Поведение, характерное для подростков, может быть обусловлено дисбалансом активности между префронтальной корой (ПФК), областью мозга, участвующей в когнитивном контроле и торможении, которая полностью не развивается до подросткового возраста / начала 20-х годов, и прилежащего ядра ( NAC), который играет центральную роль в поиске вознаграждения и зависимости. Прошлые исследования показали, что подростки, которые практикуют рискованное поведение, имеют проблемы с подавлением такого поведения по сравнению со взрослыми или предподростковыми. Исследователи предположили, что низкая активность PFC с одновременной высокой активностью NAC, дисбаланс, который, по-видимому, существует только в подростковом возрасте, по существу противоречит друг другу.
Чтобы проверить причинный дисбаланс, Хайди К. Мейер, аспирантка, работающая в лаборатории нейробиологии обучения и памяти профессора Дэвида Дж. Буччи в Дартмуте, использовала хемогенетический подход, известный как дизайнерские рецепторы, исключительно активируемые дизайнерскими препаратами (DREADD), для моделирования дисбаланс, который имеет место в подростковом возрасте из-за одновременного изменения активности PFC и NAC. DREADDs позволяет исследователям «дистанционно контролировать» активность клеток головного мозга, временно выключая или включая клетки в определенной области на короткий период времени, путем инъекции вируса, который передает гены синтетического рецептора, который реагирует только на синтетический препарат. это также вводится с помощью простой инъекции, которая временно выключает или включает клетки мозга.Для исследования исследователи использовали взрослых крыс, которые обычно имеют сбалансированную активность в этих областях, и использовали подход DREADD для снижения активности PFC и одновременного увеличения активности NAC, в то время как крысы изучали задачу ингибирования.
Звуковой сигнал, подаваемый сам по себе, сигнализировал крысам, что будет доставлено пищевое вознаграждение; однако свет, предшествующий звуковому сигналу, указывал на то, что награды в виде еды не будет. Предыдущие исследования ингибирования обычно изучали реактивное торможение или способность останавливать реакцию после того, как она была инициирована; тем не менее, в исследовании Дартмута в первую очередь проверялось проактивное торможение или способность сдерживать несоответствующий ответ.
Крысы, которых лечили с помощью подхода DREADD, демонстрировали резкую задержку в обучении, чтобы подавлять свою реакцию на тон, когда ему предшествовал свет, что требовало вдвое большего количества тренировок, чтобы изучить поведение. Задержка в обучении этой тормозной реакции соответствовала задержке, которую исследователи наблюдали у нормальных крыс-подростков во время более раннего исследования. Новые результаты также показывают, как эта форма проактивного торможения зависит от возраста, что согласуется с предыдущей работой исследователей о том, как торможение нарушается в подростковом возрасте.
«Понимание того, как конкретные изменения функции мозга во время развития связаны с поведением, критически важно для определения того, почему некоторые люди проявляют чрезмерно рискованное поведение в подростковом возрасте», — говорит Дэвид Дж. Буччи, профессор психологии и наук о мозге Ральфа и Ричарда Лазаруса в Дартмуте. и старший автор исследования. «Мы надеемся, что эти результаты дадут информацию о новых средствах минимизации возможности употребления наркотиков и других видов вредного поведения в этот важный период развития».