Как злоупотребление алкоголем повреждает мозговые цепи, отвечающие за принятие решений
Впервые исследователи продемонстрировали на животном, как злоупотребление алкоголем приводит к долгосрочным поведенческим проблемам, повреждая мозговые цепи, критически важные для принятия решений.
Крысы, подвергавшиеся воздействию больших доз алкоголя, демонстрировали плохое принятие решений во время выполнения сложной задачи даже после длительного периода воздержания. Ключевые области их мозга претерпели значительные функциональные изменения по сравнению со здоровыми крысами.
Работа, опубликованная в журнале Science Advances, даёт новое объяснение долгосрочного влияния алкоголя на когнитивные функции.
«Теперь у нас есть новая модель для объяснения нежелательных когнитивных изменений, которые наблюдаются у людей с расстройством, связанным с употреблением алкоголя», — говорит автор исследования Патриция Янак, нейробиолог из Университета Джона Хопкинса, изучающая биологию зависимости.
«Мы знаем, что люди, зависимые от алкоголя, могут демонстрировать снижение способности к обучению и принятию решений, что может способствовать их плохим решениям, связанным с употреблением алкоголя. Нам нужна была животная модель, чтобы лучше понять, как хроническое злоупотребление алкоголем влияет на мозг. Зная, что происходит в мозге животного, когда у него возникают трудности с принятием решений, мы сможем понять, что происходит у людей».
В экспериментах, проведённых под руководством первого автора Ифэна Ченга, научного сотрудника лаборатории Янак, изучающего влияние алкоголя на мозг, крысы в течение месяца подвергались сильному воздействию алкоголя. Затем, после периода воздержания продолжительностью почти три месяца, крысам провели тест на принятие решений, основанных на вознаграждении, вместе с контрольной группой крыс, которые не подвергались воздействию алкоголя.
Чтобы получить вознаграждение, крысам предлагался выбор между двумя рычагами. Нажатие на один рычаг приводило к более высокой вероятности получения вознаграждения, чем нажатие на другой. Крысы легко понимают, какой рычаг приносит наибольшее вознаграждение, поэтому исследователи усложнили задачу, каждые несколько минут меняя рычаг с наибольшей вероятностью получения вознаграждения. Чтобы получить максимальное вознаграждение, крыса должна быстро менять своё поведение каждый раз, когда понимает, что вероятность получения вознаграждения изменилась.
Это была сложная задача, требующая памяти и стратегии. Крысы, подвергавшиеся воздействию алкоголя, показали значительно худшие результаты.
Предыдущие эксперименты на животных не были сопоставимы с людьми, страдающими расстройством, связанным с употреблением алкоголя, потому что животные не демонстрировали дефицита в быстром принятии решений. Команда считает, что это произошло из-за того, что задачи в более ранних экспериментах были слишком простыми.
«Наш эксперимент был довольно сложным, и крысы, подвергавшиеся воздействию алкоголя, просто не смогли справиться с ним так же хорошо, — говорит Янак. — Когда правильный ответ постоянно менялся, контрольные крысы принимали лучшие решения быстрее. Они были более стратегическими. И когда мы посмотрели на их мозг, нейронные сигналы, связанные с принятием решений, у контрольных крыс были сильнее».
Команда связала поведенческие трудности с драматическими функциональными преобразованиями в дорсомедиальном стриатуме — части мозга, критически важной для принятия решений. Алкоголь повредил нейронные цепи, в результате чего крысы, подвергавшиеся воздействию алкоголя, стали менее эффективно обрабатывать информацию.
Одним из сюрпризов стало то, как долго зависимость от алкоголя ухудшает когнитивные функции и нейронную деятельность, даже после периода воздержания.
«Это может дать нам представление о том, почему уровень рецидивов у людей, зависимых от алкоголя, так высок, — говорит Янак. — Нейронные дефициты, вызванные алкоголем, могут способствовать принятию решений о употреблении алкоголя даже после реабилитации. Мы можем чётко продемонстрировать, что эти дефициты могут быть долгосрочными».
Команда обнаружила поведенческие и нейронные нарушения только у самцов крыс. Команда не считает, что это говорит о том, что самки крыс невосприимчивы к воздействию алкоголя, но допускает, что могут существовать половые различия в долгосрочном влиянии алкоголя на функцию мозга.
Далее исследователи надеются изучить, как алкоголизм влияет на другие области мозга, которые взаимодействуют с дорсомедиальным стриатумом, и что может вызывать различия между мужчинами и женщинами.
Дополнительные авторы исследования представляют Университет Джона Хопкинса и Национальные институты здравоохранения.
Поддержка этой работы была предоставлена Национальными институтами здравоохранения, Программой внутренних исследований Национального института психического здоровья и стипендией Kavli NDI.
Источник: Университет Джона Хопкинса.