Почему отказаться от приёма наркотических средств не так легко, как скажем, к примеру, прекратить чтение газеты или выключить телевизор?
Система вознаграждения
В результате многолетних исследований стало известно, что состояние эйфории, возникающее после введения наркотиков, связано с их стимулирующим влиянием на систему вознаграждения мозга. Она представляет собой сложную сеть нейронов, которая вызывает чувство удовольствия от еды, секса, у некоторых индивидуумов от длительного бега или драки, т.е. от видов деятельности, необходимых для выживания вида в процессе эволюции. При активации системы вознаграждения возникает ощущение наслаждения, что в свою очередь заставляет вновь и вновь прибегать к видам деятельности, которые его обеспечивают. Таким образом, формируется замкнутый круг – circulus vitiosus.
В ходе многолетнего эксперимента, поставленного на нескольких видах млекопитающих, а именно крысах, мышах и приматах, после приучения к определённому наркотику животных обучили довольно простой методике – для того, чтобы получить инъекцию вожделенного вещества им необходимо было нажать на определённый рычаг. Другой рычаг обеспечивал введение физиологического раствора, а третий выдавал корм. Животные быстро освоились и через несколько дней уже могли по сотне раз нажимать на «нужный рычаг», причём порой в ущерб еде или сну. Некоторые из них даже погибли от истощения. Произошли и изменения в их поведении. Грызуны стали держаться по ту сторону клетки, где располагался рычаг подачи наркотика. Если выдача наркотика была прекращена, даже по истечении месяцев стоило только крысе почувствовать запах кокаина или оказаться в клетке с подобным рычагом, она тут же начинала неистово его нажимать в ожидании дозы.
На основании этого и ряда других экспериментов учёные пришли к выводу, что на мозговую систему вознаграждения наркотические вещества оказывают более выраженное и глубокое стимулирующее действие, нежели какие-либо естественные факторы вознаграждения. Но привыкание к различным наркотикам опосредуется одними и теми же механизмами, а ключевым веществом, обеспечивающим функционирование этой системы, является дофамин. Также удалось идентифицировать зоны головного мозга, ответственные за развитие привыкания.
Дофамин — краеугольный камень
Главным элементом мозговой системы вознаграждения служит сеть дофамин-продуцирующих нейронов, располагающихся в вентральной области покрышки (ВОП) у основания мозга, посылающих сигналы в различные отделы передней части мозга, главным образом в прилежащее ядро (nucleus accumbens). Важнейшую роль дофаминового нервного пути из ВОП в прилежащее ядро в развитии наркотического привыкания доказывает тот факт, что животные с повреждением этих мозговых структур полностью утрачивают интерес к наркотикам.
Система ВОП-прилежащее ядро связана с областями мозга, которые придают эмоциональную окраску ощущениям и направляют поведение человека на получение вознаграждения. Миндалина помогает определить, каким было ощущение, приятным или неприятным, формируя связи между ним и сопутствующими факторами окружающей среды. Гиппокамп участвует в формировании памяти об обстоятельствах, при которых произошло событие. Лобные области коры перерабатывают и интегрируют информацию, определяя поведение индивидуума. В свою очередь кластер ВОП-прилежащее ядро сообщает другим мозговым центрам, в какой степени активность человека способствует достижению вознаграждения.
С использованием методов МРТ и ПЭТ было установлено, что предложение понюхать кокаин вызывало у наркоманов рост активности нейронов прилежащего ядра. А при демонстрации видеозаписи, на которой кокаин нюхали другие люди, помимо прилежащего ядра активируются нейроны миндалины и некоторых областей коры. Интересно, что сходная картина нейронной активности регистрировалась у заядлых игроков при предъявлении фотографий игровых автоматов. Соответственно, можно заключить, что путь ВОП-прилежащее ядро также играет важную роль в развитии болезненного привыкания при ненаркотической зависимости, и механизм её развития является сходным.
Все наркотические средства усиливают приток дофамина, однако существуют нюансы в биохимических механизмах реализации их действия. Кокаин и другие стимулирующие наркотики блокируют белок, который обеспечивает обратный захват дофамина из синаптической щели в терминаль аксона ВОП. Как следствие, происходит избыточное накопление этого нейромедиатора, который гиперактивируют нейроны прилежащего ядра. Героин и другие опиаты инактивируют тормозящие нейроны ВОП, функция которых заключается в выключении нервных клеток продуцирующих дофамин в синаптическую щель. В результате происходит избыточное и бесконтрольное его выделение. Другим эффектом опиатов является их прямое воздействие на клетки прилежащего ядра, выражающееся в генерации последними мощного сигнала вознаграждения.
Биохимические механизмы
Регулярное применение наркотических средств угнетает отдельные звенья мозговой системы вознаграждения. В этом процессе установлена роль CREB-белка. Он служит фактором транскрипции, регулирующим экспрессию генов и, как результат, функционирование ансамбля нервных клеток в целом. При введении наркотического вещества отмечается повышение концентрация дофамина в прилежащем ядре. Это приводит к усилению выработки циклического аденозинмонофосфата (сАМР) – вещества-посредника, который в свою очередь активирует CREB. Последний связывается со специфическими участками генов, инициируя синтез кодируемых белков, что обуславливает повышение устойчивости к действию наркотика (толерантности) – организму требуется всё большее и большее его количество. В случае прекращения приёма наркотика наблюдается снижение активности CREB, в результате чего развивается сенситизация (повышение чувствительности к вводимому веществу), порождающая потребность в наркотике.
Непреодолимую тягу к наркотическим веществам даже после длительного перерыва в их приёме связывают с другим фактором транскрипции – дельта-fosB. В экспериментах на животных было установлено, что регулярное введение наркотических средств приводит к постепенному и стабильному повышению концентрации данного белка не только в прилежащем ядре, но и в других структурах мозга. При этом дельта-fosB обладает необычайной устойчивостью, он остаётся активным в клетках мозга на протяжении недель и даже месяцев после отмены препарата, что позволяет этому белку поддерживать изменения в экспрессии генов, обеспечивая тягу к наркотику. В опытах на мутантных мышах с избыточной продукцией дельта-fosB в nucleus accumbens животные обладали сверхчувствительностью к наркотикам. Грызуны с необычайной лёгкостью возобновляли приём психотропного вещества даже после длительной отмены. Что интересно, дельта-fosB вырабатывался у экспериментальных животных также и в ответ на повторные вознаграждения ненаркотической природы (например, потребление сахара или быстрый бег в беличьем колесе). По мнению Эрика Нестлера и Роберта Маленки, дельта-fosB принимает участие в развитии привыкания к гораздо более широкому спектру удовольствий, чем наркотические препараты. Это может быть и игромания, и обжорство, и сексоголизм, и многое другое.
Однако, даже при возвращении концентрации дельта-fosB к нормальной, наркотическая зависимость хоть и ослабевает, но всё равно остаётся, и ряд современных исследований объясняют это феномен. Хроническое употребление кокаина и других наркотиков ведёт к образованию дополнительных шипиков на дендритах нервных клеток прилежащего ядра, при помощи которых нейрон контактирует с другими нейронами. Учёные полагают, что за их образование отвечает именно дельта-fosB.
Исходя из рассмотренных биохимических механизмов действия наркотиков можно выделить два направления фармацевтических исследований с целью получения препаратов, которые могли бы ослабить наркозависимость, а именно:
- Разработка фармакологического агента, способного снизить поступление дофаминовых сигналов к прилежащему ядру, предотвращая блокирование кокаином обратного захвата дофамина терминалями нейронов ВОП;
- Создание медикаментозного средства, обладающего свойствами подавлять действие дофамина, нарушая функцию CREB или дельта-fosB активировать гены-мишени.
Генетические детерминанты
Тем не менее, даже в случае успехов на данном поприще необходимо научиться распознавать лиц, изначально склонных к наркотической зависимости. Несмотря на то, что в её развитии огромную роль играют психологические, эмоциональные, социальные и средовые факторы, статистические исследования показывают, что риск пристраститься к наркотику на 50% детерминирован генетически.
Интересен эксперимент, проведённый группой учёных из Кембриджского Университета. В нём участвовали 50 пар братьев и сестёр, в которых один из них был наркоманом. Группу сравнения составили 50 случайно отобранных здоровых добровольцев, сопоставимых по возрасту и уровню IQ. Испытуемым был предложен стоп-тест, отражающий уровень самоконтроля индивидуума.
При демонстрации на экране стрелки, указывающей влево, следовало нажать левую кнопку. Если загорелась стрелка, указывающая вправо, соответственно, правую. При визуальном и звуковом оповещении «стоп» испытуемый не должен производить никаких действий.
Оказалось, что здоровые добровольцы обладают более высоким уровнем самоконтроля по сравнению как с наркозависимыми, так и с их родственниками (между которыми не отмечалось значимых различий). Это говорит о том, что нарушения самоконтроля являются врождёнными, а не зависят от стажа употребления наркотических средств.
При томографических исследованиях у наркозависимых и их здоровых родственников по сравнению с контрольной группой был выявлен дефицит нейронных путей в белом веществе правой нижней лобной доли, увеличение общего объёма средней височной извилины и полосатого тела, уменьшение объёма серого вещества области верхней височной доли и задней доли островка. А вот структурой мозга, которая изменяется под действием длительного употребления наркотиков, является миндалина, характеристики которой отличались у наркоманов в сравнении с их братьями и сёстрами.
Но какие же существуют различия в мозге наркозависимого и его родственника, которые могли бы объяснить способность последнего сопротивляться и не поддаваться пагубному пристрастию? И такие структурные особенности были обнаружены. У наркозависимых установлено уменьшение объёма средней орбитофронтальной коры и предклинья. Орбитофронтальная зона связана с пластичностью поведения в новой и непредсказуемой обстановке, позитивным настроем, эмоциональностью. Её недоразвитие приводит к ригидности и импульсивности поведения. Нервные клетки предклинья играют важную роль в оценке социальных стимулов. Активность этого отдела обратно пропорциональна чувствительности и поиску острых ощущений, чем она выше, тем меньше жажда острых ощущений, и ниже риск стать наркоманом.
Воля и разум
По нашему мнению, исходя из высокого генетического риска развития наркозависимости, наличия как структурных, так и функциональных особенностей у наркоманов по сравнению с людьми не подвергшимися этой пагубной привычке, следует вести разработки скрининговых генетических тестов для оценки риска в самом раннем возрасте с выявлением потенциально подверженных этому недугу лиц и вовлечением их в профилактические мероприятия. Именно такой подход будет являться наиболее действенным способом в борьбе с этой глобальной проблемой.
На данном этапе развития медицины, в ожидании научных прорывов в области фармакологии приходится констатировать отсутствие эффективных медикаментозных средств профилактики и лечения наркозависимости. Остаётся только уповать на разум и силу воли человека, причём именно на сочетание этих качеств в одном индивидууме, но к сожалению таких людей становится всё меньше и меньше.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Феномены мозга и нейронных сетей»:
