Alkoholio vartojimo sutrikimas (AUD) kenčia apie 400 milijonų žmonių visame pasaulyje ir yra pagrindinė sunkių ligų, tokių kaip vėžys, širdies ir kraujagyslių ligos, kepenų ligos ir insultas, priežastis. Be šių fizinių poveikių, AUD labai sutrikdo smegenų funkcijas, būtinas mokymuisi, atminčiai ir prisitaikymui – pagrindiniai pažinimo lankstumo elementai.
Dabar Teksaso A&M universiteto medicinos koledžo mokslininkai atskleidė naują šviesą, kaip lėtinis alkoholio vartojimas keičia smegenų signalizacijos kelius, ypač sutelkdami dėmesį į tai, kaip jis kenkia pažinimo lankstumui. Jų išvados, neseniai paskelbtos m Mokslo pažanga, rodo svarbų cholinerginių interneuronų (CIN) vaidmenį šiame procese.
Ph.D. Zhenbo Huangas, asocijuotas mokslininkas Jun Wang, MD, Ph.D. laboratorijoje, ir jo kolegos įrodė, kad alkoholis sutrikdo smegenų gebėjimą prisitaikyti, pakeisdamas specializuotų CIN pauzės pauzės modelius. neuronai, išskiriantys acetilcholiną, pagrindinį neuromediatorių. CIN yra labai svarbūs smegenų striatumo vartai, įtakojantys atlygį grindžiamą mokymąsi ir motyvaciją, moduliuodami dopamino signalizaciją.
„Dopamino neuronai skatina smegenų atlygio sistemą, o CIN veikia kaip vartai, filtruojantys dirgiklius, kurie aktyvuoja šiuos neuronus“, – sakė Teksaso A&M medicinos koledžo docentas Wangas.
Naudodami pažangias priemones, tokias kaip optogenetika, kuri naudoja šviesą ląstelėms kontroliuoti, tyrėjai atskleidė, kad CIN stimuliavimas gyvūnų modeliuose su lėtiniu alkoholio poveikiu sukėlė kitokį šaudymo modelį, palyginti su modeliais be lėtinio alkoholio poveikio.
Paprastai CIN suveikia „sprogimo-pauzės“ modeliu: greitas veiklos pliūpsnis, po kurio seka pauzė, kuri yra būtina norint išmokti naujo elgesio ir prisitaikyti prie pokyčių. Tačiau modeliuose, kuriuose buvo veikiamas alkoholis, šis šaudymo modelis buvo gerokai sutrikdytas, trumpesnės ir silpnesnės pauzės, o tai pablogino kritinį mokymosi procesą, pvz., atbulinį pasvirimą.
„Atvirkštinis mokymasis yra pažinimo lankstumo kertinis akmuo”, – paaiškino Wang. „Tai leidžia asmenims nesimokyti elgesio, kai keičiasi taisyklės ar aplinkybės – procesas labai priklauso nuo acetilcholino signalizacijos.”
Derindama optogenetiką, kuri naudoja šviesą CIN aktyvumui valdyti, ir pluošto fotometriją, kuri apima genetiškai sukurtus biojutiklius, kad aptiktų acetilcholino išsiskyrimą realiuoju laiku, kol tiriamieji atlieka užduotis, komanda atrado skirtingus vaidmenis skirtingoms CIN degimo fazėms.
„Sprogimo“ fazė, kuri padidina acetilcholino išsiskyrimą iš CIN, padeda išmokti išnykti, kai senas elgesys yra neišmoktas. Kita vertus, „pauzės“ fazė, dėl kurios sumažėja acetilcholino išsiskyrimas iš CIN, yra labai svarbi norint pakeisti mokymąsi, kai naujas elgesys pakeičia pasenusią.
Šis novatoriškas tyrimas atskleidžia, kaip alkoholis kenkia šiems mechanizmams, ir suteikia naujų įžvalgų apie platesnį AUD poveikį. Svarbu tai, kad išvados rodo galimus terapinius tikslus sprendžiant pažinimo sutrikimus, susijusius su AUD.
„CIN sprogimo ir pauzės dinamika yra labai svarbi elgesio prisitaikymui“, – sakė Wang. „Šiame tyrime pabrėžiamas jų unikalus vaidmuo ir nustatomas pagrindas tirti, kaip panašūs mechanizmai gali turėti įtakos sąlygoms, nesusijusioms su priklausomybe, įskaitant senėjimą ir neurodegeneracines ligas.”
Wang komanda ir toliau tiria, kaip CIN dinamika veikia smegenų sveikatą, siekdama savo atradimus paversti naujoviškais įvairių smegenų sutrikimų gydymo būdais.