Временная эйфория, связанная с опиоидами, имеет высокую цену: героин, оксикодон, опий, морфин и другие обезболивающие препараты являются одними из самых вызывающих привыкание преступников, которые разжигают наркотическую эпидемию, охватившую Америку. В среднем опиоиды уносят жизни 78 человек в США каждый день. Теперь, чтобы понять больше о злоупотреблении психоактивными веществами и о том, как оно влияет на людей нейрохимически, исследователи обращаются к некоторым маловероятным наркоманам: муравьям.
Оказывается, люди - не единственные животные, которые могут сильно пострадать от этих лекарств. Муравьи тоже их любят - может быть, даже больше, чем сахар. В статье, опубликованной сегодня в Журнале экспериментальной биологии, исследователи впервые показывают, что социальное насекомое может сформировать наркотическую зависимость - вывод, который, по их мнению, может помочь нам лучше понять, как зависимость влияет на человеческие сообщества.
«Теперь, когда мы доказали, что можем пристраститься к муравьям и что нейрохимические пути похожи на млекопитающих, для меня самым волнующим является следующий шаг», - говорит Марк Сеид, невролог из Университета Скрантона и старший автор исследования. «Мы можем пристрастить человека (муравьев) и посмотреть, как это влияет на социальную сеть муравьев, которая чем-то похожа на людей».
Когда дело доходит до изучения злоупотребления психоактивными веществами, наркомания людей не вариант. Поэтому исследователи давно обратились к грызунам, обнаружив, что крысы-наркоманы, например, будут выбирать кокаин вместо пищи. Но в то время как крысы имеют относительно схожую физиологию с людьми, они совершенно различны в социальном отношении. Они не образуют сложных, взаимозависимых групп, в которых пострадают другие люди, если кто-то из их знакомых внезапно сформирует серьезную наркотическую привычку. Муравьи делают это, делая их идеальным, хотя и невероятным, объектом для изучения каскадных эффектов, которые наркомания может оказать на общество.
Во-первых, исследователи должны были определить, могут ли муравьи действительно вызывать зависимость от наркотиков. Чтобы выяснить это, они разработали классическую «процедуру выведения сахарозы». Этот метод включает в себя подачу двум группам муравьев миски с сахарной водой, а затем постепенное снижение концентрации этого сладкого лакомства в течение четырех дней. Одна из мисок группы муравьев также содержала второе угощение, концентрация которого не уменьшалась: морфин.
В отличие от муравьев в контрольной группе, принимавшей только воду, к пятому дню муравьи в группе с морфином вернулись в свою теперь уже не содержащую сахара миску, по-видимому, для того, чтобы получить наркотик. Чтобы увидеть, насколько глубока их потенциальная зависимость, исследователи дали и муравьям-наркоманам, и новой группе неподготовленных контрольных муравьев два варианта: миска только для сахара или миска только для морфина. Шестьдесят пять процентов муравьев-наркоманов выбрали миску с морфием, в то время как большинство контрольных муравьев выбрали сахар.
«Как любой, кто когда-либо имел муравьев на своей кухне, знает, что муравьи действительно любят сахар», - говорит Сеид. «Но мы показали, что [группа наркоманов] добывала гораздо больше морфина, чем их естественной награды - сахара».
После эксперимента с сахаром-морфином команда извлекла мозг насекомых, чтобы увидеть, как их пристрастия изменили их нейрохимию. Они использовали технику, называемую высокоэффективной жидкостной хроматографией, для обнаружения химических веществ в каждом образце мозга. По сравнению с контрольными муравьями, у наркоманов морфина были значительно более высокие уровни дофамина, нейромедиатора, связанного с центрами вознаграждения и удовольствия мозга. Дофамин играет значительную роль в зависимости от людей и грызунов.
В то время как прошлые исследования показали, что мухи дрозофилы могут стать зависимыми от алкоголя, эти исследования всегда сочетали препарат с дополнительным перком, таким как сахар. Насколько известно Зейду, новое исследование представляет собой первый случай, когда исследователи продемонстрировали самостоятельное введение препарата без калорийной награды у животного, не являющегося млекопитающим.
«Результаты очень интересны, но, возможно, не необычны, учитывая глубокую историю животных, использующих соединения растительного происхождения, в том числе алкалоиды, такие как кофеин и морфин», - говорит Джеймс Траниелло, биолог из Бостонского университета, который не принимал участия в исследовании. Например, по его словам, у медоносных пчел улучшается кратковременная память, когда они питаются нектаром растений, содержащим кофеин. «Таким образом, результат для муравьев довольно новый, но, возможно, не очень удивительный в свете более широкой эволюционной картины», - говорит Траниелло.
Однако не все убеждены, что муравьи в эксперименте сформировали настоящую зависимость. «Возможно, что муравьи в исследовании стали зависимыми от морфина, но авторы не приводят доказательств зависимости», - говорит Вульфила Гроненберг, невролог из Университета Аризоны, который также не принимал участия в исследовании. Результаты показывают, что морфин взаимодействует с дофаминовой системой, как и у других животных, говорит он. Но это не обязательно означает, что у них развилась истинная зависимость от вещества, которая включает толерантность, абстинентность и поведенческие эффекты.
«Мне эта статья интересна, - сказал он, - но это очень предварительное исследование».
Сеид планирует проследить его результаты путем картирования определенных нейронов, активированных дофамином, в мозге муравьев. Он также сотрудничает с математиком для создания моделей социальных сетей муравьев, чтобы увидеть, как влияют на связи, когда люди в этой системе становятся зависимыми. «Мы можем создать общество в микромире», - говорит он. «Мы можем анализировать фрагменты этих сетей и манипулировать людьми, чтобы лучше понять эффекты каскадного снижения зависимости».
Кто знает - когда-нибудь такого рода исследования могут даже помочь нам найти муравейник одной из самых укоренившихся проблем общества.
