Snimanje mozga pokazuje što tinejdžere dovodi u opasnost od zlouporabe supstanci

Niz od četiri eksperimenta neuroznanstvenika sa Medicinskog centra Sveučilišta Georgetown pomaže istraživačima da se bave onim što tinejdžere izlaže riziku od upotrebe i zlouporabe alkohola čak i prije nego što počnu piti.

Eksperimenti su dio Studije razvoja adolescenata, napora koji financira Nacionalni institut za zdravstvo (NIH) kako bi se shvatilo kako mozak tinejdžera "koji je još u fazi izrade", kako kažu službenici NIH-a, može dovesti do rizičnih ponašanja poput alkohola i droga koristiti.

Studijom, suradnjom istraživača iz Georgetowna i Medicinskog fakulteta Sveučilišta Maryland (UMSOM), ravnatelj je dr. John VanMeter, direktor Centra za funkcionalno i molekularno slikanje i izvanredni profesor neurologije na GUMC-u, i Diana Fishbein, dr. sc., direktorica Centra za translacijska istraživanja nedaća, neurorazvoja i zlouporabe supstanci (C-TRANS) pri UMSOM-u.

"Ono što ova studija pokušava učiniti jest identificirati razlike u mozgu adolescenata koji zlorabe alkohol i druge droge", rekao je VanMeter. "Ako znamo što je drugačije, možda ćemo moći razviti strategije koje mogu spriječiti ponašanje."

Za studije su istraživači regrutirali 135 dječaka i djevojčica tinejdžera i tinejdžera, prosječne starosti 12,6 godina. Svih 135 podvrgnuto je strukturnom i funkcionalnom magnetskom rezonancu kako bi istražili vezu između razvoja mozga i ponašanja.

Istraživači su također koristili upitnike i nekoliko testova neurokognitivne funkcije. Dva od tih testova - Zadatak kontinuirane izvedbe (CPT), koji mjeri impulsivnost, i Zadatak vremenskog sniženja (TD), koji kvantificira sklonost trenutnoj, a ne odgođenoj nagradi - provedena su dok su adolescenti skenirani na magnetskoj rezonanci.

Studija jedan

Prvo istraživanje ispituje dugogodišnje pitanje: Je li nedostatak povezanosti u izvršnoj upravljačkoj mreži mozga (ECN) doprinos ili rezultat tinejdžerske upotrebe alkohola?

Za ovu su studiju Tomas Clarke, istraživač i dr. Stuart Washington, postdoktorand u VanMeterovom laboratoriju, proučavali povezanost upitnika za provjeru upotrebe droga koji su popunili roditelji 32 sudionika i povezanosti mozga unutar ECN, koji uključuje područja koja obrađuju osjećaje, impulzivnost i samokontrolu.

Prema istraživačima, upitnik predviđa buduću zlouporabu alkohola. Ne pita roditelje o njihovoj upotrebi alkohola ili droga, ali pita o socijalnom ponašanju njihove djece, poput razdražljivosti, ljutnje i tuge.

Na temelju upitnika, Clarke je podijelio sudionike u dvije skupine, 16 s visokim / srednjim rizikom od zlouporabe alkohola i 16 s niskim rizikom. Zatim je koristio fMRI skeniranje kako bi pogledao povezanost u ECN-u. Otkrio je da je ECN povezanost bila znatno niža u skupinama s visokim / srednjim rizikom u usporedbi s grupom s niskim rizikom.

"Znamo da je oslabljeno funkcioniranje u ECN povezano s ranijom dobi početka pijenja i većom učestalošću pijenja, ali nije bilo jasno je li se ta disfunkcija dogodila prije pijenja ili je posljedica upotrebe alkohola", rekao je Clarke.

"Naša otkrića sugeriraju da je smanjeni razvoj prefrontalnog korteksa prethodio upotrebi alkohola i možda je povezan s budućim poremećajima uzimanja alkohola."

Studija dva

Sljedeće je istraživanje ispitivalo razine impulzivnosti u vezi s vezom između izvršne kontrole u prefrontalnom korteksu i otočnom korteksu koji je uključen u procesiranje osjećaja.

Benson Stevens, diplomirani student Georgownovskog interdisciplinarnog programa za neuroznanost, upotrijebio je Popis provjere upotrebe droga kako bi uspostavio skupinu visokog / srednjeg i niskog rizika, a svaka je imala 17 sudionika.

Zatim je primijenio CPT test dok su sudionici prolazili fMRI. Otkrio je da su u usporedbi sa skupinom s niskim rizikom sudionici skupine s visokim / srednjim rizikom imali smanjenu povezanost između prefrontalne kore i otočnog korteksa.

"Manje povezanosti predviđaju višu razinu impulzivnosti", rekao je Stevens. „Važno je da su ovi učinci primijećeni prije početka upotrebe alkohola. Smanjena povezanost između ovih dijelova mozga mogla bi biti važan čimbenik u korištenju alkohola u adolescenata s obzirom da je utvrđeno da je smanjena inhibicijska kontrola faktor u poremećajima uzimanja alkohola.

Studija tri

Treće istraživanje istraživalo je vezu između unosa šećera - kako su adolescenti sami izjavili u upitniku o hrani - i učinka na dva testa, CPT i TD, koji mjere impulsivnost i sposobnost odgađanja zadovoljenja. CPT je korišten dok je fMRI skenirao sudionike.

"Znamo da, u usporedbi sa zdravim osobama, odrasle osobe s alkoholizmom imaju jaču sklonost slatkim okusima, impulzivniji su i manje su sposobni odgoditi zadovoljenje", objasnila je Dana Estefan, bivša asistentica u VanMeterovom laboratoriju, koja je sada student u Sveučilište New York.

"Željeli smo znati odgovara li ovaj profil mladima koje Inventar za provjeru upotrebe droga smatra rizičnim za ranu upotrebu alkohola."

Zadatak TD-a potvrdio je očekivanu vezu - djeca s visokom količinom dodanog šećera u prehrani preferirala su neposredne nagrade više od djece s nižom razinom dodanog šećera u prehrani.

Pored toga, CPT zadatak otkrio je da su djeca s povećanim unosom šećera također pokazala veću aktivaciju u desnom nadređenom sljepoočnom girusu i desnoj otoku, područjima povezanim s impulzivnošću i emocionalnim afektom, izvijestili su istraživači. Njihov je hipotalamus također bio vrlo aktiviran, što je kod odraslih povezano s prejedanjem, traženjem nagrada i ovisnošću o drogama, dodao je Estefan.

"Naša bi otkrića potencijalno mogla značiti pozitivnu korelaciju između impulzivnosti i unosa šećera u adolescenata, ali o tome treba provesti više istraživanja", rekla je.

Studija četiri

U posljednjem eksperimentu, Valerie Darcey, registrirana dijetetičarka i studentica postdiplomskog studija na Interdisciplinarnom programu za neuroznanost, ispitala je vezu između unosa DHA, esencijalne omega-3 masne kiseline i impulzivnosti. DHA, koji se nalazi u ribama s hladnom vodom, važan je za funkciju neurona, objasnila je.

Koristila je upitnik za hranu kako bi mjerila, kod 81 sudionika, gutanje DHA i arahidonske kiseline (AA), koja je omega-6 masna kiselina koja se nalazi u biljnom ulju, između ostalog. AA se s DHA natječe za mjesto u staničnim membranama, pa što se više AA konzumira, manje se DHA koristi, objasnila je.

Zatim je adolescentima dala CPT test dok im je skenirala mozak fMRI.

„Moja preliminarna otkrića pokazuju da, iako su razine impulzivnosti jednake za djecu s visokom i niskom razinom DHA u prehrani, čini se da je mozak djece s niskim DHA aktivniji - teže radeći na kompenzaciji - u regiji koja je uključena u obraćanje pažnje zadatku i regiji koja sudjeluje u izvršnoj funkciji ”, kaže ona.

"Ovo nam govori da se mozak djece koja jedu manje DHA možda neće razvijati poput one koja jedu više DHA."

Izvor: Georgetown University Medical Center