Hình ảnh não cho thấy điều gì khiến thanh thiếu niên có nguy cơ lạm dụng chất gây nghiện

Một loạt bốn thí nghiệm của các nhà khoa học thần kinh tại Trung tâm Y tế Đại học Georgetown đang giúp các nhà nghiên cứu tìm ra nguyên nhân khiến thanh thiếu niên có nguy cơ lạm dụng và sử dụng rượu ngay cả trước khi họ bắt đầu uống rượu.

Các thí nghiệm là một phần của Nghiên cứu Phát triển Vị thành niên, một nỗ lực được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia (NIH) để hiểu làm thế nào một bộ não của thanh thiếu niên “vẫn đang trong quá trình xây dựng”, như các quan chức NIH nói, có thể dẫn đến các hành vi nguy cơ như rượu và ma túy sử dụng.

Nghiên cứu, sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu tại Georgetown và Trường Y Đại học Maryland (UMSOM), được chỉ đạo bởi Tiến sĩ John VanMeter, Giám đốc Trung tâm Hình ảnh Chức năng và Phân tử, và Phó Giáo sư thần kinh học tại GUMC, và Diana Fishbein, Tiến sĩ, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Dịch chuyển về Nghịch cảnh, Phát triển Thần kinh và Lạm dụng Chất gây nghiện (C-TRANS) tại UMSOM.

VanMeter cho biết: “Điều mà nghiên cứu này đang cố gắng thực hiện là xác định sự khác biệt trong não của những thanh thiếu niên tiếp tục lạm dụng rượu và các chất gây nghiện khác. "Nếu chúng ta biết điều gì khác biệt, chúng ta có thể phát triển các chiến lược có thể ngăn chặn hành vi đó."

Đối với các nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tuyển chọn 135 nam và nữ ở độ tuổi thanh thiếu niên và trẻ em, với độ tuổi trung bình là 12,6 tuổi. Tất cả 135 người đều trải qua MRI cấu trúc và chức năng để điều tra mối liên hệ giữa sự phát triển của não và hành vi.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng bảng câu hỏi và một số bài kiểm tra chức năng nhận thức thần kinh. Hai trong số các bài kiểm tra đó - Nhiệm vụ Hiệu suất Liên tục (CPT), đo lường tính bốc đồng và Nhiệm vụ Giảm giá Tạm thời (TD), xác định mức độ ưu tiên cho phần thưởng ngay lập tức hơn là trì hoãn - được tiến hành khi thanh thiếu niên được quét MRI.

Nghiên cứu một

Nghiên cứu đầu tiên xem xét một câu hỏi lâu nay: Sự thiếu kết nối trong Mạng lưới Kiểm soát Điều hành (ECN) của não có phải là nguyên nhân gây ra hay là kết quả của việc sử dụng rượu ở thanh thiếu niên?

Đối với nghiên cứu này, Tomas Clarke, một trợ lý nghiên cứu và Stuart Washington, Tiến sĩ, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của VanMeter, đã xem xét mối liên quan giữa bảng câu hỏi Kiểm kê Sàng lọc Sử dụng Ma túy được điền bởi 32 phụ huynh của những người tham gia và khả năng kết nối não bộ trong ECN, bao gồm các lĩnh vực xử lý cảm xúc, sự bốc đồng và tự chủ.

Theo các nhà nghiên cứu, bảng câu hỏi dự đoán việc lạm dụng rượu trong tương lai. Nó không hỏi cha mẹ về việc sử dụng rượu hoặc ma túy của họ, nhưng hỏi về các hành vi xã hội của con cái họ, chẳng hạn như cáu kỉnh, tức giận và buồn bã.

Dựa trên bảng câu hỏi, Clarke chia những người tham gia thành hai nhóm, 16 người có nguy cơ lạm dụng rượu cao / trung bình và 16 người có nguy cơ thấp. Sau đó, anh ấy sử dụng quét fMRI để xem xét kết nối trong ECN. Ông phát hiện ra rằng khả năng kết nối ECN ở nhóm rủi ro cao / trung bình thấp hơn đáng kể so với nhóm rủi ro thấp.

“Chúng tôi biết suy giảm chức năng trong ECN có liên quan đến tuổi bắt đầu uống rượu sớm hơn và tần suất uống rượu cao hơn, nhưng vẫn chưa rõ liệu rối loạn chức năng này xảy ra trước khi uống rượu hay là hậu quả của việc sử dụng rượu,” Clarke nói.

“Phát hiện của chúng tôi cho thấy sự phát triển vỏ não trước trán giảm đi trước việc sử dụng rượu và có thể liên quan đến các rối loạn sử dụng rượu trong tương lai.”

Nghiên cứu hai

Nghiên cứu tiếp theo đã kiểm tra mức độ bốc đồng liên quan đến mối liên hệ giữa kiểm soát điều hành trong vỏ não trước trán và vỏ não trong, liên quan đến việc xử lý cảm xúc.

Benson Stevens, một sinh viên tốt nghiệp trong Chương trình Liên ngành về Khoa học Thần kinh của Georgetown, đã sử dụng Kiểm kê sàng lọc việc sử dụng ma túy để thiết lập nhóm nguy cơ cao / trung bình và nhóm nguy cơ thấp, mỗi nhóm có 17 người tham gia.

Sau đó, ông thực hiện bài kiểm tra CPT trong khi những người tham gia trải qua fMRI. Ông phát hiện ra rằng, so với nhóm có nguy cơ thấp, những người tham gia vào nhóm có nguy cơ cao / trung bình đã giảm kết nối giữa vỏ não trước trán và vỏ não trong.

Stevens nói: “Ít kết nối hơn dự đoán mức độ bốc đồng cao hơn. “Điều quan trọng là những tác động này đã được quan sát thấy trước khi bắt đầu sử dụng rượu. Sự giảm kết nối giữa các vùng não này có thể là một yếu tố quan trọng trong việc sử dụng rượu ở tuổi vị thành niên vì việc giảm khả năng kiểm soát ức chế đã được phát hiện là một yếu tố gây rối loạn sử dụng rượu ”.

Học ba

Một nghiên cứu thứ ba đã điều tra mối quan hệ giữa lượng đường - theo tự báo cáo của thanh thiếu niên trong bảng câu hỏi về thực phẩm - và hiệu suất trong hai bài kiểm tra, CPT và TD, đo lường sự bốc đồng và khả năng trì hoãn sự hài lòng. CPT đã được sử dụng trong khi những người tham gia đang được quét bởi fMRI.

Dana Estefan, cựu trợ lý nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của VanMeter, hiện là sinh viên của VanMeter, giải thích: “Chúng tôi biết rằng, so với những người khỏe mạnh, người lớn nghiện rượu có sở thích ăn ngọt hơn, bốc đồng hơn và ít có khả năng trì hoãn sự hài lòng. Đại học New York.

“Chúng tôi muốn biết liệu hồ sơ này có phù hợp với những thanh niên được coi là có nguy cơ sử dụng rượu sớm theo Kiểm kê Sàng lọc Sử dụng Ma túy hay không.”

Nhiệm vụ TD đã xác nhận mối quan hệ mong đợi - những đứa trẻ có lượng đường bổ sung cao trong chế độ ăn của chúng thích phần thưởng ngay lập tức hơn những đứa trẻ có lượng đường bổ sung thấp hơn trong chế độ ăn của chúng.

Ngoài ra, nhiệm vụ CPT tiết lộ rằng những đứa trẻ có lượng đường tăng lên cũng cho thấy sự hoạt hóa nhiều hơn ở vùng ức đòn chũm thái dương bên phải và não phải, những khu vực liên quan đến sự bốc đồng và ảnh hưởng đến cảm xúc, các nhà nghiên cứu báo cáo. Estefan nói thêm rằng vùng dưới đồi của họ cũng được kích hoạt mạnh mẽ, điều này ở người lớn có liên quan đến việc ăn quá nhiều, tìm kiếm phần thưởng và nghiện ma túy.

Bà nói: “Những phát hiện của chúng tôi có thể có mối tương quan tích cực giữa sự bốc đồng và lượng đường tiêu thụ ở thanh thiếu niên, nhưng cần phải nghiên cứu thêm về vấn đề này.

Học bốn

Trong thí nghiệm cuối cùng, Valerie Darcey, một chuyên gia dinh dưỡng đã đăng ký và là sinh viên tốt nghiệp Chương trình liên ngành về Khoa học thần kinh, đã kiểm tra mối quan hệ giữa việc hấp thụ DHA, một axit béo omega-3 thiết yếu và sự bốc đồng. Cô giải thích rằng DHA, được tìm thấy trong cá nước lạnh, rất quan trọng đối với chức năng tế bào thần kinh.

Cô đã sử dụng bảng câu hỏi về thực phẩm để đo lường, trong 81 người tham gia, việc tiêu thụ DHA và axit arachidonic (AA), là axit béo omega-6 được tìm thấy trong dầu thực vật, cùng với các loại thực phẩm khác. AA cạnh tranh với DHA để giành một vị trí trong màng tế bào, vì vậy AA tiêu thụ càng nhiều, DHA càng được sử dụng ít hơn.

Sau đó, cô cho các thanh thiếu niên làm bài kiểm tra CPT trong khi quét não của họ bằng fMRI.

“Những phát hiện ban đầu của tôi cho thấy rằng mặc dù mức độ bốc đồng là như nhau ở những đứa trẻ có hàm lượng DHA cao và thấp trong chế độ ăn, não của những đứa trẻ có DHA thấp dường như hoạt động tích cực hơn - làm việc nhiều hơn để bù đắp - trong một khu vực liên quan đến việc chú ý. cho nhiệm vụ và một khu vực tham gia vào chức năng điều hành, ”cô nói.

“Điều này cho chúng ta biết rằng não của những đứa trẻ ăn ít DHA có thể không phát triển như những đứa trẻ ăn nhiều DHA hơn”.

Nguồn: Trung tâm Y tế Đại học Georgetown