Riippuvuuksien neurobiologinen tausta Petri Hyyti Kansanterveyslaitos Mielenterveyden ja

Riippuvuuksien neurobiologinen tausta Petri Hyytiä Kansanterveyslaitos Mielenterveyden ja alkoholitutkimuksen osasto

Sisältö • • Palkitsemisen anatomia Anhedonia ja huumeriippuvuus Ehdollistuminen ja aivojen toiminta Ehdollistuminen ja instrumentaalinen oppiminen • Pakonomaisuus

Aivojen motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmät Prefrontaalikorteksi Thalamus Amygdala/ hippokampus Accumbens VTA

Aivojen motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmät Prefrontaalikorteksi Säätelee motivaatiota: luonnolliset käyttäytymistä ylläpitävät ja palkitsevat ärsykkeet Suodattaa emotionaalista ja sensorista informaatiota ja Thalamus integroi sen motoriseen suoritukseen Amygdala/ ja joustavuutta Säätelee käyttäytymisen toistuvuutta hippokampus Säätelee päihteiden akuutteja ja kroonisia vaikutuksia Accumbens VTA

Aivojen motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmät Akuutti päihdealtistus ja siihen liittyvät ärsykkeet Prefrontaalistimuloivat accumbens-tumakkeen dopaminergistä korteksi toimintaa Muita tärkeitä välittäjäaineista: GABA, glutamaatti, serotoniini, opioidipeptidit Thalamus Kroonisen altistuksen on todettu johtavan pitkäaikaiseen accumbens-tumakkeen dopaminergiseen Amygdala/ vajaatoimintaan hippokampus Accumbens VTA

Kokaiinin välitön vaikutus aivoissa 1 -2 Min 3 -4 5 -6 6 -7 7 -8 8 -9 9 -10 10 -20 20 -30

Pitkäaikainen päihdekäyttö: D 2 -dopamiinireseptorien määrän pieneneminen accumbenstumakkeessa Aivojen mesolimbisen motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmän pitkäkestoinen toimintavaje vieroituksen jälkeen Lisääntynyt motivaatio jatkaa päihdekäyttöä?

Dopamiinin sitoutumiskohdat alkoholistien aivoissa Alkoholistit Kontrollit * * Tupala ja Tiihonen 2004

Aivojen motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmät Prefrontaalikorteksi Kun palkkio esiintyy toistuvasti, mesolimbinen dopamiinijärjestelmä aktivoituu enemmän palkkioon liittyvästä ärsykkeestä kuin itse palkkiosta Thalamus Dopamiinineuronit saattavat siten liittyä aktivaatio- ja motivaatioprosesseihin, eivätkä enää välitä tietoa palkkion Amygdala/ erityispiirteistä hippokampus Ehdollistuminen, tapojen syntyminen Accumbens VTA

Pavlovin koira: Klassinen ehdollistuminen

Dopamiinineuroneiden aktivaatio palkkion ja siihen liittyvän vihjeen (CS) aikana

Alkoholiin liittyvät visuaaliset ärsykkeet (kuvasarja) aktivoivat ventraalisen striatumin alueen (accumbens) alkoholisteilla, mutta ei verrokeilla. Ensimmäinen mittaus viikon kuluttua vieroituksesta, toinen yli kolmen viikon kuluttua. Braus et al. 2001

”Tiedostamattomat” seksuaaliset ärsykkeet aktivoivat aivoja • 4 kuvakategoriaa • 33 ms kuva • 467 ms neutraali taustakuva

Aivojen palkitsemisjärjestelmä ja palkkion suuruus

Aivojen palkitsemisjärjestelmä ja palkkion suuruus Accumbens-tumake: Prefrontaalikorteksi: Insula: • Aktivoituu halutusta tuotteesta • Ennustaa ostopäätöksen • Aktivoituu ostotapahtumasta • Inaktivoituu kalliista hinnasta • Aktivoituu negatiivisesta päätöksestä

Pavlovian-instrumental transfer • Palkkioon liittyvät ehdollistuneet ärsykkeet vahvistavat palkkioon suuntautunutta instrumentaalista toimintaa • Toimii parhaiten tavaksi muodostuneiden toimintojen yhteydessä • Saattaa liittyä esim. päihderiippuvuuteen ja relapsiin

Vaihe 1 Vaihe 2 Vaihe 3

”Pavlovian-instrumental transfer”

Prefrontaalikorteksi: motivaatioon ja emootioihin liittyvä informaatio Prefrontaalikorteksi Thalamus Amygdala/ hippokampus Accumbens VTA

Prefrontaalikorteksi: motivaatioon ja emootioihin liittyvä informaatio Prefrontaalikorteksi Dorsolateraalinen prefrontaalikorteksi Thalamus Singulaarikorteksi Orbitofrontaalinen korteksi Amygdala/ hippokampus informaation Emootioihin ja motivaatioon liittyvän prosessointi (esim. ehdollistumisen yhteydessä) Accumbens Sensoristen ja limbisten yllykkeiden inhibitio VTA

Prefrontaalikorteksi: motivaatioon ja emootioihin liittyvä informaatio Prefrontaalikorteksi Thalamus Amygdala/ hippokampus Accumbens VTA

Prefrontaalikorteksi: motivaatioon ja emootioihin liittyvä informaatio Prefrontaalikorteksin toimintahäiriöistä Thalamus seuraa: Sensoristen ja limbisten järjestelmien välittämien yllykkeiden inhibition heikkeneminen Accumbens Käyttäytymisen impulsiivisuus tai pakonomaisuus VTA Amygdala/ hippokampus

Päihteiden käytön vaikutus frontaalikorteksin metaboliseen aktiivisuuteen Verrokki Vieroituksen jälkeen Useiden päihteiden käyttäjillä havaitaan pitkäaikaisia päihteiden käytöstä aiheutuneita frontaalikorteksin häiriöitä.

Riippuvuuden ”endofenotyyppi” ERP (Event-Related Brain Potential): n P 3 -komponentti: • esiintyy 300 -500 ms ärsykkeen jälkeen • alkoholisteilla esiintyy poikkeava P 3 -komponentti • P 3: n amplitudi kääntäen verrannollinen alkoholiriippuvuuden vakavuuteen • abstinenssi (5 -10 vuotta) ei aiheuta muutoksia • vastaava poikkeama alkoholistien lapsilla, joilla ei kokemuksia alkoholista • P 3: n heritabiliteetti 50 -60% • Merkitys: Keskushermoston vähentyneen inhiboivan kontrollin neurofysiologinen osoitin? • Huumeriippuvuus, ADHD, epäsosiaalinen persoonallisuushäiriö