Основные области мозга, участвующие в расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ

Эти области мозга и связанные с ними сети участвуют не только в расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ. Действительно, эти системы широко интегрированы и выполняют множество важных функций, помогая людям и другим животным выжить. Например, когда люди занимаются определенными видами деятельности, такими как употребление пищи или секс, химические вещества в базальных ганглиях вызывают чувство удовольствия. Это вознаграждение мотивирует особей продолжать заниматься этой деятельностью, тем самым обеспечивая выживание вида. Точно так же, перед лицом опасности, активация стрессовых систем мозга в расширенной миндалине приводит к реакциям «бей или беги». Эти реакции также имеют решающее значение для выживания. Как более подробно описано ниже, эти и другие системы выживания «захвачены» веществами, вызывающими привыкание.

Базальные ганглии

Базальные ганглии — это группа структур, расположенных глубоко в мозге, которые играют важную роль в поддержании плавных и скоординированных движений тела. Они также участвуют в обучении рутинному поведению и формировании привычек. Две подобласти базальных ганглиев особенно важны при расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ:

• Прилежащее ядро, которое участвует в мотивации и переживании вознаграждения, и
• Дорсальное полосатое тело, которое участвует в формировании привычек и других повседневных формах поведения.

Расширенная миндалевидное тело

Расширенная миндалевидное тело и ее субобласти, расположенные под базальными ганглиями, регулируют реакции мозга на стресс, включая поведенческие реакции, такие как «бей или беги», и негативные эмоции, такие как беспокойство, тревога и раздражительность. Эта область также взаимодействует с гипоталамусом, областью мозга, которая контролирует активность нескольких гормон-продуцирующих желез, таких как гипофиз в основании мозга и надпочечники в верхней части каждой почки. Эти железы, в свою очередь, контролируют реакции на стресс и регулируют многие другие процессы в организме.

Префронтальная кора

Префронтальная кора расположена в самой передней части мозга, над глазами, и отвечает за сложные когнитивные процессы, описываемые как «исполнительная функция». Исполнительная функция — это способность организовывать мысли и действия, расставлять приоритеты в задачах, управлять временем, принимать решения, регулировать свои действия, эмоции и импульсы.

Зависимость можно описать как повторяющийся цикл с тремя стадиями. Каждая стадия особенно связана с одной из описанных выше областей мозга — базальными ганглиями, расширенной миндалевидным телом и префронтальной корой. Эта трехступенчатая модель, основанная на десятилетиях исследований на людях и животных, предлагает полезный способ понять симптомы зависимости, способы ее профилактики и лечения, а также способы выздоровления от нее. Три стадии зависимости:

Три стадии цикла зависимости и связанные с ними области мозга.

• Запой/интоксикация, стадия, на которой человек употребляет опьяняющее вещество и испытывает его полезные или приятные эффекты;
• Абстиненция/негативный аффект, стадия, на которой индивид испытывает негативное эмоциональное состояние в отсутствие вещества; и
• Озабоченность/предвкушение, стадия, на которой человек снова ищет вещества после периода воздержания.

Эти три стадии связаны друг с другом и питаются друг другом, но они также задействуют различные области мозга, цепи (или сети) и нейротрансмиттеры и приводят к определенным видам изменений в мозге. Человек может пройти через этот трехступенчатый цикл в течение нескольких недель или месяцев или продвигаться по нему несколько раз в день. Могут быть различия в том, как люди продвигаются по циклу, и в интенсивности, с которой они переживают каждую из стадий. Тем не менее, цикл зависимости имеет тенденцию со временем усиливаться, что приводит к большему физическому и психологическому вреду.¹⁰

В следующих разделах каждый из этапов описан более подробно. Но сначала необходимо объяснить четыре типа поведения, которые являются центральными в цикле зависимости: импульсивность, положительное подкрепление, отрицательное подкрепление и компульсивность.

Для многих людей первоначальное употребление психоактивных веществ включает в себя элемент импульсивности или действий без предвидения или учета последствий. Например, подросток может импульсивно сделать первый глоток, выкурить сигарету, начать экспериментировать с марихуаной или поддаться давлению сверстников, чтобы попробовать наркотик для вечеринки. Если опыт доставляет удовольствие, это чувство положительно усиливает употребление психоактивных веществ, повышая вероятность того, что человек снова примет это вещество.

Другой человек может принимать вещество для облегчения негативных чувств, таких как стресс, тревога или депрессия. В этом случае временное облегчение, которое приносит вещество от негативных ощущений, негативно усиливает употребление психоактивных веществ, увеличивая вероятность того, что человек будет употреблять его снова. Важно отметить, что положительное и отрицательное подкрепление не обязательно должно быть обусловлено исключительно эффектами лекарств. Многие другие факторы окружающей среды и социальные стимулы могут подкреплять поведение. Например, одобрение сверстников положительно усиливает употребление психоактивных веществ у некоторых людей. Точно так же, если употребление алкоголя или наркотиков с другими людьми приносит облегчение от социальной изоляции, поведение, связанное с употреблением психоактивных веществ, может быть подкреплено негативным образом.

Стадия запоя/интоксикации в цикле зависимости — это стадия, на которой человек употребляет вещество по своему выбору. На этой стадии в значительной степени задействованы базальные ганглии и две ее ключевые субобласти мозга, прилежащее ядро и дорсальный стриатум. На этой стадии вещества воздействуют на мозг несколькими способами.

Стадия запоя/интоксикации и базальные ганглии.

Вещества, вызывающие привыкание, «захватывают» системы вознаграждения мозга

Все вещества, вызывающие привыкание, вызывают чувство удовольствия. Эти «вознаграждающие эффекты» положительно подкрепляют их использование и увеличивают вероятность повторного использования. Вознаграждающие эффекты веществ связаны с активностью прилежащего ядра, включая активацию дофаминовой и опиоидной сигнальной системы мозга. Многие исследования показали, что нейроны, высвобождающие дофамин, активируются, прямо или косвенно, всеми веществами, вызывающими привыкание, но особенно стимуляторами, такими как кокаин, амфетамины и никотин. Кроме того, опиоидная система мозга, которая включает в себя природные опиоидные молекулы (т.е. эндорфины, энкефалины и динорфины) и три типа опиоидных рецепторов (т.е. мю, дельта и каппа), играет ключевую роль в опосредовании вознаграждающих эффектов других веществ, вызывающих привыкание, включая опиоиды и алкоголь. Активация опиоидной системы этими веществами стимулирует прилежащее ядро прямо или косвенно через дофаминовую систему. Исследования мозга у людей показывают активацию дофамина и опиоидных нейротрансмиттеров во время употребления алкоголя и других веществ (включая никотин). Другие исследования показывают, что антагонисты или ингибиторы дофаминовых и опиоидных рецепторов могут блокировать поиск наркотиков и алкоголя как у животных, так и у людей.

Дофаминовые нейроны, которые берут начало в вентральной покрышке (VTA), проецируются на NAc (прилежащее ядро). Опиоидные пептиды действуют как на VTA, так и на NAc. Несмотря на различные первоначальные действия, вещества, вызывающие привыкание, оказывают некоторые общие эффекты на VTA и NAc. Стимуляторы напрямую увеличивают передачу дофамина (DA) в NAc. Опиоиды, алкоголь и ингаляционные средства (например, растворитель толуол) косвенно действуют то же самое. Алкоголь также активирует высвобождение опиоидных пептидов. Героин и назначенные опиоидные обезболивающие напрямую активируют рецепторы опиоидных пептидов. Никотин активирует дофаминовые нейроны в VTA. Каннабиноиды могут действовать в VTA, активируя дофаминовые нейроны, но также действуют и на сами нейроны NAc.

Стимулы, связанные с веществами, вызывающими привыкание, могут спровоцировать употребление психоактивных веществ

Активация системы вознаграждения мозга алкоголем и наркотиками не только порождает приятные чувства, связанные с этими веществами, но и, в конечном счете, вызывает изменения в том, как человек реагирует на стимулы, связанные с употреблением этих веществ. Человек учится связывать стимулы, присутствующие при употреблении вещества, включая людей, места, принадлежности для употребления наркотиков и даже внутренние состояния, такие как настроение, с вознаграждающими эффектами вещества. Со временем эти стимулы могут активировать дофаминовую систему самостоятельно и вызывать сильные позывы к приему вещества. Эти «желательные» побуждения называются побуждениями к стимулированию, и они могут сохраняться даже после того, как вознаграждающие эффекты вещества уменьшаются. В результате, контакт с людьми, местами или вещами, ранее связанными с употреблением психоактивных веществ, может служить «триггерами» или сигналами, которые способствуют поиску и приему психоактивных веществ, даже у людей, которые находятся в процессе выздоровления.

На рисунке показаны основные нейротрансмиттерные системы, участвующие в стадии запоя/интоксикации при зависимости. На этой стадии нейроны в базальных ганглиях способствуют вознаграждающему эффекту веществ, вызывающих привыкание, и стимулированию значимости за счет высвобождения дофамина и естественных опиоидов мозга.

Стадия абстиненции/негативного аффекта зависимости следует за стадией запоя/интоксикации и, в свою очередь, создает предпосылки для будущих раундов запоя/интоксикации. На этой стадии человек, употребляющий алкоголь или наркотики, испытывает абстинентный синдром, который включает в себя негативные эмоции и, иногда, симптомы физического заболевания, когда он прекращает принимать вещество. Симптомы абстиненции могут возникать при употреблении всех веществ, вызывающих привыкание, включая марихуану, хотя они различаются по интенсивности и продолжительности в зависимости как от типа вещества, так и от тяжести употребления. Считается, что негативные чувства, связанные с абстиненцией, возникают из двух источников: снижение активации в цепи вознаграждения базальных ганглиев и активация стрессовых систем мозга в расширенной миндалине

Стадия озабоченности/предвкушения цикла зависимости — это стадия, на которой человек может снова начать искать вещества после периода воздержания. У людей с тяжелыми расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, этот период воздержания может быть довольно коротким (часы). На этой стадии зависимый человек снова начинает беспокоиться об употреблении психоактивных веществ. Обычно это называется «тягой». Тягу было трудно измерить в исследованиях на людях, и она часто не связана напрямую с рецидивом.

Эта стадия зависимости включает в себя префронтальную кору головного мозга — область, которая контролирует исполнительную функцию: способность организовывать мысли и действия, расставлять приоритеты задач, управлять временем, принимать решения и регулировать собственные действия, эмоции и импульсы. Исполнительная функция необходима человеку для принятия соответствующего решения о том, употреблять или не употреблять вещество, и преодолевать часто сильные побуждения к употреблению, особенно когда человек испытывает триггеры, такие как стимулы, связанные с этим веществом (например, нахождение на вечеринке, где подают алкоголь или где люди курят) или стрессовые переживания.

Стадия озабоченности/предвкушения и префронтальная кора.

Чтобы объяснить, как префронтальная кора головного мозга участвует в зависимости, некоторые ученые разделяют функции этой области мозга на «систему Go» и противоположную «систему стоп». Система Go помогает людям принимать решения, особенно те, которые требуют значительного внимания, а также те, кто занимается планированием. Люди также используют систему «Go», когда начинают вести себя, помогая им достигать целей. Действительно, исследования показывают, что, когда поведение при поиске психоактивных веществ вызвано сигналами окружающей среды, связанными с веществами (стимул-значимость), активность в контурах Го префронтальной коры резко возрастает. Эта повышенная активность стимулирует прилежащее ядро к высвобождению глутамата, основного возбуждающего нейромедиатора в мозге. Это высвобождение, в свою очередь, способствует заметности стимула, который создает мощное побуждение к употреблению вещества в присутствии сигналов, связанных с наркотиками.

Система Stop подавляет активность системы Go. Эта система контролирует дорсальное полосатое тело и прилежащее ядро, области базальных ганглий, которые участвуют в стадии запоя/интоксикации зависимости. В частности, система Stop контролирует реакции привычки, вызванные дорсальным стриатумом, и ученые считают, что она играет роль в снижении способности стимулов, связанных с веществами, вызывать рецидив — другими словами, она подавляет заметность стимулов.

Система Stop также контролирует стрессовую и эмоциональную системы мозга и играет важную роль в рецидивах, вызванных стрессовыми жизненными событиями или обстоятельствами. Стресс-индуцированный рецидив обусловлен активацией нейротрансмиттеров, таких как CRF, динорфин и норадреналин, в расширенной миндалевидном теле. Как описано выше, эти нейротрансмиттеры активируются во время длительного воздержания во время стадии абстиненции/негативного аффекта зависимости. Более поздняя работа на животных также связана с нарушениями в каннабиноидной системе мозга, которая также регулирует стрессовые системы в расширенной миндалине, с рецидивом. Исследования показывают, что более низкая активность в компоненте Stop префронтальной коры связана с повышенной активностью стрессовых схем, включающих расширенную миндалину, и эта повышенная активность приводит к приему психоактивных веществ и рецидиву.