eLife:研究揭示尼古丁与酒精对大脑作用呈相反异常模式

2019-01-08 黄辛 肖暖暖 科学网

“吸烟有害健康”、“小酒怡情、大酒伤身”、“一醉解千愁”,此类俗语在现代社会早已耳熟能详。然而,香烟与酒精究竟如何影响人的大脑和健康?复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授领衔来自英国华威大学、牛津大学、剑桥大学等研究人员组成的国际合作团队,揭示了吸烟与饮酒具有不同的神经环路机制,并对人脑作用呈相反的异常模式。

“吸烟有害健康”、“小酒怡情、大酒伤身”、“一醉解千愁”,此类俗语在现代社会早已耳熟能详。然而,香烟与酒精究竟如何影响人的大脑和健康?复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授领衔来自英国华威大学、牛津大学、剑桥大学等研究人员组成的国际合作团队,揭示了吸烟与饮酒具有不同的神经环路机制,并对人脑作用呈相反的异常模式。

这一发现为揭示尼古丁与酒精对大脑的作用机制奠定了理论基础,对烟酒成瘾这一全球公共健康问题以及发展针对烟酒成瘾的特异性治疗方法具有重要意义。

1月8日,该成果在线发表在生物医学领域权威期刊《eLife》。同时,该论文被遴选为《eLife digest》特别报道。

“吸烟人群的脑功能连接呈现整体减弱的趋势。”据冯建峰介绍,研究团队整合了美国人脑连接组计划以及欧洲青少年数据两大脑影像数据库,基于静息态功能磁共振脑影像数据对近2000例被试进行脑网络建模分析,分别找到了与吸烟、饮酒密切相关的神经环路。研究发现,在长期吸烟的被试组,被试者脑区之间的同步性明显降低,异常的脑区主要集中在惩罚(非奖赏)功能相关的外侧眶额皮层;而在长期饮酒组,他们脑区之间的同步性却呈现明显升高,异常的脑区主要集中在奖赏功能相关的内侧眶额皮层。

该研究论文第一作者、复旦大学类脑智能研究院青年研究员程炜解释道,“脑功能连接,也就是不同脑区间功能信号的同步性,可以简单理解为脑区间的协同性。人脑的各种功能都需要不同脑区之间的协同作用来完成。这种同步性异常的升高或降低都会影响人脑的功能。”

冯建峰表示,人脑的外侧眶额皮层主要涉及惩罚(非奖赏)等负面刺激,而内侧眶额皮层主要涉及奖赏等正面刺激。研究发现吸烟组对脑惩罚功能的敏感性降低,而饮酒组对脑奖赏功能的敏感性升高。无论是对惩罚失敏,还是对奖赏过于兴奋都会导致人对某种物质的依赖。这也解释了长期吸烟饮酒人群对尼古丁和酒精的依赖。

同时,研究还发现这些和吸烟、饮酒关联的脑连接,与吸烟量、饮酒量以及冲动性行为都显著相关。

当下,吸烟、饮酒的人数比例在全球居高不下。世界卫生组织(WHO)官网最新数据显示,全球约11亿人吸烟,23亿人饮酒,其中重度饮酒人群占18.4% ,重度抽烟人群占15.2% 。WHO数据显示,在中国,烟民数量超过3亿,占世界总吸烟人口的三分之一,在过去30年,平均每天就有2000名中国人因吸烟死亡;而中国饮酒人数将近5亿。

“如此庞大的数据表明,吸烟饮酒正日益成为全球性的公共健康问题。如果能弄清楚酒精与尼古丁对人类大脑作用的成瘾机制,将为烟酒成瘾的治疗起到重要作用。”被问及为何会做此研究,程炜这样回答。

据悉,此项研究历时两年,课题组联合来自牛津大学教授埃德蒙·罗尔斯教授(Edmund Rolls)、剑桥大学教授特雷弗·罗宾斯(Trevor W. Robbins)以及伦敦国王学院教授的冈特·舒曼(Gunter Schumann)等团队共同开展研究。

“值得警醒的是,通过数据驱动的方法,我们在研究中就能得出‘少量的吸烟、饮酒也会表现出脑连接的异常,进而影响人脑的认知等功能’的结论,这与前不久在柳叶刀上发表基于大规模的饮酒调查研究结果是非常一致的。” 冯建峰表示,这也再一次提醒公众,传统认识的小烟小酒不伤身的观点可能导致错误的健康习惯。

“有趣的是,这个发现还与我们之前同一区域上框额皮层上关于抑郁症的研究结果非常相关。我们发现,抑郁症患者的脑连接正好与吸烟饮酒呈相反的异常模式,由此猜测,吸烟与饮酒群体可能更不容易患抑郁症或者一定程度的吸烟与饮酒有可能缓解抑郁症症状。”冯建峰进一步介绍,不久前该课题组的另一项研究成果揭示,抑郁症患者对负面刺激敏感性增高,对正面刺激敏感性降低;而新的研究发现揭示,吸烟饮酒则截然相反,对正面刺激更加敏感,对负面刺激则迟钝一些。

“未来,我们将会进一步通过实验和数据解释吸烟饮酒与抑郁症关系呈相反模式这一有趣的现象。”程炜说。

原始出处:

Wei Cheng, Edmund T Rolls, Trevor W Robbins, et.al. Decreased brain connectivity in smoking contrasts with increased connectivity in drinking. eLife 2019;8:e40765



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