Образът на мозъка показва какво излага на тийнейджърите риск от злоупотреба с вещества

Поредица от четири експеримента на невролози от Медицинския център на университета в Джорджтаун помага на изследователите да разберат какво излага на тийнейджърите риск от употреба и злоупотреба с алкохол, дори преди да започнат да пият.

Експериментите са част от Проучването за юношеско развитие, усилие, финансирано от Националния здравен институт (NIH), за да се разбере как един тийнейджърски мозък, „все още в процес на изграждане“, както се изразяват служители на NIH, може да доведе до рисково поведение като алкохол и наркотици използване.

Изследването, сътрудничество между изследователи от Джорджтаун и Медицинския факултет на Университета в Мериленд (UMSOM), е ръководено от д-р Джон ВанМетър, директор на Центъра за функционални и молекулярни образи и доцент по неврология в GUMC, и Диана Фишбейн, доктор по медицина, директор на Центъра за транслационни изследвания на бедствия, невроразвитие и злоупотреба с вещества (C-TRANS) към UMSOM.

„Това, което се опитва да направи това проучване, е да идентифицира разликите в мозъка на подрастващите, които продължават да злоупотребяват с алкохол и други наркотици“, каза ВанМетър. „Ако знаем какво е различното, може да успеем да разработим стратегии, които могат да предотвратят поведението.“

За проучванията изследователите набраха 135 тийнейджърски и тийнейджърски момчета и момичета със средна възраст 12,6 години. Всички 135 са подложени на структурни и функционални ЯМР, за да изследват връзката между развитието на мозъка и поведението.

Изследователите също са използвали въпросници и няколко теста за неврокогнитивна функция. Два от тези тестове - непрекъснатата задача за изпълнение (CPT), която измерва импулсивността, и временната задача за дисконтиране (TD), която количествено определя предпочитанието за незабавна, а не забавена награда, бяха проведени, докато юношите бяха сканирани в ЯМР.

Проучване първо

Първото проучване разглежда дългогодишен въпрос: Липсата на свързаност в мозъчната мрежа за изпълнителен контрол (ECN) допринася или е резултат от употребата на алкохол от тийнейджъри?

За това проучване Томас Кларк, асистент и доктор Стюарт Вашингтон, постдокторант в лабораторията на VanMeter, разгледаха връзката между въпросника за скрининг на наркотици, попълнен от родителите на 32-те участници, и мозъчната свързаност в ECN, който включва областите, които обработват емоции, импулсивност и самоконтрол.

Според изследователите въпросникът предсказва бъдеща злоупотреба с алкохол. То не пита родителите за употребата на алкохол или наркотици, но пита за социалното поведение на децата им, като раздразнителност, гняв и тъга.

Въз основа на въпросника Кларк раздели участниците в две групи, 16 с висок / среден риск от злоупотреба с алкохол и 16 с нисък риск. След това използва fMRI сканиране, за да разгледа свързаността в ECN. Той откри, че свързаността с ECN е значително по-ниска в групите с висок / среден риск в сравнение с нискорисковата група.

„Знаем, че нарушеното функциониране в ECN е свързано с по-ранна възраст на поява на алкохол и по-висока честота на пиене, но не е ясно дали тази дисфункция е възникнала преди пиене или е следствие от употребата на алкохол“, каза Кларк.

„Нашите открития предполагат, че намаленото развитие на префронталната кора е преди употребата на алкохол и може да е свързано с бъдещи нарушения на употребата на алкохол.“

Проучване второ

Следващото проучване изследва нивата на импулсивност във връзка с връзката между изпълнителния контрол в префронталната кора и островната кора, която участва в обработката на емоциите.

Бенсън Стивънс, аспирант в интердисциплинарната програма по неврология на Джорджтаун, използва инвентаризацията за скрининг на употребата на наркотици, за да установи група с висок / среден риск и нисък риск, всеки с по 17 участника.

След това той прилага CPT тест, докато участниците се подлагат на fMRI. Той открива, че в сравнение с нискорисковата група участниците в групата с висок / среден риск имат намалена свързаност между префронталната кора и островната кора.

„По-малко свързаност предсказва по-високи нива на импулсивност“, каза Стивънс. „Важното е, че тези ефекти са били наблюдавани преди началото на употребата на алкохол. Намалената свързаност между тези мозъчни региони може да бъде важен фактор за употребата на алкохол в юношеска възраст, тъй като е установено, че намаленият инхибиторен контрол е фактор за нарушения на употребата на алкохол. "

Трето проучване

Трето проучване изследва връзката между приема на захар - както самоотчитат юношите във въпросник за храна - и резултатите от два теста, CPT и TD, които измерват импулсивността и способността да забавят удовлетворението. CPT беше използван, докато участниците бяха сканирани от fMRI.

„Знаем, че в сравнение със здравите индивиди възрастните с алкохолизъм предпочитат по-силно сладките вкусове, са по-импулсивни и са по-малко способни да забавят удовлетворението“, обясни Дана Естефан, бивш асистент в лабораторията на VanMeter, който сега е студент в Нюйоркски университет.

„Искахме да знаем дали този профил отговаря на младежите, за които се смята, че са изложени на риск от ранна употреба на алкохол от Инвентаризацията за скрининг на употребата на наркотици.“

Задачата TD потвърждава очакваната връзка - децата с високи количества добавена захар в диетите си предпочитат незабавни награди повече от децата с по-ниски нива на добавена захар в диетата си.

Освен това задачата на CPT разкрива, че децата с повишен прием на захар също показват по-голяма активация в дясната висша темпорална извивка и дясната инсула, области, свързани с импулсивност и емоционален афект, съобщават изследователите. Техният хипоталамус също е силно активиран, което при възрастни е свързано с преяждане, търсене на награди и наркомания, добави Естефан.

„Нашите открития могат потенциално да означават положителна връзка между импулсивността и приема на захар при юноши, но трябва да се направят повече изследвания по този въпрос“, каза тя.

Проучване четвърто

В последния експеримент Валери Дарси, регистриран диетолог и студент в интердисциплинарната програма по неврология, изследва връзката между приема на DHA, основна омега-3 мастна киселина и импулсивността. DHA, открит в рибите със студена вода, е важен за невронната функция, обясни тя.

Тя използва въпросник за храна, за да измери, при 81 участници, поглъщането на DHA и арахидонова киселина (AA), която е омега-6 мастна киселина, намираща се в растително масло, наред с други храни. AA се състезава с DHA за място в клетъчните мембрани, така че колкото повече се консумира AA, толкова по-малко DHA се използва, обясни тя.

След това тя даде на юношите CPT тест, докато сканира мозъка им с fMRI.

„Моите предварителни констатации показват, че докато нивата на импулсивност са еднакви за децата с високи и ниски нива на DHA в диетата, мозъкът на децата с нисък DHA изглежда по-активен - работи по-усилено, за да компенсира - в регион, участващ в обръщането на внимание към задачата и регион, който участва в изпълнителната функция “, казва тя.

„Това ни казва, че мозъкът на децата, които ядат по-малко DHA, може да не се развива като тези, които ядат повече DHA.“

Източник: Медицински център на университета Джорджтаун