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NIH对脑能量模式的研究为酒精效应提供了新的见解

根据美国国立卫生研究院的科学家的最新研究,在人脑中同时评估能量使用和神经元活动的模式可以提高我们对酒精如何影响大脑的理解。表征脑能量模式的新方法也可用于研究其他神经精神疾病。该调查结果的报告现已在Nature Communications上发布。

“与其他身体器官相比,大脑使用大量能量,大脑活动与能量利用之间的关联是大脑健康的重要标志,”国家酒精研究所所长George F. Koob博士说。滥用和酒精中毒(NIAAA)是NIH的一部分,为该研究提供资金。“这项研究引入了一种表征大脑活动与葡萄糖消耗相关的新方法,这对于了解大脑如何在健康和疾病中使用能量非常有用。”

该研究由NIAAA神经影像实验室的Ehsan Shokri-Kojori博士和Nora D. Volkow博士领导。Volkow博士也是美国国立卫生研究院国家药物滥用研究所的主任。在之前的研究中,他们和他们的同事已经证明,酒精显着影响脑葡萄糖代谢,一种能量使用的衡量标准,以及区域大脑活动,这是通过血氧化的变化来评估的。

Volkow博士说:“这项研究的结果强调了能量学在确保正常大脑功能方面的相关性,并揭示了它是如何被过量饮酒所扰乱的。”在他们的新研究中,研究人员将用于测量葡萄糖代谢和神经元活动的人脑成像技术结合起来,得出新的测量方法,他们称之为功率和成本。“我们通过观察大脑区域活跃和使用能量的程度来测量能量,”Shokri-Kojori博士解释说。“我们通过观察他们的能量使用超过其潜在活动的程度来测量大脑区域的成本。”在一组健康志愿者中,研究人员表明,服务于不同功能的不同大脑区域具有显着不同的功率和不同的成本。然后,他们通过评估包括轻度饮酒者和重度饮酒者在内的一群人,研究了酒精对这些新措施的影响,发现急性和慢性接触酒精会影响大脑区域的能量和成本。

“在重度饮酒者中,我们看到较少的区域力量,例如丘脑,感觉通道和大脑额叶皮层,这对决策非常重要,”Shokri-Kojori博士说。“这些功率下降被解释为反映了长期接触酒精对脑细胞的毒性作用。”研究人员还发现视觉区域急性酒精暴露期间的功率下降,这与视觉处理的中断有关。同时,视觉区域在酒精中毒期间活动成本的降幅最大,这与这些区域对替代能源如醋酸盐(酒精代谢的副产物)的依赖性一致。

他们的结论是,尽管与轻度饮酒者相比,重度饮酒者的葡萄糖代谢普遍下降,但大量饮酒会使大脑转向效率较低的能量状态。需要进一步的研究来研究导致这种相对低效的机制。“研究不同神经精神疾病中大脑区域的能量特征是未来的一个重要方向,因为力量和成本的测量可能为这种疾病提供新的多模式生物标志物,”Shokri-Kojori博士说。

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