Auswirkungen von Nikotin auf die Leistung kognitiver Aufgaben und die Gehirnaktivität, gemessen durch fMRT

Zielsetzung:

Experimente in diesem Protokoll verwenden fMRT, um die Wechselwirkungen von Nikotin mit kognitiven Prozessen wie Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit und den exekutiven Funktionen der hemmenden Kontrolle, konzeptionellen Argumentation und Aufmerksamkeitsumschaltung sowie der Belohnungs- und zeitlichen Fehlerverarbeitung zu untersuchen. Die Auswirkungen von Nikotin auf diese kognitiven Prozesse werden auch außerhalb des MRT-Scanners untersucht. Die Beurteilung genetischer Varianten erfolgt unter der Annahme, dass diese für einige interindividuelle Unterschiede in den Bilddaten des Gehirns verantwortlich sind.

Studienpopulation:

Die Studienpopulation besteht aus erwachsenen (18–50 Jahre alten), nicht behandlungsbedürftigen Rauchern und alters- und geschlechtsangepassten Nichtraucher-Kontrollpersonen. Die Kontrollpersonen liefern normative Daten zur Leistung kognitiver Aufgaben und der entsprechenden neuronalen Aktivierung und bieten Kontrolle für etwaige Zeiteffekte (z. B. Übungseffekt auf die Leistung wiederholter kognitiver Aufgaben). Raucher rauchen ein Jahr lang mindestens 10 Zigaretten pro Tag. Sowohl Raucher als auch Kontrollpersonen sind für die fMRT-Untersuchung geeignet. Die Probanden dürfen nicht von anderen Drogen außer Nikotin oder Koffein abhängig sein.

Design:

In einem Design innerhalb der Probanden führen erfahrene Raucher zwei Stunden nach der einmaligen blinden Anwendung eines Nikotinpflasters (21 mg/24 Std.) kognitive Aufgaben aus, die die Kodierung und Konsolidierung des Gedächtnisses, die selektive/geteilte und anhaltende Aufmerksamkeit sowie die Verarbeitung von Belohnungen und zeitlichen Fehlern umfassen ) und während einer separaten Sitzung an einem anderen Tag nach der Anwendung eines Placebopflasters. Die Aufgaben werden während des fMRT-Scannens ausgeführt. Es werden nicht alle Aufgaben gleichzeitig erledigt, vielmehr werden Aufgabengruppen nacheinander als Aufgabensätze ausgeführt: Aufgabensatz A: Aufgabe mit selektiver/geteilter Aufmerksamkeit und Aufgabe mit Absicht/Aufmerksamkeit; Aufgabensatz B: Die SARAT-Aufgabe (Spatial Attentional Resource Allocation Task), die die Dissoziation von Top-Down- und reizgesteuerten Prozessen der visuell-räumlichen selektiven Aufmerksamkeit ermöglichen soll, sowie die CEFER-Aufgabe, die ein Maß für die zentrale Exekutivfunktionsaufgabe ist und die Zuordnung isoliert der Aufmerksamkeitsressourcen im Arbeitsgedächtnis; Aufgabensatz C: Monetäre Anreizverzögerung und zeitliche Verzögerung Fehlerverarbeitungsaufgaben; Aufgabensatz D: Aufgabe „Affektive Prognose und Verlustaversion“. Kontrollpersonen erledigen die Aufgaben während des Scannens ohne Patch. Allen Teilnehmern wird Blut zur Analyse genetischer Varianten entnommen und bei Rauchern werden Plasma-Nikotin und Cotinin gemessen.

Ergebnis:

Wir werden die akuten Auswirkungen von Nikotin auf Aufmerksamkeits- und andere kognitive Mechanismen bestimmen und wie emotionale Prozesse wie die Erwartung und der Erhalt einer Belohnung die neuronalen Aktivierungseigenschaften der akuten Nikotinverabreichung bei erfahrenen Rauchern beeinflussen. Darüber hinaus werden wir feststellen, ob genetische Polymorphismen eine BOLD-Reaktion bei kognitiven Aufgaben vorhersagen, die für die Nikotinsucht relevant sind. Plasma-Nikotin und Cotinin werden als Faktoren in Analysen nikotininduzierter Wirkungen auf das fMRT-Signal einbezogen, um potenziell große interindividuelle Variabilität der zirkulierenden Nikotinkonzentrationen zu berücksichtigen.