Zusammenfassung: Forscher haben herausgefunden, dass das „Salience-Netzwerk“ des Gehirns nur dann aktiviert wird, wenn Medikamente intravenös und nicht oral eingenommen werden, was Einblicke in Suchtmechanismen bietet.
Der schnelle Eintritt von Medikamenten in das Gehirn, wie z. B. Injektionen oder Rauchen, weist ein höheres Suchtpotenzial auf als langsamere Methoden wie die orale Einnahme.
Diese Studie verwendete PET/fMRT-Bildgebung, um den Dopaminspiegel und die Gehirnaktivität als Reaktion auf die Verabreichung von Methylphenidat bei zwanzig Erwachsenen zu vergleichen.
Wichtige Fakten:
- Das „Salience-Netzwerk“ im Gehirn ist mit der Erkennung der subjektiven Wirkung von Medikamenten verbunden und wurde nur bei intravenöser Verabreichung aktiviert.
- Eine schnelle Dopaminausschüttung bei intravenöser Medikamentengabe korrespondiert mit einem erhöhten Suchtpotential, während langsamere Anstiege bei oraler Einnahme ein geringeres Suchtrisiko mit sich bringen.
- Diese Forschung unterstreicht das Potenzial der gezielten Nutzung des Salienznetzwerks für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Substanzstörungen.
Quelle: NIH
Ergebnisse einer neuen klinischen Studie deuten darauf hin, dass eine Gruppe von Gehirnregionen, das sogenannte „Salience-Netzwerk“, aktiviert wird, nachdem ein Medikament intravenös eingenommen wurde, nicht jedoch, wenn dasselbe Medikament oral eingenommen wird. Wenn Medikamente schnell ins Gehirn gelangen, beispielsweise durch Injektionen oder Rauchen, machen sie süchtiger, als wenn sie langsamer ins Gehirn gelangen, beispielsweise wenn sie oral eingenommen werden.
Allerdings sind die Gehirnschaltkreise, die diesen Unterschieden zugrunde liegen, nicht vollständig verstanden. Diese Studie bietet neue Informationen, die helfen zu erklären, was diesen Unterschied verursachen könnte.
Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation Und unter der Leitung von Forschern des National Institute on Drug Abuse (NIDA) und des National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA), Teile der National Institutes of Health, am NIH Clinical Center.
„Wir wissen seit langem, dass eine Droge umso abhängiger macht, je schneller sie ins Gehirn gelangt – aber wir wissen nicht genau, warum. Jetzt haben wir mithilfe einer der neuesten und fortschrittlichsten Bildgebungstechnologien einige Erkenntnisse gewonnen“, sagte Nora Volkow, MD, NIDA-Direktorin, Leiterin des NIAAA Laboratory of Neuroimaging und leitende Autorin der Studie.
„Das Verständnis der Gehirnmechanismen, die der Sucht zugrunde liegen, ist entscheidend für fundierte Präventionsmaßnahmen, die Entwicklung neuer Therapien für Substanzstörungen und die Bewältigung der Überdosiskrise.“
Menschen, die rauchen oder Drogen spritzen – zwei Methoden, mit denen Drogen schnell ins Gehirn gelangen – berichten oft, dass sie dies tun, um eine schnellere Linderung des Entzugs zu erreichen oder schneller Euphorie zu verspüren.
Allerdings sind Drogenrauchen und Drogeninjektionen schneller mit der Entwicklung einer Substanzstörung verbunden als die orale Einnahme oder Insufflation von Drogen (z. B. Schnupfen). Darüber hinaus ist der injizierende Drogenkonsum mit einer höheren Rate an Infektionskrankheiten und Überdosierungen verbunden.
Um besser zu verstehen, wie sich die Art der Arzneimittelverabreichung auf die Reaktion des Gehirns auf das Arzneimittel auswirkt, führten die Forscher eine doppelblinde, randomisierte, ausgeglichene klinische Studie mit gleichzeitiger PET/fMRT-Bildgebung durch.
An der Studie nahmen 20 gesunde Erwachsene teil. In drei separaten Sitzungen erhielten die Teilnehmer entweder eine kleine Dosis eines Placebos oder des Stimulans Methylphenidat, allgemein bekannt als Ritalin, oral oder intravenös.
Methylphenidat ist ein sicheres und wirksames verschreibungspflichtiges Medikament zur Behandlung der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS).
Für Forschungszwecke kann Methylphenidat ein nützliches Modellarzneimittel sein, um den Zusammenhang zwischen der Wirkung von Medikamenten auf das Gehirn und dem subjektiven Erleben der Medikamentenbelohnung sicher zu untersuchen.
Nachdem die Teilnehmer das Studienmedikament oder Placebo erhalten hatten, untersuchten die Forscher gleichzeitig Unterschiede im Dopaminspiegel (mittels PET-Bildgebung) und der Gehirnaktivität (mittels fMRT-Bildgebung), während die Teilnehmer über ihr subjektives Euphorieerlebnis als Reaktion auf das Medikament berichteten.
Der PET-Scan lieferte eine Schätzung darüber, wie schnell Dopamin im Gehirn als Reaktion auf die verschiedenen Medikamentenverabreichungen anstieg. In Übereinstimmung mit früheren Untersuchungen zeigte diese Studie, dass die Dopaminanstiegsrate mehr als eine Stunde nach der Verabreichung ihren Höhepunkt erreichte, wenn Teilnehmer Methylphenidat oral erhielten.
Im Vergleich dazu erreichte der Dopaminanstieg bei Teilnehmern, die eine intravenöse Injektion von Methylphenidat erhielten, viel schneller ihren Höhepunkt – innerhalb von 5 bis 10 Minuten nach der Verabreichung.
Mithilfe der fMRT beobachteten die Forscher, dass eine Gehirnregion, der ventromediale präfrontale Kortex, sowohl nach oraler als auch nach intravenöser Verabreichung des Studienmedikaments weniger aktiv war.
Allerdings wurden zwei Gehirnregionen, der dorsale anteriore cinguläre Cortex und die Insula, die Teil des Salienznetzwerks des Gehirns sind, erst nach der Injektion von Methylphenidat, dem suchterzeugenderen Weg der Medikamentenverabreichung, aktiviert.
Dieselben Bereiche des Gehirns wurden nach der oralen Einnahme von Methylphenidat, dem Weg mit geringerem Suchtpotenzial, nicht aktiviert. Dieses Ergebnis stimmte bei allen 20 Forschungsteilnehmern überein.
Das Salienznetzwerk schreibt den Dingen in unserer Umgebung einen Wert zu und ist wichtig für das Erkennen und Übersetzen innerer Empfindungen – einschließlich der subjektiven Wirkungen von Drogen.
Diese Forschung trägt zu einer wachsenden Zahl von Beweisen bei, die die wichtige Rolle dokumentieren, die das Salienznetzwerk bei Substanzkonsum und Sucht zu spielen scheint. Studien haben beispielsweise gezeigt, dass Menschen, die eine Schädigung der Insula, einem Teil des Salienznetzwerks des Gehirns, erleiden, eine vollständige Remission ihrer Sucht erfahren können.
In dieser Studie baten die Forscher die Patienten außerdem, die bewusste Echtzeiterfahrung einer Medikamentenbelohnung oder Euphorie als Reaktion auf die orale und intravenöse Dosis des Medikaments zu verfolgen.
Nach der intravenösen Verabreichung des Arzneimittels stellten die Forscher fest, dass die Aktivität und Konnektivität des Salienznetzwerks, die mittels fMRT-Bildgebung beobachtet wurden, sehr eng mit der subjektiven Erfahrung fast jedes Teilnehmers, sich high zu fühlen, übereinstimmten. Als die Bildgebung eine erhöhte Aktivität in diesem Teil des Gehirns zeigte, häuften sich die Berichte der Teilnehmer über ein Hochgefühl.
Als die Bildgebung eine abnehmende Aktivität im Salienznetzwerk zeigte, verringerten sich die Berichte der Teilnehmer über ein Hochgefühl. Forscher gehen davon aus, dass das in dieser Studie identifizierte Netzwerk nicht nur für die chemische Wirkung des Arzneimittels, sondern auch für das bewusste Erleben der Arzneimittelbelohnung relevant ist.
Die Autoren weisen darauf hin, dass ein wichtiger nächster Schritt dieser Forschung darin bestehen wird, zu untersuchen, ob die Hemmung des Salienznetzwerks bei der Einnahme einer Droge das Gefühl, high zu sein, effektiv blockiert, was das Salienznetzwerk als geeignetes Ziel für die Behandlung von Substanzstörungen weiter unterstützen könnte.
„Ich betreibe nun seit über einem Jahrzehnt Bildgebungsforschung und habe noch nie in einer unserer Studien so konsistente und klare fMRT-Ergebnisse bei allen Teilnehmern gesehen. „Diese Ergebnisse ergänzen den Beweis dafür, dass das Salienznetzwerk des Gehirns ein Ziel ist, das es wert ist, für potenzielle neue Suchttherapien untersucht zu werden“, sagte Peter Manza, PhD, wissenschaftlicher Mitarbeiter am NIAAA und Hauptautor der Studie.
Über diese Neuigkeiten aus den Neurowissenschaften und der Suchtforschung
Autor: Pressebüro
Quelle: NIH
Kontakt: Pressebüro – NIH
Bild: Das Bild stammt von Neuroscience News
Ursprüngliche Forschung: Offener Zugang.
„Neuronale Schaltkreise selektiv für schnelle, aber nicht langsame Dopaminerhöhungen bei der Medikamentenbelohnung“ von Nora Volkow et al. Naturkommunikation
Abstrakt
Selektiver neuronaler Schaltkreis für schnelle, aber nicht langsame Dopaminerhöhungen bei der Medikamentenbelohnung
Je schneller eine Droge ins Gehirn gelangt, desto größer ist ihr Suchtpotenzial, doch die Hirnschaltkreise, die der Geschwindigkeitsabhängigkeit der Drogenbelohnung zugrunde liegen, bleiben ungelöst.
Mit simultaner PET-fMRT verknüpften wir die Dynamik der Dopaminsignalisierung, die Gehirnaktivität/-konnektivität und den selbstberichteten „High“ bei 20 Erwachsenen, die Methylphenidat oral (führt zu einer langsamen Abgabe) und intravenös (führt zu einer schnellen Abgabe) erhielten (Studie NCT03326245).
Wir haben die Geschwindigkeit des striatalen Dopaminanstiegs bei oralem und intravenösem Methylphenidat geschätzt und dann getestet, wo die Gehirnaktivität mit einer langsamen und schnellen Dopamindynamik verbunden ist (primärer Endpunkt). Wir haben dann getestet, ob diese Hirnschaltkreise zeitlich mit individuellen „hohen“ Bewertungen von Methylphenidat (sekundärer Endpunkt) verbunden waren.
Ein kortikostriataler Kreislauf, der den dorsalen anterioren cingulären Kortex und die Insula und ihre Verbindungen mit dem dorsalen Caudat umfasst, wurde durch schnelle (aber nicht langsame) Dopaminerhöhungen aktiviert und ging mit „hohen“ Bewertungen einher.
Diese Daten belegen beim Menschen einen Zusammenhang zwischen dACC/Insula-Aktivierung und schnellem, aber nicht langsamem Dopaminanstieg und dokumentieren eine entscheidende Rolle des Salience-Netzwerks bei der Medikamentenbelohnung.