Circuitele creierului influențează formarea obișnuinței de a consuma cocaină

Aceste cutii conţineau două pârghii, cu un amant activ programat să livreze

Pe măsură ce animalele învaţă să administreze cocaină, o reţea specifică de celule cerebrale se extinde rapid pentru a dobândi obiceiul şi apoi se micşorează pe măsură ce comportamentul devine automat. Compoziţia acestei reţele se schimbă constant, dezvăluind modul în care creierul gestionează în mod flexibil comportamentul dependent. Studiul care detaliază aceste dinamici ale creierului în schimbare a fost publicat în BioRxiv. Tulburările de utilizare a substanţei încep adesea cu o perioadă iniţială de învăţare care mai târziu se transformă într-un obicei fertilizat profund. Tranziția între aceste faze necesită efecte mentale distincte, dar schimbările fizice ale creierului care susțin această schimbare rămâne ceva misterios. University of Pittsburgh Researchers Linjie Jin, Xiguang Qi şi Yan Dong au vrut să înţeleagă cum se adaptează reţelele de creiere în timpul acestui proces.

Știri de ultimă oră

Suplimente eficiente pentru simptomele perimenopauzei la femei peste 40 de aniNas înfundat permanent? Cauze posibile și când trebuie mers la medicMetabolizarea triptofanului: un regulator ascuns al sănătății reproductive feminineCreierul bătrân păstrează rețeaua lingvistică intactă, chiar și când alte funcții declină

Ei s-au concentrat pe meciurile nucleului, o regiune adâncă în precreierul care procesează revenirea, plăcerea şi motivaţia.

Celulele principale din această zonă sunt numite neuroni spinoşi medii. Aceşti neuroni trag semnale electrice ca Cercetătorii bănuiau că acest ansamblu s-ar putea schimba pe măsură ce un animal progresează de la obţinerea unui obicei de droguri la menţinerea lui. Într-un studiu mic, cercetătorii au antrenat microfonul masculin pentru a administra cocaina. Animalele au fost plasate în şamperi operativi, care sunt medii specializate de testare unde animalele învaţă să asocieze o acţiune specifică cu un rezultat.

Aceste cutii conţineau două pârghii, cu un amant activ programat să livreze medicamentul. Când un şoarece a apăsat pe plumbul activ, a primit o perfuzie de cocaină împreună cu un flash de lumină şi o ceaşcă de sunet. Pe parcursul unei perioade de unsprezece zile, echipa a înregistrat comportamentul animalelor în timpul sesiunilor de două ore. Cercetătorii au vrut să urmărească traseul fizic exact pe care animalele l-au urmat în timp ce învăţau sarcina. Folosind un algoritm de învățare automată numit DeepLabCut pentru a urmări înregistrările video, au cartografiat coordonatele celor mici în timp ce se deplasau în jurul camerei de testare. În primele zile de antrenament, cei mici au rătăcit la întâmplare înainte de a apăsa pe plumb.

Până la sfârşitul celor unsprezece zile, comportamentul lor s-a stabilizat într-o rutină foarte repetitivă.

Animalele au dezvoltat modele stereotipate, circulare de mers pe jos în mod necesar înainte și după luarea medicamentului. Intenţiile şi ieşirile lor din zona iubitului au urmat o cale foarte consistentă. Acest model circular de mișcare nu a fost observat într-un grup de control de mici călătorit pentru a căuta zahăr. Rutina fizică specifică a sugerat că obiceiul cocainei a devenit un De asemenea, distanţa totală parcursă de mici dimensiuni a crescut pe parcursul zilelor de formare, potrivindu-se cu un fenomen cunoscut în care cocaina repetată utilizează sensibilizarea activităţii motorului. Pentru a vedea ce s-a întâmplat în creier pe măsură ce s-a format acest obicei, echipa a folosit o tehnică numită imagistică de calciu in vivo.

Animalele au dezvoltat modele stereotipate

Au injectat un virus specializat în creierul micului care a determinat neuronii spinoşi medii să producă o proteină fluorescentă. Această proteină a fost concepută să reacţioneze la modificări ale activităţii celulare interne. Când un neuron trage un semnal electric, ionii de calciu intră în celulă. Lanurile de proteine create de acest calciu emit o mică lumină. Un obiectiv microscopic implantat direct în creier a capturat aceste sclipiri, permiţând cercetătorilor să privească cum neuronii individuali pornesc şi se opresc în timp real în timp ce cei mici se trezesc şi se mişcă. Cercetătorii au observat că un anumit set de neuroni s - au aprins în mod fiabil în cele cinci secunde după ce un şoarece l - a presat pe iubitorul de cocaină. În primele trei zile de pregătire, numărul acestor neuroni activi a crescut rapid.

Creierul a căutat să recruteze o cantitate masivă de resurse celulare pentru a învăţa noua regulă a consumului de droguri. Pe măsură ce antrenamentul a progresat și mișcările fizice ale microfonului au devenit rutine automate, dimensiunea acestei rețele active a început să se micșoreze. În zilele a noua şi a unsprezecea, numărul neuronilor care au Cercetătorii au observat că intensitatea semnalului fiecărui neuron individual a rămas exact aceeaşi în experimentul entităţii. Creierul nu a redus volumul celulelor. În schimb, erau necesare mai puţine celule pentru a executa obiceiul stabilit.

Acest model de recrutare largă urmată de rugăciune nu este unic pentru creierele biologice. Autorii au remarcat că reţelele neurale artificiale învaţă într - un mod asemănător. În timpul formării inițiale, reducerea s