลกอฮอล์เข้าไปในวงจรที่ยากต่อการแตกหัก ยารักษาอาการติดสุราในปัจจุบันโดยการดัดแปลงสารสื่อประสาทส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท แต่สำหรับคนจำนวนมากการรักษาเหล่านี้ไม่สามารถทำลายการดื่มสุราที่ครอบงำ ยาเสพติดที่สามารถทำลายซีเมนต์ที่มีกาวเหมือนกันในอวน perineuronal สามารถนำเสนอวิธีการใหม่ในการรักษา
แนวทางที่ผิดปกติของ Lasek ในการวิจัยติดยาเสพติดเกิดขึ้นจากภูมิหลังของเธอในฐานะนักชีววิทยาโมเลกุลและเซลล์ที่ทำงานในสาขาการวิจัยโรคมะเร็ง รากของมะเร็งคือการเปลี่ยนแปลงในยีนที่เฉพาะเจาะจง โมเลกุลขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายยีนผิดปกติเหล่านี้เป็นวิธีการที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง พื้นหลังของ Lasek ทำให้เธอคิดว่าการค้นหาวิธีการรักษาแบบทางโมเลกุลสำหรับโรคทางจิตเวช
Lasek และเพื่อนร่วมงานของเธอเริ่มต้นด้วยการศึกษาแมลงวันผลไม้เพื่อค้นหารูปแบบของยีนที่เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของแมลงวันที่มีต่อแอลกอฮอล์ เธอพบยีนหลายตัวที่มีผลกระทบนี้รวมถึงยีนที่คลุมเครือที่เรียกว่า ALK (anaplastic lymphoma kinase) จากนั้นเธอก็ยับยั้งยีนเหล่านี้ในหนูเพื่อดูว่าการตอบสนองของสัตว์ต่อแอลกอฮอล์เปลี่ยนแปลงไปหรือไม่ “ ฉันติดยาเสพติด” เธอกล่าว“ เพราะสำหรับฉันความจริงที่ว่าคุณสามารถจัดการกับยีนตัวเดียวในสมองส่วนเดียวและเปลี่ยนพฤติกรรมเช่นการดื่มหรือการให้รางวัลโคเคนเป็นสิ่งที่น่าสนใจจากมุมมองทางชีววิทยา!”
เธอและเพื่อนร่วมงานของเธอสำรวจจีโนมของครอบครัวที่มีประวัติการติดเหล้า พวกเขาพบว่า ALK - ยีนที่พวกเขาระบุในแมลงวันผลไม้ซึ่งเปลี่ยนการตอบสนองของแมลงต่อแอลกอฮอล์ - ยังสัมพันธ์กับผู้คนในครอบครัวที่มีประวัติพึ่งพาแอลกอฮอล์ Lasek พบการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในยีน ALK (polymorphisms) ที่มีความสัมพันธ์อย่างมากกับความแตกต่างในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทันทีที่ผู้คนต้องดื่มแอลกอฮอล์เช่นความสูงส่วนตัวหรือปริมาณของการทำงานร่วมกันของมอเตอร์หลังจากดื่ม ความสัมพันธ์นี้เป็นเงื่อนงำที่แข็งแกร่งที่ ALK และการละเมิดแอลกอฮอล์เชื่อมโยงอย่างใด
น่าแปลกที่ปรากฎว่าโปรตีนที่สร้างโดยยีน ALK ไม่ได้ควบคุมการส่งสัญญาณของสารสื่อประสาท มันอยู่บนพื้นผิวของเซลล์ประสาทซึ่งควบคุมการสะสมของโปรตีนที่เรียกว่าเมทริกซ์นอกเซลล์ซึ่งผูกเซลล์เข้าด้วยกันเป็นเนื้อเยื่อ เซลล์ประสาทบางส่วนถูกห่อหุ้มอย่างแน่นหนาด้วยตาข่ายพิเศษของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่เรียกว่า perineuronal net “ มันเหมือนกับคอลลาเจน” เธอกล่าว วัสดุที่เหนียวและลื่นมากซึ่งทนต่อการเปลี่ยนแปลงหลังจากที่มีการสะสม แต่“ กาวติดสมอง” เกี่ยวข้องกับโรคพิษสุราเรื้อรังได้อย่างไร?
การวิจัยในแล็บอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าตาข่าย perineuronal เป็นรูปแบบพิเศษของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่ควบคุมพลาสติก synaptic - ความสามารถของเซลล์ประสาทในการสร้างและทำลายการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท “ คุณจะได้รับการซิงก์ [รูปแบบ] ที่มีรูในตาข่าย” Lasek อธิบาย เมื่อเซลล์ประสาทถูกห่อหุ้มอย่างแน่นหนาในตาข่าย perineuronal จะไม่สามารถสร้างรูปแบบใหม่ได้และรูปแบบที่มีอยู่จะถูกยึดเข้าที่
การติดยาเสพติดถือเป็นกระบวนการเรียนรู้ที่ผิดปกติ โดยพื้นฐานแล้วการเรียนรู้คือการเชื่อมโยงเหตุการณ์ต่าง ๆ หรือสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อมเข้าด้วยกันเพื่อกำหนดพฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจงเช่นสุนัขของ Pavolv เรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงเสียงกระดิ่งกับอาหารเพื่อติดตาม ในระดับเซลล์การเชื่อมต่อแบบซินแนปติกจะถูกสร้างขึ้นและเสริมสร้างความเข้มแข็งอ่อนแอและแตกหักเพื่อเข้ารหัสการเรียนรู้ให้เป็นวงจรประสาทที่ควบคุมพฤติกรรม ในทำนองเดียวกันในการเสพติดคน ๆ หนึ่งเรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อมบางอย่างหรือสภาวะทางจิตใจภายในกับการบังคับให้ดื่มแอลกอฮอล์อย่างหนักหน่วง บางทีการเลิกใช้เวลาอาจกระตุ้นให้เกิดความต้องการที่จะดื่มค็อกเทลและอื่น ๆ อีก “ อาจเป็นไปได้ว่าตาข่ายในช่องท้องกำลังล็อคอยู่ในกระบวนการเรียนรู้ที่เกิดขึ้นซึ่งคุณมีความจำที่ผิดปกติสำหรับยานี้”
นักประสาทวิทยา Varda Lev-Ram และเพื่อนร่วมงานที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกรายงานในที่ประชุมเดียวกันว่าตาข่ายฝีเย็บนั้นติดทนนานมาก เธอและทีมของเธอค้นพบสิ่งนี้ด้วยการกินหนูที่มีร่องรอยของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของไนโตรเจน 14N ซึ่งจะถูกรวมเข้ากับโปรตีนที่สังเคราะห์ใหม่ในร่างกายของสัตว์ การใช้วิธีนี้ในการหากัมมันตภาพรังสีทางชีววิทยานักวิจัยพบว่าโปรตีนที่ติดทนนานที่สุดในร่างกายบางตัวเป็นส่วนประกอบของตาข่าย perineuronal
อวนเหล่านี้สามารถพังทลายได้และเมื่อเสร็จแล้วหน่วยความจำระยะยาวจะถูกกัดเซาะ เมื่อ Lev-Ram และเพื่อนร่วมงานทำการทดลองหนูด้วยสารประกอบที่สลายองค์ประกอบในตาข่าย perineuronal (โดยใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า matrix metalloproteinases) หนูฝึกให้กลัวเสียงที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าช็อตลืมความสัมพันธ์ระหว่างเสียงเตือนและไฟฟ้าช็อต . สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากความทรงจำที่น่าเกรงขามเช่นเดียวกับในพล็อตคือความทรงจำที่ยากที่สุดที่จะทำลาย แต่การกัดเซาะตาข่ายฝีเย็บทำให้ความทรงจำที่เจ็บปวดเหล่านี้หลุดลอยออกไป
ทีมงานของ Lasek ได้ทำการทดลองโดยให้หนูวัยหนุ่มสาวได้รับน้ำที่ปนเปื้อนด้วยแอลกอฮอล์ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการดื่มสุราในนักศึกษาวัยเรียน เมื่อพวกเขาตรวจสอบสมองของหนูหลังจากดื่มสุราเป็นเวลา XNUMX สัปดาห์พบว่าอวนในช่องท้องก่อตัวและหนาขึ้นรอบ ๆ เซลล์ประสาทในอินซูลาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกสมองที่ทราบกันดีว่าเกี่ยวข้องกับการใช้แอลกอฮอล์บังคับ เงินฝากเหล่านี้ไม่ได้พัฒนาขึ้นรอบ ๆ เซลล์ประสาทในบริเวณอื่น ๆ ของเปลือกสมองตัวอย่างเช่นเยื่อหุ้มสมองซึ่งควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายซึ่งบ่งบอกถึงผลกระทบเฉพาะที่กำหนดเป้าหมายไปยังเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการติดสุรา “ อวนเหล่านี้สะสมเพื่อตอบสนองต่อยาเสพติดในทางที่ผิด มันอาจจะขังอยู่ในกระบวนการเรียนรู้ที่เกิดขึ้นซึ่งคุณมีความทรงจำที่ผิดปกติเกี่ยวกับยาเสพติด” เธอกล่าว
การค้นพบใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าเพื่อที่จะเอาชนะการเสพติด "คุณต้องกำจัดอวน" Lasek กล่าว ในห้องทดลองของเธอเธอกำลังรักษาหนูด้วยสารยับยั้ง ALK และโปรตีนอื่น ๆ ในตาข่ายฝีเย็บและผลลัพธ์ที่ไม่ได้ตีพิมพ์ในป่านนี้แสดงให้เห็นว่าหนูเหล่านี้ลดการดื่มสุราอย่างสมัครใจ “ นี่จะเป็นหนทางใหม่ในการรักษา” เธอกล่าว อย่างไรก็ตามการรักษาด้วยยาไม่ใช่วิธีเดียวที่จะใช้ประโยชน์จากการค้นพบใหม่นี้เนื่องจากปัจจัยอื่น ๆ จะมีอิทธิพลต่อรูปแบบของฝีเย็บและการที่พวกมันสามารถสลายตัวได้เร็วแค่ไหนรวมถึงการออกกำลังกายและการรับประทานอาหาร “ ฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้สามารถแก้ไขสิ่งที่คุณมีความเสี่ยงต่อพันธุศาสตร์ของคุณได้” Lasek กล่าว “ ฉันไม่เคยคิดเสมอว่ายาเสพติดเป็นทางออก บางครั้งคุณต้องการทั้ง [การแพทย์และการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิต]” อวน Perineuronal เป็นส่วนใหม่ของปริศนาอธิบายว่าทำไมมันยากที่จะเอาชนะการติดแอลกอฮอล์และความเข้าใจใหม่นี้ให้ความหวังใหม่สำหรับผู้ที่ชีวิตถูกทำลายโดยการติดยา
;