Eine gemeinsame Forschungsarbeit von Wissenschaftlern der Abteilungen für Radiologie, Neurologie sowie Psychologie und Neurowissenschaften der UNC School of Medicine hat die schädlichen Auswirkungen des chronischen Kokainkonsums auf funktionelle Netzwerke im Gehirn nachgewiesen.
Ihre Studie mit dem Titel „Änderungen der Netzwerkkonnektivität nach langfristigem Kokainkonsum und Abstinenz “ wurde vom Herausgeber des Journal of Neuroscience hervorgehoben . Die Ergebnisse zeigen, dass fortgesetzter Kokainkonsum die Art und Weise beeinflusst, wie wichtige neuronale Netzwerke im Gehirn miteinander kommunizieren, darunter das Default Mode Network (DMN), das Salience Network (SN) und das laterale kortikale Netzwerk (LCN). ).
„Eine gestörte Kommunikation zwischen DMN und SN kann es ohne das Medikament schwieriger machen, sich zu konzentrieren, Impulse zu kontrollieren oder sich motiviert zu fühlen“, sagte Li-Ming Hsu, PhD, Assistenzprofessor für Radiologie und leitender Autor der Studie. „Grundsätzlich können diese Veränderungen die Art und Weise beeinflussen, wie Sie auf alltägliche Situationen reagieren, wodurch die Erholung und der Widerstand gegen Heißhunger schwieriger werden.“
Hsu leitete dieses Projekt während seines Postdoktorandenaufenthalts am Animal Magnetic Resonance Center des Biomedical Research Imaging Center und der Abteilung für Neurologie. Die Arbeit liefert neue Einblicke in die Gehirnprozesse, die der Kokainsucht zugrunde liegen, und schafft Möglichkeiten für die Entwicklung therapeutischer Ansätze und die Identifizierung eines bildgebenden Markers für Kokainkonsumstörungen.
Das Gehirn funktioniert wie ein Orchester , in dem jeder Instrumentalist eine besondere Rolle spielt, die entscheidend für die Schaffung eines zusammenhängenden Musikstücks ist. Bestimmte Teile des Gehirns müssen zusammenarbeiten, um eine Aufgabe zu erledigen. Das LCN ist während Träumen und Reflexionen aktiv, das SN ist entscheidend für die Aufmerksamkeit und das LCN spielt wie ein musikalischer Leiter eine Rolle bei unserer Entscheidungsfindung und Problemlösung.
Die Forschung wurde durch Beobachtungen aus funktionellen Bildgebungsstudien des menschlichen Gehirns motiviert, die darauf hindeuten, dass chronischer Kokainkonsum die Konnektivität innerhalb und zwischen wichtigen Gehirnnetzwerken verändert. Die Forscher benötigten ein Längsschnitt-Tiermodell, um den Zusammenhang zwischen der Gehirnkonnektivität und der Entwicklung einer Kokainabhängigkeit sowie den Veränderungen während des Entzugs zu verstehen.
Die Forscher verwendeten ein Rattenmodell , um menschliche Suchtmuster nachzuahmen und ermöglichten es den Modellen, sich durch eine Berührung der Nase eine Selbstdosis zu verabreichen. In Verbindung mit fortschrittlichen Neuroimaging-Techniken ermöglicht der Verhaltensansatz ein tieferes Verständnis der Anpassung des Gehirns an langfristigen Drogenkonsum und zeigt, wie Suchtstoffe die Funktion kritischer Gehirnnetzwerke verändern können.
Das Forschungsteam von Hsu nutzte die funktionelle MRT, um Veränderungen in der Netzwerkdynamik des Gehirns in Modellen zu untersuchen, die sich selbst Kokain verabreichten. Während eines Zeitraums von 10 Tagen, gefolgt von der Abstinenz, beobachteten die Forscher signifikante Veränderungen in der Netzwerkkommunikation, insbesondere zwischen DMN und SN.
Bild: Dieses Bild zeigt Veränderungen in der Gehirnkommunikation bei Ratten nach Phasen der Kokainabstinenz. Die Linien zwischen den Bildern zeigen eine größere oder geringere Konnektivität nach 1 Tag und 30 Tagen ohne das Medikament; Rote Linien stellen Bereiche mit mehr Konnektivität dar und grüne Linien zeigen im Laufe der Zeit weniger Konnektivität an.
Diese Veränderungen waren bei höherem Kokainkonsum während der 10 Tage der Selbstverabreichung ausgeprägter, was auf ein potenzielles Ziel zur Reduzierung des Verlangens nach Kokain und zur Unterstützung derjenigen in der Genesung hindeutet. Veränderungen in der Kommunikation dieser Netzwerke könnten auch als nützliche bildgebende Biomarker für Kokainsucht dienen.
Die Studie bot auch neue Einblicke in den vorderen Inselcortex (AI) und den retrosplenialen Cortex (RSC). Der erste ist für die emotionale und soziale Verarbeitung verantwortlich; während Letzteres das episodische Gedächtnis, die Navigation und die Vorstellung zukünftiger Ereignisse steuert. Die Forscher beobachteten, dass es einen Unterschied in der Koaktivität zwischen diesen beiden Regionen vor und nach dem Kokainkonsum gab. Dieser Schaltkreis könnte ein potenzielles Ziel sein, um die Verhaltensänderungen zu modulieren, die mit Störungen des Kokainkonsums einhergehen.
„Frühere Studien haben Veränderungen in der funktionellen Konnektivität bei Kokainexposition gezeigt; Eine detaillierte Längsschnittanalyse spezifischer Netzwerkveränderungen im Gehirn, insbesondere zwischen der vorderen Inselrinde (AI) und der retrosplenialen Rinde (RSC), vor und nach der Selbstverabreichung von Kokain und nach längerer Abstinenz, liefert jedoch neue Erkenntnisse“, sagte Hsu.
