Roll av serotonin i visuell orientering bearbetning
Serotonin (5-hydroxytryptamin) är en monoamin -neurotransmittor som spelar en roll i humör, ätande, sömn, upphetsning och potentiellt visuell orientering. För att undersöka dess funktion i visuell orientering har forskare använt MDMA , eller som det vanligtvis kallas ecstasy (3,4-metylendioximetamfetamin). MDMA är känt för att påverka serotonin- neuroner i hjärnan och orsaka neurotoxicitet . Serotonin har antagits vara involverat i visuell orientering eftersom individer som använder MDMA uppvisar en ökning av omfattningen av tilt-eftereffekten (TAE). TAE är en visuell illusion där visning av linjer i en riktning, under en längre tidsperiod, ger uppfattningen av en lutning i motsatt riktning till vertikala linjer som ses senare. Denna effekt föreslås uppstå på grund av lateral hämning av orienteringskänsliga neuroner i occipitalloben . Lateral hämning är där neuroner som aktiveras till en viss orientering skickar hämmande signaler till sina närliggande neuroner. Graden av orientering som varje neuron blir maximalt upphetsad till kallas inställningsbandbredden . Lateral hämning spelar följaktligen en central roll i varje neurons avstämningsbandbredd, så att om lateral hämning inte längre inträffar kommer ett större antal neuroner att stimuleras till samma orientering. Detta resulterar i att de aktiverade neuronerna anpassas till samma orienteringsstimulus, om stimulansen betraktas under en tidsperiod. Som en konsekvens, om dessa neuroner sedan "visas" en annan stimulans som skiljer sig något i sin orientering, kan dessa neuroner inte längre uppnå samma nivå av svar jämfört med andra icke-anpassade neuroner.
Studier har följaktligen använt TAE för att bedöma graden av lateral hämning som uppstår vid användning av MDMA. Resultaten av dessa studier har funnit bevis för att stödja den roll som serotonin spelar i visuell orientering. Detta bevisades genom att individer som enbart använde MDMA rapporterade en större omfattning av TAE jämfört med drognaiva kontroller. Denna ökade magnitud visade att serotonin spelar en roll i lateral hämning genom att potentiellt ha en finslipande effekt, vilket innebär att orienteringsneuroner blir maximalt upphetsade till sin föredragna orientering, och mindre så för andra. Detta ger dessutom ytterligare bevis på neurotoxiciteten hos MDMA. Detta forskningsområde har totalt sett gett insikter i mekanismerna för visuell orienteringsbehandling och effekten som MDMA-neurotoxicitet har på detta system. Detta främjar förståelsen av både den roll som serotonin har på synsystemet och i vilken grad MDMA-neurotoxicitet påverkar hjärnan.
Historik och effekt av MDMA
Ecstasy är gatunamnet som refererar till den populära fritidsdrogen som innehåller 3,4-metylendioximetamfetamin (MDMA). Den nu ofta använda drogen i rave- och klubbscenen syntetiserades först av Merck, ett tyskt läkemedelsföretag som undersökte utvecklingen av nya mediciner i början av 1900-talet. Sedan dess utveckling har det genomgått olika faser, från att det kontroversiellt använts som ett terapeutiskt hjälpmedel på 1970-talet, till att det förbjöds på 1980-talet efter att Drug Enforcement Administration drog slutsatsen att det var beroendeframkallande. Under och efter 1970-talet blev MDMA en populär drog för fritidsaktiviteter på grund av att den producerade känslor av eufori, empati, social närhet, milda hallucinationer och stimulans. Den populariserade användningen av läkemedlet bland allmänheten har sedan väckt oro eftersom djur- och människorstudier har visat att det har förmågan att orsaka neurotoxicitet i hjärnan.
MDMA är en del av amfetaminfamiljen och framkallar dess positiva effekter genom att förändra nivåerna av neurotransmittorer av serotonin, dopamin och noradrenalin i hjärnan. När läkemedlet börjar verka, blir hjärnan översvämmad med serotonin som sedan kan bli utarmad inom 3–6 timmar efter konsumtion. Det har också visat sig att ett enzym som krävs för att syntetisera serotonin blir inaktiverat och därför hämmar hjärnans påfyllning av använt serotonin. På grund av förändringar som hjärnan genomgår under och efter MDMA-konsumtion har olika konsekvenser noterats. Dessa har inkluderat minnesstörningar, ångest, paranoia, humörsvängningar och depression. Detta har väckt ytterligare farhågor om i vilken utsträckning MDMA kan skada och förändra hjärnans kemi och vad detta betyder för dess användare.
MDMA och Visual Orientation Processing
Ny forskning som undersöker MDMA har avslöjat den neurotoxiska effekten av läkemedlet på hjärnans serotonin-neuroner. Långvariga och potentiellt permanenta förändringar av serotonerga axoner har noterats i djur- och primatstudier där de administrerades doser av MDMA liknande de som tagits av vissa mänskliga användare. MDMA har därefter använts för att undersöka vilken roll serotonin kan spela vid visuell orienteringsprocess. Serotonin-neuroner tros finnas i nackloben, som är ett område i hjärnan som ansvarar för visuell bearbetning av linjeorientering, kanter, rörelse och stereoskopisk djupuppfattning. Eftersom MDMA är känt för att påverka serotonin och att serotonin tros vara involverat i synen, kan individer som tar MDMA uppvisa skillnader i sin visuella orienteringsprocess.
Sambandet mellan effekten av MDMA och serotonins roll i visuell orienteringsbehandling har undersökts efter en tidigare studie utförd på 1990-talet av Maisini, Antonietti och Moja (1990). Deras experiment involverade försökspersoner som fick i sig en blandning som avsevärt minskade hjärnans serotoninnivåer. Denna minskning av serotonin resulterade i en ökning av storleken på TAE hos dessa försökspersoner. Denna studie har sedan använts som grunden för idén att MDMA-neurotoxicitet, på grund av dess effekt på serotonin-neuroner, kan påverka storleken på TAE hos individer som använder MDMA.
Nuvarande forskning
Aktuella rön om förändrad visuell orienteringsbehandling från MDMA-användning kommer från forskning av White, Brown och Edwards (2013). Deras studie försökte utöka resultaten från tidigare forskning, såsom Maisini et al. (1990), och undersöker hur MDMA påverkar visuell bearbetning i occipitalloben. Deltagarna i studien delades in i tre grupper: Ecstasy-användare som var amfetaminabstinenta, Ecstasy-användare som också använde amfetamin och drognaiva kontrolldeltagare. Ecstasy-användare som dessutom använde amfetamin inkluderades eftersom resultat från tidigare studier har visat att samtidig amfetaminanvändning kan mediera effekterna av MDMA på orienteringsneuroner.
Resultaten av studien visade att den amfetaminabstinenta Ecstasy-gruppen visade en bredare tuningbandbredd än kontrollerna. Detta visar att MDMA-användning ger förändringar i serotonerg funktion eftersom den stör lateral hämning mellan orienteringskänsliga neuroner. Denna störning får neuronerna att aktiveras till ett bredare spektrum av orienteringar andra än deras föredragna orientering. Detta fynd stöder därför tanken att serotonin spelar en roll för att skärpa inställningsbandbredden för orienteringsneuroner. Sammantaget stöder resultaten idén att "MDMA-medierad serotoninutarmning kan leda till bredare orienteringsinställningsbandbredder" sid. 163. Författarna fortsätter dock att säga att även om det finns brister i vissa uppgifter, kräver omfattningen av dessa brister ytterligare utredning.
En studie av Brown, Edwards, McKone och Ward (2007), undersökte dessutom MDMA:s effekt på serotonin-neuroner. Deras forskning härrörde också från Masini et al. (1990). De var intresserade av serotonins roll i lateral hämning av orienteringskänsliga neuroner och hur MDMA-användning kan förändra detta system och producera bredare avstämningsbandbredder. Studien bestod av två grupper, Ecstasy-användare och kontroller, som visades korta visningar av TAE-illusionen. Resultaten av studien stödjer tanken att serotoninskada på grund av MDMA-användning gör att lateral hämning minskar bland orienteringskänsliga neuroner i nackloben. Detta visades genom att Ecstasy-gruppen visade en större ökning av TAE-illusionens storlek jämfört med kontrollerna. Författarna konstaterade att kanske "serotonin är involverat i den utsträckning i vilken känsligheten hos neuroner minskar under anpassningen" sid. 445. Det kan vara så att minskningen av känsligheten för neuronerna efter anpassningsorientering minskas ytterligare av minskad serotonerg funktion, vilket ökar storleken på TAE. Deras forskning ger stöd till idén att MDMA-användning påverkar lateral hämning och att serotonin spelar en roll i visuell orienteringsprocess.