“Нейронные ансамбли” помогают понять наркоманию

Повседневное поведение человека определяется и формируется стремлением к вознаграждению. Оно включает употребление вкусных блюд, прохладительных напитков, сексуальную активность и заботу о детях. Многие из этих форм поведения необходимы для выживания. Но в некоторых случаях поиск вознаграждения может представлять серьезную угрозу для выживания.

Чтобы функционировать и выживать, люди полагаются на воспоминания о вознаграждениях. Эти воспоминания, связанные с положительным опытом, служат контекстом для оценки настоящего и будущего выбора. Например, если продукты с высоким содержанием сахара ассоциируются с положительным опытом, это может усилить стремление к употреблению продуктов, которые приносят такое вознаграждение.

Точно так же вкусное блюдо в определенном ресторане повышает вероятность того, что вы станете его постоянным клиентом.

Более глубокое понимание того, как воспоминания о вознаграждении работают и взаимодействуют друг с другом, имеет решающее значение для понимания последствия принятия решений и лечения расстройств, при которых поиск вознаграждения становится проблематичным. Полный отказ от стремления к вознаграждению негативно скажется на поведении, необходимом для выживания, например на приеме пищи и размножении. Но если вы сможете целенаправленно воздействовать на воспоминания о вознаграждении, связанные с различными наркотиками, это поможет сократить злоупотребление ими.

Доцент кафедры биомедицинских наук Университет штата Колорадо Ана Клара Бобадилья – нейробиолог-бихевиорист, изучающий зависимость. Она вместе со своей командой интересуется тем, как в мозге формируются и обрабатываются воспоминания о вознаграждении. Они изучают, чем воспоминания, связанные с естественными вознаграждениями, такими как еда, вода и секс, отличаются от воспоминаний, связанных с вознаграждением от наркотиков, например, фентанила и кокаина.

Понимание различий между этими типами вознаграждения и того, как взаимодействуют воспоминания о различных наркотиках, может привести к более эффективному лечению зависимости.

Что такое память?

Чтобы изучать воспоминания о вознаграждении, важно понимать нейробиологию памяти, или то, как мозг запоминает вещи.

В 1904 году зоолог–эволюционист Ричард Семон ввел термин “инграмма” для описания физического отображения воспоминания, также называемого его следом, которое формируется в мозге после определенного опыта. Позже психолог Дональд Хебб выдвинул гипотезу, что взаимосвязанные клетки мозга, которые одновременно активируются во время какого-либо переживания, образуют физический ансамбль, составляющий память.

За последнее десятилетие нейробиологи разработали новые инструменты, подтверждающие идею о том, что нейронные ансамбли, или небольшие популяции клеток мозга, которые активируются одновременно, вероятно, являются физическим отображением памяти. До конца неясно, как новые воспоминания объединяют нейроны в ансамбли, до конца не известно.

Но, тем не менее, пластичность нейронов – их способность изменять свои связи друг с другом – по-видимому, играет важную роль.

Исследования нейронных ансамблей изменили представления ученых об обучении и памяти. Теперь исследователи могут создавать искусственные воспоминания, активировать позитивные воспоминания, чтобы противодействовать негативным чувствам, и изменять то, как связаны воспоминания. Все эти эксперименты по изменению памяти проводились на животных моделях, поскольку технология, необходимая для применения этих методов к людям, пока недоступна.

Например, для создания искусственных воспоминаний исследователи могут пометить нейронный ансамбль, связанный с определенной средой А, у генетически модифицированных мышей. Затем они активируют эти нейроны, подвергая мышей удару током в другой среде В. Позже мыши начинают чаще замирать в среде А, хотя в этом пространстве они никогда не получали удар током. Активируя память о среде А во время удара током, исследователи создают у мышей ложное воспоминание о том, что удар током связан именно с этим пространством.

Лечение наркотической зависимости

Нейронные ансамбли открывают новые возможности для изучения и лечения зависимости от психоактивных веществ, а также других расстройств, связанных с поиском вознаграждения. К ним относятся расстройства, связанные с дефицитом способности испытывать вознаграждение, такие как лудомания, расстройства пищевого поведения и депрессия.

Естественные вознаграждения – еда, вода, секс и забота – вызывают приятные ощущения, которые усиливают поведение, приводящее к получению вознаграждения. Это известно как положительное подкрепление – стратегия, часто используемая в повседневной жизни. Например, дрессировка собаки с помощью лакомств или использование наклеек для приучения к горшку.

Исследования показали, что положительный и отрицательный опыт связан с нейронными ансамблями, отвечающими за исследовательское и социальное поведение, страх и приём пищи. При наркотической зависимости, наркотик может вызывать как приятные, так и неприятные ощущения. Например, кокаин вызывает сильный прилив энергии или кайф, но “отходняк”, вызванный прекращением действия наркотика, приводит к раздражительности и вялости. Эти ощущения усиливают тягу к наркотику в ущерб основным формам поведения, которые обеспечивают выживание, таким как прием пищи, сон или поддержание социальных связей и отношений.

Нейронные ансамбли также могут играть причинную роль в развитии различных аспектов расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ, включая прием наркотиков, тягу к наркотикам и их поиск, повышенную чувствительность к определенным наркотикам и рецидивы.

Как память о наркотиках изменяет мозг

Подобно тому, как любая память хранится в мозге в виде нейронного ансамбля, воспоминания о наркотиках хранятся в определенных нейронных ансамблях и активируются во время поведения, связанного с наркотиками.

По-прежнему остаются без ответа фундаментальные вопросы о том, как нейронные ансамбли кодируют воспоминания, связанные с наркотиками. Поскольку центры обработки информации о наркотическом и естественном вознаграждении в мозге в основном совпадают, сложно разработать методы лечения, нацеленные только на поиск наркотического вознаграждения. Новые методы лечения наркотической зависимости, такие как некоторые виды стимуляции мозга, недостаточно специфичны, чтобы проводить различие между наркотическим и естественным способами вознаграждения.

Выяснение того, как те или иные наркотики, вызывающие злоупотребление, влияют на гены, клетки и нейронные цепи, может помочь исследователям разработать новые методы лечения наркотической зависимости, без изменения естественного поведения, связанного с поиском вознаграждения, необходимого для выживания.

Например, около 72% людей, страдающих наркотической зависимостью, сообщают об употреблении нескольких веществ, часто одновременно.

Чтобы лучше понять, как употребление нескольких веществ влияет на мозг, команда исследователей маркирует активность нейронов у генетически модифицированных мышей во время поведения, связанного с употреблением наркотиков. Это позволяет ученым картировать и сравнить нейроны, несущие воспоминания, связанные с вознаграждением при употреблении одного наркотика, с нейронами, связанными с употреблением другого наркотика. Таким образом, можно изучить, как мозг обрабатывает и сохраняет воспоминания, когда мыши подвергаются воздействию кокаина и фентанил – двух веществ, которые люди употребляют в США все чаще одновременно – и как различные области мозга обмениваются этой информацией.

Чтобы точно определить, как запрещенные вещества нарушают естественную систему вознаграждения мозга, команда исследователей сравнивает, как стремление к разным видам вознаграждения влияет на нейроны, хранящие воспоминания о вознаграждении. Например, ранее ученые показали, что сеть клеток, несущих память о поиске кокаина, в основном отличается от тех, которые связаны с поиском сахара.

Основываясь на этой работе, исследователи в настоящее время используют модели плодовых мушек для анализа генетической активности нейронного ансамбля, связанного с поиском кокаина. Это позволит лучше понять, какие гены могут быть потенциальными мишенями для снижения активности этого нейронного ансамбля и лечения расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ.

Психоделики и зависимость

Навязчивые мысли, связанные с употреблением наркотиков, и фиксированные модели поведения, то есть действия, которые повторяются независимо от негативных последствий, являются распространенными симптомами злоупотребления психоактивными веществами, которые приводят к формированию вредных нейронных путей в мозге. Психоделики могут помочь перестроить эти пути, вызвав общую “системную перезагрузку” мозга.

Несколько клинических испытаний указывают на потенциал психоделиков в лечении расстройств, связанных с употреблением табака, алкоголя и опиоидов. Предварительные результаты показывают, что психоделики помогают воздерживаться от употребления и снижают тягу к наркотикам.

В настоящее время лаборатория Бобадильи изучает, как псилоцин – активный метаболит психоделического вещества псилоцибина – влияет на воспоминания мышей, связанные с наркотиками. Это исследование сосредоточено на двух вопросах. Во-первых, может ли псилоцин повлиять на поиск и потребление наркотика при фентаниловой зависимости? И, во-вторых, какой тип памяти формирует псилоцин в мозге и может ли он изменить воспоминания о кокаине?

Воспоминания о вознаграждении помогают людям выживать и приводят к наркотической зависимости. Изучение сложных механизмов того, как мозг запоминает вознаграждение на клеточном и генетическом уровнях, может помочь исследователям и врачам эффективнее лечить наркотическую зависимость, не нарушая пути вознаграждения, необходимые для выживания.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога