在最近出版的《Journal of Neuroscience》雜志上,南卡羅來納州醫科大學和美國國立衛生研究院的研究人員描述了吸毒提醒如何改變負責動機的特定腦細胞,從而增加了尋求藥物的欲望。這些與其他腦細胞之間的聯系會增強,因為樹突棘是大腦細胞中從其他神經元接收信息的部分,響應大腦中分子的細胞間通訊而擴大。這種增強的連通性增加了參與吸毒的沖動,使復發的可能性更高。了解這種溝通途徑可能會導致針對藥物成癮的更有針對性的治療。
這項研究由MUSC神經科學系教授Peter W. Kalivas博士和在Kalivas實驗室工作的助理教授Constanza Garcia-Keller博士領導。
(圖片來源:Www.pixabay.com)
幾十年來,Kalivas實驗室一直在研究吸毒成癮的機制。在先前的研究中,卡利瓦斯和他的研究小組表明,這些刺的大小增加與動物對可卡因等藥物的作用程度有關。有趣的是,響應于不是從其他神經元發出的信號,而是從圍繞這些細胞的細胞外基質發出的信號,這些棘突增大了。他們發現,這些來自腦細胞外部的信號導致神經元內部發生變化,從而改變了它們與其他神經元的連接。
Kalivas解釋說:“關鍵發現是棘突的擴大是必要的,并且是由與成癮性藥物有關的線索引起的,而不是與自然獎勵有關的線索引起的。”
這是一個重要的區別,因為這意味著可以開發出多種療法來減少對藥物的渴望,而不會剝奪患者的愉悅體驗。
研究人員能夠通過高分辨率共聚焦顯微鏡對大腦伏隔核中神經元的精細圖像進行成像,伏隔核是一個與藥物成癮有關的區域。他們可以看到棘突在不同條件下的變化,甚至可以看到細胞內部導致脊柱尺寸增加的信號分子。
神經元中的這些分子之一是粘著斑激酶(FAK)。當Kalivas和他的團隊用一種藥物抑制這種蛋白質時,動物在暴露于該藥物的提示下并沒有尋求可卡因的行為。此外,他們還發現,對該激酶和肌動蛋白結合蛋白cofilin的修飾導致脊柱增大,并增強了大腦中特定細胞類型的連接,這種連接為D1中棘突神經元-伏隔核中的神經元,可激發特定的行為。
Kalivas說:“伏隔核中實際上有兩個細胞群。一個激發動力,另一個抑制行為。” “我們的研究表明,這種信號傳遞通過促進動機行為的細胞群,而不是負責抑制行為的細胞群。”
換句話說,可卡因正在改變大腦的結構和功能,尤其是在D1中等多刺的神經元中,以激發動物尋找更多的可卡因。
更好地了解藥物如何通過改變大腦信號來改變神經元結構,對于開發有效的療法以避免復發至關重要。
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