青少年大脑结构差异可能在早期物质使用中起作用

一项由美国国立卫生研究院（NIH）资助的研究发现，近10,000名青少年中，那些在15岁之前使用过物质的人与未曾使用者相比，其大脑结构存在明显差异。许多这些结构性差异在任何物质使用之前就已经存在于儿童时期，表明它们可能在日后物质使用风险中起到一定作用，同时伴随着基因、环境及其他神经因素的影响。

“这为一些新兴证据增添了新的佐证，即个体的大脑结构，连同其独特的基因、环境暴露及其相互作用，可能会影响他们对物质使用和成瘾的风险和韧性水平。了解这些促进和保护因素之间的复杂互动对于制定有效的预防干预措施和支持最易受影响的人群至关重要。”美国国立药物滥用研究所（NIDA）主任Nora Volkow博士说道。

在这项研究中，3,460名在15岁之前开始使用物质的青少年中，大多数（90.2%）报告尝试过酒精，其中大部分人还同时使用尼古丁和/或大麻；分别有61.5%和52.4%的孩子在首次接触尼古丁和大麻的同时也报告了酒精使用。物质使用的启动与广泛（全球性）及区域性大脑结构差异有关，主要涉及大脑皮层，部分差异与特定物质相关。尽管这些数据未来可能有助于临床预防策略的制定，但研究人员强调，单凭大脑结构无法预测青少年时期的物质使用，这些数据不应作为诊断工具。

该研究发表于《JAMA Network Open》，使用了青少年大脑认知发展研究（ABCD研究）的数据，这是美国最大的儿童和青少年脑发育与健康纵向研究，由NIH的国家药物滥用研究所（NIDA）和其他九个研究所、中心和办公室支持。

来自华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员评估了9,804名9至11岁的美国儿童在基线时拍摄的MRI扫描，并在三年内跟踪参与者，以确定基线MRI中捕捉到的某些脑结构特征是否与早期物质使用相关。他们监测了酒精、尼古丁和/或大麻的使用情况，以及其他非法物质的使用。研究人员比较了2016年至2021年间报告在15岁前开始使用物质的3,460名参与者与未使用者（6,344名）的MRI图像。

研究人员评估了大脑结构的全局和区域差异，包括体积、厚度、脑褶深度和表面积等指标，主要集中在大脑皮层。大脑皮层是大脑最外层，密集排列着神经元，负责许多高级过程，如学习、感觉、记忆、语言、情绪和决策。这些结构的具体特征和差异——通过厚度、表面积和体积测量——已与认知能力和神经疾病的变化相关联。

研究人员在全球水平上发现了五种脑结构差异，包括在报告15岁前开始使用物质的参与者中，总脑体积和皮下体积更大。此外，在区域水平上发现了39种脑结构差异，其中约56%的区域变异涉及皮层厚度。一些脑结构差异似乎与使用的物质类型有关。

事后分析显示，即使排除了在基线MRI采集前报告物质使用的参与者，许多大脑差异仍然存在。由此得出的比较是在从未报告任何物质使用启动的参与者与一个子群体之间进行的，该子群体中有1,203名参与者在初次拍摄MRI时没有任何物质使用经历。二次分析的结果表明，一些脑结构差异可能在任何物质使用之前就已存在，挑战了这些差异仅由物质暴露驱动的解释，并指出了进一步研究的方向。

虽然一些被识别出的大脑区域差异与寻求刺激和冲动性有关，但研究人员指出，还需要更多工作来明确这些结构差异如何转化为大脑功能或行为的差异。他们还强调，基因、环境、大脑结构、产前环境和行为之间的相互作用影响行为。

密歇根大学最近对ABCD研究数据的另一项分析展示了这种相互作用，表明早期青少年的功能性脑连接模式可以预测青年期的物质使用启动，而这些轨迹可能受到污染暴露的影响。

未来的研究将至关重要，以确定初始脑结构差异如何随着年龄增长和持续物质使用或物质使用障碍的发展而变化。

“通过ABCD研究，我们拥有一个庞大而稳健的纵向数据库，超越了以往的神经影像学研究，以理解大脑结构与物质使用之间的双向关系，”该研究的通讯作者、印第安纳大学精神病学助理教授Alex Miller博士说。“希望这类研究结合其他关于环境暴露和遗传风险的数据，能够改变我们对物质使用障碍发展的看法，并为未来的成瘾模型提供更准确的信息。”

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