Wpływ kofeiny na naukę ze wzmocnieniem u zdrowych dorosłych korzystających z PET/MRI (Caffeine-RAC)

Receptory adenozyny 2A (A2AR) kolokalizują z receptorami dopaminy D2 (D2R) i wywierają na nie allosteryczny antagonizm poprzez współtworzenie funkcjonalnych heterodimerów w prążkowiu. Wstępne badania z wykorzystaniem pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) z [11C]Rakloprydem wykazały zwiększoną dostępność D2/D3R w wyniku antagonizmu A2AR z kofeiną i zmniejszoną dostępność D2/D3R w wyniku zwiększonej sygnalizacji adenozyny podczas braku snu, potwierdzając koncepcję interakcji A2AR-D2R in vivo . Jednakże słabo zbadano, w jaki sposób interakcje A2AR-D2R przyczyniają się do funkcji neurokognitywnych, w których pośredniczy D2R.

Uczenie się przez wzmacnianie, proces poznawczy za pośrednictwem dopaminy, kluczowo związany z różnymi ludzkimi zachowaniami, w tym nawykami, preferencjami, przekonaniami i oporem przed zmianami, często ulega zmianom w zaburzeniach związanych z dopaminą. Na przykład funkcja hiperdopaminergiczna w prążkowiu, obserwowana w psychozie, prowadzi do zmniejszenia uczenia się poprzez nagrodę i stępienia aktywności nerwowej związanej z zadaniem. Poprzez antagonistyczny wpływ A2AR na sygnalizację D2R, blokowanie A2AR może potencjalnie wzmocnić negatywne wzmocnienie za pośrednictwem D2R, czyli odpowiedź „no-go”. U gryzoni agoniści A2AR zmniejszają wzmocnienie środków psychostymulujących, podczas gdy antagonista A2AR może ułatwiać działanie środków wzmacniających w poszukiwaniu nagrody. Dlatego w tym podwójnie ślepym, randomizowanym badaniu krzyżowym naszym celem jest użycie kofeiny, antagonisty adenozyny, a także powszechnie stosowanego środka psychostymulującego przez prawie 80% światowej populacji, aby sprawdzić, czy blokowanie A2AR wzmocni uczenie się przez wzmocnienie modulowane D2R/nie -reakcje go poprzez farmakologiczne modulowanie sygnalizacji D2R.

Długoterminowym celem tego badania jest dalsze zrozumienie mechanizmów molekularnych związanych z heterodimerami A2AR-D2R oraz potencjału klinicznego modulowania interakcji A2AR-D2R. Do badania weźmie udział dwunastu młodych, zdrowych, niepalących osób. Każdy uczestnik zostanie poddany działaniu kofeiny i placebo. W każdym przypadku uczestnicy najpierw przejdą przez 6-dniowy okres wymywania w warunkach ambulatoryjnych, podczas którego zostaną poproszeni o powstrzymanie się od diety zawierającej kofeinę, alkoholu i narkotyków oraz o regularne chodzenie spać i wstawanie. W dniu 7 w południe odbędzie się badanie PET/fMRI, a na 20 minut przed badaniem zostanie podana doustnie tabletka z kofeiną lub placebo.

Jednoczesne badanie PET/fMRI zostanie wykorzystane do zbadania związku między zmianami neurochemicznymi (tj. dostępnością D2/D3R mierzoną ilościowo za pomocą [11C]Rakloprydu) a reakcjami hemodynamicznymi (tj. aktywnością fMRI związaną z zadaniem, zależną od poziomu tlenu we krwi) podczas wzmocnienia uczenia się w warunkach kofeiny w porównaniu z placebo. Przypuszcza się, że zwiększona dostępność D2/D3R pośredniczy w ułatwiającym wpływie kofeiny na uczenie się przez wzmocnienie. W szczególności spodziewamy się, że kofeina wzmocni odpowiedzi fMRI w obszarach mózgu związanych z nagrodą i że zwiększona odpowiedź fMRI będzie pozytywnie korelować ze zmianą dostępności D2/D3R.