L'imagerie cérébrale montre ce qui expose les adolescents à un risque d'abus de substances

Une série de quatre expériences menées par des neuroscientifiques du Georgetown University Medical Center aident les chercheurs à se concentrer sur ce qui expose les adolescents à un risque de consommation et d'abus d'alcool avant même de commencer à boire.

Les expériences font partie de l'étude sur le développement de l'adolescent, un effort financé par les National Institutes of Health (NIH) pour comprendre comment un cerveau d'adolescent «encore en construction», comme le disent les responsables du NIH, peut conduire à des comportements à risque tels que l'alcool et la drogue. utilisation.

L'étude, une collaboration entre des chercheurs de Georgetown et de l'École de médecine de l'Université du Maryland (UMSOM), est dirigée par John VanMeter, Ph.D., directeur du Center for Functional and Molecular Imaging et professeur agrégé de neurologie au GUMC, et Diana Fishbein, Ph.D., directrice du Centre de recherche translationnelle sur l'adversité, le développement neurologique et l'abus de substances (C-TRANS) à l'UMSOM.

"Ce que cette étude tente de faire est d'identifier les différences dans le cerveau des adolescents qui continuent à abuser de l'alcool et d'autres drogues", a déclaré VanMeter. «Si nous savons ce qui est différent, nous pourrons peut-être développer des stratégies qui peuvent empêcher le comportement.»

Pour les études, les chercheurs ont recruté 135 garçons et filles préadolescents et adolescents, âgés en moyenne de 12,6 ans. Tous les 135 ont subi des IRM structurelles et fonctionnelles pour étudier le lien entre le développement cérébral et le comportement.

Les chercheurs ont également utilisé des questionnaires et plusieurs tests de fonction neurocognitive. Deux de ces tests - la tâche de performance continue (CPT), qui mesure l'impulsivité, et la tâche d'actualisation temporelle (TD), qui quantifie la préférence pour une récompense immédiate plutôt que retardée - ont été menées pendant que les adolescents étaient scannés dans l'IRM.

Étude un

La première étude examine une question de longue date: le manque de connectivité dans le réseau de contrôle exécutif (ECN) du cerveau contribue-t-il à la consommation d'alcool chez les adolescents ou en résulte-t-il?

Pour cette étude, Tomas Clarke, assistant de recherche, et Stuart Washington, Ph.D., stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de VanMeter, ont examiné l'association entre le questionnaire Drug Use Screening Inventory rempli par les parents des 32 participants et la connectivité cérébrale au sein l'ECN, qui comprend les domaines qui traitent l'émotion, l'impulsivité et la maîtrise de soi.

Selon les chercheurs, le questionnaire prédit un futur abus d'alcool. Il n'interroge pas les parents sur leur consommation d'alcool ou de drogues, mais pose des questions sur les comportements sociaux de leurs enfants, tels que l'irritabilité, la colère et la tristesse.

Sur la base du questionnaire, Clarke a divisé les participants en deux groupes, 16 à risque élevé / moyen d'abus d'alcool et 16 à faible risque. Il a ensuite utilisé des scans IRMf pour examiner la connectivité dans l'ECN. Il a découvert que la connectivité ECN était significativement plus faible dans les groupes à risque élevé / moyen par rapport au groupe à faible risque.

"Nous savons que le fonctionnement altéré de l'ECN est lié à un âge précoce de début de consommation d'alcool et à une fréquence plus élevée de consommation d'alcool, mais il n'était pas clair si ce dysfonctionnement s'est produit avant de boire ou était une conséquence de la consommation d'alcool", a déclaré Clarke.

«Nos résultats suggèrent que la réduction du développement du cortex préfrontal est antérieure à la consommation d'alcool et pourrait être liée à de futurs troubles liés à la consommation d'alcool.»

Étude deux

L'étude suivante a examiné les niveaux d'impulsivité en relation avec le lien entre le contrôle exécutif dans le cortex préfrontal et le cortex insulaire, qui est impliqué dans le traitement des émotions.

Benson Stevens, un étudiant diplômé du programme interdisciplinaire en neurosciences de Georgetown, a utilisé le Drug Use Screening Inventory pour établir un groupe à risque élevé / moyen et un groupe à faible risque, chacun avec 17 participants.

Il a ensuite administré le test CPT pendant que les participants ont subi une IRMf. Il a constaté que, par rapport au groupe à faible risque, les participants du groupe à risque élevé / moyen avaient une connectivité réduite entre le cortex préfrontal et le cortex insulaire.

«Moins de connectivité prédit des niveaux d'impulsivité plus élevés», a déclaré Stevens. «Surtout, ces effets ont été observés avant le début de la consommation d'alcool. La connectivité réduite entre ces régions cérébrales pourrait être un facteur important de la consommation d'alcool chez les adolescents, étant donné que la réduction du contrôle inhibiteur s'est avérée être un facteur des troubles liés à la consommation d'alcool.

Étude trois

Une troisième étude a examiné la relation entre la consommation de sucre - telle que déclarée par les adolescents dans un questionnaire alimentaire - et les performances à deux tests, le CPT et le TD, qui mesurent l'impulsivité et la capacité à retarder la gratification. Le CPT a été utilisé pendant que les participants étaient scannés par IRMf.

«Nous savons que, par rapport aux individus en bonne santé, les adultes alcooliques ont une plus forte préférence pour les goûts sucrés, sont plus impulsifs et sont moins capables de retarder la gratification», a expliqué Dana Estefan, ancienne assistante de recherche dans le laboratoire de VanMeter qui est maintenant étudiante à L'Université de New York.

«Nous voulions savoir si ce profil correspond aux jeunes jugés à risque de consommation précoce d'alcool par le Drug Use Screening Inventory.»

La tâche de la TD a confirmé la relation attendue - les enfants avec des quantités élevées de sucre ajouté dans leur alimentation préféraient les récompenses immédiates plus que les enfants avec des niveaux inférieurs de sucre ajouté dans leur alimentation.

De plus, la tâche CPT a révélé que les enfants avec une consommation accrue de sucre ont également montré une plus grande activation dans le gyrus temporal supérieur droit et l'insula droite, des zones liées à l'impulsivité et à l'affect émotionnel, ont rapporté les chercheurs. Leur hypothalamus était également fortement activé, ce qui, chez les adultes, est lié à la suralimentation, à la recherche de récompenses et à la toxicomanie, a ajouté Estefan.

«Nos résultats pourraient potentiellement signifier une corrélation positive entre l'impulsivité et la consommation de sucre chez les adolescents, mais des recherches supplémentaires doivent être effectuées à ce sujet», a-t-elle déclaré.

Étude quatre

Dans la dernière expérience, Valerie Darcey, diététiste et étudiante diplômée du programme interdisciplinaire en neurosciences, a examiné la relation entre l'apport de DHA, un acide gras oméga-3 essentiel, et l'impulsivité. Le DHA, trouvé dans les poissons d'eau froide, est important pour la fonction neuronale, a-t-elle expliqué.

Elle a utilisé un questionnaire alimentaire pour mesurer, chez 81 participants, l'ingestion de DHA et d'acide arachidonique (AA), qui est l'acide gras oméga-6 présent dans l'huile végétale, entre autres aliments. L'AA est en concurrence avec le DHA pour une place dans les membranes cellulaires, donc plus l'AA est consommé, moins le DHA est utilisé, a-t-elle expliqué.

Elle a ensuite donné aux adolescents le test CPT tout en scannant leur cerveau avec l'IRMf.

«Mes résultats préliminaires montrent que si les niveaux d'impulsivité sont les mêmes pour les enfants avec des niveaux élevés et faibles de DHA dans leur alimentation, le cerveau des enfants avec un faible DHA semble être plus actif - travaillant plus dur pour compenser - dans une région impliquée dans la prêter attention à la tâche et une région qui participe à la fonction exécutive », dit-elle.

«Cela nous indique que le cerveau des enfants qui consomment moins de DHA peut ne pas se développer comme ceux qui mangent plus de DHA.»

Source: Centre médical de l'Université de Georgetown