Riesige Studie findet Gehirnnetzwerke im Zusammenhang mit Drogenmissbrauch bei Teenagern
Riesige Studie findet Gehirnnetzwerke im Zusammenhang mit Drogenmissbrauch bei Teenagern
Anonim

Warum fangen manche Teenager an zu rauchen oder mit Drogen zu experimentieren – während andere nicht?

In der größten jemals durchgeführten bildgebenden Studie des menschlichen Gehirns mit 1 896 14-jährigen Wissenschaftlern haben Wissenschaftler eine Reihe bisher unbekannter Netzwerke entdeckt, die einer Antwort einen großen Beitrag leisten.

Robert Whelan und Hugh Garavan von der University of Vermont berichten zusammen mit einer großen Gruppe internationaler Kollegen, dass die Unterschiede in diesen Netzwerken starke Beweise dafür liefern, dass einige Teenager ein höheres Risiko für Drogen- und Alkoholexperimente haben – einfach weil ihre Gehirne anders funktionieren sie impulsiver.

Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Neuroscience präsentiert, die am 29. April 2012 online veröffentlicht wurde.

Diese Entdeckung hilft bei der Beantwortung einer seit langem bestehenden Frage, ob bestimmte Gehirnmuster vor dem Drogenkonsum auftreten oder dadurch verursacht werden.

„Die Unterschiede in diesen Netzwerken scheinen dem Drogenkonsum vorauszugehen“, sagt Garavan, Whelans Kollege in der Psychiatrieabteilung des UVM, der auch als leitender Ermittler der irischen Komponente eines großen europäischen Forschungsprojekts namens IMAGEN tätig war, das die Daten über die Jugendliche in der neuen Studie.

In einem zentralen Befund wird eine verminderte Aktivität in einem Netzwerk des „orbitofrontalen Kortex“mit dem Experimentieren mit Alkohol, Zigaretten und illegalen Drogen in der frühen Adoleszenz in Verbindung gebracht.

„Diese Netzwerke funktionieren bei manchen Kindern nicht so gut wie bei anderen“, sagt Whelan und macht sie impulsiver.

Angesichts der Wahl zwischen Rauchen oder Trinken wird der 14-Jährige mit einem weniger funktionierenden impulsregulierenden Netzwerk eher sagen: „Ja, gib, gib, gib!“sagt Garavan, "und dieses andere Kind sagt: 'Nein, das werde ich nicht tun.'"

Das Testen auf eine geringere Funktion in diesem und anderen Gehirnnetzwerken könnte von Forschern eines Tages vielleicht als „Risikofaktor oder Biomarker für einen möglichen Drogenkonsum“verwendet werden, sagt Garavan.

Die Forscher konnten auch zeigen, dass andere neu entdeckte Netzwerke mit den Symptomen der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung zusammenhängen. Diese ADHS-Netzwerke unterscheiden sich von denen, die mit frühem Drogenkonsum verbunden sind.

In den letzten Jahren gab es Kontroversen und umfangreiche Medienaufmerksamkeit über den möglichen Zusammenhang zwischen ADHS und Drogenmissbrauch. Sowohl ADHS als auch ein früher Drogenkonsum sind mit einer schlechten Hemmungskontrolle verbunden – sie sind Probleme, die impulsive Menschen plagen.

Aber die neue Forschung zeigt, dass diese scheinbar verwandten Probleme durch verschiedene Netzwerke im Gehirn reguliert werden – obwohl beide Gruppen von Teenagern bei Tests auf ihre „Stopp-Signal-Reaktionszeit“schlecht abschneiden können, ein Standardmaß für die allgemeine inhibitorische Kontrolle, die dabei verwendet wird Studium und ähnliches. Dies stärkt die Vorstellung, dass das ADHS-Risiko nicht unbedingt ein ausgewachsenes Risiko für den Drogenkonsum ist, wie einige neuere Studien nahelegen.

Die Impulsivitätsnetzwerke – verbundene Aktivitätsbereiche im Gehirn, die durch erhöhten Blutfluss sichtbar werden – beginnen, ein differenzierteres Porträt der Neurobiologie zu zeichnen, die dem Patchwork von Attributen und Verhaltensweisen zugrunde liegt, die Psychologen Impulsivität nennen, sowie die Fähigkeit, diese Impulse zu bremsen, eine Reihe von Fähigkeiten, die manchmal als hemmende Kontrolle bezeichnet werden.

Edythe London, Professorin für Suchtstudien und Direktorin des UCLA Laboratory of Molecular Pharmacology, die nicht an der neuen Studie beteiligt war, bezeichnete sie als „hervorragend“und stellte fest, dass die Arbeit von Whelan und anderen „unser Verständnis der neuronalen Schaltkreise wesentlich voranbringt“. das regelt die inhibitorische Kontrolle im jugendlichen Gehirn.“

Mithilfe eines komplexen mathematischen Ansatzes namens Faktoranalyse konnten Whelan und Kollegen sieben Netzwerke herausfischen, die beteiligt waren, wenn Impulse erfolgreich gehemmt wurden, und sechs Netzwerke, die beteiligt waren, wenn die Hemmung versagte – aus den riesigen und chaotischen Aktionen eines Teenager-Gehirns bei der Arbeit. Diese Netzwerke „leuchten“, sagt Whelan, in einem funktionsfähigen MRT-Scanner während der Versuche, als die Teenager gebeten wurden, eine sich wiederholende Aufgabe auszuführen, bei der es um das Drücken einer Taste auf einer Tastatur ging, aber dann konnten sie den Vorgang erfolgreich stoppen oder verhindern während der Aktion den Knopf drücken. Die Jugendlichen mit einer besseren Hemmungskontrolle konnten diese Aufgabe schneller bewältigen.

Aber die zugrunde liegenden Netzwerke hinter diesen Aufgaben hätten in einer „typischen fMRT-Studie mit etwa 16 oder 20 Personen“nicht nachweisbar sein können, sagt Whelan. „Diese Studie war um Größenordnungen größer, was uns ermöglicht, einen Großteil der Zufälligkeit und des Rauschens zu überwinden – und die Gehirnregionen zu finden, die tatsächlich miteinander variieren.“

„Die Botschaft zum Mitnehmen ist, dass Impulsivität zerlegt und in verschiedene Gehirnregionen aufgespalten werden kann“, sagt Garavan, „und die Funktion einer Region hängt mit ADHS-Symptomen zusammen, während die Funktion anderer Regionen mit dem Drogenkonsum zusammenhängt.

Die neue Studie stützt sich auf die mehrjährige Arbeit des von der Europäischen Union geförderten IMAGEN-Konsortiums unter der Leitung von Prof. Gunter Schumann am Institute of Psychiatry, King's College London. IMAGEN, geleitet von einem Team von Wissenschaftlern in ganz Europa, hat bei 2000 jugendlichen Freiwilligen in Irland, England, Frankreich und Deutschland Neuroimaging, genetische und Verhaltensanalysen durchgeführt und wird sie mehrere Jahre lang begleiten, um die Wurzeln des Risikoverhaltens zu untersuchen und psychische Gesundheit bei Jugendlichen.

Dass Teenager an Grenzen stoßen – und manchmal auch Risiken eingehen – ist so vorhersehbar wie der Sonnenaufgang. Es passiert in allen Kulturen und sogar bei allen Säugetierarten: Die Adoleszenz ist eine Zeit, um Grenzen auszutesten und Unabhängigkeit zu entwickeln.

Aber der Tod von Teenagern in der industrialisierten Welt wird größtenteils durch vermeidbare oder selbst verursachte Unfälle verursacht, die oft durch impulsives riskantes Verhalten ausgelöst werden, das oft mit Alkohol- und Drogenkonsum verbunden ist. Darüber hinaus ist „Sucht in der westlichen Welt unser Gesundheitsproblem Nummer eins“, sagt Garavan. „Denken Sie an Alkohol, Zigaretten oder härtere Drogen und all die Folgen, die in der Gesellschaft für die Gesundheit der Menschen haben.“Das Verständnis von Gehirnnetzwerken, die einige Teenager einem höheren Risiko aussetzen, sie zu nutzen, könnte große Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit haben.

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