Μεταξύ των δισεκατομμυρίων νευρώνων στον εγκέφαλο, λιγότεροι από 500 είναι υπεύθυνοι για την καταστολή της υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ, σύμφωνα με μια μελέτη του Gilles E. Martin, αναπληρωτή καθηγητή νευροβιολογίας που δημοσιεύτηκε στο Nature Neuroscience.
Τα ευρήματα παρέχουν πληροφορίες για τη συμπεριφορά υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ και την εξάρτηση από το αλκοόλ, τα οποία μπορεί να οδηγήσουν σε νέους θεραπευτικούς στόχους.
«Είναι πραγματικά δύσκολο να κατανοήσουμε πώς μόνο λίγοι νευρώνες μπορούν να έχουν τόσο βαθιά επίδραση στη συμπεριφορά», δήλωσε ο Δρ. Martin, μέλος του Ινστιτούτου Νευροψυχιατρικής Έρευνας Brudnick στο UMass Chan. «Αυτό είναι συναρπαστικό γιατί αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πώς μόνο μια χούφτα κυττάρων εμπλέκονται σε πολύ συγκεκριμένες συμπεριφορές. Πραγματικά, αυτή η μελέτη αφορά την εύρεση μιας βελόνας στα άχυρα».
Ο εθισμός στο αλκοόλ και η υπερκατανάλωση αποτελούν μια σημαντική πρόκληση για την υγεία, προκαλώντας εκατομμύρια θανάτους, τόσο άμεσα όσο και έμμεσα, μέσω περισσότερων από 200 σχετιζόμενων ασθενειών και τραυματισμών που προκύπτουν από τη βραχυπρόθεσμη και μακροχρόνια χρήση. Ενώ πρόσφατες μελέτες έχουν επισημάνει συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο προμετωπιαίος φλοιός, ως παράγοντες που παίζουν ρόλο στην αναστολή της υπερκατανάλωσης αλκοόλ, αυτές οι μελέτες δεν έχουν την ικανότητα να εντοπίσουν τα συγκεκριμένα νευρωνικά κυκλώματα που εμπλέκονται στην καταστολή της κατανάλωσης αλκοόλ.
Ο Martin και οι συνεργάτες του κατάφεραν να περιορίσουν την περιοχή στον εγκέφαλο που είναι υπεύθυνη για την καταστολή της υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ σε ένα συγκεκριμένο νευρωνικό σύνολο, χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό προηγμένης φωτομετρίας ινών, οπτογενετικής, ηλεκτροφυσιολογίας και τεχνολογιών μονοκυτταρικής μεταγραφωμικής με μια προσέγγιση ιικού φορέα.
«Η χρυσή εποχή της νευροεπιστήμης στην οποία εισήλθαμε πριν από μια δεκαετία επιταχύνεται τώρα», εξήγησε ο Martin. «Με όλα τα εργαλεία που έχουμε στη διάθεσή μας, είμαστε πλέον σε θέση να κάνουμε πράγματα που πριν από 10 ή ακόμα και πέντε χρόνια ήταν αδιανόητα. Υπάρχουν δισεκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλο. Χωρίς αυτές τις τεχνολογίες, δεν θα μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε αυτή τη δραστηριότητα μεταξύ όλων αυτών των κυττάρων. Θα πετούσε κάτω από το ραντάρ επειδή θα υπήρχαν τόσο λίγα ενεργά κύτταρα, που δεν θα μπορούσαμε να τα δούμε».
Μια διακριτή ομάδα συν-ενεργοποιούμενων νευρώνων, τα νευρωνικά σύνολα αντιπροσωπεύουν τις βασικές μονάδες του νευρωνικού κώδικα στον εγκέφαλο. Αυτές οι μικρές νευρωνικές ομάδες λειτουργούν σε συντονισμένα και επαναλαμβανόμενα μοτίβα, ενεργοποιώντας μαζί για να δημιουργήσουν ένα ξεχωριστό μοτίβο δραστηριότητας, συχνά σε απόκριση σε συγκεκριμένα ερεθίσματα.
Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό μοντέλο ποντικού σχεδιασμένο για την επισήμανση και τον χειρισμό νευρώνων που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια ενός καθορισμένου χρονικού πλαισίου, ο Martin και οι συνεργάτες του κατάφεραν να εντοπίσουν μια μικρή ομάδα νευρώνων που ενεργοποιούνται σε απόκριση σε γεγονότα υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ.
Όταν οι νευρώνες ενεργοποιούνται σε αυτά τα ζωικά μοντέλα, εκπέμπουν μια εξαιρετικά φωτεινή φθορίζουσα πρωτεΐνη που μπορεί να φανεί χρησιμοποιώντας τεχνολογίες φωτομετρίας ινών. Επειδή αυτό συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο, οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν τους ακριβείς νευρώνες που ενεργοποιούνται όταν το ζώο εκτίθεται σε ένα ερέθισμα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας οπτογενετικές τεχνικές που χρησιμοποιούν φως για την ασφαλή ενεργοποίηση των κυττάρων σε ζωντανά ζώα, αυτοί οι νευρώνες μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν, όπως ένας διακόπτης. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν πιθανές αλλαγές στη συμπεριφορά και να συνδέουν αυτές τις αλλαγές με συγκεκριμένους νευρώνες στον εγκέφαλο.
«Γνωρίζουμε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να οδηγήσει σε εξάρτηση από το αλκοόλ», εξήγησε ο Martin. «Αυτή η περιοχή του εγκεφάλου φαίνεται να εμπλέκεται στενά με την καταστολή αυτής της συμπεριφοράς. Θα μπορούσε η λανθασμένη ενεργοποίηση αυτού του μηχανισμού να εμπλέκεται στην εξάρτηση από το αλκοόλ και η επανενεργοποίησή του θα μπορούσε να αποτελέσει πιθανό στόχο για θεραπευτικές μεθόδους».
Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει και καθίσταται δυνατή η παρατήρηση ακόμη και μικρών υποσυνόλων νευρώνων, ο Martin πιστεύει ότι μπορεί να υπάρχουν μόνο δύο ή τρεις δωδεκάδες νευρώνες που είναι υπεύθυνοι για την καταστολή της υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ και η γνώση αυτή μπορεί να είναι ένα κρίσιμο βήμα προς την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπευτικών μεθόδων.
Περισσότερες πληροφορίες: An orbitocortical-thalamic circuit suppresses 1 binge alcohol-drinking., Nature Neuroscience (2025). DOI: 10.1038/s41593-025-01970-x.
