تحقیقات جدید نشان می دهد که مصرف الکل چگونه باعث تغییرات آنی در ساختار شبکه ای مغز و کاهش کارایی جهانی آن می شود؛ این مطالعه با بررسی الکل و ارتباطات مغزی توضیح می دهد که چرا احساس مستی با تیکه تیکه شدن ارتباطات عصبی و تمرکز بر پردازش های محلی همراه است.
تاثیر الکل بر ارتباطات مغزی: تحلیل شبکه مغز و حس مستی
یه لیوان استاندارد شراب یا آبجو فقط بدن رو ریلکس نمی کنه؛ بلکه کلا ساختار ارتباطات توی مغز رو تغییر می ده. تحقیقات جدید نشون می ده که مصرف الکل به صورت آنی، فعالیت های عصبی رو از یه شبکه منعطف و یکپارچه در سطح کل، به یه ساختار محلی و تیکه تیکه تغییر می ده. این تغییرات اهمیت الکل و ارتباطات مغزی را نشان می دهد و به نظر می رسه این تغییرات توی معماری مغز، با میزان احساس مستی فرد هماهنگه. این یافته ها توی مجله Drug and Alcohol Dependence منتشر شده اند.
درک تاثیر الکل بر ارتباطات مغزی
دهه هاست که دانشمندای علوم اعصاب دارن تلاش می کنن بفهمن الکل چطوری روی رفتار آدم ها تاثیر می ذاره. مطالعات قدیمی معمولا بخش های خاصی از مغز رو به صورت جداگونه بررسی می کردن. مثلا محقق ها ممکنه متوجه بشن که فعالیت توی قشر پیش پیشانی مغز کم می شه، که همین موضوع توضیح می ده چرا خودکنترلی آدم پایین می آد. علاوه بر این، ارتباط مصرف الکل با کاهش انعطاف پذیری روانی و تغییرات در مخچه می تواند باعث از دست دادن تعادل فیزیکی و رفتاری شود.
اما مغز مثل مجموعه ای از جزیره های جدا از هم کار نمی کنه؛ بلکه مثل یه شبکه عظیم و به هم پیوسته عمل می کنه. اطلاعات مدام باید بین بخش های مختلف جابه جا بشه تا بتونه تصاویر، صداها و افکار رو پردازش کنه. درک اینکه الکل چطوری روی ترافیک این شبکه تاثیر می ذاره، نیاز به یه روش ریاضی متفاوت به اسم «نظریه گراف» داره.
نظریه گراف؛ ابزاری برای بررسی الکل و ارتباطات مغزی
نظریه گراف به دانشمندا اجازه می ده که با مغز مثل یه نقشه بزرگ از شهرها و بزرگراه ها رفتار کنن. «شهرها» همون نواحی متمایز مغزن که بهشون می گن «گره». «بزرگراه ها» هم ارتباطات عملکردی بین اون ها هستن که بهشون می گن «یال». محقق ها با تحلیل جریان ترافیک توی این بزرگراه ها، می تونن بفهمن که مغز چقدر در اشتراک گذاری اطلاعات کارایی داره.
لیا آ. بیسنبرگر و همکاراش توی دانشگاه مینه سوتا و دانشگاه فلوریدا تصمیم گرفتن این تحلیل شبکه ای رو روی کسایی که به صورت تفننی الکل مصرف می کنن، پیاده کنن. بیسنبرگر، نویسنده اصلی این مطالعه، به همراه نویسنده ارشد، جف بواسونول و یه تیم بزرگ تر روی این پروژه کار کردن. هدف اونا این بود که خلا موجود توی ادبیات علمی درباره مصرف آنی الکل رو پر کنن.
دانشمندان با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته تصویربرداری عصبی، توانسته اند نمایی دقیق از این اختلالات شبکه ای به دست آورند.
در این تصویر، نحوه بازآرایی گره های مغزی تحت تاثیر مواد شیمیایی به خوبی نمایان است که به درک بهتر اختلال در پردازش اطلاعات کمک می کند.
طراحی مطالعه و روش شناسی
در حالی که تحقیقات قبلی بررسی کرده بودن که چطور مصرف سنگین و مزمن الکل طی سال ها مغز رو تغییر می ده، اطلاعات کمتری درباره اثرات فوری یه بار الکل خوردن روی شبکه مغز وجود داشت. محقق ها می خواستن مغز رو در «حالت استراحت» مشاهده کنن. این همون فعالیت پایه ای مغزه که وقتی آدم بیداره ولی کار خاصی انجام نمی ده، رخ می ده.
برای بررسی این موضوع، تیم تحقیق 107 فرد بزرگسال سالم بین 21 تا 45 سال رو جذب کرد. شرکت کننده ها افرادی بودن که گاهی الکل مصرف می کردن و سابقه اختلال مصرف الکل نداشتن. این مطالعه با طراحی «دوسوکور و کنترل شده با پلاسیبو» انجام شد. این روش، استاندارد طلایی برای حذف تعصب و پیش داوری توی آزمایش های بالینیه.
هر شرکت کننده دو بار به آزمایشگاه رفت. توی یکی از جلسات، اونا نوشیدنی حاوی الکل مصرف کردن که با یه میکسر بدون قند مخلوط شده بود. دوز الکل طوری محاسبه شده بود که غلظت الکل توی بازدم اونا به 0.08 گرم در دسی لیتر برسه، که توی ایالات متحده حد مجاز قانونی برای رانندگیه.
توی جلسه دیگه، بهشون یه نوشیدنی پلاسیبو (دارونما) داده شد. این نوشیدنی فقط حاوی میکسر بود، اما مقدار کمی الکل روی سطح و لبه لیوان اسپری شده بود تا بو و طعم یه نوشیدنی واقعی رو شبیه سازی کنه. نه شرکت کننده ها و نه کادر تحقیق نمی دونستن که توی هر روز کدوم نوشیدنی به فرد داده شده.
حدود 30 دقیقه بعد از نوشیدن، شرکت کننده ها وارد دستگاه MRI شدن. بهشون گفته شد که چشماشون رو باز نگه دارن و اجازه بدن ذهنشون آزادانه پرسه بزنه. اسکنر سطح اکسیژن خون رو توی مغزشون ثبت کرد که نشون دهنده میزان فعالیت عصبی هست.
بعدش محقق ها از ابزارهای محاسباتی استفاده کردن تا ارتباط عملکردی بین 106 ناحیه مختلف مغز رو تحلیل کنن. اونا دنبال الگوهای خاصی توی داده ها می گشتن که با معیارهای نظریه گراف توصیف می شن. این معیارها شامل «کارایی جهانی» و «کارایی محلی» بود.
کارایی جهانی نشون می ده که اطلاعات چقدر راحت توی کل شبکه جابه جا می شه. یه شبکه با کارایی جهانی بالا، میان برهای طولانی زیادی داره که به نواحی دور از هم اجازه می ده سریع با هم ارتباط برقرار کنن. کارایی محلی هم نشون می ده که همسایه ها چقدر خوب با هم حرف می زنن. این معیار نشون دهنده تمایل نواحی مغز برای تشکیل خوشه های به هم چسبیده ست که اطلاعات رو بین خودشون پردازش می کنن.
نتایج اصلی در مورد الکل و ارتباطات مغزی
تجزیه و تحلیل ها نشون داد که بعد از مصرف الکل، تغییرات واضحی توی ساختار مغز ایجاد می شه که بر الکل و ارتباطات مغزی تاثیر می گذارد. وقتی شرکت کننده ها الکل مصرف کردن، مغزشون به سمت یه حالت «شبکه ای-مانند» پیش رفت. شبکه مغز کمتر تصادفی و بیشتر خوشه ای شد.
به طور خاص، مطالعه نشون داد که کارایی جهانی توی چندین بخش کاهش پیدا کرده. این موضوع مخصوصا توی لوب پس سری (بخشی از مغز که مسئول پردازش بیناییه) کاملا مشهود بود. این کاهش نشون می ده که الکل باعث می شه ادغام اطلاعات بینایی با بقیه فعالیت های مغز سخت تر بشه.
همزمان، کارایی محلی افزایش پیدا کرد. نواحی توی قشرهای پیشانی و گیجگاهی شروع کردن به برقراری ارتباط شدیدتر با همسایه های مستقیم خودشون. به نظر می رسید مغز به جوامع کوچک تر و مستقل تری تقسیم شده. این ساختار انرژی کمتری برای نگهداری لازم داره، اما جلوی ادغام سریع اطلاعات پیچیده رو می گیره.
محقق ها همچنین معیاری به اسم «ضریب خوشه بندی» رو بررسی کردن. این عدد نشون دهنده احتمال اینه که همسایه های یه گره، خودشون هم با هم در ارتباط باشن. الکل ضریب خوشه بندی رو توی کل شبکه افزایش داد. این موضوع بیشتر از قبل این ایده رو تایید می کنه که مغزِ مست، بیشتر به پردازش محلی تکیه می کنه تا یکپارچگی جهانی.
تیم تحقیق روی ناحیه «اینسولا» هم تمرکز کرد؛ بخشی که عمیقا درگیر حس کردن وضعیت داخلی بدنه. تحت تاثیر الکل، اینسولا ارتباطات بیشتری با همسایه های محلی خودش نشون داد. همچنین در مقایسه با حالت پلاسیبو، فعالیت بیشتری در ارتباط با شبکه گسترده تر از خودش نشون داد.
این تغییرات ساختاری فقط مشاهدات ریاضی انتزاعی نبودن. محقق ها یه رابطه آماری بین تغییرات شبکه و تجربه های شخصی شرکت کننده ها پیدا کردن. قبل از اسکن، شرکت کننده ها به میزان احساس مستی خودشون از 0 تا 100 امتیاز داده بودن.
نتایج نشون داد که میزان سازماندهی مجدد شبکه, شدت «نشئگی» یا سرخوشی فرد رو پیش بینی می کنه. شرکت کننده هایی که مغزشون بیشترین افت رو توی کارایی جهانی و بیشترین افزایش رو توی خوشه بندی محلی نشون داده بود، معمولا گزارش می کردن که بیشترین احساس مستی رو دارن. این یافته ها درک ما را از الکل و ارتباطات مغزی عمیق تر می کند. از هم پاشیدن ساختاریِ ارتباطات راه دور، دقیقا با احساس اختلال و مستی هماهنگ بود.
پیامدها و محدودیت های مطالعه الکل و ارتباطات مغزی
این همبستگی، دیدگاه جدیدی درباره این موضوع می ده که چرا افراد به یه میزان مشخص از الکل، واکنش های متفاوتی نشون می دن. حتی با غلظت الکل خون یکسان، آدم ها سطح متفاوتی از مستی رو تجربه می کنن. این مطالعه نشون می ده که تفاوت های فردی توی نحوه تیکه تیکه شدن شبکه مغز، ممکنه ریشه این پاسخ های متفاوت باشه.
یافته ها همچنین اختلالات توی سیستم بینایی رو برجسته کردن. کاهش کارایی توی نواحی پس سری کاملا مشخص بود. این موضوع با اثرات شناخته شده مستی، مثل تاری دید یا مشکل توی دنبال کردن اشیای متحرک همخونی داره. تحلیل شبکه، یه پایه عصبی برای این نقص های حسی ارائه می ده.
با وجود اینکه این مطالعه شواهد محکمی ارائه می ده، نویسنده ها به یه سری محدودیت ها هم اشاره کردن. اسکن های MRI مخچه رو برای همه شرکت کننده ها به طور کامل ثبت نکردن. مخچه برای تعادل و کنترل حرکتی خیلی حیاتیه. چون این بخش توی تحلیل ها نبود، تصویر اثر الکل روی کل مغز هنوز ناقصه.
علاوه بر این، مطالعه روی بزرگسالان جوان و سالم تمرکز داشت. تغییرات مغزی که اینجا دیده شده، ممکنه توی افراد مسن تر یا کسایی که سابقه سوءمصرف مواد دارن، متفاوت باشه. مغزهای پیرتر همین الان هم کاهش هایی توی کارایی جهانی نشون می دن؛ الکل ممکنه این اثرات رو توی جمعیت های مسن تر تشدید کنه.
محقق ها همچنین اشاره کردن که شرکت کننده ها توی حالت استراحت بودن. مغز وقتی به طور فعال داره مسئله ای رو حل می کنه یا احساسات رو پردازش می کنه، شبکه اش رو دوباره سازماندهی می کنه. تحقیقات آینده باید مشخص کنن که آیا این تغییرات ساختاری وقتی یه فرد مست سعی می کنه یه کار پیچیده مثل رانندگی رو انجام بده، پابرجا می مونه یا بدتر می شه.
این تحقیق دیدگاه دقیقی از مستی آنی ارائه می ده. این مطالعه فراتر از این ایده می ره که الکل صرفا فعالیت مغز رو «کم» می کنه. در عوض، نشون می ده که الکل مغز رو مجبور به رفتن به یه حالت جداشده و تیکه تیکه می کنه و به وضوح بر الکل و ارتباطات مغزی تاثیر می گذارد. اطلاعات به جای اینکه توی بزرگراه های ذهن جابه جا بشه، توی کوچه های بن بست محلی گیر می افتن.
با وصل کردن این الگوهای ریاضی به احساس درونی مستی، این مطالعه کمک می کنه تا فاصله بین بیولوژی و رفتار پر بشه. این تحقیق نشون می ده که حس مستی، در واقع بخشی از همون حسِ از دست دادن انسجام کلی مغزه.
این مطالعه با عنوان “Acute alcohol intake disrupts resting state network topology in healthy social drinkers” توسط لیا آ. بیسنبرگر و همکاران، درک ما را از پویایی الکل و ارتباطات مغزی به شکل قابل توجهی افزایش داده است. این پژوهش توسط لیا آ. بیسنبرگر، آدریانا ک. کوشنی، بتانی استنت-بلک مون، لاندرو اس. سورل، مایکل ای. رابینسون، سارا جو نیکسون و جف بواسونول نوشته شده است.
در نهایت، بررسی تغییرات لحظه ای در توپولوژی شبکه های عصبی نشان می دهد که چگونه مصرف الکل با جایگزینی ارتباطات دوربرد با خوشه های محلی، باعث از هم گسیختگی ادراک و کاهش توانایی مغز در پردازش یکپارچه اطلاعات می شود. این یافته ها نه تنها مبنایی علمی برای احساس مستی فراهم می کنند، بلکه تفاوت های فردی در واکنش به الکل را نیز به شکلی دقیق تر تبیین می نمایند.
