Forskere har avbrutt en nevral bane som er ansvarlig for opiatassosierte minner hos mus.
Deres suksess med å forhindre tilbakefall hos gnagere kan en dag føre til en varig behandling av opioidavhengighet hos mennesker.
Forskning rundt avhengighet antar ofte at belønning er den primære motivasjonen for medisinbruk og tilbakefall. Men mens du jager en "høy" kan be om stoffmisbruk, er det ofte de akutte symptomene på abstinens - som kan inkludere kvalme, oppkast, smerter og kramper - som gir en tilbakevending til medisiner for lettelse.
"Den vanskeligste delen av å behandle avhengighet er å forhindre tilbakefall, spesielt for opioider," sier Xiaoke Chen, førsteamanuensis i biologi ved Stanford University. Abstinenssymptomer på opioider er alvorlige og tilbakefall blant brukere er vanlig.
"For å forhindre tilbakefall, må vi virkelig takle tilbaketrekningen," sier han.
Både belønningen for stoffet "høyt" og lindring av plagsomme abstinenssymptomer kan tjene som kraftige minnepunkter som utløser medisintrang og fører til tilbakefall. Som et resultat sier Chen at laboratoriet hans behandler rusavhengighet som et hukommelsesproblem.
Den nye forskningen vises i Neuron.
Avhengighet, mus og hukommelse
Musene i studien ble introdusert til et tosidig kammer, differensiert av taktile og visuelle signaler. På den ene siden fikk de en medikamentfri saltløsning; på den andre en liten dose morfin. I fire dager gikk musene gjennom "trening", hvor de to sidene av kammeret ble assosiert med saltvann eller morfin.
Da hukommelsen deres ble testet på den femte dagen, hadde dyrene overraskende utviklet en tvangsmessig preferanse for kammeret med morfin.
Chens laboratorium spore tidligere dyrenes læring og hukommelse til en nøkkelknute i hjernen kjent som den paraventrikulære thalamus (PVT), som kobles til flere hjerneregioner involvert i rusavhengighet. Ved bruk av optogenetics, en lettbasert teknikk utviklet av Karl Deisseroth, professor i bioingeniørvitenskap og psykiatri og atferdsvitenskap, var teamet i stand til å nøyaktig kontrollere aktiviteten til forskjellige traséer på forskjellige punkter av medisinopplevelsen.
Når musene hadde blitt morfinavhengige, slått av eller lydløs PVT-trasé tidligere funnet å være viktig for tilbaketrekning avskaffet deres preferanse for det medikamentassosierte kammeret. Da musene ble testet et døgn senere uten å dempe - slik at abstinensveien kunne fungere igjen og teoretisk reaktivere minnet - var det overraskende fortsatt ingen preferanse for det medikamentassosierte kammeret.
"Våre data tyder på at miljølysningene etter taushet av denne PVT-banen ikke vil fungere for å aktivere dette minnet på nytt," sier Chen. Selv når morfin ble introdusert for musene, gikk dyrene fremdeles ikke fortrinnsvis til det morfin-parrede kammeret, og dette gjaldt også to uker senere. Det er som om dyrene helt har glemt virkningene - både gode og dårlige - av stoffet.
"Vi har ikke testet et senere tidspunkt enn to uker," sier Chen. "Men vi tror det er veldig sannsynlig at minnet bare er borte."
Forskerne kaller denne lydløsningen av PVT-banen "sletting" fordi det medikamentassosierte minnet effektivt blir slettet fra hjernen. De mener to avgjørende komponenter for å oppnå minne-sletting er plassering og tidsramme. Manipulering av traséen må gjøres mens dyret er i det minne-assosierte miljøet, som i dette tilfellet er det medikamentassosierte kammeret, og når dyret er i uttak.
"Minnet må først aktiveres på nytt for å gi en mulighet for presis minnemanipulering," sier Chen. “Du vil ikke slette hele minnet; du vil bare slette den delen som er assosiert med stoffet. "
Når den er blitt aktivert på nytt, er det et vindu med muligheter for å oppdatere det medikamentassosierte minnet. Akkurat som de siste dagers erfaringer kan knytte seg til nåværende erfaringer, kunne forskere styrke og styrke minnet ved å skaffe stoffet, eller svekke det ved å endre tilknytning; dette er grunnlaget for en eksisterende avhengighetsbehandling kjent som utryddelsestrening.
Arbeidet med Chens laboratorium antyder muligheten for et tredje alternativ: å slette minnet helt ved å stille lyden av PVT-banen.
Nye behandlinger?
Optogenetikk er et forskningsverktøy som er nyttig for å illustrere rollen som tilbaketrekningstilstanden og dens bidrag til å opprettholde medikamentassosiert minne, men det er verken praktisk eller praktisk for behandling av medikamentavhengighet hos mennesker.
Ifølge Chen kan effekten av optogenetikk etterlignes gjennom dyp hjernestimulering av samme PVT-bane ved hjelp av elektroder, selv om han sier at disse behandlingsformene fremdeles er langt unna. Dyp hjernestimulering har blitt brukt til å effektivt behandle skjelving hos Parkinsons pasienter og har blitt brukt i kliniske studier for å behandle depresjon.
"Legemidler som en stimulans kan føre til en veldig robust oppførsel," sier Chen. "Jeg vil forstå mekanismen som ligger til grunn for atferden, og håper at denne kunnskapen kan bidra til å adressere den ødeleggende opioidepidemien i USA."
Ytterligere coauthors er fra Stanford og Shenzhen Key Laboratory for Drug Addiction bidro til arbeidet.
Finansiering av forskningen kom fra Whitehall Foundation, Firmenich Next Generation Fund, Terman Fellowship, Wu Tsai Neurosciences Institute's NeuroChoice Initiative, National Institutes of Health, National Institute on Drug Abuse, Brain and Behaviour Research Foundation, Shenzhen regjeringen bevilgninger, et forskningsstipend fra Guangdong-laboratoriet, National Natural Science Foundation of China, Guangdong Provincial Key Laboratory of Brain Connectome and Behaviour, og det kinesiske vitenskapsakademiets internasjonale partnerskapsprogram.
Relaterte bøker:
Kroppen holder poengsummen: Hjernens sinn og kropp i helbredelsen av traumer
av Bessel van der Kolk
Denne boken utforsker sammenhengene mellom traumer og fysisk og mental helse, og tilbyr innsikt og strategier for helbredelse og bedring.
Klikk for mer info eller for å bestille
Pust: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med å puste, og tilbyr innsikt og teknikker for å forbedre fysisk og mental helse.
Klikk for mer info eller for å bestille
Planteparadokset: De skjulte farene i "sunn" mat som forårsaker sykdommer og vektøkning
av Steven R. Gundry
Denne boken utforsker koblingene mellom kosthold, helse og sykdom, og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.
Klikk for mer info eller for å bestille
Immunitetskoden: Det nye paradigmet for ekte helse og radikal antialdring
av Joel Greene
Denne boken tilbyr et nytt perspektiv på helse og immunitet, og trekker på prinsipper for epigenetikk og tilbyr innsikt og strategier for å optimalisere helse og aldring.
Klikk for mer info eller for å bestille
Den komplette guiden til faste: Helbred kroppen din gjennom periodisk, vekslende dag og forlenget faste
av Dr. Jason Fung og Jimmy Moore
Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med faste og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.
