Den midlertidige euforien assosiert med opioider kommer til en bratt pris: heroin, oksykodon, opium, morfin og andre smertestillende medisiner er noen av de svært vanedannende synderne som fremmer stoffepidemien som feier Amerika. I gjennomsnitt hevder opioider livet til 78 mennesker i USA hver dag. Nå, i et forsøk på å forstå mer om rus og hvordan det påvirker mennesker nevrokjemisk, henvender forskere seg til noen usannsynlige rusavhengige: Myrer.
Som det viser seg, er ikke mennesker de eneste dyrene som kan falle hardt for disse stoffene. Maur elsker dem også - kanskje til og med mer enn sukker. I en artikkel publisert i dag i Journal of Experimental Biology, viser forskere for første gang at et sosialt insekt kan danne et medikamentavhengighet - et funn som de tror kan hjelpe oss å bedre forstå hvordan avhengighet påvirker menneskers samfunn.
"Nå som vi har bevist at vi kan avhengige maur og at de nevrokjemiske traséene ligner pattedyr, er det neste trinnet det mest spennende for meg, " sier Marc Seid, nevrovitenskapsmann ved University of Scranton og seniorforfatteren til studien. "Vi kan avhengige enkeltpersoner (maur) og se hvordan det påvirker maurenes sosiale nettverk, som er noe som mennesker."
Når det gjelder å studere rus, er det ikke et alternativ å bli avhengige av mennesker til narkotika. Så forskere har lenge vendt seg til gnagere, og funnet ut at avhengige rotter, for eksempel, vil velge kokain fremfor mat. Men mens rotter har en relativt lik fysiologi som mennesker, er de ganske forskjellige sosialt. De danner ikke sammensatte, gjensidig avhengige grupper der andre individer vil bli rammet hvis noen de kjenner plutselig danner en alvorlig rusvaner. Maur gjør det til et ideelt - hvis usannsynlig - emne for å undersøke de overveldende effektene avhengighet kan ha på et samfunn.
Først måtte forskere avgjøre om maur faktisk kunne danne avhengighet av medikamenter. For å finne ut av det, satte de opp en klassisk "sukrose-fading prosedyre." Denne metoden innebærer å presentere to grupper av maur med en bolle med sukker vann, og deretter gradvis redusere konsentrasjonen av den søte godbit i løpet av fire dager. En av myrgruppens skåler inneholdt også en annen godbit, som ikke reduserte i konsentrasjonen: morfin.
I motsetning til maurene i kontrollgruppen som bare var vann, hadde maurene i morfingruppen på dag fem kommet tilbake til sin nå sukkerfrie bolle, tilsynelatende å innhente stoffet. For å se hvor dypt deres potensielle avhengighet gikk, ga forskerne både junkie-maur og en ny gruppe av utrente kontrollmyrer to alternativer: en bare sukkerbolle eller en morfin-eneste bolle. Sekstifem prosent av rusavhengige maur gikk for morfinskålen, mens de fleste kontrollmyrer valgte sukker.
"Som alle som noen gang har hatt maur på kjøkkenet, kjenner maur virkelig som sukker, " sier Seid. "Men vi viste at [den rusavhengige gruppen] falsket mye mer på morfin enn på deres naturlige belønning, sukker."
Etter sukker-morfineksperimentet hentet teamet ut insektenes hjerner for å se hvordan deres avhengighet hadde endret nevrokjemi. De brukte en teknikk som ble kalt høyytelsesvæskekromatografi for å oppdage kjemikalier i hver hjerneprøve. Sammenlignet med kontrollmyrene hadde morfinavhengige betydelig høyere nivåer av dopamin, en nevrotransmitter forbundet med hjernens belønnings- og lystsentre. Dopamin spiller en betydelig rolle i avhengighet hos både mennesker og gnagere.
Mens tidligere studier viste at Drosophila- fluer kan bli avhengige av alkohol, koblet disse studiene alltid stoffet med en ekstra fordel som sukker. Den nye studien representerer, så vidt Seid vet, første gang forskere har demonstrert medikamentell egenadministrasjon uten kaloribelønning hos et ikke-pattedyrdyr.
"Resultatene er veldig interessante, men kanskje ikke uvanlige med tanke på den dype historien til dyr som bruker planteavledede forbindelser, inkludert alkaloider som koffein og morfin, " sier James Traniello, en biolog ved Boston University som ikke var involvert i forskningen. For eksempel, sier han, honningbier viser forbedret korttidshukommelse når de lever av plantenektar som inneholder koffein. "Så resultatet i maur er ganske nytt, men kanskje ikke veldig overraskende i lys av det bredere evolusjonsbildet, " sier Traniello.
Ikke alle er overbevist om at maurene i eksperimentet dannet en sann avhengighet. "Det er mulig at maurene i studien ble avhengig av morfin, men forfatterne viser ikke bevis for avhengighet, " sier Wulfila Gronenberg, en nevrovitenskapsmann ved University of Arizona, som heller ikke var involvert i forskningen. Funnene viser at morfin interagerer med dopaminsystemet, som det gjør hos andre dyr, sier han. Men det betyr ikke nødvendigvis at de har utviklet en sann substansavhengighet, som inkluderer toleranse, abstinens og atferdseffekter.
"Jeg synes avisen er interessant, " sa han, "men dette er en veldig foreløpig studie."
Seid planlegger å følge opp funnene sine ved å kartlegge spesifikke nevroner aktivert av dopamin i hjernen til maur. Han samarbeider også med en matematiker for å lage modeller av sosiale sosiale nettverk for å se hvordan forbindelser påvirkes når enkeltpersoner i det systemet blir avhengige. "Vi kan ha et samfunn i et mikrokosmos, " sier han. "Vi kan dissekere deler av disse nettverkene og manipulere enkeltpersoner for å få et bedre inntrykk av avhengighetens nedkaskede effekter."
Hvem vet - en dag kan denne typen forskning til og med hjelpe oss med å finne en antidote til et av samfunnets mest forankrede problemer.
