Curr Minnes Neurobiol ต้นฉบับผู้เขียน; พร้อมใช้งานใน PMC 1 ส.ค. 2014
- Curr Minnes Neurobiol ส.ค. 2013; 23 (4): 639–648
- เผยแพร่ออนไลน์ Feb 21, 2013 ดอย: 10.1016 / j.conb.2013.01.002
PMCID: PMC3717294
NIHMSID: NIHMS449224
Nora D. Volkow,1 พลแจ็คหวาง,2 Dardo Tomasi,2 และ Ruben D. Baler1
ฉบับแก้ไขล่าสุดของผู้เผยแพร่บทความนี้มีอยู่ที่ Curr Minnes Neurobiol
ดูบทความอื่น ๆ ใน PMC ที่ กล่าวถึง บทความที่ตีพิมพ์
นามธรรม
ผ่านคลื่นตามลำดับของการกระตุ้นทางประสาทเคมีที่เกิดจากยาการเสพติดจะทำให้วงจรเซลล์ประสาทของสมองเป็นสื่อกลางในการให้รางวัลแรงจูงใจไปสู่ความไม่ยืดหยุ่นทางพฤติกรรมและการหยุดชะงักอย่างรุนแรงของการควบคุมตนเองและการบริโภคยาที่ต้องบังคับ เทคโนโลยีการถ่ายภาพสมองช่วยให้นักประสาทวิทยาสามารถทำแผนที่ภูมิประสาทของการเสพติดในสมองของมนุษย์และทำความเข้าใจว่ายาปรับเปลี่ยนอย่างไร
ระบบวงจร
มีการตั้งทฤษฎีหลายเรื่องเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของการเสพติด ตัวอย่างเช่นแรงกระตุ้นที่ไม่ จำกัด1] (ความล้มเหลวในการยับยั้งไดรฟ์มากเกินไป), การขาดรางวัล2] (การตอบสนองแบบโดปามีนแบบทื่อเพื่อรับรางวัลตามธรรมชาติ), การเรียนรู้ที่ไม่เหมาะสม3] (การกระตุ้นความสนใจที่เพิ่มขึ้นของตัวชี้นำการทำนายของยาที่มีการใช้เรื้อรัง) การเกิดขึ้นของกระบวนการของฝ่ายตรงข้าม [4] (พลังของแรงบันดาลใจในการลบรัฐพื้นฐานการถอน) การตัดสินใจที่ผิดพลาด [5] (การคำนวณที่ไม่ถูกต้องในการเตรียมการสำหรับการกระทำ) หรือการตอบสนองอัตโนมัติ6] (ความยืดหยุ่นของพฤติกรรมการตอบสนองต่อสิ่งเร้า) ล้วน แต่เป็นจุดสนใจของการวิจัยที่เข้มข้นและมีประสิทธิผล ความจริงก็คือความผิดปกติเหล่านี้และโมดูลการทำงานอื่น ๆ อีกมากมาย [5] มีแนวโน้มที่จะมีส่วนร่วมไม่ว่าโดยตรงหรือโดยอ้อมกับบุคคลที่ติดยาเสพติดไม่สามารถระงับพฤติกรรม maladaptive แม้จะมีผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ หลักฐานแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมที่สังเกตได้ซึ่งบ่งบอกลักษณะของการติดยาเสพติด (การบริโภคยาที่ต้องกระทำโดยผู้อื่น, การควบคุมตนเองที่บกพร่องและความยืดหยุ่นของพฤติกรรม) แสดงถึงการมีปฏิสัมพันธ์ที่ไม่สมดุลระหว่างเครือข่ายที่ซับซ้อน (รูป 1).
ชุดการทำงานของโมดูลที่เชื่อมต่อระหว่างกันอย่างระมัดระวังทำให้การประมวลผลของสัญญาณนับไม่ถ้วนและการแข่งขันรวมถึงรางวัลความคาดหวังความเหมาะสมแรงจูงใจแรงจูงใจการเรียนรู้คุณค่าคุณค่าทางอารมณ์ความคลุมเครือความขัดแย้งและการประมวลผลทางปัญญาที่รองรับการตัดสินใจ จะ. ปัจจัยภายนอกและภายในจำนวนมาก (เรียก), การกระทำตามความหลากหลายของระบบตัวกลาง (ผู้ไกล่เกลี่ย) สามารถรบกวนความสมดุลระหว่างระบบของวงจรในความรับผิดชอบของพฤติกรรมปรับเป้าหมายเป้าหมายปรับ
perturbagens ภายนอกหลายอย่าง (เช่นยา, อาหาร, การพนัน, เพศ, วิดีโอเกม, อาหารแคลอรี่สูง, ความเครียด) สามารถแนะนำสมดุลนี้ (ในบุคคลที่อ่อนแอ) และเรียกและพฤติกรรมเสพติด ในเวลาเดียวกันโดยเฉพาะโหนดประสาทและเครือข่ายที่เกี่ยวข้องของพวกเขาเมื่อผิดปกติ (รองเพื่อการขาดดุลทางพันธุกรรมหรือการพัฒนาหรือจากยาเสพติดหรือการสัมผัสสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ) สามารถเสถียรปฏิสัมพันธ์ระหว่างวงจรสมองเพิ่มช่องโหว่สำหรับโรคทางจิตเวชรวมถึงการติดยาเสพติด กลไกระดับโมเลกุลที่ส่งผลให้เกิดการสื่อสารที่ไม่เหมาะสมระหว่างเครือข่ายเซลล์ประสาทรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในการส่งสัญญาณกลูตาเมตที่รับสื่อกลางแอมป์และ NMDA7] ซึ่งจะไม่พูดถึงที่นี่ แต่ได้รับการตรวจสอบที่อื่น [8 •] โหนดประสาท, รีเลย์และรูปแบบการเชื่อมต่อที่สรุปไว้ในส่วนต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความเข้าใจ (และการเติบโต) ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับการติดวงจรพื้นฐาน
ระบบ Mesostriatocortical
ความสามารถในการสร้างนิสัยเป็นพลังที่ทรงพลังและเป็นบวกในการวิวัฒนาการ พฤติกรรมบีบบังคับเช่นการเสพติดสามารถควบคุมได้เมื่อวงจรประสาทที่สร้างพฤติกรรมการปรับตัว9] ถูกโยนออกจากสมดุลโดยการสัมผัสกับยาเสพติดหรือบวกอื่น ๆ (อาหารเพศการพนัน) หรือ reinforcers เชิงลบ (ความเครียด) ในบุคคลที่อ่อนแอ10] ความสามารถของกิจวัตรด้านพฤติกรรมบางอย่างที่จะฝังแน่นหลังจากการทำซ้ำมากพอจะช่วยอธิบายทั้งความยากลำบากในการปราบปรามพวกเขา (เช่นการบังคับ11-13]) และความสะดวกในการที่พวกเขากลับมาหลังจากการสูญพันธุ์ (เช่นการกำเริบของโรค [14]) การทำให้เกิดความเคยชินดูเหมือนว่าจะถูกยกตัวอย่างส่วนใหญ่ในวงจร mesostriatocortical ที่ "รหัสใหม่" ชะตากรรมพฤติกรรมของการกระทำซ้ำ ๆ [14,15] ในกระบวนการที่เรียกว่า "chunking" ของแอ็คชั่นที่เหมาะสมอย่างเหมาะสม [[16 ••] แผนผังไดอะแกรม - ที่ระดับกายวิภาคและวงจร - ของเส้นทาง frontocorticostriatal หลักที่นำไปสู่ความเคยชินที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลจะถูกนำเสนอ (รูปที่ 2A และ B). การปรับยากระตุ้นที่ใดก็ได้ตามวงจรแบบสองทิศทางนี้ระหว่างพื้นที่หน้าท้อง tegmental (VTA) และ substantia nigra (SN) ใกล้เคียง, หน้าท้องและหลัง striatum, ฐานดอก, amygdala, ฮิปโปแคมปัส, subthalamic cortex (PFC) อำนวยความสะดวกในกระบวนการเสพติดโดยขัดขวางการเรียนรู้ที่ได้รับรางวัลผ่านการปรับความตื่นเต้นง่ายของเซลล์ประสาทในระดับภูมิภาค [17,18]. ในระดับโมเลกุลการปรับตัวดังกล่าวเป็นภาพสะท้อนของการเปลี่ยนแปลงพลาสติกที่มีผลต่อวิธีการที่สารสื่อประสาท DA และกลูตาเมตกลายเป็นแบบบูรณาการเพื่อให้สามารถเสริมสร้างความเข้มแข็งหรืออ่อนแออันเป็นผลมาจากการสื่อสารภายในทาง [19].
วงจร Fronto-striatal ของนิสัยการตอบสนองต่อการกระตุ้น A. แผนผังทางกายวิภาคของระบบโดปามีน mesocorticolimbic ในสมองของมนุษย์เน้นสถานีประมวลผลที่สำคัญหลายแห่ง: Ventral Tegmental Area (VTA) และ Substantia Nigra (SN), นิวเคลียส Accumbens (NAc) ใน ventral striatum, Thalamus และ Subthalamic Nuclei เยื่อหุ้มสมอง Prefrontal หมู่คนอื่น ๆ แก้ไขโดยได้รับอนุญาต [15] B. วงจรเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าทั้งสี่ที่ดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในการทำงานของผู้บริหารและการควบคุมการยับยั้ง DL: dorsolateral; DM: dorsomedial; VA: หน้าท้อง VM: ventromedial; r: ถูกต้อง; IFG: gyrus หน้าผากที่ด้อยกว่า; preSMA: พื้นที่โซมาติกมอเตอร์ก่อน STN: นิวเคลียสใต้ฐาน แก้ไขโดยได้รับอนุญาต [28]
ระบบ DA เป็นฟันเฟืองส่วนกลางในกลไกที่แสดงถึงความสำคัญดังนั้นมันจึงมีบทบาทในการให้รางวัลและการทำนายผลตอบแทน (ความคาดหวังการเรียนรู้แบบมีเงื่อนไขแรงจูงใจ (ขับรถ) ปฏิกิริยาทางอารมณ์และหน้าที่ของผู้บริหารการศึกษาจำนวนมากได้ระบุว่า VTA / SN และการมาถึงของ striatum มีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้จากประสบการณ์ที่ผ่านมาและการเตรียมการตอบสนองพฤติกรรมที่เหมาะสมไม่ว่าโดยตรงหรือโดยอ้อมยาเสพติดทั้งหมดมีอำนาจที่จะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมากและชั่วคราวใน DA จากเซลล์ประสาท VTA นิวเคลียส Accumbens (NAc) ของหน้าท้อง striatum แต่ยังรวมถึงหลัง striatum, amygdala, ฮิบโปและ PFC [20] (รูป 2) แม้ว่าจะยังไม่เข้าใจทั้งหมด แต่เราก็มีความคืบหน้าสำคัญในการตรวจสอบกระบวนการพื้นฐาน
ตัวอย่างที่ดีในระดับโมเลกุลคือการสังเกตว่าเซลล์ประสาทไขสันหลังกลาง (MSN) ใน striatum นั้นมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของรูปแบบการรับ DA ของการแสดงออก: MSNs ในเส้นทาง striatonigral (โดยตรง) แสดงตัวรับ D1 (D1R) ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการกระตุ้นสัญญาณ dendritic และสัญญาณ glutamatergic ในขณะที่ MSNs ในเส้นทาง striatopallidal (ทางอ้อม) แสดงทางรับ D2 ประเภท (D2R) ซึ่งดูเหมือนจะไกล่เกลี่ยผลตรงกันข้าม21 •] ความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อรูปแบบสารสื่อประสาทที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการประมวลผลรางวัลบนพื้นฐานของการได้รับรางวัลที่คาดหวังจริงหรือไม่ (รูป 3) สำหรับรางวัลยาการศึกษาแสดงให้เห็นว่าความไม่สมดุลระหว่าง D1R (ยาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง) และการส่งสัญญาณ D2R (ยาลดลงพึ่งพา) ช่วยอำนวยความสะดวกในการบริโภคยาเสพติด [22,23] ยกตัวอย่างเช่นการบริหารงานของคู่อริที่ขัดขวางทั้งทางตรง (D1; SCH23390) หรือทางอ้อม (D2; Sulpiride) ใน dorsomedial striatum มีผลตรงกันข้ามกับงานที่วัดพฤติกรรมการยับยั้งด้วยการลดเวลาปฏิกิริยาตอบสนองก่อนหน้านี้ ผลเพียงเล็กน้อยต่อการตอบสนองของ Go และการเพิ่มขึ้นหลังทั้งปฏิกิริยา Stop Signal และ Go Trial Reaction times [24] ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกที่แตกต่างของตัวรับ DA ใน dorsomedial striatum ช่วยให้การยับยั้งพฤติกรรมที่สมดุลเป็นอิสระจากการกระตุ้นพฤติกรรม ที่น่าสนใจ D1R นั้นมีความสัมพันธ์ในระดับต่ำกับ DA และด้วยเหตุนี้พวกมันจะทำงานเมื่อสัมผัสกับการเพิ่มขึ้นของ DA ขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในระหว่างการมึนเมาในขณะที่ D2R นั้นมีความสัมพันธ์สูงและไม่เพียงกระตุ้นด้วยการเพิ่ม DA ที่คมชัด ดังนั้นผลกระทบของยาน่าจะมีระยะเวลาสั้นลงในการส่งสัญญาณ D1R ไกล่เกลี่ยกว่าในสัญญาณ D2R ซึ่งเพิ่งได้รับการยืนยันสำหรับผลกระทบของโคเคนใน MSN ของ striatal23] การกระตุ้นของ D1R เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการปรับสภาพรวมถึงการกระตุ้นด้วยยา [25] ผลกระทบของการได้รับยาซ้ำในแบบจำลองสัตว์ส่งผลให้เกิดอาการแพ้ของสัญญาณ D1R ในขณะที่เอกสารการศึกษาทางคลินิกและพรีคลินิกลดลงในการส่งสัญญาณ D2R [26,27] สิ่งนี้นำไปสู่สิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นความไม่สมดุลระหว่างเส้นทางกระตุ้น D1R ที่เป็นสื่อกลางโดยตรงกับทาง striatocortical และทางอ้อมทางอ้อมที่ถูกยับยั้ง D2R หนึ่งในสามที่เรียกว่าไฮเปอร์ไดเร็กต์พา ธ ได้อธิบายไว้ด้วยเช่นกัน รูปที่ 2B) ซึ่งการคาดคะเน excitatory ระหว่าง gyr หน้าด้อย (IFG) และนิวเคลียส subthalamic (จากพื้นที่เยื่อหุ้มสมองที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์เข้าสู่ globus pallidus) ทำให้เกิดการยับยั้ง thalamic ที่ความเร็วที่เร็วกว่าเมื่อเทียบกับทางตรงหรือทางอ้อม ความสามารถในการระงับพฤติกรรมหลังจากที่ได้รับการริเริ่ม [28].
แผนผังแสดงให้เห็นถึงการควบคุมโดปามิเนอร์จิคของลูปแรงจูงใจบวกและลบในแถบด้านหลัง A. เมื่อการกระทำส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่ดีกว่าที่คาดการณ์ไว้เซลล์ประสาท DA ยิงออกมาอย่างแรงซึ่งมีแนวโน้มที่จะเปิดใช้งาน D1Rs กับเซลล์ประสาททางเดินโดยตรงและอำนวยความสะดวกในการดำเนินการทันทีและการเปลี่ยนแปลงพลาสติกของ corticostriatal อนาคต. B. ในทางตรงกันข้ามเมื่อผลลัพธ์ของการดำเนินการแย่ลงกว่าที่คาดไว้เซลล์ประสาท DA จะถูกยับยั้งการลด DA ซึ่งมีแนวโน้มที่จะยับยั้งเซลล์ประสาททางเดินอ้อมของ D2Rs ระงับการกระทำทันทีและการเสริมแรงของ corticostriatal synapses นำไปสู่การปราบปรามของการกระทำนั้น อนาคต. พิมพ์ซ้ำได้รับอนุญาต [101].
ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพลังทางชีวภาพและสิ่งแวดล้อมที่กำหนดวงจร mesostriatocortical นั้นถูกผูกไว้เพื่อแปลเป็นการแทรกแซงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่นความเครียดจากมารดาแสดงให้เห็นว่ามีผลกระทบในทางลบต่อการ dendritic arborization ใน NAc และโครงสร้าง prefrontocortical ของทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา [29 •] ในทำนองเดียวกันเด็กที่เลี้ยงในสถานเลี้ยงเด็กกำพร้าแสดงการเชื่อมต่อหน้าผากที่ด้อยพัฒนา30 ••] เนื่องจากตำแหน่งศูนย์กลางของ NAc ในวงจรที่แปลแรงบันดาลใจจากระบบลิมบิกไปสู่พฤติกรรมที่มุ่งเป้าหมายและการเชื่อมต่อกับ PFC ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมตนเองการค้นพบเหล่านี้สามารถช่วยอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างอาการไม่พึงประสงค์ในระยะแรก เหตุการณ์วิถีการพัฒนาสมองและสุขภาพจิต31-33].
ในทำนองเดียวกันความเข้าใจที่ดีขึ้นของเราเกี่ยวกับวงจร mesostriatocortical ก็เริ่มที่จะหลั่งไหลเข้าไปในประมวลผล neurobiological ที่รองรับความสัมพันธ์ผกผันระหว่างอายุของการใช้ยาเริ่มต้นและความเสี่ยงต่อการติดยาเสพติด [34] ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงจากอิทธิพลเด่นของ SN ในฐานะที่เป็นแหล่งของการเชื่อมต่อ DA ไปยังภูมิภาค subcortical และเยื่อหุ้มสมองในวัยเด็ก / วัยรุ่นเป็นอิทธิพลรวมของ SN และ VTA ในวัยหนุ่มสาว [35 •] อาจทำให้ช่วงการเปลี่ยนภาพนี้อ่อนไหวเป็นพิเศษต่อความอ่อนแอที่เพิ่มขึ้นของการใช้สารเสพติดและความผิดปกติทางจิตเวชอื่น ๆ ที่พบในช่วงต้นของชีวิต การค้นพบเอฟเฟกต์ครบกำหนดนี้แสดงคำถามการวิจัยใหม่ที่สำคัญ ยกตัวอย่างเช่นการเชื่อมต่อนี้สามารถปรับเปลี่ยนผลกระทบด้านกฎระเบียบของคอร์ติคอร์พินปลดปล่อยโปรตีนที่จับกับพันธะ (CRF-BP) ซึ่งเป็นปัจจัยที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพที่สามารถตอบสนองกลูตาเมเทอิกได้ [36] มีส่วนร่วมในการคืนสถานะโคเคนเพื่อแสวงหา [37] และนั่นแสดงเป็น VTA แต่ไม่ใช่ใน SN [38]?
ฮับลิมบิก
วงจร mesostriatocortical หลักที่ระบุไว้ข้างต้นมีปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้างอื่น ๆ ในระบบ limbic ที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลโดยการให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มคนอื่น ๆ ความจุอารมณ์ความทรงจำที่เก็บไว้ฟังก์ชั่นทางเพศและต่อมไร้ท่อ ด้านล่างเราเน้นการค้นพบที่สำคัญล่าสุดเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของโหนดเหล่านี้บางอย่างในความผิดปกติในการใช้สาร (SUD)
ต่อมทอนซิล
อะมิกดาลาเข้ารหัสความเกลียดชังการสูญเสียและอัดฉีดอารมณ์และความกลัวในกระบวนการตัดสินใจ นอกจากนี้ยังปรากฏว่ามีการแสดงร่วมกันกับ ventral striatum เพื่อรับสิ่งเร้าที่ไม่เพียง แต่อารมณ์ เด่น แต่สูง ตรงประเด็น เพื่อรางวัลที่ขึ้นกับงาน39] amygdala ขยาย (นิวเคลียสกลางของ amygdala, นิวเคลียสเตียงของ stria terminalis, และ NAc shell), ผ่านการส่งสัญญาณที่เพิ่มขึ้นผ่าน corticotropin-releasing factor (CRF) และเปปไทด์ที่เกี่ยวข้องกับ CRF ดูกรณีของ habenula ด้านล่าง) ให้กว้างขึ้น ระบบต่อต้านรางวัล [40 ••] amygdala เป็นตัวดัดแปลงที่ทรงพลังของพฤติกรรมการเสพติดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบ่มนานของความอยากยาคิวที่เกิดขึ้น41] basalateral amygdala (BLA) ได้รับยาโดปามิเนอร์จิคจาก VTA และแสดงตัวรับ D1 และ D2 ซึ่งมีอิทธิพลต่อการปรับการทำงานของ NAc และ PFC โดย BLA ยกตัวอย่างเช่นการบริหาร intra-BLA ของ D1R potenson ซึ่งเป็นปฏิปักษ์ต่อความเครียดทำให้เกิดการปลดปล่อย DA ใน NAc ในขณะที่ attenuating ใน medial PFC (mPFC) ในขณะที่คู่ต่อสู้ D2R ไม่มีผลกับภูมิภาคเหล่านี้ [42] มันควรจะเพิ่มว่าตัวรับชนิด D3 ใน amygdala ส่วนกลางยังมีบทบาทในการบ่มโคเคนความอยากโคเคน [43 ••] ไม่น่าแปลกใจที่มีหลักฐานบางอย่างที่ชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้นสมองส่วนลึกของ amygdala สามารถช่วยในการรักษาความผิดปกติทางจิตต่างๆรวมถึงการติดยาเสพติด44 •].
Insula
การเปลี่ยนผ่านจากเป้าหมายที่ยืดหยุ่นไปสู่การตอบสนองสะท้อนกลับซึ่งเป็นพฤติกรรมบังคับซึ่งดูเหมือนว่าจะได้รับอิทธิพลจากการเรียนรู้ด้วยเครื่องมือซึ่งปรับเปลี่ยนโดยอินพุตแบบ interoceptive และ exteroceptive Insula มีบทบาทสำคัญในการรับรู้โดยการรับรู้และบูรณาการข้อมูลเกี่ยวกับสถานะทางสรีรวิทยาภายใน (ในบริบทของกิจกรรมที่กำลังดำเนินอยู่) และถ่ายทอดไปยังเยื่อหุ้มสมองข้างหน้า cingulate (ACC), ventral striatum (VS) และ ventral medial PFC (vmPFC) เพื่อเริ่มต้นพฤติกรรมการปรับตัว45] สอดคล้องกับบทบาทในการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงในสภาพภายในและการประมวลผลทางปัญญาและอารมณ์การศึกษา neuroimaging ได้เปิดเผยว่า insula กลางมีบทบาทสำคัญในความอยากอาหารโคเคนและบุหรี่46-48] และวิธีการที่แต่ละบุคคลจัดการกับอาการถอนยา ดังนั้นความผิดปกติของเส้นประสาทที่เกี่ยวข้องกับความอยากยาเสพติดในการติดยาเสพติด49] ความคิดที่ได้รับการสนับสนุนจากความสะดวกที่บันทึกไว้ซึ่งผู้สูบบุหรี่ที่ได้รับความเสียหายโดดเดี่ยวสามารถเลิก [50 ••] เช่นเดียวกับการศึกษาการถ่ายภาพของบุคคลที่ติดยาเสพติด [51,52] ความสัมพันธ์ที่สังเกตได้ระหว่างแอลกอฮอล์และความดันโลหิตต่ำโดดเดี่ยว53] และระหว่างการใช้เฮโรอีนและโคเคนและการขาดสารสีเทาที่สัมพันธ์กับการควบคุม [54] อาจอธิบายถึงการขาดดุลในการรับรู้ตนเองในระหว่างมึนเมาและความล้มเหลวในการรับรู้สถานะทางพยาธิสภาพของการติดยาเสพติดโดยบุคคลที่ติดยาเสพติดซึ่งได้รับการกำหนดแบบดั้งเดิมเพื่อปฏิเสธ [55] [55] ในความเป็นจริงการศึกษาเกี่ยวกับการถ่ายภาพจำนวนมากแสดงการเปิดใช้งาน insula ที่แตกต่างกันระหว่างความอยาก56] ซึ่งได้รับการแนะนำให้ทำหน้าที่เป็นผู้ตรวจสอบทางชีวภาพเพื่อคาดการณ์การกำเริบของโรค57].
ทาลามัสนิวเคลียส subthalamic (STN), epithalamus
ยาเสพติดเรื้อรังในที่สุดก็กระทบกับการเชื่อมต่อของฮับที่สำคัญ58] ตัวอย่างเช่นผู้เสพโคเคนเมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมแสดงการเชื่อมต่อการทำงานที่ต่ำกว่าระหว่าง midbrain (ตำแหน่งของ SN และ VTA) และฐานดอก, cerebellum และ rostral ACC ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นการทำงานในฐานดอกฐานดอกต่ำและปรับปรุงการหยุดการทำงานใน ACC [59] ประสิทธิภาพของฮับเหล่านี้และเป้าหมายที่หลากหลายของพวกเขาสามารถก่อกวนไม่เพียง แต่จากเรื้อรังเท่านั้น แต่ยังเกิดจากการสัมผัสกับยาเสพติดอย่างรุนแรงเช่นการดื่มแอลกอฮอล์เป็นพิษสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนเชื้อเพลิงจากกลูโคสเป็นอะซิเตตในฐานดอก เยื่อหุ้มสมองท้ายทอยและสวิตช์นี้อำนวยความสะดวกด้วยการสัมผัสแอลกอฮอล์เรื้อรัง [60 •] ในทางตรงกันข้ามการศึกษาล่าสุดของผู้ติดยาเสพติดโคเคนที่กำลังมองหาการรักษา 15 รายพบว่าการเลิกบุหรี่เพียง 6 เดือนสามารถช่วยลดการทำงานของระบบประสาทที่ลดลงในสมองส่วนกลาง (รวมถึง VTA / SN) และฐานดอก (ครอบคลุมนิวเคลียส ลดพฤติกรรมการแสวงหาโคเคนในแบบจำลองในงานเลือกคำศัพท์ยา61 ••].
STN มีบทบาทสำคัญในการบูรณาการของข้อมูล limbic และการเชื่อมโยงในการเตรียมการสำหรับการส่งต่อไปยังภูมิภาคเยื่อหุ้มสมองและ subcortical [62] มันควบคุมการเคลื่อนไหวของมอเตอร์และมีส่วนร่วมในการตัดสินใจโดยเฉพาะเมื่อมีส่วนร่วมในการตัดสินใจเลือกที่ยาก [63,64] มีงานวิจัยหลายชิ้นที่เกี่ยวข้องกับ STN ยกตัวอย่างเช่นรายงานฉบับหนึ่งพบว่า crosstalk ที่แข็งแกร่งระหว่างการควบคุมแรงกระตุ้นและการประมวลผลความรู้ความเข้าใจที่ช่วยเพิ่มผลลัพธ์การใช้สารและก่อให้เกิดความยืดหยุ่นของวัยรุ่นบานพับอย่างมากต่อประสิทธิภาพของ STN [65] การกระตุ้นสมองส่วนลึกของ STN ซึ่งใช้ในการรักษาโรคพาร์กินสัน66] และอาจมีประโยชน์ใน OCD รุนแรง [67] ได้รับการทดสอบในการศึกษาพรีคลินิกเพื่อลดการตอบสนองที่ไวต่อสารโคเคน68].
การส่งสัญญาณ DA จาก VTA และ SN เป็นสิ่งสำคัญสำหรับพฤติกรรมการเรียนรู้จากการให้รางวัลในขณะที่การยับยั้ง VTA DA การส่งสัญญาณโดย habenula ด้านข้างช่วยให้การเรียนรู้หลีกเลี่ยงพฤติกรรมเมื่อรางวัลที่คาดหวังไม่เป็นจริง [69] หรือเมื่อมีการกระตุ้นหรือการตอบรับเชิงลบจาก aversive70] ดังนั้น habenula ด้านข้างร่วมกับระบบ amygdala / ความเครียดอาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรต่อต้านการให้รางวัลในสมองที่กระตุ้นพฤติกรรมในเชิงลบ ซึ่งสอดคล้องกับผลของการศึกษาพรีคลินิกที่การกระตุ้นของ habenula ด้านข้างกระตุ้นการกำเริบของโคเคนและเฮโรอีน71,72] ความคิดในปัจจุบันนั้นก่อให้เกิดการใช้ยาเสพติดอย่างเรื้อรังทำให้เกิดภาวะสมาธิสั้นเกินเหตุซึ่งทำให้เกิดสภาวะทางอารมณ์เชิงลบระหว่างการถอนยา73].
cerebellum
การศึกษาแบบคอนเวอร์เจนต์ก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับสมองน้อยและโดยเฉพาะสมองน้อยในการติดยาเสพติด ยกตัวอย่างเช่นซีรีเบลลัมพร้อมกับท้ายทอยเยื่อหุ้มสมองและฐานดอกเป็นหนึ่งในพื้นที่สมองที่ผ่านการเปิดใช้งานที่สูงชันในการตอบสนองต่อ methylphenidate ทางหลอดเลือดดำ [74 ••] และเช่นเดียวกับฐานดอกผลใน vermis ถูกขยายอย่างมีนัยสำคัญ (~ 50%) เมื่อใดก็ตามที่คาดหวังโดย methylphenidate โดยผู้เสพโคเคนโคเคน, methylphenidate แนะนำการมีส่วนร่วมในความคาดหวังของการเสริมแรงยา [74 ••] อันที่จริงการศึกษาอื่น ๆ พบว่าการใช้โคเคนสามารถกระตุ้นการเปิดใช้งานของสมองน้อย vermis ในผู้ใช้โคเคน [75] และการเปิดใช้งาน vermis นั้นมีความสัมพันธ์กับการเลิกบุหรี่ในการติดแอลกอฮอล์ [76] การมีส่วนร่วมที่น่าจะเป็นของ cerebellum ต่อกระบวนการติดยาเสพติดยังได้รับการแนะนำโดยการถ่ายภาพการศึกษาที่มีส่วนร่วมในกระบวนการทางความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการตามพฤติกรรมเป้าหมายและการยับยั้งเมื่อพวกเขาถูกมองว่าเป็นข้อเสีย75 •].
ปริมาณโดปามีนในสมองน้อยนั้นไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของวงจรปรับโดย DA [77] อย่างไรก็ตามไพรเมอร์ cerebellar vermis (lobules II – III และ VIII – IX) แสดง immunoreactivity axonal dopamine transporter immunoreactivity อย่างมีนัยสำคัญซึ่งร่วมกับการมีอยู่ของประมาณการ VTA ไปยัง cerebellum แสดงให้เห็นว่าสมองส่วนกลางซึ่งกันและกันมีวงจรเป็นไปได้ [78] ความเกี่ยวข้องของการสื่อสาร VTA-cerebellar vermis เพื่อให้รางวัลการประมวลผลได้รับการสนับสนุนโดยการสังเกตจาก fMRI ของมนุษย์ที่เป็นอิสระจากกิจกรรมของระบบประสาทที่สัมพันธ์กันใน VTA และ vermis สมองน้อยในขณะที่ดูใบหน้าของเพศตรงข้าม [79] และการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้ดีระหว่าง VTA และ SV และ cerebellar vermis (Tomasi และ Volkow ในการกด)
วัสดุพิมพ์ด้านหน้า
การวิจัยติดยาเสพติดจำนวนมากมุ่งเน้นไปที่พื้นที่สมองลิมบิคเนื่องจากบทบาทของพวกเขาในการให้รางวัลยา80] อย่างไรก็ตามการเพิ่ม DA ที่กระตุ้นด้วยยาไม่ได้อธิบายการติดเนื่องจากมันเกิดขึ้นในสัตว์ที่ไร้เดียงสาและขนาดของมันจะลดลงเมื่อติด [81 •] ในทางตรงกันข้ามการศึกษาทางคลินิกและพรีคลินิกจะเปิดเผย neuroadaptations ใน PFC ที่เปิดใช้งานโดยไม่ซ้ำกันโดยตัวชี้นำยาเสพติดหรือยาเสพติดในการติดยาเสพติด แต่ไม่ใช่ในบุคคลที่ไม่ติดยาเสพติดและดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญในฟีโนไทป์ติดยาเสพติด82])
ในมนุษย์ที่ติดยาเสพติดการลดลงของ striatal D2R ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องในฟีโนไทป์พฤติกรรมหุนหันพลันแล่นและบีบบังคับ [83] มีความเกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่ลดลงของภูมิภาค PFC รวมถึง orbitofrontal cortex (OFC), ACC, และ dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC)84-86] การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าลดกิจกรรมเยื่อหุ้มสมองด้านหน้าในช่วงมึนเมาสำหรับยาเสพติดจำนวนมากของการละเมิด [87] ที่ยังคงอยู่หลังจากหยุดยาเสพติดในผู้ทำผิดเรื้อรัง [88] อันที่จริงมีรายงานว่ามีการหยุดชะงักของกระบวนการ frontocortical หลายอย่างในผู้ใช้ยาเรื้อรัง (ตารางที่ 1) (ดู [13] เพื่อการตรวจสอบ) โดยธรรมชาติแล้วการกำหนดเป้าหมายความบกพร่องทางด้านหน้าในการเสพติดเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของกลยุทธ์การรักษาเพื่อปรับปรุงการควบคุมตนเอง61] [89].
ในบรรดาภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับการติดยาเสพติด OFC, ACC, DLPFC และ gyrus หน้าผากต่ำกว่า (IFG; พื้นที่ Brodmann 44) โดดเด่นเนื่องจากการมีส่วนร่วมในการระบุความสำคัญการควบคุม / การควบคุมอารมณ์การตัดสินใจและการยับยั้งพฤติกรรมตามลำดับ (รูปที่ 2B) มันได้รับการตั้งสมมติฐานว่ากฎระเบียบที่ไม่เหมาะสมของพวกเขาโดยการส่งสัญญาณ DA ของผู้ที่ติดยาเสพติดแบบ D2R ซึ่งเป็นสื่อกลางอาจส่งผลให้เกิดแรงจูงใจที่เพิ่มขึ้นของค่ายาและการสูญเสียการควบคุมการบริโภคยา [90 ••] บังเอิญความผิดปกติที่เกี่ยวข้องยังสามารถรองรับการเสพติดพฤติกรรมบางอย่างเช่นการใช้อินเทอร์เน็ตทางพยาธิวิทยา [91] และการบริโภคอาหารที่ต้องกระทำในบางรูปแบบของโรคอ้วน83] ที่น่าสนใจและสะท้อนถึงรูปแบบที่เกิดขึ้นซ้ำผู้ตรวจสอบยังพบหลักฐานของบทบาทที่แตกต่างสำหรับ D1R และ D2R ใน PFC ตัวอย่างเช่นการศึกษาพรีคลินิกล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าการปิดกั้นทางเภสัชวิทยาของ mPFC D1R ลดทอน; ในขณะที่ D2R เพิ่มแนวโน้มสำหรับตัวเลือกที่มีความเสี่ยงหากมีหลักฐานว่าบทบาทของผู้รับ mPFC DA ที่แยกจากกันไม่ได้ แต่น่าจะมีบทบาทสำคัญในการประสานการปรับสมดุลที่จำเป็นสำหรับการควบคุมการยับยั้งการลดราคาล่าช้าและการตัดสิน [92].
นอกจากนี้เนื่องจากความบกพร่องใน OFC และ ACC เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมและความหุนหันพลันแล่นการปรับความบกพร่องของ DA ในภูมิภาคเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การบริโภคยาซึ่งต้องกระทำและหุนหันพลันแล่น93] เห็นได้ชัดว่าน้ำเสียง DA ต่ำอาจเป็นช่องโหว่ที่มีอยู่ก่อนหน้าสำหรับการใช้ยาใน PFC แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่จะรุนแรงขึ้นด้วยการลดลงของ D2R ที่เกิดจากการใช้ยาซ้ำ แน่นอนการศึกษาที่ดำเนินการในวิชาที่แม้จะมีประวัติครอบครัวที่เป็นบวก (มีความเสี่ยงสูง) จากโรคพิษสุราเรื้อรังไม่ได้ติดสุราเองเผยให้เห็นความพร้อม D2R striatal สูงกว่าปกติที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญปกติใน OFC, ACC และ DLPFC [94 •] นี่แสดงให้เห็นว่าในวิชาเหล่านี้มีความเสี่ยงต่อโรคพิษสุราเรื้อรังฟังก์ชั่น PFC ปกติเชื่อมโยงกับการเพิ่มสัญญาณ D2R striatal ที่ปรับปรุงแล้วซึ่งอาจป้องกันพวกเขาจากการใช้แอลกอฮอล์ในทางที่ผิด
นอกจากนี้ยังมีการแนะนำกลไกการชดเชยที่สามารถให้ความคุ้มครองแก่สมาชิกบางคนของครอบครัวที่มีความเสี่ยงการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ของพี่น้องที่ไม่ลงรอยกันในเรื่องการเสพติดยากระตุ้น95 ••] แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของสมองในสัณฐานวิทยาของ OFC ของพวกเขาซึ่งมีขนาดเล็กกว่าอย่างมีนัยสำคัญในพี่น้องที่ติดมากกว่าการควบคุมในขณะที่พี่น้องที่ไม่ติดยาเสพติด OFC ไม่แตกต่างจากของตัวควบคุม [96].
ผลการรักษา
การเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบประสาทที่ได้รับผลกระทบจากการใช้ยาเรื้อรังรวมถึงผลกระทบที่เกิดจากการทำงานของยีนที่ร่วมกับกองกำลังพัฒนาและสิ่งแวดล้อมมีต่อกระบวนการทางประสาทเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความสามารถในการออกแบบกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
โดยไม่คำนึงถึงหรือว่ามีความบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับการติดยาเสพติดที่เน้นในการตรวจสอบนี้นำไปสู่หรือตามการใช้ยาเรื้อรังหลักฐานสหสาขาวิชาชีพรวมแสดงให้เห็นการมีอยู่ของวงจรประสาทหลายเส้นประสาทที่ผิดปกติกับการติดยาเสพติด หรือพฤติกรรมหมายถึงพยายามและบรรเทาหยุดหรือแม้แต่กลับการขาดดุลที่เฉพาะเจาะจง ยกตัวอย่างเช่นการศึกษา MRI เชิงหน้าที่แสดงให้เห็นว่า methylphenidate ในช่องปากสามารถทำให้กิจกรรมปกติในเขตการปกครอง ACC ที่สำคัญสองแห่ง (เช่นที่หลังหางและด้านหลัง) และลดแรงกระตุ้นในบุคคลที่ติดยาเสพติดโคเคนในระหว่างการรับรู้ทางอารมณ์97 •] ในทำนองเดียวกันความเข้าใจที่ดีขึ้นของโหนดหลักภายในวงจรหยุดชะงักโดยการติดยาเสพติดมีเป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับการตรวจสอบค่าของการกระตุ้นแม่เหล็ก transcranial (TMS) หรือแม้กระทั่งการกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) ในผู้ป่วยที่ทนไฟ98 •] ในที่สุดการแทรกแซงทางจิตสังคมโดยใช้หลักฐานเชิงประจักษ์ก็มีประสิทธิภาพมากขึ้นและพร้อมสำหรับการรักษา SUDs ซึ่งเป็นแนวโน้มที่จะเร่งขอบคุณการพัฒนาและการปรับใช้แนวทางใหม่ ๆ ที่ปรับปรุงด้วยเทคโนโลยีดิจิตอลเสมือนและอุปกรณ์พกพา [99] และโดยความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นของเราเกี่ยวกับสมองทางสังคมซึ่งจะช่วยให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากอิทธิพลอันทรงพลังของปัจจัยทางสังคมในการปรับวงจรประสาทและพฤติกรรมของมนุษย์ [100].
ไฮไลท์
- ติดยาเสพติดเป็นความผิดปกติของคลื่นความถี่ที่รบกวนความสมดุลภายในเครือข่ายของวงจร
- การเสพติดก่อให้เกิดความผิดปกติแบบก้าวหน้าซึ่งกัดกร่อนรากฐานของการควบคุมตนเอง
- วงจรติดยาเสพติดทับซ้อนกับวงจรของความผิดปกติของแรงกระตุ้นอื่น ๆ (เช่นโรคอ้วน)
- ความเข้าใจที่ดีขึ้นของวงจรเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันและรักษาที่ดีขึ้น
เชิงอรรถ
ข้อจำกัดความรับผิดชอบของผู้จัดพิมพ์: นี่เป็นไฟล์ PDF ของต้นฉบับที่ไม่มีการแก้ไขซึ่งได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ เพื่อเป็นการบริการลูกค้าของเราเรากำลังจัดทำต้นฉบับฉบับแรกนี้ ต้นฉบับจะได้รับการคัดลอกเรียงพิมพ์และตรวจสอบหลักฐานที่เป็นผลลัพธ์ก่อนที่จะเผยแพร่ในรูปแบบที่อ้างอิงได้สุดท้าย โปรดทราบว่าในระหว่างกระบวนการผลิตข้อผิดพลาดอาจถูกค้นพบซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อเนื้อหาและการปฏิเสธความรับผิดชอบทางกฎหมายทั้งหมดที่ใช้กับวารสารที่เกี่ยวข้อง
อ้างอิง