Alkohol ändrar minnen på mobilnivån, visar Fruit Fly Study

Det är lördag morgon. Du vaknar på en het soffa med torr mun och huvudvärk. Jag dricker aldrig igen du säger, men den natten gör du det. Ny forskning i Nervcell avslöjar en underliggande grund för den oändliga cykeln, som visar sambandet mellan hjärnans förhållande till alkohol och de trevliga minnen som bildas under inflytandet.

Forskare har länge vetat att beroendeframkallande läkemedel som kokain och alkohol röra med hur hjärnans belöningssätt fungerar, men den här studien visar bara på vilket sätt det kan hända. I papperet, publicerad torsdag, visar Brown University forskare att alkohol påverkar en specifik cellsignalväg i hjärnorna av fruktflugor (Drosophila melanogaster).

Denna väg, kallad Notch, delas av de flesta multicellulära organismer, inklusive människor. Baserat på de förändringar som forskarna observerade i fruktflugornas hjärnor efter att ha konsumerat alkohol, föreslår de att alkoholens effekt på Notch-vägen kan vara en viktig del av hur djur - inklusive människor - lär sig att bedriva erfarenheter som känns bra.

Karla Kaun, Ph.D., en biträdande professor i neurovetenskap vid Brown University och studieens motsvarande författare, säger att alkoholens effekt på Notch-signalvägen bidrar till den typ av associativt minne som kan driva missbruk.

"När du dricker, bildar du minnen för signaler i din miljö, som glasets eller bukettets vin, som blir associerad med känslan av att bli berusad", berättade Kaun Newsweek. "Vår studie ger genetiska och biokemiska bevis för att relativt låga doser alkohol kan aktivera en starkt konserverad cell-signalväg i hjärnan, vilket leder till förändringar i uttryck av gener som är viktiga för lärande och minne."

Alkoholens effekt på hjärnans belöning och inlärningsvägar verkar komma i form av förändrat genuttryck i Notch-vägen. Tidigt i livet spelar Notch-signalvägen en viktig roll i ett embryos utvecklande hjärna. Denna studie tyder på att dess betydande inverkan på vuxna hjärnor har underskattats och det kan ha en signifikant inverkan på hur alkohol aktiverar dopamin - en neurotransmittor som ofta är förknippad med goda känslor och beroende - i hjärnan.

I fruktflugorna som hade utbildats för att söka alkohol som en del av studien aktiverade alkohol Notch-vägen. Denna aktivering hade en kaskad av effekter längs linjen, vilket innefattade en liten förändring av en gen som kodar för cellernas dopaminreceptorer. Alkohol ökade inte eller minskade produktionen av dopaminreceptorer, ej heller aktiverade dopaminreceptorerna, men det förändrade något genuttrycket av dopaminreceptorerna som celler producerade. Denna förändring, som studiens upphovsmän argumenterar, föreslår att alkohol kapar hur hjärnans dopaminvägar svarar på nöje och belöning.

"Om detta fungerar på samma sätt hos människor, är ett glas vin tillräckligt för att aktivera vägen, men det återgår till normalt inom en timme," berättade Kaun Självständig. Men ju mer alkohol som konsumeras desto längre tar det för att det ska återgå till det normala. "Efter tre glasögon, med en timmes mellanrum, återgår inte vägen till normal efter 24 timmar," sa hon. "Vi tror att denna uthållighet är sannolikt vad som ändrar genuttrycket i minneskretsar."

Peter Giese, Ph.D., professor i neurovetenskap vid King's College London, som inte var involverad i studien, säger att det är bättre att förstå hur alkohol - och andra beroendeframkallande ämnen - påverkar hjärnan på en mikroskopisk nivå kan hjälpa människor som lever med substans användningsstörningar.

"Denna studie antyder att narkotikamissbruk fortsätter eftersom minnesmekanismerna kapades av läkemedelsexponering," berättade Giese Självständig. "Studien ger inte bara en modell för att förstå persistensen av narkotikamissbruk, det identifierar också potentiella farmakologiska mål för behandling av missbruk."

Abstrakt:

Narkotika av missbruk, som alkohol, modulerar genuttryck i belöningskretsar och följaktligen förändrar beteende. Men in vivo cellulära mekanismer genom vilka alkohol inducerar varaktig transkriptionella förändringar är oklara. Vi visar det Drosophila Notch / Su (H) -signalering och det utsöndrade fibrinogenrelaterade proteinet Scabrous i mushroom body (MB) minneskretsar är viktiga för den varaktiga preferensen av signaler associerade med alkoholens givande egenskaper. Alkoholexponering påverkar Notch responsivity i den vuxna MB och ändrar Su (H) inriktning på dopamin-2-liknande receptor (Dop2R). Alkoholkönsträning orsakade också varaktiga förändringar i MB-kärntranscriptom, inklusive förändringar i den alternativa splitsningen av Dop2R och nyligen implicerade transkript som Stat92E. Tillsammans föreslår våra data att alkoholinducerad aktivering av den högt konserverade Notch-vägen och åtföljande transkriptionella svar i minneskretsar bidrar till missbruk. I slutändan ger detta mekanisk inblick i etiologin och patofysiologin av alkoholanvändning.