研究人员与洛克菲勒大学的科学家合作，发现了一种大脑机制，使可卡因和吗啡能够劫持自然奖励处理系统。该研究的发现于4月18日在线发表在《科学》杂志上，为药物成瘾的神经基础提供了新的见解，并可能为基础研究、临床实践和潜在治疗方案提供新的思路。
“我们的研究揭示了该领域的突破性发现，首次显示精神刺激药物和阿片类药物影响参与处理自然奖励的同一大脑细胞的活动，”艾瑞克·J·内斯特勒医生，神经科学纳什家族教授，富里德曼大脑研究所所长，以及西奈山医学院学术事务院长，同时也是西奈山健康系统的首席科学官表示。“这一见解揭示了这些药物如何破坏正常的大脑功能，以及这种破坏如何加剧。”
该研究的主要重点是在小鼠模型中识别成瘾的共同机制，使用两种不同类型的药物：可卡因，一种精神刺激药物，以及吗啡，一种阿片类药物。这项创新研究集合了一支多样化的专家团队，由内斯特勒医生和杰弗里·M·弗里德曼医生领导，后者是洛克菲勒大学的玛丽莲·M·辛普森教授，也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。弗里德曼医生也是该研究的共同高级作者。团队成员包含多位专家，包括两位生物物理学家：阿利帕莎·瓦齐里博士，洛克菲勒大学神经科学与行为学教授及该研究的共同高级作者，以及托比亚斯·诺巴尔博士，洛克菲勒大学助理研究教授及该研究的共同第一作者。团队密切合作，使用先进的工具和方法，涵盖神经科学的行为、回路、细胞和分子方面。
通过这些新的方法，科学家能够监测大脑中名为伏隔核的区域内个别神经元对自然奖励（如食物和水）的反应，以及对精神刺激药物的反应。研究人员发现，反复接触可卡因和吗啡会影响体内特定细胞。这些细胞既对成瘾药物又对自然奖励作出反应，随着时间的推移，这些药物破坏了细胞的正常功能，导致行为集中在寻求药物，而非自然奖励上。研究还表明，可卡因和吗啡引发的细胞反应比食物或水更强，这种反应随着暴露的增加而增强。“在药物撤退后，这些相同的细胞对自然奖励表现出无序的反应，可能类似于物质使用障碍病人戒断时所见的一些负面情绪状态，”共同第一作者卡勒布·布朗博士，内斯特勒博士实验室的前讲师，现为多伦多癌症和心理健康中心坎贝尔家庭心理健康研究所的科学家说。
此外，研究团队识别出一个已知的细胞内信号通路——mTORC1——该通路在药物干扰自然奖励处理方面起着重要作用。在研究过程中，研究人员发现一个名为Rheb的基因，它产生mTORC1通路的激活因子。这个基因可能在成瘾与神经科学之间的关系中发挥作用，可能为目前缺乏有效选项的领域开辟新的医学治疗可能性。
研究团队打算进一步探索成瘾神经科学的细胞生物学，以更好地理解对基础研究和未来临床应用至关重要的分子通路。
“我们的工作还创造了一个重要的数据集，结合了整个大脑药物诱导的神经激活与输入回路的映射，”根据该研究的共同第一作者、弗里德曼博士实验室的研究生唐博文的说法，伏隔核回路映射的发现可能对物质使用障碍研究具有价值。“多年来，人们知道自然奖励，例如食物和成瘾药物，可以激活同一大脑区域，”弗里德曼博士说。“然而，我们最近的发现显示，它们在神经活动上有显著不同的影响。这里的关键点是，成瘾药物对这些神经通路产生了异常影响，这与正常生理反应不同。”内斯特勒博士表示：“在你感到饥饿时进食，或在你口渴时喝水。”他解释说，他们的研究将集中在大脑如何处理信息，以及药物如何干扰这一过程，从而导致成瘾。
