青少年饮酒对大脑的性别特异性影响:改变抑制反应与脑区活动

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Developmental Cognitive Neuroscience 4.6

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  酒精使用障碍(AUD)与青少年时期饮酒密切相关。为探究青少年饮酒的长期危害机制,研究人员以大鼠为对象,研究其对响应抑制及眶额叶皮层(OFC)和背内侧纹状体(DMS)神经活动的影响。结果发现存在性别特异性影响,这为 AUD 病因研究提供了依据。

  在青春的成长乐章中,酒精却似一个不和谐的音符,悄然埋下健康隐患。酒精使用障碍(AUD)如同潜伏在暗处的 “健康杀手”,常常与青少年时期饮酒紧密相连。过往研究虽已揭示成年人患 AUD 时存在响应抑制(指抑制追求奖励行为的能力)方面的缺陷,但对于青少年饮酒如何在大脑中留下长期 “印记”,引发这些不良后果的神经机制,科学界却知之甚少。就像在黑暗中摸索,亟需一道亮光指引方向,因此开展相关研究迫在眉睫。
为了揭开这层神秘的面纱,来自国外的研究人员踏上了探索之旅。他们精心设计研究,以大鼠为研究对象,试图解答青少年饮酒对响应抑制以及眶额叶皮层(OFC)和背内侧纹状体(DMS)神经活动编码的影响之谜。这两个脑区在响应抑制表达中起着关键作用,如同精密仪器中的重要部件,任何细微变化都可能引发连锁反应。

研究人员让青春期的雄性和雌性大鼠连续 5 天,每天接触酒精 4 小时。之后,当大鼠处于青春期或成年期时,对其进行线索响应抑制任务(Cued Response Inhibition Task,CRIT)测试,同时记录 OFC 和 DMS 的神经活动。这一过程就像一场精心策划的 “实验大戏”,每个环节都经过深思熟虑。

在实验的 “舞台” 上,研究人员发现了诸多令人瞩目的 “剧情”。

  • 青少年饮酒导致性别特异性的响应抑制缺陷:在 CRIT 测试中,雄性大鼠青春期饮酒后,过早反应(premature responses)明显增加,响应抑制比率(Response Inhibition Ratio,RIR)降低,且过早反应的潜伏期缩短,在不应期(Inter-Trial Interval,ITI)内的行为也变得更加频繁。这表明青春期饮酒让雄性大鼠在面对奖励诱惑时,更难以抑制自己的行为,就像刹车失灵的汽车,难以控制。而雌性大鼠虽然也存在一些行为变化,但与雄性相比,青春期饮酒对其影响相对较弱。
  • 青少年饮酒引起性别特异性的动作编码改变:在对单个神经元活动的分析中,青春期饮酒对雄性和雌性大鼠 OFC 和 DMS 神经元活动的影响截然不同。例如,青春期饮酒的雌性大鼠在过早动作和正确动作后,OFC 神经元的放电率变化与对照组不同;雄性大鼠则在成年后,OFC 和 DMS 神经元对过早动作和正确动作的反应出现特异性改变。这说明青春期饮酒在神经元层面上,对不同性别的大鼠产生了独特的 “印记”。
  • 酒精对局部场电位(LFP)产生性别和年龄特异性影响:通过对 LFP 的分析,研究人员发现青春期饮酒对 OFC 和 DMS 的非周期性指数(aperiodic exponent)、功率(power)和相位同步性(phase synchrony)产生了不同影响。在青春期饮酒的雄性大鼠中,OFC 和 DMS 的活动模式在成年后发生了明显变化,且不同年龄和奖励组之间存在显著差异。这表明酒精就像一个 “捣乱分子”,打乱了大脑正常的电活动节奏。
  • 青少年饮酒促进成年雄性大鼠酒精摄入量增加:研究还发现,青春期饮酒的成年雄性大鼠比对照组饮用更多酒精,而雌性大鼠则未受此影响。这进一步揭示了青春期饮酒对成年后酒精偏好的性别差异,就像为雄性大鼠打开了一扇更容易沉迷于酒精的 “大门”。

研究结论表明,青春期饮酒以性别特异性的方式改变了 OFC - 纹状体(striatal)回路的发育,并促进了成年后的酒精摄入增加。这一发现意义重大,为酒精使用障碍的发展病因提供了重要的机制性线索,就像在黑暗中点亮了一盏明灯,为后续研究照亮了方向。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:

  • 行为学测试:采用 CRIT 任务,观察大鼠在面对线索时的行为反应,判断其响应抑制能力。
  • 体内电生理学记录:在大鼠进行 CRIT 任务时,同步记录 OFC 和 DMS 的单个神经元活动和 LFP。
  • 数据分析方法:运用多种统计分析方法,如方差分析(ANOVA)、Friedman 检验、卡方检验等,对行为学和电生理学数据进行深入分析。

这项发表在《Developmental Cognitive Neuroscience》上的研究,为我们理解青少年饮酒对大脑的长期影响提供了宝贵的信息。然而,研究也存在一定的局限性,如 CRIT 范式无法区分学习和表现,社会隔离可能影响实验结果,电生理学记录的单位数量有限等。但这并不影响其为后续研究奠定基础,未来研究可在此基础上进一步探索,为预防和治疗酒精使用障碍开辟新的道路。

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