Badanie przeprowadzone na prawie 10 000 nastolatków, finansowane przez Narodowy Instytut Zdrowia (NIH), wykazało wyraźne różnice w strukturach mózgu osób, które zażywały substancje przed 15. rokiem życia, w porównaniu z tymi, które tego nie robiły. Wiele z tych różnic strukturalnych w mózgu wydawało się występować w dzieciństwie, przed użyciem jakichkolwiek substancji, co sugeruje, iż mogą one odgrywać rolę w ryzyku rozpoczęcia używania substancji w późniejszym życiu, w połączeniu z czynnikami genetycznymi, środowiskowymi i innymi czynnikami neurologicznymi.
„To uzupełnia pewne pojawiające się dowody na to, iż struktura mózgu danej osoby, wraz z jej unikalną genetyką, narażeniem środowiskowym i interakcjami między tymi czynnikami, może mieć wpływ na poziom ryzyka i odporność na używanie substancji i uzależnienie” – powiedziała Nora Volkow, dyrektor NIDA . „Zrozumienie złożonej zależności między czynnikami sprzyjającymi zażywaniu narkotyków i chroniącymi przed używaniem narkotyków ma najważniejsze znaczenie dla informowania o skutecznych interwencjach profilaktycznych i zapewniania wsparcia osobom, które mogą być najbardziej bezbronne”.
Spośród 3460 nastolatków, którzy rozpoczęli używanie substancji przed 15. rokiem życia, większość (90,2%) przyznała, iż próbowała alkoholu, przy czym w znacznym stopniu pokrywało się to z używaniem nikotyny i/lub konopi indyjskich; Odpowiednio 61,5% i 52,4% dzieci rozpoczynających przygodę z nikotyną i konopiami indyjskimi zgłosiło również rozpoczęcie picia alkoholu. Inicjacja substancji była powiązana z różnymi ogólnomózgowymi (globalnymi), a także bardziej regionalnymi różnicami strukturalnymi, obejmującymi głównie korę mózgową, z których niektóre były specyficzne dla substancji. Chociaż dane te mogą pewnego dnia pomóc w opracowaniu strategii profilaktyki klinicznej, badacze podkreślają, iż sama struktura mózgu nie jest w stanie przewidzieć używania substancji psychoaktywnych w okresie dojrzewania i iż danych tych nie należy wykorzystywać jako narzędzia diagnostycznego.
W badaniu opublikowanym w JAMA Network Open wykorzystano dane z badania Adolescent Brain Cognitive Development Study (ABCD Study), największego podłużnego badania rozwoju mózgu i zdrowia dzieci i młodzieży w Stanach Zjednoczonych, wspieranego przez Narodowy Instytut NIH ds. nadużywania narkotyków (NIDA) oraz dziewięć innych instytutów, ośrodków i biur.
Wykorzystując dane z badania ABCD, naukowcy z Washington University w St. Louis ocenili skany MRI wykonane u 9804 dzieci w całych Stanach Zjednoczonych w wieku od 9 do 11 lat – „na poziomie wyjściowym” – i obserwowali uczestników przez trzy lata, aby ustalić, czy pewne aspekty struktury mózgu uchwycone w wyjściowym obrazie MRI powiązano z wczesną inicjacją zażywania substancji. Monitorowano pod kątem używania alkoholu, nikotyny i/lub konopi indyjskich – substancji najczęściej używanych we wczesnym okresie dojrzewania, a także używania innych nielegalnych substancji. Naukowcy porównali wyniki rezonansu magnetycznego 3460 uczestników, którzy zgłosili rozpoczęcie używania substancji przed 15. rokiem życia w latach 2016–2021 z tymi, którzy tego nie zrobili (6344).
Ocenili zarówno globalne, jak i regionalne różnice w strukturze mózgu, biorąc pod uwagę takie parametry, jak objętość, grubość, głębokość fałdów mózgowych i powierzchnia, głównie w korze mózgowej. Kora jest najbardziej zewnętrzną warstwą mózgu, gęsto wypełnioną neuronami i odpowiedzialną za wiele procesów wyższego poziomu, w tym za uczenie się, odczuwanie, pamięć, język, emocje i podejmowanie decyzji. Specyficzne cechy i różnice w tych strukturach – mierzone grubością, polem powierzchni i objętością – zostały powiązane ze zmiennością zdolności poznawczych i stanami neurologicznymi.
Naukowcy zidentyfikowali pięć różnic w strukturze mózgu na poziomie globalnym między osobami, które zgłosiły rozpoczęcie używania substancji przed 15. rokiem życia, a tymi, które tego nie zrobiły. Obejmowały one większą całkowitą objętość mózgu i większą objętość podkorową u osób, które wskazywały na inicjację substancji. Dodatkowych 39 różnic w strukturze mózgu stwierdzono na poziomie regionalnym, przy czym około 56% różnic regionalnych dotyczyło grubości kory mózgowej. Niektóre różnice w strukturze mózgu również okazały się specyficzne dla rodzaju użytej substancji.
W analizie post hoc naukowcy odkryli, iż wiele z tych różnic w mózgu przez cały czas utrzymuje się choćby po usunięciu tych uczestników, którzy zgłosili rozpoczęcie przyjmowania substancji przed pobraniem ich podstawowego badania MRI. Powstałe porównanie przeprowadzono pomiędzy osobami, które nie zgłosiły żadnej inicjacji używania substancji, a podgrupą składającą się z 1203 uczestników grupy rozpoczynającej używanie substancji, którzy nie mieli żadnego doświadczenia w używaniu substancji w momencie pierwszego zarejestrowania ich rezonansu magnetycznego. Wyniki tej wtórnej analizy sugerują, iż niektóre z tych różnic w strukturze mózgu mogą występować przed użyciem jakiejkolwiek substancji, co podważa interpretację, jakoby takie różnice wynikają wyłącznie z narażenia na substancję, i wskazuje obszar wymagający dalszych badań.
Chociaż niektóre obszary mózgu, w których zidentyfikowano różnice, powiązano z poszukiwaniem wrażeń i impulsywnością, naukowcy zauważają, iż potrzeba więcej pracy, aby określić, w jaki sposób te różnice strukturalne mogą przekładać się na różnice w funkcjonowaniu lub zachowaniu mózgu. Podkreślają również, iż wzajemne oddziaływanie między genetyką, środowiskiem, strukturą mózgu, środowiskiem prenatalnym i wpływem na zachowanie wpływa na zachowania.
Inna niedawna analiza danych z badania ABCD przeprowadzonego przez Uniwersytet Michigan pokazuje tę zależność, pokazując, iż wzorce funkcjonalnej łączności mózgu we wczesnym okresie dojrzewania mogą przewidywać rozpoczęcie używania substancji przez młodzież oraz iż na trajektorie te prawdopodobnie wpływało narażenie na zanieczyszczenia.
Przyszłe badania będą miały najważniejsze znaczenie dla ustalenia, jak początkowe różnice w strukturze mózgu mogą zmieniać się wraz z wiekiem dzieci i ciągłym używaniem substancji lub rozwojem zaburzeń związanych z używaniem substancji.
„Dzięki badaniu ABCD dysponujemy solidną i obszerną bazą danych zawierającą dane podłużne, która wykracza poza wcześniejsze badania neuroobrazowe i pozwala zrozumieć dwukierunkowy związek między strukturą mózgu a używaniem substancji psychoaktywnych” – powiedział dr Alex Miller, korespondent z badania i współautor badania. adiunkt psychiatrii na Uniwersytecie Indiana. „Mamy nadzieję, iż tego typu badania, w połączeniu z innymi danymi na temat narażenia środowiskowego i ryzyka genetycznego, mogą pomóc zmienić sposób, w jaki myślimy o rozwoju zaburzeń związanych z używaniem substancji psychoaktywnych, a także opracować dokładniejsze modele uzależnień”.
