В новой статье, опубликованной 27 сентября 2021 года в журнале eNeuro, многопрофильная группа исследователей описывает, как отказ от никотина, метамфетамина и кокаина изменил функциональную архитектуру и паттерны в мозге мышей по сравнению с контрольными животными.
Они обнаружили, что каждый препарат вызывал уникальный образец активности в мозге, но мозг мышей в период отмены имел схожие черты. Возможно, более примечательно то, что исследователи заявили, что все психостимуляторы имеют общую связь: пониженная модульность.
"Все мозги организованы в полуавтономные группы нейронов с определенными функциями, такими как кора головного мозга, миндалевидное тело и таламус. Однако каждый регион связан и взаимодействует с другими регионами, выполняя аналогичные функции, создавая функциональную единицу, называемую модулем », – сказал старший автор Оливье Джордж, доктор философии, профессор кафедры психиатрии Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета. "Думайте об этом как о множестве разных рабочих станций, одна станция контролирует ваше настроение, другая заботится о ваших потребностях, а многие другие станции заботятся о ваших целях, воспоминаниях, мотивации, ощущениях и т. Д. Мозгу нужно много модулей, чтобы одновременно заботиться обо всех этих процессах.
«Мы обнаружили, что при отмене наблюдалось резкое уменьшение количества модулей по сравнению с контрольными мышами. Как будто весь мозг был посвящен эффекту отсутствия лекарств, все рабочие станции делали одно и то же."
По словам авторов, это снижение модульности привело к полной реструктуризации мозговых сетей. Пониженная модульность была показана при нескольких заболеваниях головного мозга у людей, включая черепно-мозговые травмы и деменцию. Это также может быть общая связь между наркотиками, вызывающими злоупотребление.
Для проведения исследований ученые имплантировали мышам осмотические мини-насосы, содержащие никотин, кокаин, метамфетамин или физиологический раствор.
Насосы оставались на месте в течение одной недели с достаточным дозированием и временем для создания состояния зависимости. После того, как насосы были удалены, мозг мышей исследовали с использованием одноклеточной визуализации всего мозга на пике симптомов отмены, примерно через 8-12 часов после удаления помпы.
«Мы обнаружили, что абстиненция кокаина, метамфетамина и никотина – все это привело к значительному перетасовке областей мозга с большим увеличением функциональной связи по всему мозгу по сравнению с контрольными (физиологическими) мышами, – сказал Джордж, – с уменьшением модульной структуры мозга в большинстве случаев. сильно с метамфетамином и кокаином, затем с никотином."
Мозг мышей, зависимых от метамфетамина и кокаина, также был очень похож, что соответствовало их общей фармакологии, нацеленной на дофаминергическую систему.
Эта уменьшенная модульность была связана со сдвигом сетей, контролируемых корой более высокого уровня, в подкорковые сети. По словам исследователей, этот эффект был зарегистрирован у людей после воздержания от алкогольной зависимости, а также у людей, страдающих деменцией и черепно-мозговой травмой.
Сниженная модульность связана с когнитивным дефицитом и негибким поведением, что может объяснить навязчивую идею и принуждение к наркотику у людей с расстройством, связанным с употреблением психоактивных веществ.
Джордж сказал, что общность такого рода перестройки во время отмены психостимуляторов помогает объяснить, почему эти препараты вызывают такое привыкание. Его команда в настоящее время использует этот подход для тестирования экспериментальных лекарств, которые могут изменить и нормализовать модульность мозговой сети.
Соавторы: Адам Кимбро, Калифорнийский университет в Сан-Диего и Университет Пердью; Марсида Каллупи, Калифорнийский университет в Сан-Диего; Лорен С. Смит и Сьерра Симпсон, Калифорнийский университет в Сан-Диего и Исследовательский институт Скриппса; и Андрес Коллазо, Калифорнийский технологический институт.