Візуалізація мозку показує, що ставить підлітків під загрозу зловживання речовинами

Серія з чотирьох експериментів неврологів з Медичного центру Університету Джорджтауна допомагає дослідникам зважати на те, що ставить підлітків під загрозу вживання та зловживання алкоголем ще до того, як вони починають пити.

Експерименти є частиною Дослідження розвитку підлітків, зусилля, що фінансується Національним інститутом охорони здоров’я (NIH), щоб зрозуміти, як мозок підлітка, який ще «будується», як кажуть представники NIH, може призвести до ризикованої поведінки, таких як алкоголь та наркотики. використання.

Дослідженням, яке співпрацює між дослідниками з Джорджтауна та Медичною школою Університету Меріленда (UMSOM), керує Джон ВанМетер, доктор філософії, директор Центру функціональної та молекулярної візуалізації та доцент кафедри неврології GUMC, та Діана Фішбейн, доктор філософії, директор Центру поступальних досліджень проблем, нейророзвитку та зловживання речовинами (C-TRANS) при УМСОМ.

"Це дослідження намагається виявити відмінності в мозку підлітків, які продовжують зловживати алкоголем та іншими наркотиками", - сказав ВанМетер. "Якщо ми знаємо, що відрізняється, ми можемо розробити стратегії, які можуть запобігти цій поведінці".

Для досліджень дослідники набрали 135 хлопців та дівчат-підлітків та підлітків, середній вік яких становив 12,6 років. Всі 135 пройшли структурну та функціональну МРТ для дослідження зв'язку між розвитком мозку та поведінкою.

Дослідники також використовували анкети та кілька тестів нейрокогнітивної функції. Два з цих тестів - Завдання на безперервну ефективність (CPT), що вимірює імпульсивність, і Завдання на тимчасові знижки (TD), яке кількісно визначає перевагу негайної, а не відкладеної винагороди - були проведені під час сканування підлітків на МРТ.

Дослідження перше

Перше дослідження розглядає давнє запитання: чи є відсутність зв’язку в Мережі виконавчого контролю головного мозку (ECN) одним із факторів, що сприяють вживанню алкоголю підлітками, чи результатом цього?

У цьому дослідженні Томас Кларк, науковий співробітник, та доктор філософії Стюарт Вашингтон, докторант лабораторії ВанМетера, розглянули взаємозв'язок між опитувальним списком скринінгу вживання наркотиків, заповненим батьками 32 учасників, та зв'язком мозку в межах ECN, що включає сфери, які обробляють емоції, імпульсивність та самоконтроль.

На думку дослідників, анкета передбачає майбутнє зловживання алкоголем. Він не запитує батьків про вживання алкоголю чи наркотиків, але запитує про соціальну поведінку своїх дітей, таку як дратівливість, гнів та смуток.

На основі опитувальника Кларк розділив учасників на дві групи, 16 з високим / середнім ризиком зловживання алкоголем та 16 з низьким ризиком. Потім він використовував сканування fMRI, щоб перевірити підключення до ECN. Він виявив, що зв'язок ECN був значно нижчим у групах з високим / середнім ризиком порівняно з групою з низьким ризиком.

"Ми знаємо, що порушення функціонування в ECN пов'язане з більш раннім віком появи алкоголю та більшою частотою пиття, але було неясно, чи ця дисфункція мала місце перед вживанням алкоголю чи була наслідком вживання алкоголю", - заявив Кларк.

"Наші висновки свідчать про те, що зменшення розвитку префронтальної кори головного мозку передує вживанню алкоголю і може бути пов’язане з розладами вживання алкоголю в майбутньому"

Дослідження друге

Наступне дослідження досліджувало рівні імпульсивності стосовно зв'язку між виконавчим контролем в префронтальній корі та корі острова, яка бере участь в обробці емоцій.

Бенсон Стівенс, аспірант міждисциплінарної програми з неврології в Джорджтауні, за допомогою Інвентаризації скринінгу вживання наркотиків встановив групу високого / середнього та низького ризику, кожна з 17 учасників.

Потім він ввів тест CPT, поки учасники проходили фМРТ. Він виявив, що порівняно з групою з низьким ризиком учасники групи з високим / середнім ризиком мали знижений зв'язок між префронтальною корою та корою острова.

"Менше підключеності передбачає вищий рівень імпульсивності", - сказав Стівенс. «Важливо те, що ці наслідки спостерігались до початку вживання алкоголю. Зниження зв’язку між цими областями мозку може бути важливим фактором вживання алкоголю у підлітків, враховуючи те, що знижений інгібіторний контроль виявився чинником розладів вживання алкоголю ».

Третє дослідження

Третє дослідження досліджувало взаємозв'язок між споживанням цукру - про що самостійно повідомляють підлітки в опитувальнику їжі - та результатами двох тестів, CPT та TD, які вимірюють імпульсивність та здатність затримувати задоволення. CPT використовувався під час сканування учасників за допомогою fMRI.

"Ми знаємо, що в порівнянні зі здоровими людьми дорослі, які страждають алкоголізмом, сильніше віддають перевагу солодким смакам, є більш імпульсивними і менш здатними затримувати задоволення", - пояснила Дана Естефан, колишній науковий співробітник лабораторії ВанМетера, яка зараз є студентом Нью-Йоркський університет.

"Ми хотіли дізнатись, чи відповідає цей профіль молоді, яку, як вважає, ризикує раннє вживання алкоголю за допомогою Інвентаризації скринінгу вживання наркотиків".

Завдання ТД підтвердило очікувані стосунки - діти з високим вмістом доданого цукру у своєму раціоні віддавали перевагу негайним винагородам більше, ніж діти з нижчим рівнем доданого цукру в раціоні.

Крім того, завдання CPT показало, що діти з підвищеним споживанням цукру також виявили більшу активацію в правій верхній скроневій звивині та правій острові, областях, пов'язаних з імпульсивністю та емоційним афектом, повідомляють дослідники. Їх гіпоталамус також був сильно активований, що у дорослих пов'язано з переїданням, пошуком винагороди та наркоманією, додав Естефан.

"Наші висновки можуть потенційно означати позитивну кореляцію між імпульсивністю та споживанням цукру у підлітків, але щодо цього потрібно провести більше досліджень", - сказала вона.

Дослідження четверте

В останньому експерименті Валері Дарсі, зареєстрований дієтолог і аспірант міждисциплінарної програми з нейронауки, вивчила взаємозв'язок між прийомом DHA, незамінної омега-3 жирної кислоти, та імпульсивністю. DHA, який міститься в холодноводній рибі, важливий для функції нейронів, пояснила вона.

Вона використовувала опитувальник для їжі, щоб виміряти у 81 учаснику прийом ДГК та арахідонової кислоти (АА), яка є омега-6 жирною кислотою, що міститься в рослинній олії, серед інших продуктів. АА конкурує з ДГК за місце в клітинних мембранах, тому чим більше споживається АА, тим менше використовується ДГК, пояснила вона.

Потім вона дала підліткам тест на КПТ, скануючи мозок за допомогою фМРТ.

“Мої попередні висновки показують, що, хоча рівень імпульсивності однаковий для дітей з високим і низьким рівнем DHA у їх дієті, мозок дітей з низьким рівнем DHA, здається, є більш активним - працює більше, щоб компенсувати - в регіоні, який приділяє увагу до завдання та регіону, який бере участь у виконавчій функції », - каже вона.

"Це говорить нам, що мозок дітей, які їдять менше DHA, може розвиватися не так, як ті, хто їсть більше DHA".

Джерело: Медичний центр Університету Джорджтауна