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그녀는 중독이 뇌 학습을 어떻게 방해하는지 연구합니다 | 콴타 매거진

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개요

Erin Calipari는 농구 가문 출신입니다. 그녀의 아버지 John Calipari는 1998년부터 대학 및 프로 농구를 코치해 왔으며 NCAA Final Four에서 XNUMX개 팀을 이끌었고, 그녀의 오빠는 그녀가 현재 일하고 있는 테네시 주 내슈빌의 Vanderbilt University에서 남자 농구를 코치하고 있습니다. 그러나 학부생으로 대학 팀에 합류했을 때 그녀는 자신의 강점이 다른 곳에 있다는 것을 깨달았습니다. “저는 괜찮았어요. 나는 좋지 않았다”고 그녀는 말했다. "몇 년 동안 그것이 직업 경로가 아니라는 점은 나에게 매우 분명했습니다."

코트 밖에서는 생물학을 전공하면서 그녀는 호르몬과 신경전달물질에 관심을 두었습니다. 그녀는 엑스터시가 세로토닌 시스템에 미치는 영향을 배우면서 코카인이나 오피오이드와 같은 약물이 중독성이 있는 방식과 이유에 대한 신경생물학에 매료되었습니다. “나는 마약이 뇌를 납치하기 때문에 정말 멋지다고 생각했어요.”라고 그녀는 말했습니다. "약물은 본질적으로 우리 몸의 정상적인 시스템을 취하고 다시 약을 복용하고 싶게 만드는 방식으로 작동합니다."

신경과학 대학원 과정을 마친 후 2017년 Calipari에서 그녀의 연구실을 마련하다 Vanderbilt에서 중독이 뇌의 학습 및 결정 방식과 어떻게 연결되는지 탐구합니다. Calipari는 “무엇을 해야 할지, 무엇을 하지 말아야 할지 결정하는 것은 우리가 하는 모든 일의 기본입니다.”라고 말했습니다. “뜨거운 난로 위에 손을 올려놓으면 다시는 그런 일을 하지 말아야 한다는 법을 빨리 배우게 됩니다.” 중독은 약물 사용이 자신에게 해롭다는 사실을 배우는 능력과 무엇이든 배울 수 있는 능력을 감소시킬 수 있습니다.

그녀의 세계는 여전히 스포츠와 충돌합니다. 예를 들어 운동선수들에게 약물 사용의 위험성에 대해 이야기할 때 그렇습니다. 운동선수는 부상에 대해 아편유사제와 같은 진통제를 처방받을 때 중독에 취약할 수 있습니다. 환자가 의사의 지시를 따르더라도 오피오이드를 장기간 복용하면 의존성의 위험이 있습니다. 공중 보건 비상. 테네시는 진원지 오피오이드 전염병의. 2022년 내슈빌은 두 번째로 높은 비율 국내 과다복용 사망자 수.

개요

따라서 Calipari는 많은 사람들이 중독으로 고통받고 있는 도시에서 중독의 메커니즘을 밝히기 위한 연구를 이끌고 있습니다. 그녀의 일이 주변 사람들에게 도움이 될 수 있다는 사실은 Calipari에게 동기를 부여합니다. 하지만 중독은 그녀나 누구라도 쉽게 알아차릴 수 있는 문제는 아닙니다.

“중독된 사람들에 대해 생각할 때, 우리가 마약을 주사하고 기절하는 사람들에 대한 고정관념적인 이미지를 생각하게 됩니다.”라고 그녀는 말했습니다. “그러나 이는 약물 사용 장애로 고통받는 사람들의 가장 큰 인구가 아닙니다. 그들은 간호사입니다. 그들은 교사입니다. 그들은 의사입니다. 운동선수들이에요.”

중독을 연구하고 그에 대한 치료법을 찾는 것이 특히 어려운 이유는 그것이 중독된 것(물질이나 행동), 동기, 유전적 특성, 성별 및 중독 상태에 따라 사람들마다 다르게 나타난다는 것입니다. 자원에 대한 접근. 중독으로 인해 어떤 신경 경로가 재배선되는지는 개인마다 크게 다를 수 있습니다.

콴타 중독과 학습에서 잘 알려져 있지만 잘 이해되지는 않은 분자 도파민의 역할, 성별에 따라 중독이 어떻게 다르게 나타나는지, 스포츠를 중심으로 성장한 그녀의 세월이 오늘날 그녀가 과학에 접근하는 방식에 어떤 영향을 미쳤는지에 대해 Calipari와 이야기를 나눴습니다. 인터뷰 내용은 명확성을 위해 압축 및 편집되었습니다.

개요

학습은 뇌에서 어떤 모습이며, 약물은 어떻게 학습을 방해합니까?

우리의 두뇌는 중요한 것을 보고 그에 대응할 수 있도록 구성되어 있습니다. 이는 우리가 어떤 일을 다시 해야 하는지 여부를 결정합니다. 이사해야 할까요, 아니면 머물러야 할까요? 이게 좋은 걸까요, 나쁜 걸까요? 이것이 제가 주의해야 할 사항인가요?

마약은 우리 뇌에 “그래, 이게 중요해. 이것은 우리가 다시 해야 할 일입니다.” 약물은 약물 자체에 대한 결정뿐만 아니라 우리 환경에서 약물이 아닌 자극에 대한 결정도 주도합니다. 그들은 우리가 배우는 방식을 바꿉니다.

분자 수준에서는 어떻게 작동합니까?

오피오이드와 같은 약물은 도파민에 작용합니다. 대부분의 사람들은 도파민을 "쾌락 분자"로 생각하지만 그것이 전부는 아닙니다. 그렇습니다. 도파민은 초콜릿이나 설탕과 같은 자극을 보상함으로써 방출됩니다. 그러나 스트레스나 통증과 같은 혐오적인 자극에 의해서도 방출됩니다. 좋은 것이든 나쁜 것이든 상황이 새롭거나 다를 때 발생합니다. 그런 식으로 도파민은 학습을 돕는 데 매우 중요합니다.

약물은 기본적으로 상황이 더 이상 새롭거나 다르지 않을 때에도 도파민을 계속해서 밀어냅니다. 뇌는 계속해서 무언가 중요하다고 생각하여 계속 주의를 기울이라는 신호를 보냅니다. 그러나 약물을 사용하면 일시적으로 도파민이 증가하지만 장기간 약물을 사용하면 도파민이 고갈됩니다. 따라서 약물을 점점 더 많이 사용할수록 뇌의 도파민이 점점 줄어들고 이는 새로운 것을 배우는 데 어려움을 겪게 된다는 것을 의미합니다.

도파민은 "쾌락" 분자가 아닌 "학습" 분자로 재정의되어야 할까요?

예. 우리가 얼마나 효과적으로 학습하는지 안내하는 분자로 도파민을 이해하는 것이 훨씬 더 정확합니다.

개요

이 복잡한 시스템을 어떻게 연구하나요?

제 연구실에서는 어떤 세포와 회로가 적응적 결정을 내리는 데 도움이 되는지 알아내기 위해 뇌의 다양한 세포를 기록하고 조작하기 위한 다양한 전략을 사용합니다. 그런 다음 이러한 회로를 확인한 후에는 들어가서 이렇게 말합니다. 약물 노출이 시스템 작동 방식을 어떻게 변화시키는가? 우리는 생리학적, 후성유전학적 수준에서 이 작업을 수행합니다. 목표는 기본적인 생물학, 즉 약물이 회로를 어떻게 탈취하는지 이해하고 그 과정을 되돌릴 수 있는지 알아내는 것입니다. 예를 들어 CRISPR 도구를 사용하여 특정 뇌 세포의 가소성을 일부 되돌릴 수 있습니다.

도파민의 작용 방식을 이해하면 결국 중독 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니까?

두뇌 학습을 돕기 위해 도파민이 무엇을 하는지 이해하는 것은 정말 중요합니다. 그러나 그것을 목표로 삼는 것은 매우 어려울 것입니다. 도파민만 차단할 수는 없습니다. 그렇게 하면 사람들은 움직일 수 없고 어떤 것에도 주의를 기울일 수 없게 됩니다. 도파민 시스템을 켜거나 끄는 대신 도파민 시스템을 미세 조정하는 다양한 방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있습니다. 내 생각엔 그게 우리가 해야 할 일인 것 같아.

중독의 진원지 중 한 곳에서 중독 연구원으로 일하는 것은 어떤가요?

내쉬빌은 나쁘다. 오피오이드 전염병이 최고조에 달했을 때 테네시는 오피오이드 처방률이 가장 높은 곳 중 하나였습니다. 최근 몇 년 동안 그 수치는 감소했지만 오피오이드 문제는 그렇지 않았습니다. 그리고 그것은 우리에게 단순한 오피오이드가 아닙니다. 메스암페타민도 큰 것입니다. 따라서 Vanderbilt는 약물 사용 장애의 중심지이자 지역 최대 규모의 연구 병원 중 하나로 이 독특한 공간에 있습니다.

때로는 내일 중독을 해결할 수 없다는 것이 지치기도 합니다. 좋지 않은 의미로 압도적이네요. 때때로 약물 남용 장애로 고통받는 사람들과 이야기를 나누는 것은 슬픈 일인데, 나는 그들을 어떻게 도와야 할지 모르겠습니다. 그들은 전문가로서 나에게 질문을 하고 있다. 하지만 저는 발생하는 특정 신경생물학적 변화에 대한 전문가입니다. 나는 개인적으로 이 장애를 경험한 적이 없기 때문에 이 장애가 개인의 일상생활에 미치는 영향을 이해하기 어렵습니다.

개요

우리는 중독에 대한 이해와 궁극적으로 치료법을 찾는 데 더 가까워지고 있습니까?

중독은 하나의 획일적인 질병이 아니기 때문에 중독을 치료하는 것은 어렵습니다. 중독으로 고통받는 일부 사람들은 불안과 우울증과 같은 동반 질환을 가지고 있습니다. 어떤 사람들은 고통을 피하기 위해 약을 복용하고 있습니다. 강박행동을 보이는 사람도 있고 그렇지 않은 사람도 있습니다.

이러한 독특한 증상이 있는 개인의 뇌에서 무엇이 유사하고 다른지를 이해하는 것만으로도 처음에 치료에 접근하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어 제 연구실에서는 남성과 여성의 차이점을 살펴봅니다.

당신은 무엇을 찾고 있나요?

사람들이 마약을 복용하는 이유를 살펴보면 여성은 스트레스나 불안과 같은 부정적인 결과를 피하거나 피하기 위해 마약을 복용한다고 보고할 가능성이 더 높습니다. 남성은 충동적으로 마약을 복용하고, 도취하고, 친구들과 어울릴 가능성이 더 높습니다. 남녀 모두 약물을 복용하고 있으며, 일부 비율에서는 약물 사용 장애가 발생합니다. 하지만 그들은 다른 이유로 그렇게 하고 있습니다.

호르몬은 이것과 많은 관련이 있습니다. 우리는 월경 주기와 함께 순환하는 난소 호르몬인 에스트라디올이 수용체의 기능을 변화시켜 니코틴이 뇌에서 작용하는 방식을 변화시킨다는 것을 발견했습니다.

또한 우리는 동물에게 약물을 무제한으로 사용할 수 있게 하면 수컷과 암컷이 같은 양의 약물을 복용하고 그들의 행동도 동일해 보인다는 사실을 발견했습니다. 하지만 뇌 속 단백질이 어떤 변화를 보이는지 살펴보니 남자와 여자는 전혀 달랐습니다. 이러한 단백질 중 다수는 유사한 세포 기능을 가지고 있습니다. 우리가 생각하는 것은 이 약물이 남성과 여성 모두에서 도파민을 증가시키고 동일한 방식으로 행동을 유도하지만 각 성별이 사용하는 분자 경로는 매우 다르다는 것입니다.

개요

왜 성별이 다른 뇌는 같은 지점에 도달하기 위해 서로 다른 경로를 사용할까요?

하나의 정보를 인코딩하기 위해 하나의 뉴런이 필요한 시스템이 있다면 해당 시스템은 실패하기 쉽습니다. 환경을 탐색할 수 있으려면 매 순간 모든 것이 완벽하게 작동해야 합니다. 하지만 뇌에는 중복되는 부분이 많기 때문에 완벽하게 작동하기 위해 모든 것이 필요하지는 않습니다. 같은 목적에 도달하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 남성과 여성이 서로 다른 행동 코딩 방식을 갖는 이유는 아마도 진화와 우리 종의 생존에 기반을 두고 있을 것입니다.

이 분야는 일하기 힘든 분야이겠지요. 무엇이 당신에게 동기를 부여하나요?

매일 나를 불러오는 것은 이것이 중요한 질문이라는 것입니다. 다음 단계에 대해 배우고 어려운 문제를 해결하는 것은 그 자체로 매우 만족스럽습니다. 그런 다음 한숨을 쉬고 한발 물러서서 자신이 해결하고 있는 어려운 문제가 실제로 사람들에게 영향을 미친다는 사실을 깨닫게 되면 그 문제는 훨씬 더 의미 있게 됩니다.

하지만 제가 실제로 동기를 부여받는 곳은 다음 세대를 멘토링하는 것입니다. 제가 연구에 들어갔을 때 제 목표는 제가 할 수 있는 한 가장 많은 사람들에게 영향을 미치는 것이었습니다. 제가 이 일을 하겠다고 생각한 방식은 중요한 것을 발견하고 사회를 변화시키는 것이었고, 이것이 분명히 궁극적인 목표였습니다. 그런데 여기 와서 연구실을 차렸을 때, 당신이 하는 일은 학생들에게 이 일을 할 수 있다는 것을 가르치는 것이라는 것을 깨달았습니다. 과학이 항상 내가 원하는 대로 진행되지 않을 때에도 그들이 잘하는 것과 좋아하는 것이 무엇인지 알아낼 수 있도록 힘을 실어주면 계속해서 나아갈 수 있습니다.

당신은 당신 팀의 코치와 같습니다.

결국 실험실을 운영하게 되면 그것이 과학인 동시에 과학이 아닌 것도 많다는 것을 깨닫게 될 것입니다. 사람들이 함께 일하게 하고 각 개인에게 적합한 환경을 조성하는 것은 어려울 수 있습니다. 마치 팀을 구성하는 것과 같습니다. 함께 일하면 각자가 덜 힘들죠. 그리고 올바른 방법으로 수행하면 모두가 승리할 수 있습니다.

개요

당신은 또한 과학 분야의 여성을 옹호하는 사람이기도 합니다. 그 드라이브는 어디서 왔나요?

우리 가족 중 나보다 먼저 대학원 학위를 받은 사람은 아무도 없었다. 아버지가 스포츠에 종사하셨기 때문에 학업에 큰 중점을 두지 않으셨습니다. 그러다가 저는 어떤 일을 할 일이 없다고 말하고 싶지는 않지만 저보다 더 똑똑하다고 생각하는 사람들이 많이 있는 공간에 이르렀습니다. 그들은 자신들이 무엇을 하고 있는지 알고 있었습니다. 그들은 자신들이 가야 할 길을 알고 있었습니다. 그리고 나는 바지 자리로 날아가는 것처럼 느꼈다.

나는 내가 가고 있는지 몰랐던 길을 계속 따라갈 수 있도록 도와준 놀라운 멘토들을 우연히 만났습니다. 그러다가 나이가 들면서 내가 여기에 속해 있다는 것을 깨닫기 시작했습니다. 나는 내 주변 사람들만큼 똑똑했습니다. 그것만으로도 사람들이 소속감을 느끼게 하는 것이 얼마나 중요한지 깨달았습니다.

남성을 위해 만들어진 시스템에 맞추기 위해 여성에게 남성처럼 행동하라고 요구하는 대신, 우리가 놓치고 있는 것, 즉 여성이 테이블에 가져오는 것, 즉 여성이 세상을 탐색하는 방법, 그들이 사물을 어떻게 인식하는지, 학생들을 어떻게 지원하는지. 우리는 여성을 위한 공간을 창출함으로써 엄청난 이익을 얻습니다.

당신은 대학 시절 농구를 포함해 평생 스포츠를 해왔습니다. 그것이 오늘날 당신의 경력에 ​​어떤 영향을 미쳤다고 생각합니까? 

스포츠에서 배우는 가장 큰 것은 매일 더 나아지기 위해 자신을 밀어 붙이는 방법, 실패에서 회복하는 방법, 팀 동료에게 의지하는 방법입니다. 어렸을 때 이러한 경험을 통해 실험이 효과가 없을 때 직장에 출근하는 방법과 필요할 때 도움을 요청하는 방법을 배웠습니다.

훈련하는 동안 나는 게임을 하는 운동선수였다. 그런데 교수가 되자 갑자기 코치가 됐어요. 이제 내 직업은 달라졌습니다. 어떻게 하면 팀이 더 나아질 수 있는지에 초점이 맞춰져 있습니다. 개개인의 장점이 무엇인지 파악하고, 성공할 수 있는 위치에 놓아주어야 합니다. 나는 또한 그들이 잘하지 못할 수도 있는 일을 잘하는 훌륭한 팀원들과 함께 격차를 메울 수 있도록 돕기 위해 여기에 있습니다. 스포츠는 나에게 열심히 일하고 동기를 부여하는 데 집중할 수 있는 기술을 제공했으며 효과적인 팀을 만들고 최선을 다하도록 동기를 부여하는 방법에 대한 프레임워크를 제공했습니다.

너의 아빠, 존 캘리퍼 리, 프로 농구 코치입니다. 그 사람이 당신에게 멘토였나요?

그는 놀라운 멘토였지만, 그가 말한 것보다 그가 행한 일에 더 많은 관심을 가졌습니다. 내가 중학교에 다닐 때 그 사람은 해고당했어요. 그가 해고되는 것을 보고 돌아와서 “괜찮아요. 일어나서 다시 할게요.” — 일이 큰 실패처럼 느껴지더라도 때로는 새로운 일의 시작이라는 것을 깨닫는 것이 나에게 정말 중요했습니다.

콴타 에서는 청중에게 더 나은 서비스를 제공하기 위해 일련의 설문조사를 실시하고 있습니다. 우리의 생물학 독자 설문조사 그러면 당신은 무료로 승리할 수 있는 자격을 얻게 될 것입니다 콴타 상품.

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