吸烟成瘾或导致脑白质功能网络异常

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从生理层面来讲，成瘾行为会引起神经适应性改变，使人们逐渐对其产生依赖。在这一过程中，大脑的奖赏系统和决策系统起到了重要作用。而从心理学角度来看，成瘾的原因往往还涉及情感和心理压力。
进入4月，百花盛开，杨柳依依，又到了部分鼻炎患者喷嚏不断的时节。除了花粉、杨柳絮，二手烟也让鼻炎患者避之唯恐不及。
面对有害无益的二手烟，人们不禁会想：吸烟为何会上瘾？戒烟为什么这么难？科学研究正在一步步逼近答案。
众所周知，吸烟成瘾是全球性公共健康威胁之一，也是社会中主要的可预防死亡和疾病的原因。伴随着认知功能损害，吸烟成瘾会导致人体全身其他系统的病变，白质结构的损伤就是吸烟者大脑病理改变的核心改变之一。
白质是中枢神经系统中一个主要组成元素，而脑白质是大脑信息传递的桥梁。因此，研究吸烟者白质功能的变化，对揭示吸烟成瘾的神经机制具有重要意义。
日前，中国科学技术大学认知神经心理学实验室张效初教授团队首次揭示了吸烟者白质功能网络的异常，相关研究成果以《尼古丁成瘾中白质功能网络的改变》为题发表在《精神病学研究》（Psychiatry Research）上。
揭开吸烟成瘾背后的复杂机制
“成瘾行为背后的生理和心理机制是很复杂的。”上述论文共同通讯作者、中国科学技术大学人文与社会科学学院心理学系特任副研究员查汝晶告诉记者，从生理层面来讲，成瘾行为会引起神经适应性改变，使人们逐渐对其产生依赖。在这一过程中，大脑的奖赏系统和决策系统起到了重要作用。而从心理学角度来看，成瘾的原因往往还涉及情感和心理压力。“很多人会通过成瘾行为来缓解自己的不适或压力，也有的是为了寻求快感和享受。”查汝晶说。
吸烟成瘾的机制与其他成瘾行为类似。“我们都知道，烟草中的尼古丁成分是导致吸烟成瘾的主要物质。它会刺激大脑中的奖赏系统，同时释放多巴胺，让吸烟者产生愉悦感和放松感。”查汝晶表示，长期吸烟会导致人体产生耐受性，这使吸烟者需要摄入更多的尼古丁，才能感受到相同的愉悦感。
吸烟成瘾者的大脑结构与功能在多个方面表现异常。在大脑结构上，吸烟成瘾者可表现为大脑灰质体积下降、皮层厚度缩小、白质结构纤维变性与炎症反应等。而在功能上，相较于健康人，成瘾者表现为神经环路的功能连接异常。查汝晶介绍，既往的多项研究表明，吸烟者大脑的结构和功能异常，与吸烟的严重程度和认知损伤的程度密切相关。
成瘾行为一旦形成就很难改变，许多吸烟者在尝试戒烟后往往会出现焦虑、烦躁、无精打采等戒断症状，这会让吸烟者选择再次吸烟。
除了生理上的成瘾，吸烟也与情感和心理因素有关。“很多人选择用抽烟缓解生活和工作中的焦虑，或者是把抽烟当作一种社交和习惯性行为。这些也会让人们更容易吸烟成瘾。”查汝晶说。
吸烟成瘾或引起多维度脑损伤
“在这项研究中，我们利用功能磁共振提取了被试的白质功能信号，并通过小世界模型来探索吸烟成瘾者与健康人在小世界网络拓扑指标的差异。”查汝晶解释，功能磁共振是研究人大脑活动最常用的得力方法之一，具备良好的时空分辨率，安全性高，还可承载丰富的神经心理信息。
而小世界模型是图论分析方法中能够反映大脑结构与功能的网络模型，因此研究团队以吸烟者白质功能的小世界网络拓扑异常指标作为特征提取，进而利用机器学习的方法对成瘾者与健康人进行分类。
此外，研究还设置了另一批独立的被试，通过建立模型对吸烟者的成瘾严重程度进行区分。
研究团队发现，吸烟成瘾者在全脑白质功能的小世界网络中，表现出小世界属性和脑功能信息分离能力的下降。小世界属性是反映大脑功能的拓扑指标，其下降反映了大脑功能的异常，而脑功能信息分离能力下降则会造成认知功能的损伤。白质功能网络的紊乱，能够反映阿尔茨海默病、癫痫、帕金森病、重度抑郁症、精神分裂症等一系列神经精神障碍的严重程度。
“当前对疾病进行干预时，前后观察的往往是大脑结构的改变以及灰质区域的功能变化。这项研究突破了传统研究中关注灰质功能的局限性，阐明了白质功能网络的重要性，表明吸烟引起的脑损伤是多方位、多维度的。”查汝晶表示，这一结论将为今后相关疾病的干预治疗提供新的干预思路，对白质功能的监测也有望成为一项重点观测的指标。
研究结果还表明，在疾病的分类与诊断方面，白质功能网络的拓扑异常能够成为一个良好的生物学标记物。在未来的研究中，可以进一步探索其是否能反映临床干预的效果以及疾病的转归情况。