Aivoverkkojen toimintahäiriö riippuvuuksien taustalla?

Riippuvuus voi syntyä monenlaisiin asioihin: alkoholiin, huumeisiin, pelaamiseen tai muuhun toimintaan. Päihde- ja toiminnallisten riippuvuussairauksien välillä on eroavaisuuksia, mutta niiden taustalla on samankaltaisia mekanismeja. Yhteistä riippuvuuksille on se, että käyttö ja käyttäytyminen jatkuvat, vaikka niistä aiheutuisi haittaa. Mutta miksi näin tapahtuu?

Tällä hetkellä tunnetuin riippuvuuksien taustalla vaikuttavista mekanismeista on aivojen palkkiojärjestelmä, jonka tehtävänä on tuottaa mielihyvää eloonjäämisen kannalta tärkeistä asioista, kuten syömisestä tai seksistä. Palkkiojärjestelmän keskeinen välittäjäaine on dopamiini, jota vapautuu hermosoluliitoksiin niin luonnollisten palkkioiden kuin päihteiden käytön seurauksena.

Kun päihde aiheuttaa tässä järjestelmässä poikkeuksellisen voimakkaan dopamiinipiikin, se voi ohittaa luonnolliset mielihyvän lähteet. Tämä tekee päihteestä aivoille erittäin palkitsevan ja siksi myös koukuttavan. Erityisen riskialtista on, jos päihdettä käytetään nopeasti vaikuttavilla tavoilla, kuten suonensisäisesti tai hengittämällä. Näin aivot saavat "superpalkkion", joka voi jäädä mieleen niin voimakkaana, että sitä tavoitellaan yhä uudelleen hinnalla millä hyvänsä.

Riippuvuuden taustalla laajempi hermoverkosto?

Edellä kuvatun palkkiojärjestelmän merkitys riippuvuuden kehittymisessä tunnetaan toistaiseksi parhaiten, mutta riippuvuuksiin liittyy myös monia muita aivojen mekanismeja.

Palkkiojärjestelmä ei ole ainoa osa-alue, joka riippuvuudessa häiriintyy. Esimerkiksi otsalohko on käytöksemme kontrolloinnissa keskeinen, ja sen toiminnassa voi tapahtua heikkenemistä. Aivojen mantelitumake (amygdala) puolestaan osallistuu tunteiden säätelyyn. Mantelitumakkeen on ajateltu olevan kytköksissä päihteiden käytön lopettamiseen liittyviin tuskaisiin tuntemuksiin.

Riippuvuudet saavat aivot ehdollistumaan niin, että pienetkin vihjeet päihteestä tai toiminnasta voivat käynnistää dopamiinitoimintaa. Yhdessä heikentyneen otsalohkon toiminnan ja päihteettömän ajan tuskaisten tuntemusten kanssa tämä dopamiinitoiminta voi altistaa pitkänkin päihteettömän ajan jälkeen repsahduksille.

Aivotutkimuksessa riippuvuussairauksien kehittymiselle olennaiset mekanismit tunnetaan kuitenkin vielä vain osittain. Aivojen monimutkaisten prosessien mallintamiseksi on viime vuosina kehitetty aivojen hermoverkkojen toimintaa kuvaavia menetelmiä. Taustalla on havainto siitä, että riippuvuussairauksien ja yleisesti aivojen toimintahäiriön alkuperä on yhä useammin yhdistetty laajempaan hermoverkostoon, kuin mihinkään yksittäiseen välittäjäaineeseen tai aivoalueeseen.

Uutta tutkimusta riippuvuussairauksiin vaikuttavasta aivoverkostosta

Vuonna 2022 Turun yliopiston neurologian professori Juho Joutsa julkaisi suomalaisyhdysvaltaisen tutkimusryhmänsä kanssa Nature Medicine -lehdessä tutkimuksen, jossa onnistuttiin paikantamaan riippuvuuksiin todennäköisesti vaikuttava aivoverkosto. Brain lesions disrupting addiction map to a common human brain circuit -tutkimuksessa paikannettiin aivoverkostoja vertailemalla keskenään henkilöitä, joiden riippuvaisuussairaus joko parantui tai ei muuttunut aivovaurion seurauksena. Näiden vaurioiden sijainteja ja niiden yhteyksiä muihin aivoalueisiin analysoitiin käyttäen uutta hermoverkostomallinnusta.

Tuloksena havaittiin, että riippuvuuden paranemiseen liittyvillä vauriokohdilla oli positiivinen kytkös mm. otsalohkon reuna-alueille ja insulaan ja negatiivinen kytkös otsalohkon keskiosiin sekä ohimolohkoon (kuva kappaleen lopussa). Mallinnuksessa hyödynnettiin konnektomiaa eli aivojen kytkentäkaaviota, joka perustuu 1 000 henkilön toiminnalliseen aivokuvantamiseen.

Uuden menetelmän soveltamiseksi tarvitaan kuitenkin tietoa aivovaurioista ja niiden aiheuttamista oireista. Suomalaiset Turku Brainlab -tutkimuslaboratorion tutkijat jatkavat nyt edellä kuvatun tutkimuksen viitoittamalla tiellä kohti riippuvuussairauksien täsmähoitoja. Tavoitteena on kerätä maailman laajin aivovaurioaineisto verkostoanalyyseihin.

Tutkimuksessa keskitytään etenkin aivovaurioihin, jotka ovat johtaneet riippuvuussairaudesta paranemiseen. Pyrkimyksenä on tarkentaa riippuvuuden hoitokohteita ja selvittää, toimivatko samat hoitokohteet päihde- ja toiminnallisissa riippuvuuksissa vai hoidettaisiinko eri riippuvuussairauksissa lopulta eri kohteita stimuloimalla.

Aivoverkosto. Kuva mukailtu lähteestä Joutsa ym., Nat Med 28, 1249–1255 (2022), lisensoitu CC BY 4.0 -lisenssillä.

Aivojen toimintaa muokkaamalla eroon riippuvuuksista?

Mitä hyötyä tutkimustuloksista voi olla käytännössä? Paljonkin. Riippuvuuksia voisi hoitaa nopeaa tahtia kehittyvillä aivojen toimintaa muokkaavilla neuromodulaatiohoidoilla.

Turvallisin ja toistaiseksi jo jonkin verran riippuvuussairauksissa tutkittu neuromodulaatiohoitomuoto on kajoamaton transkraniaalinen magneettistimulaatio eli TMS. Hoidossa asemoidaan pään ihoon kuparikela, mihin johdetun sähkövirran magneettikenttä välittää aivokuoren kudokseen heikkoa sähkövirtaa. Sähkövirran taajuutta vaihtelemalla voidaan joko lisätä tai vähentää aivojen toimintaa hoitokohteessa.

TMS on Yhdysvalloissa jo hyväksytty hoitomuoto tupakkariippuvuuden hoitoon. Hoitoa on kohdennettu aivoalueille, jotka ovat osa vuonna 2022 tunnistettua riippuvuuden paranemiseen liittyvää aivoverkostoa, vaikkakin osoitettu teho on vielä nykyisillä tekniikoilla rajallinen. Uskoa TMS:n soveltuvuudesta riippuvuussairauksien hoitoon tuo kuitenkin se, että kyseistä hoitomuotoa on jo jonkin aikaa käytetty lääkeresistentin masennuksen hoidossa. Tässä käytössä TMS on myös Suomessa Käypä Hoito -suosituksen mukaista hoitoa.

Miltä tulevaisuus näyttää?

Aivojen monimutkaisia prosesseja on viime vuosina mallinnettu aivoverkostojen avulla ja tehty uraauurtavia havaintoja riippuvuussairauksiin vaikuttavista aivoverkostoista. Verkostojen paikantamisen jälkeen tulee vielä ratkaista miten saataisiin optimaalinen vaste niin, että hoito on edelleen turvallista.

Tutkimusta siis edelleen tarvitaan, mutta nyt saatavilla olevilla tutkimusmenetelmien ja neuromodulaatiohoitojen kehitystyön myötä olemme yhä lähempänä riippuvuussairauksien täsmähoitojen aikakautta.