היא חוקרת כיצד התמכרות חוטפת למידה במוח | מגזין קוונטה

ארין קליפארי באה ממשפחת כדורסל. אביה, ג'ון קליפארי, אימן בקולג' ובכדורסל מקצועני מאז 1998, והוביל שש קבוצות לפיינל פור של ה-NCAA, ואחיה מאמן כדורסל גברים באוניברסיטת ונדרבילט בנאשוויל, טנסי, שם היא עובדת כיום. אבל כשהצטרפה לצוות הקולג' שלה כתואר ראשון, היא הבינה שהחוזקות שלה נמצאות במקום אחר. "אני הייתי בסדר. לא הייתי מעולה", אמרה. "זה היה די ברור לי במשך כמה שנים שזה לא מסלול קריירה".

מחוץ לבית המשפט, כמנהלת ביולוגיה היא נמשכה להורמונים ולנוירוטרנסמיטורים. היא הוקסמה מהנוירוביולוגיה של איך ולמה סמים כמו קוקאין ואופיואידים ממכרים, כאשר למדה על השפעות האקסטזי על מערכת הסרוטונין. "חשבתי שסמים הם כל כך מגניבים כי הם חוטפים את המוח", אמרה. "תרופות בעצם לוקחות את המערכות הרגילות שיש לנו בגוף ומניעות אותן בצורה שגורמת לך לרצות לקחת סמים שוב."

לאחר המשך עבודה לתואר שני במדעי המוח, בשנת 2017 Calipari להקים את המעבדה שלה ב-Vanderbilt כדי לחקור כיצד התמכרות קשורה לדרכים שבהן המוח לומד ומקבל החלטות. "ההחלטה מה לעשות ומה לא לעשות היא באמת בסיסית לכל מה שאנחנו עושים", אמר קליפארי. "אתה שם את היד שלך על כיריים לוהטות, אתה לומד ממש מהר לא לעשות את זה שוב." התמכרות יכולה להפחית את יכולתו של אדם ללמוד ששימוש בסמים פוגע בו, וגם את יכולתו ללמוד משהו בכלל.

עולמה עדיין מתנגש בספורט, למשל כשהיא נושאת שיחות עם ספורטאים על הסכנות שבשימוש בחומרים. ספורטאים יכולים להיות פגיעים להתמכרות כאשר רושמים להם תרופות כאב, כגון אופיואידים, לפציעות. קיים סיכון לתלות אם נוטלים אופיואידים לפרקי זמן ארוכים, גם כאשר חולים ממלאים אחר הוראות הרופאים - עובדה שהובילה לתופעה כלל ארצית. מצב חירום לבריאות הציבור. טנסי כן מוקד של מגפת האופיואידים. בשנת 2022, לנאשוויל היה השיעור השני בגובהו של מקרי מוות ממנת יתר במדינה.

לכן, קליפארי מובילה מחקר כדי לפענח את מנגנוני ההתמכרות בעיר שבה אנשים רבים סובלים ממנה. העובדה שעבודתה יכולה לעזור לאנשים סביבה מניע את קליפארי, למרות שהתמכרות היא לא בעיה שהיא, או אף אחד, יכולים לזהות בקלות.

"כשאתה חושב על אנשים מכורים, אתה חושב על הדימויים הסטריאוטיפיים האלה שיש לנו של אנשים שמזריקים סמים ומתעלפים", אמרה. "אבל זו לא האוכלוסייה הגדולה ביותר של אנשים הסובלים מהפרעת שימוש בסמים. הן אחיות. הם מורים. הם רופאים. הם ספורטאים".

מה שהופך את חקר התמכרות ומציאת טיפולים לה למאתגר במיוחד, היא אמרה, שהוא מופיע בצורה שונה אצל אנשים שונים, תלוי למה הם מכורים (חומר או התנהגות), המניעים שלהם, הגנטיקה שלהם, המין שלהם והן שלהם. גישה למשאבים. אילו מסלולים עצביים מתווים מחדש בגלל התמכרות יכולים גם להשתנות מאוד בין אנשים.

Quanta שוחחה עם קליפארי על תפקידה של מולקולת הדופמין הידועה, אך לא מובנת היטב בהתמכרות ובלמידה, כיצד מינים שונים חווים התמכרות בצורה שונה, וכיצד שנות גידולה סביב ספורט השפיעו על האופן שבו היא ניגשת למדע כיום. הראיון תמצה ונערך למען הבהירות.

איך נראית למידה במוח, ואיך סמים מפריעים לזה?

המוח שלנו מחווט לעזור לנו לראות דברים חשובים ולהגיב אליהם. זה קובע אם אנחנו צריכים לעשות משהו שוב או לא. האם עלינו לזוז או להישאר? האם זה טוב או רע? זה משהו שאני צריך לשים לב אליו?

סמים משכנעים את המוח שלנו, "כן, זה חשוב. זה משהו שאנחנו צריכים לעשות שוב". סמים מניעים לא רק החלטות לגבי התרופה עצמה, אלא גם החלטות לגבי גירויים שאינם סמים בסביבה שלנו. הם משנים את האופן שבו אנחנו לומדים.

איך זה עובד ברמה המולקולרית?

תרופות כמו אופיואידים פועלות על דופמין. רוב האנשים חושבים על דופמין כעל "מולקולת הנאה", אבל זו לא כל התמונה. כן, דופמין משתחרר על ידי גירויים מתגמלים כמו שוקולד או סוכר. אבל זה גם משתחרר על ידי גירויים אברסיביים כמו מתח או כאב. זה יורה כאשר דברים חדשים או שונים, בין אם הם טובים או רעים. ובדרך זו, דופמין הוא קריטי כדי לעזור לך ללמוד.

תרופות בעצם ממשיכות לדחוף דופמין גם כשהדברים כבר לא חדשים או שונים. המוח ממשיך לחשוב שמשהו חשוב, ומאותת לך להמשיך לשים לב. אבל בעוד שתרופות מגדילות את הדופמין ברגע, השימוש בתרופות לטווח ארוך מדלדל אותו. אז עם יותר ויותר שימוש בסמים, יש פחות ופחות דופמין במוח, מה שאומר שאתה מתקשה ללמוד משהו חדש.

האם יש להגדיר מחדש את הדופמין כמולקולת "לומדת" ולא כמולקולת "הנאה"?

כן. הבנת הדופמין כמולקולה שמנחה את מידת האפקטיביות שאנו לומדים היא הרבה יותר מדויקת.

איך לומדים את המערכת המסובכת הזו?

במעבדה שלי, אנו משתמשים באסטרטגיות שונות להקלטה ולתמרן תאים שונים במוח כדי לנסות להבין אילו תאים ומעגלים עוזרים לנו לקבל החלטות מסתגלות. ואז, ברגע שזיהינו את המעגלים האלה, אנחנו נכנסים ואומרים: איך חשיפה לתרופות משנה את אופן הפעולה של המערכת? אנחנו עושים את העבודה הזו ברמה הפיזיולוגית והאפיגנטית. המטרה היא להבין את הביולוגיה הבסיסית - איך סמים חוטפים את המעגלים - ואז להבין אם אנחנו יכולים להפוך את התהליך. אנו יכולים להשתמש בכלי CRISPR, למשל, כדי להפוך חלק מהפלסטיות בתאי מוח ספציפיים.

האם ההבנה כיצד דופמין עובד בסופו של דבר יכולה לעזור לנו לפתח טיפולים להתמכרות?

ההבנה מה דופמין עושה כדי לעזור למוח ללמוד היא באמת חשובה. אבל לכוון אליו יהיה קשה מאוד. אתה לא יכול פשוט לחסום דופמין: אם כן, אנשים לא יוכלו לזוז, הם לא יוכלו לשים לב לכלום. יש הרבה עבודה על דרכים שונות לכוונון עדין של מערכת הדופמין במקום רק להפעיל או לכבות אותה. אני חושב שזה מה שנצטרך לעשות.

איך זה לעבוד כחוקר התמכרויות באחד ממוקדי ההתמכרות?

נאשוויל גרועה. בשיאה של מגיפת האופיואידים, בטנסי היה אחד מהשיעורים הגבוהים ביותר של מרשמים לאופיואידים. בשנים האחרונות זה ירד, אבל בעיית האופיואידים לא. וזה לא רק אופיואידים עבורנו; מתאמפטמין הוא גם אחד גדול. ולכן ונדרבילט נמצא בחלל הייחודי הזה כאחד מבתי החולים המחקריים הגדולים באזור במוקד של הפרעות שימוש בחומרים.

לפעמים זה מתיש לא להיות מסוגל לפתור התמכרות מחר. זה מהמם בצורה לא נהדרת. לפעמים זה עצוב לדבר עם אנשים שסובלים מהפרעת שימוש בסמים, ואני לא יודע איך לעזור להם. הם שואלים אותי שאלות כמומחה. אבל אני מומחה לשינויים הנוירוביולוגיים הספציפיים שמתרחשים. קשה לי להבין את ההשפעה של הפרעה זו על חיי היום-יום של אדם מאחר שלא חוויתי אותה באופן אישי.

האם אנחנו מתקרבים להבנה ובסופו של דבר למצוא תרופה להתמכרות?

ריפוי ההתמכרות קשה מכיוון שהתמכרות אינה מחלה אחת אחידה. לחלק מהאנשים הסובלים מהתמכרות יש הפרעות נלוות כמו חרדה ודיכאון. יש אנשים הנוטלים סמים כי הם מנסים להימנע מכאב. יש אנשים שיש להם התנהגות כפייתית ויש כאלה שלא.

עצם ההבנה של מה דומה ושונה במוחם של אנשים עם כל אחד מהתסמינים הייחודיים הללו תהיה קריטית להבנה כיצד לגשת לטיפול מלכתחילה. במעבדה שלי, למשל, אנחנו בוחנים את ההבדלים בין זכרים ונקבות.

מה אתה מוצא?

כשמסתכלים מדוע אנשים נוטלים סמים, נשים נוטות יותר לדווח על נטילת סמים כדי להימנע או לברוח מהשלכות שליליות, כמו מתח וחרדה. גברים נוטים יותר לקחת סמים באימפולסיביות, להשתכר ולבלות עם חברים. שני המינים נוטלים סמים, ואחוז מסוים משניהם יפתח הפרעת שימוש בחומרים. אבל הם עושים את זה מסיבות שונות.

להורמונים יש הרבה מה לעשות עם זה. מצאנו שאסטרדיול, שהוא הורמון שחלתי שמסתובב עם המחזור החודשי, משנה את אופן פעולתו של הניקוטין במוח על ידי שינוי תפקודי הקולטנים שלו.

מצאנו גם שאם אתה נותן לבעלי חיים גישה בלתי מוגבלת לסמים, זכרים ונקבות לוקחים את אותה כמות של סמים, וההתנהגות שלהם נראית זהה. אבל כשבדקנו מה החלבונים במוחם השתנו, הזכרים והנקבות היו שונים לחלוטין. להרבה מהחלבונים האלה יש פונקציות תאיות דומות. מה שאנחנו חושבים שקורה הוא שהתרופה הזו מגבירה דופמין אצל גברים וגם אצל נקבות ומניעה התנהגות באותו אופן, אבל המסלולים המולקולריים שבהם משתמשים כל מין שונים מאוד.

מדוע שהמוח של המינים השונים ישתמש במסלולים שונים כדי להגיע לאותה נקודה?

אם הייתה לך מערכת שבה אתה צריך נוירון אחד כדי לקודד פיסת מידע אחת, המערכת הזו הייתה מועדת לכישלון. הכל יצטרך לעבוד בצורה מושלמת בכל פעם כדי שתוכל לנווט בסביבה. אבל למוח יש הרבה יתירות, מה שאומר שאתה לא צריך שהכל יעבוד בצורה מושלמת. יש הרבה דרכים להגיע לאותו סוף. מדוע לזכרים ולנקבות יש דרכים שונות לקידוד התנהגויות מבוסס כנראה על האבולוציה ובהישרדות המין שלנו.

זה חייב להיות תחום כבד לעבוד בו. מה נותן לך מוטיבציה?

הדבר שמביא אותי כל יום הוא שאלה שאלות חשובות. ללמוד על הדבר הבא ולפתור בעיות קשות זה כשלעצמו סופר מספק. ואז כשאתה לוקח נשימה ולוקח צעד אחורה ומבין שהבעיות הקשות האלה שאתה פותר באמת משפיעות על אנשים - זה הופך את זה אפילו למשמעותי יותר.

אבל המקום שבו אני באמת מקבל את המוטיבציה שלי הוא בהדרכת הדור הבא. כשהלכתי למחקר, המטרה שלי הייתה להשפיע על הכי הרבה אנשים שיכולתי. הדרך שחשבתי לעשות זאת הייתה על ידי גילוי משהו חשוב ושינוי החברה, וזו ללא ספק המטרה הסופית. אבל אז כשהגעתי לכאן והקמתי את המעבדה שלי, הבנתי שמה שאתה עושה זה ללמד תלמידים שהם יכולים לעשות את העבודה הזו. העצמתם להבין במה הם טובים ומה הם אוהבים ממשיכה אותי, גם כשהמדע לא תמיד הולך כמו שאני רוצה.

אתה קצת כמו המאמן של הקבוצה שלך.

כשאתה מנהל מעבדה, אתה מבין שזה הרבה מדע, אבל זה גם הרבה לא-מדע. זה לגרום לאנשים לעבוד יחד וליצור את הסביבה הנכונה עבור כל אדם, וזה יכול להיות מאתגר. זה כמו להרכיב צוות. אם הם עובדים יחד, זה פחות קשה לכל אחד. ואם אתה עושה את זה בדרך הנכונה, אז כולם מנצחים.

אתה גם חסיד של נשים במדע. מאיפה הכונן הזה?

לאף אחד במשפחתי לא היה תואר שני לפניי. בגלל שאבא שלי עוסק בספורט, לא היה דגש עצום על לימודים אקדמיים. ואז הגעתי למרחב ש- אני לא רוצה להגיד שלא היה לי עניין להיות בו, אבל הייתי בסביבה של חבורה של אנשים שהרגשתי שהם יותר חכמים ממני. הם ידעו מה הם עושים. הם ידעו באיזה מסלול הם אמורים להיות. והרגשתי כאילו אני עף ליד מושב המכנסיים שלי.

במקרה היו לי מנטורים מדהימים שעזרו לי להישאר בנתיב שלא ידעתי שאני נמצא בו. ואז, כשהתבגרתי, התחלתי להבין שאני שייך לכאן. הייתי חכם בדיוק כמו האנשים שסביבי. זה לבד גרם לי להבין כמה זה חשוב שאנשים ירגישו שייכים.

במקום לבקש מנשים להתנהג כמו גברים כדי להשתלב במערכת שנבנתה לגברים, אולי כדאי שנשנה את המערכת כדי לחזק את הדברים שחסרים לנו, שהם דברים שנשים מביאות לשולחן - איך הן מנווטות בעולם, איך הם תופסים דברים, איך הם תומכים בתלמידים. אנו מרוויחים מאוד מיצירת מרחב לנשים.

עשית ספורט כל חייך, כולל כדורסל בקולג'. אתה חושב שזה השפיע על הקריירה שלך היום? 

הדברים הכי גדולים שאתה לומד בספורט הם איך לדחוף את עצמך להשתפר בכל יום, איך לחזור מכישלון ואיך לסמוך על חבריך לקבוצה. כשהייתי צעיר יותר, החוויות האלה לימדו אותי איך להגיע לעבודה אחרי שניסוי לא עבד ואיך לבקש עזרה כשהייתי צריך אותה.

במהלך האימונים שלי, הייתי הספורטאי ששיחק את המשחק. עם זאת, כשהפכתי לסגל, פתאום הייתי המאמן. העבודה שלי שונה עכשיו. זה מתמקד איך אני יכול לגרום לקבוצה שלי להשתפר. אני צריך להבין מהן החוזקות של כל אדם ולהעמיד אותם בעמדה להצליח. אני גם כאן כדי לעזור להם למלא את הפערים עם חברים מצוינים לקבוצה שטובים בדברים שהם אולי לא טובים בהם. הספורט נתן לי את הכישורים להתמקד בעבודה קשה ובמוטיבציה, והם נתנו לי מסגרת כיצד ליצור קבוצה אפקטיבית ולהניע אותם להיות הטובים ביותר שלהם.

אבא שלך, ג'ון קליפרי, הוא מאמן כדורסל מקצועי. הוא היה חונך עבורך?

הוא היה מנטור מדהים, אבל יותר עם הדברים שהוא עשה מאשר בדברים שאמר. כשהייתי בחטיבת הביניים הוא פוטר. לראות אותו מפוטר אבל אז לחזור ולהגיד, "אתה יודע מה, זה בסדר; אני הולך לקום ולעשות את זה שוב" - זה היה ממש חשוב עבורי, להבין שגם כשדברים מרגישים כמו כישלונות ענקיים, לפעמים זו התחלה של משהו חדש.

Quanta עורכת סדרה של סקרים כדי לשרת טוב יותר את הקהל שלנו. קח את שלנו סקר קוראי ביולוגיה ותוכלו לזכות בחינם Quanta סחורה.