Заядлым курильщикам не хватает мозговых связей

Как ни странно, но ученые утверждают, что заядлым курильщиком человек становится не из-за окружающей среды, а из-за наследственности. Генетический вклад они оценивают в 75%. Недавно методом полногеномного анализа открыли группу генов никотинового ацетилхолинового рецептора (одного из двух типов рецепторов к нейромедиатору и ацетилхолину), мутации которых связаны с курением. Но до сих пор не было ясно, как эти мутации действуют.

Наиболее четкий генетический маркер никотиновой зависимости — ген рецепторной субъединицы α5. Вариант этого гена, приводящий к замене в белке-рецепторе аспартановой кислоты на аспарагин, снижает функцию рецептора. И эта мутация, по результатам предыдущих исследований, наблюдается у заядлых курильщиков.

Но надо понять, как этот ген влияет на работу мозга. Такую задачу и поставили перед собой ученые под руководством Элиота Стейна (Elliot A. Stein) из Национального института здоровья (National Institutes of Health) в Балтиморе. Они предполагали, где именно надо искать, так как предполагаемых «никотиновых зон» мозга всего шесть: поясная кора, полосатое тело, орбитофронтальная и префронтальная кора, островок и таламус.

Нейрофизиологи применили метод функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) мозга на 184 испытуемых — курящих и некурящих. Предварительно у курящих оценили степень никотиновой зависимости по специальному тесту. И провели анализ ДНК: он показал, что у курильщиков на одной или на обеих хромосомах имеется мутация, снижающая активность рецептора.

Испытуемых просили спокойно лежать с открытыми глазами и ни о чем особенном не думать. Метод фМРТ оценивает синхронизацию медленных колебаний активности между областями мозга в период покоя, когда мозг ничем не занят. Синхронизация отражает количество синаптических связей — уровень коммуникации между группами нейронов.

От гена к мозгу, от мозга к поведению

Ученые проанализировали корково-подкорковые связи между верхней и передней частью поясной коры и нижней частью полосатого тела. Известно, что в нейронах этих областей мозга экспрессируется ген α5. Исследователи обнаружили, что чем ниже активность гена α5, тем ниже функциональные связи между поясной извилиной и полосатым телом в правом и левом полушариях. И то и другое наблюдалось у заядлых курильщиков с сильной никотиновой зависимостью.

Хотя, как отмечают специалисты, в предрасположенность к курению вовлечено довольно много генов, но вклад каждого мал. Возможно, ослабление функциональных связей между поясной извилиной и полосатым телом отражает суммарное генетическое влияние на никотиновую зависимость.

Что касается самого никотинового ацетилхолинового рецептора, то он связывается с никотином и, как предполагают, регулирует его субъективное восприятие и зависимость от вещества. Неактивный рецептор ослабляет синаптические связи, что, в свою очередь, влияет на поведение.

О том, как гены через мозг определяют черты характера, ученые написали в журнале PNAS.