Функциональная МРТ указала на два пути формирования алкоголизма в мозге подростков

Нейронная сеть, связывающая медиальную орбитофронтальную кору с центральным серым веществом среднего мозга, участвует в формировании алкогольной зависимости у подростков двумя путями. В первом подавляется центральное серое вещество, и подросток ощущает только достоинства алкоголя, но не чувствует его побочных эффектов и не пытается остановиться, а во втором, наоборот, центральное серое вещество активируется, и подросток ощущает ситуацию как неприятную и угрожающую и, желая поскорее уйти от этого чувства, ищет избавления в алкоголе. Это ученые выяснили, изучив данные фМРТ покоя и с когнитивной нагрузкой, а также поведение почти двух тысяч подростков 14 лет, употребляющих и злоупотребляющих алкоголем, и сопоставили их с данными этих же подростков в 19 лет. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Известно, что неконтролируемое потребление алкоголя у крыс и мышей с одной стороны связано с дефицитом экспрессии транспортера ГАМК — важнейшего тормозного нейромедиатора, в центральное ядро миндалины, из-за чего крысы предпочитают сладкому раствору алкоголь, а с другой — со снижением влияния медиальной префронтальной коры на центральное серое вещество, из-за чего грызуны перестают реагировать на негативные сигналы, в том числе не избегают алкоголь и не ощущают его побочные эффекты. Но чтобы понять, какая нейронная сеть ответственна за формирование алкогольной зависимости, необходимо не просто выделить области мозга, но и понять как эти области взаимодействуют между собой.

Тианье Цзя (Tianye Jia) из Университета Фудань и коллеги изучили поведение и данные фМРТ 1890 подростков из проекта IMAGEN в возрасте 14 лет и сопоставили их с данными этих же подростков в их 19 лет (N = 1242). Данные фМРТ были получены в состоянии покоя и во время выполнения задачи с обещанным вознаграждением (0, 2 или 10 очков: участники сначала видели стимул, обозначающий величину выигрыша, затем фокусировали внимание на белый крест, а после получали стимул, побуждающий нажатие определенной кнопки или воздержание от нажатия, и через 1450 мс экспериментатор сообщал, получит ли участник награду. Такая задача использовалась, так как интересующие ученых области мозга связаны с системой вознаграждения.

Оказалось, что после получения сообщения об отсутствии вознаграждения у злоупотребляющих алкоголем подростков 14 и 19 лет наблюдалось подавление сигналов от левой медиальной орбитофронтальной коры к центральному серому веществу, ответственному за восприятие негативных стимулов и формирования на них защитных реакций замирания, избегания, сопротивления (p < 0,001). Ввиду этого они чувствовали только достоинства алкоголя и не замечали его побочных эффектов. При этом это ассоциировалось в 14 и 19 лет (по тесту AUDIT) с «опасным употреблением» в большом количестве и очень часто (p < 0,001) и «вредным употреблением» с потерей сознания и памяти, а также получением различных травм (p < 0,005), а с «тяжелыми симптомами алкогольной зависимости» — только в 19 лет (p = 0,043).

Также у злоупотребляющих подростков в 14 лет (p < 0,001), но не в 19 (p > 0,5), наблюдалось ослабление подавляющих сигналов от левой медиальной орбитофронтальной коры к центральному ядру левой миндалины, которое регулирует негативные эмоции. Соответственно, ослабление контроля со стороны префронтальной коры привело к активации этой структуры, и злоупотребление алкоголя было связано с переживанием таких негативных эмоций, как тревога и страх. Интересно, что в 14 лет чаще эта связь наблюдалась у мальчиков (p < 0,001), чем у девочек (p = 0,148), но различия оказались незначимыми (p = 0,095). А по AUDIT отмечалась связь с опасным (p = 0,002) и вредным (p < 0,001) употреблением и с симптомами зависимости (p = 0,037).

А сканирование в состоянии покоя показало усиление связей левой медиальной орбитофронтальной коры с прилежащим ядром, участвующим в системе вознаграждения и формировании удовольствий (p < 0,001), центральным ядром левой миндалины (p < 0,001) и центральным серым веществом (p < 0,001) у злоупотребляющих алкоголем подростков 19 лет. Ученые не поясняют почему, но сосредотачивают внимание только на последней связи: в отличие от вышеописанного подавления центрального серого вещества во время решения задачи, в спокойном состоянии у злоупотребляющих алкоголем подростков 19 лет наблюдается активация центрального серого вещества. Ввиду чего подростки ощущают ситуацию вокруг как неприятную и угрожающую, и пьют, чтобы избавиться от этого состояния. Интересно, что также эта связь ассоциируется с импульсивностью, то есть поведение, рассчитанное на немедленное получение желаемого (p = 0,047).

Никаких связей выделенных нейронных сетей с применением других психоактивных веществ, табака и каннабиса ученые не обнаружили (p > 0,05), так же как и зависимости от пола (p > 0,05).

Ученые заключили, что нейронная сеть, связывающую медиальную орбитофронтальную кору с центральным серым веществом, участвует в формировании у людей алкогольной зависимости двумя путями: подавляя или активируя защитные функции центрального серого вещества.

Желая выяснить механизмы, лежащие в основе формирования алкогольной зависимости, ученые активно изучают этап начала употребления, как правило, это подростковый возраст, и находят различные связи с изменениями в функциях или структуре головного мозга. Так, немецкие ученые связали увеличенный объем серого вещества в хвостатом ядре и левом мозжечке в подростковом возрасте с повышенным риском развития алкогольной зависимости в течение последующих пяти лет.

Екатерина Рощина