Brain Imaging ukazuje, co vystavuje dospívající riziku zneužívání návykových látek

Série čtyř experimentů neurovědeců z Georgetown University Medical Center pomáhá výzkumným pracovníkům zaměřit se na to, co dospívajícím hrozí užívání alkoholu a zneužívání ještě předtím, než začnou pít.

Experimenty jsou součástí Adolescent Development Study, snahy financované National Institutes of Health (NIH), aby pochopily, jak může dospívající mozek „stále ve výstavbě“, jak to vyjádřili představitelé NIH, vést k riskantnímu chování, jako je alkohol a drogy použití.

Studii, spolupráci mezi výzkumnými pracovníky v Georgetownu a Lékařskou fakultou University of Maryland (UMSOM), řídí John VanMeter, Ph.D., ředitel Centra pro funkční a molekulární zobrazování a docent neurologie na GUMC, a Diana Fishbein, Ph.D., ředitelka Centra pro translační výzkum nepříznivých okolností, neurového vývoje a zneužívání návykových látek (C-TRANS) v UMSOM.

"Tato studie se pokouší udělat, je identifikovat rozdíly v mozcích dospívajících, kteří zneužívají alkohol a jiné drogy," řekl VanMeter. "Pokud víme, co se liší, můžeme být schopni vyvinout strategie, které mohou tomuto chování zabránit."

Pro studie vědci přijali 135 nedospělých a dospívajících chlapců a dívek s průměrným věkem 12,6 roku. Všech 135 podstoupilo strukturální a funkční MRI, aby vyšetřilo souvislost mezi vývojem mozku a chováním.

Vědci také použili dotazníky a několik testů neurokognitivních funkcí. Dva z těchto testů - průběžný výkonnostní úkol (CPT), který měří impulzivitu, a dočasný diskontinační úkol (TD), který kvantifikuje preference okamžité spíše než opožděné odměny - byly provedeny během skenování adolescentů na MRI.

Studium první

První studie zkoumá dlouhodobou otázku: Je nedostatek propojení v mozkové výkonné kontrolní síti (ECN) přispívající k užívání alkoholu u dospívajících nebo jeho důsledkem?

Pro tuto studii se Tomas Clarke, výzkumný asistent, a Stuart Washington, Ph.D., postdoktorand v laboratoři společnosti VanMeter, podívali na souvislost mezi dotazníkem pro kontrolu užívání drog vyplněným rodiči 32 účastníků a mozkovou konektivitou v rámci ECN, která zahrnuje oblasti, které zpracovávají emoce, impulzivitu a sebeovládání.

Podle výzkumníků dotazník předpovídá budoucí zneužívání alkoholu. Neptá se rodičů na užívání alkoholu nebo drog, ale ptá se na sociální chování jejich dětí, jako je podrážděnost, hněv a smutek.

Na základě dotazníku Clarke rozdělil účastníky do dvou skupin, 16 s vysokým / středním rizikem zneužívání alkoholu a 16 s nízkým rizikem. Poté pomocí fMRI skenů sledoval konektivitu v ECN. Zjistil, že připojení ECN bylo významně nižší ve skupinách s vysokým / středním rizikem ve srovnání se skupinou s nízkým rizikem.

"Víme, že zhoršené fungování v ECN souvisí s nižším věkem nástupu pití a vyšší frekvencí pití, ale nebylo jasné, zda k této dysfunkci došlo před pitím, nebo byla důsledkem užívání alkoholu," uvedl Clarke.

"Naše zjištění naznačují, že snížený vývoj prefrontální kůry předchází užívání alkoholu a může souviset s budoucími poruchami užívání alkoholu."

Studie dvě

Další studie zkoumala úrovně impulzivity ve vztahu ke spojení mezi výkonnou kontrolou v prefrontální kůře a ostrovní kůře, která se podílí na zpracování emocí.

Benson Stevens, postgraduální student v Georgetownském interdisciplinárním programu v oboru neurovědy, využil inventarizaci screeningu užívání drog k vytvoření skupiny se středním a nízkým rizikem, každý se 17 účastníky.

Poté provedl test CPT, zatímco účastníci podstoupili fMRI. Zjistil, že ve srovnání se skupinou s nízkým rizikem měli účastníci ve skupině s vysokým / středním rizikem sníženou konektivitu mezi prefrontální kůrou a ostrovní kůrou.

"Méně konektivity předpovídalo vyšší úroveň impulzivity," řekl Stevens. "Důležité je, že tyto účinky byly pozorovány před zahájením užívání alkoholu." Snížená konektivita mezi těmito oblastmi mozku by mohla být důležitým faktorem při užívání alkoholu u adolescentů, protože bylo zjištěno, že snížená inhibiční kontrola je faktorem při poruchách užívání alkoholu. “

Studie třetí

Třetí studie zkoumala vztah mezi příjmem cukru - jak sami uvádějí adolescenti v dotazníku o potravinách - a výkonem dvou testů, CPT a TD, které měří impulzivitu a schopnost oddálit uspokojení. CPT byl použit, zatímco účastníci byli skenováni fMRI.

"Víme, že ve srovnání se zdravými jedinci mají dospělí s alkoholismem silnější preference sladkých chutí, jsou impulzivnější a méně schopní oddálit uspokojení," vysvětlila Dana Estefan, bývalá výzkumná asistentka v laboratoři společnosti VanMeter, která je nyní studentkou Newyorská univerzita.

"Chtěli jsme vědět, zda tento profil zapadá do mládí považovaného za rizikové pro předčasné užívání alkoholu podle Seznamu prověřování užívání drog."

Úkol TD potvrdil očekávaný vztah - děti s vysokým množstvím přidaného cukru ve stravě upřednostňovaly okamžité odměny více než děti s nižší úrovní přidaného cukru ve stravě.

Úkol CPT navíc odhalil, že děti se zvýšeným příjmem cukru také vykazovaly větší aktivaci v pravém horním spánkovém gyrusu a pravé ostrovní oblasti, v oblastech souvisejících s impulzivitou a emočními vlivy, uvedli vědci. Jejich hypotalamus byl také vysoce aktivovaný, což u dospělých souvisí s přejídáním, hledáním odměny a drogovou závislostí, dodal Estefan.

"Naše nálezy by mohly potenciálně znamenat pozitivní korelaci mezi impulzivitou a příjmem cukru u dospívajících, ale je třeba provést další výzkum," uvedla.

Studie čtyři

V posledním experimentu Valerie Darcey, registrovaná dietologka a postgraduální studentka v Interdisciplinárním programu v neurovědě, zkoumala vztah mezi příjmem DHA, esenciální omega-3 mastné kyseliny, a impulzivitou. DHA, nalezená ve studenovodních rybách, je důležitá pro funkci neuronů, vysvětlila.

Pomocí dotazníku o potravinách změřila u 81 účastníků požití DHA a kyseliny arachidonové (AA), což je mezi jinými potravinami omega-6 mastná kyselina obsažená v rostlinném oleji. AA soutěží s DHA o místo v buněčných membránách, takže čím více AA spotřebuje, tím méně DHA se použije, vysvětlila.

Poté poskytla dospívajícím test CPT, zatímco skenovala jejich mozky pomocí fMRI.

"Moje předběžná zjištění ukazují, že zatímco úrovně impulzivity jsou stejné pro děti s vysokou a nízkou hladinou DHA v jejich stravě, mozek dětí s nízkým obsahem DHA se jeví být aktivnější - více se snaží kompenzovat - v regionu, který věnuje pozornost k úkolu a regionu, který se podílí na výkonné funkci, “říká.

"To nám říká, že mozek dětí, které jí méně DHA, se nemusí vyvíjet jako ty, které jí více DHA."

Zdroj: Georgetown University Medical Center