Алкоголь переводит мозг в фрагментированное и локализованное состояние

Исследование, опубликованное в журнале Drug and Alcohol Dependence, предлагает принципиально новый взгляд на воздействие алкоголя. Учёные из Университета Миннесоты и Университета Флориды, используя методы теории графов и функциональной МРТ, показали, что алкоголь не просто угнетает или стимулирует отдельные зоны мозга, а кардинально меняет архитектуру коммуникации между ними, переводя её из состояния глобальной интеграции в состояние фрагментированной, локальной активности.

Методология: мозг как сеть городов и дорог

Традиционные нейробиологические исследования рассматривали влияние алкоголя на отдельные области мозга, такие как префронтальная кора (снижение контроля) или мозжечок (нарушение координации). Данная работа применила более сложный подход, рассматривающий мозг как целостную сеть.

Исследователи использовали математический аппарат теории графов, где:

• Узлы (ноды) — это 106 конкретных областей мозга.

• Рёбра (эджи) — функциональные связи между ними, измеряемые через синхронизацию активности.

Ключевыми метриками стали:

1. Глобальная эффективность — показатель того, насколько быстро информация может быть передана между удалёнными друг от друга областями мозга. Высокая глобальная эффективность аналогична дорожной сети с множеством скоростных магистралей.

2. Локальная эффективность и коэффициент кластеризации — показатели того, насколько плотно связаны между собой соседние области, образующие «клубки» или кластеры.

В эксперименте приняли участие 107 здоровых социально пьющих взрослых (21–45 лет). Используя двойной слепой плацебо-контролируемый дизайн, каждый участник в разные дни получал либо напиток, доводящий концентрацию алкоголя в выдохе до 0,08% (предел вождения в США), либо плацебо. Через 30 минут после употребления проводилась фМРТ в состоянии покоя, когда участник бодрствовал, но не выполнял задач.

Результаты: сдвиг к локальной, кластеризованной сети

Анализ данных выявил чёткие и статистически значимые изменения в топологии нейронных сетей под воздействием алкоголя:

• Снижение глобальной эффективности. Алкоголь уменьшил способность мозга к быстрой интеграции информации на расстоянии, особенно в затылочной доле, отвечающей за обработку зрительной информации. Это даёт нейробиологическое объяснение таким известным эффектам, как нечёткость зрения или замедленная реакция на движущиеся объекты.

• Повышение локальной эффективности и коэффициента кластеризации. В лобных и височных долях наблюдалось усиление связей между соседними областями. Мозг перестраивался в сторону образования изолированных, тесно связанных внутри себя кластеров. Такая конфигурация энергетически менее затратна, но препятствует сложной, комплексной обработке информации, требующей участия многих распределённых систем.

• Особенная роль островковой доли (инсулы). Эта область, отвечающая за восприятие внутреннего состояния тела (интероцепция), показала под действием алкоголя как усиление локальных связей, так и рост активности в обмене с более широкой сетью. Это может отражать изменённое восприятие собственного тела и состояния при опьянении.

Связь с субъективным переживанием опьянения

Наиболее важным открытием стала прямая корреляция между степенью перестройки сети и субъективным ощущением опьянения. Участники оценивали свой уровень «опьянения» по шкале от 0 до 100. Оказалось, что чем сильнее у человека снижалась глобальная эффективность и повышался локальный коэффициент кластеризации, тем более выраженное опьянение он ощущал.

Это указывает на то, что субъективное чувство «опьянения» — это не просто химическая реакция, но и восприятие мозгом самого себя, теряющего глобальную связность и эффективность. Индивидуальные различия в том, как именно фрагментируется нейронная сеть, могут объяснять, почему люди по-разному чувствуют себя при одинаковой концентрации алкоголя в крови.

Ограничения и направления будущих исследований

Авторы отмечают несколько ограничений:

1. В анализ не был включён мозжечок — ключевая структура для моторики и координации, из-за технических сложностей его последовательного сканирования у всех участников.

2. Участниками были молодые здоровые социально пьющие люди. Влияние алкоголя на топологию сетей у пожилых людей или лиц с расстройствами, связанными с употреблением алкоголя, может быть иным.

3. Исследование проводилось в состоянии покоя. Критически важным будет изучение того, как алкогольная фрагментация сети влияет на способность мозга решать задачи, требующие высокой интеграции (например, вождение автомобиля).

Таким образом, исследование меняет парадигму: алкогольное опьянение — это не просто подавление активности, а фундаментальная реорганизация принципов работы мозга — переход от глобальной, интегрированной сети к состоянию локальной, фрагментированной коммуникации. Это открытие не только углубляет понимание нейробиологии опьянения, но и предлагает новые потенциальные биомаркеры для оценки его степени и индивидуальных реакций.