Smegenų vaizdavimas parodo, kas kelia pavojų paaugliams piktnaudžiauti medžiagomis

Džordžtauno universiteto medicinos centro neuromokslininkų atlikti keturi eksperimentai padeda mokslininkams išsiaiškinti, kas paaugliams kelia pavojų vartoti alkoholį ir piktnaudžiauti dar prieš pradedant gerti.

Eksperimentai yra „Paauglių vystymosi tyrimo“ dalis - pastangos, kurias finansavo Nacionaliniai sveikatos institutai (NIH), siekiant suprasti, kaip paauglių smegenys „vis dar statomos“, kaip sako NIH pareigūnai, gali sukelti rizikingą elgesį, pavyzdžiui, alkoholį ir narkotikus. naudoti.

Tyrimą, bendradarbiavimą tarp Džordžtauno ir Merilendo universiteto medicinos mokyklos (UMSOM) tyrėjų, vadovauja John VanMeter, Ph.D., Funkcinių ir molekulinių vaizdų centro direktorius ir GUMC neurologijos docentas, ir Diana Fishbein, Ph.D., UMSOM sunkumų, neurodevelopment ir piktnaudžiavimo medžiagomis (C-TRANS) tyrimų tyrimų direktorė.

"Tai, ką bandoma padaryti šiame tyrime, yra nustatyti paauglių, kurie piktnaudžiauja alkoholiu ir kitais narkotikais, smegenų skirtumus", - sakė VanMeteris. „Jei žinome, kas yra kitaip, galime sukurti strategijas, kurios galėtų užkirsti kelią elgesiui“.

Tyrimams mokslininkai įdarbino 135 berniukus ir mergaites, kurių vidutinis amžius 12,6 metų. Visiems 135 buvo atlikta struktūrinė ir funkcinė MRT, siekiant ištirti smegenų vystymosi ir elgesio ryšį.

Tyrėjai taip pat naudojo klausimynus ir keletą neurokognityvinės funkcijos testų. Du iš šių testų - nepertraukiamo darbo uždavinys (CPT), kuris matuoja impulsyvumą, ir laikino diskonto užduotis (TD), kuris išreiškia pirmenybę tiesioginiam, o ne uždelstam atlygiui, buvo atlikti, kol paaugliai buvo nuskaityti MRT.

Pirmoji studija

Pirmajame tyrime nagrinėjamas seniai egzistuojantis klausimas: ar smegenų vykdomosios kontrolės tinklo (ECN) ryšio trūkumas yra paauglių alkoholio vartojimo priežastis ar rezultatas?

Šiame tyrime mokslų daktaras Tomas Clarke ir mokslų daktaras Stuartas Washingtonas, VanMeterio laboratorijos mokslų daktaras, išnagrinėjo 32 dalyvių tėvų užpildytos Narkotikų vartojimo atrankos klausimyno ir smegenų jungties ryšį. ECN, kuris apima emocijas, impulsyvumą ir savitvardą apdorojančias sritis.

Tyrėjų teigimu, klausimynas numato būsimą piktnaudžiavimą alkoholiu. Tai neklausia tėvų apie jų alkoholio ar narkotikų vartojimą, bet klausia apie socialinį vaikų elgesį, pavyzdžiui, dirglumą, pyktį ir liūdesį.

Remdamasis klausimynu, Clarke'as suskirstė dalyvius į dvi grupes, iš kurių 16 yra didelė / vidutinė piktnaudžiavimo alkoholiu rizika ir 16 - su maža rizika. Tada jis naudojo fMRI tyrimus, norėdamas sužinoti apie ryšį EKT. Jis atrado, kad didelės ir vidutinės rizikos grupėse EKT ryšys buvo žymiai mažesnis, palyginti su mažos rizikos grupėmis.

"Mes žinome, kad sutrikusi EKT veikla yra susijusi su ankstesniu alkoholio vartojimo amžiumi ir didesniu gėrimo dažniu, tačiau nebuvo aišku, ar ši disfunkcija atsirado prieš geriant, ar tai buvo alkoholio vartojimo pasekmė", - sakė Clarke.

"Mūsų išvados rodo, kad sumažėjęs prefrontalinės žievės išsivystymas buvo ankstesnis nei alkoholio vartojimas ir gali būti susijęs su būsimais alkoholio vartojimo sutrikimais".

Antrasis tyrimas

Kitame tyrime buvo tiriamas impulsyvumo lygis, susijęs su ryšiu tarp vykdomosios kontrolės prefrontalinėje žievėje ir salos žievėje, kuri yra susijusi su emocijų apdorojimu.

Džordžtauno tarpdisciplininės neuromokslų programos magistrantas Bensonas Stevensas naudojo Narkotikų vartojimo atrankos inventorių, kad nustatytų didelės / vidutinės rizikos ir mažos rizikos grupes, kiekvienoje iš jų dalyvavo 17 dalyvių.

Tada jis atliko CPT testą, o dalyviams buvo atlikta fMRI. Jis nustatė, kad, palyginti su mažos rizikos grupe, didelės / vidutinės rizikos grupės dalyviai turėjo silpną ryšį tarp prefrontalinės ir insularinės žievės.

"Mažesnis ryšys numatė aukštesnį impulsyvumo lygį", - sakė Stevensas. „Svarbu tai, kad šie padariniai buvo pastebėti prieš pradedant vartoti alkoholį. Sumažėjęs ryšys tarp šių smegenų regionų gali būti svarbus paauglių alkoholio vartojimo veiksnys, atsižvelgiant į tai, kad nustatyta, kad sumažėjusi slopinamoji kontrolė yra alkoholio vartojimo sutrikimų veiksnys “.

Trečiasis tyrimas

Trečiame tyrime buvo tiriamas ryšys tarp suvartojamo cukraus kiekio, apie kurį paaugliai pranešė patys maisto klausimynuose, ir dviejų bandymų - CPT ir TD -, kurie matuoja impulsyvumą ir gebėjimą atidėti pasitenkinimą, rezultatą. CPT buvo naudojamas tuo metu, kai dalyviai buvo nuskaityti fMRI.

"Mes žinome, kad, palyginti su sveikais asmenimis, alkoholizmu sergantys suaugusieji labiau mėgaujasi saldžiais skoniais, yra impulsyvesni ir mažiau sugeba atidėti pasitenkinimą", - paaiškino Dana Estefan, buvusi VanMeter laboratorijos mokslinių tyrimų padėjėja, dabar studijuojanti Niujorko universitetas.

„Mes norėjome sužinoti, ar šis profilis tinka jaunimui, kuriam pagal Narkotikų vartojimo atrankos inventorių yra pavojus anksti vartoti alkoholį.“

TD užduotis patvirtino laukiamus santykius - vaikai, kurių mityboje buvo didelis pridėtinio cukraus kiekis, pirmenybę teikė tiesioginiam atlygiui labiau nei vaikai, kurių dietose buvo mažesnis pridėto cukraus kiekis.

Be to, CPT užduotis atskleidė, kad vaikai su padidėjusiu cukraus kiekiu taip pat parodė didesnį aktyvumą dešiniajame viršutiniame laikinojoje gyrus ir dešinėje insuloje, srityse, susijusiose su impulsyvumu ir emociniu poveikiu, pranešė mokslininkai. Jų hipotalamas taip pat buvo labai suaktyvėjęs, o tai suaugusiesiems yra susijęs su persivalgymu, atlygio ieškojimu ir priklausomybe nuo narkotikų, pridūrė Estefanas.

"Mūsų išvados gali reikšti teigiamą koreliaciją tarp impulsyvumo ir paauglių suvartojamo cukraus kiekio, tačiau reikia atlikti daugiau tyrimų", - sakė ji.

Ketvirtasis tyrimas

Paskutiniame eksperimente Valerie Darcey, registruota dietologė ir magistrantė tarpdisciplininėje neuromokslų programoje, nagrinėjo DHA, būtinosios omega-3 riebalų rūgšties, suvartojimo ir impulsyvumo ryšį. DHA, randama šalto vandens žuvyse, yra svarbi neuronų veiklai, paaiškino ji.

Ji, naudodama maisto klausimyną, 81 dalyviui įvertino DHA ir arachidono rūgšties (AA), kuri yra augaliniame aliejuje esančios omega-6 riebalų rūgštis, vartojimą, be kitų maisto produktų. AA konkuruoja su DHA dėl vietos ląstelių membranose, todėl kuo daugiau AA suvartojama, tuo mažiau naudojama DHA, paaiškino ji.

Tada ji paaugliams davė CPT testą, o nuskaitydama jų smegenis fMRI.

„Mano išankstinės išvados rodo, kad impulsyvumo lygis vaikams, turintiems didelį ir žemą DHA kiekį, yra vienodas, tačiau mažo DHA kiekio vaikų smegenys atrodo aktyvesnės - sunkiau dirba kompensuodamos - regione, kuriame dalyvaujama dėmesio užduotį ir regioną, kuris dalyvauja vykdant vykdomąją funkciją “, - sako ji.

"Tai mums sako, kad vaikų, valgančių mažiau DHA, smegenys gali nesivystyti taip, kaip valgantys daugiau DHA".

Šaltinis: Džordžtauno universiteto medicinos centras