
一项最新研究利用人工智能技术发现了可预测青少年小鼠饮酒偏好的特定行为模式。结果显示,对自然奖励的敏感性和较低的社交能力是青春期饮酒的重要行为指标,而这些特征对成年小鼠的酒精偏好则无明显预测作用。该研究发表在《酒精:临床与实验研究》期刊上。
青春期是大脑发育的关键阶段,神经结构正在发生显著变化。这一时期通常伴随初次饮酒,可能增加长期健康风险和成瘾的可能性。临床和动物研究表明,青少年表现出多种复杂行为,这些特质可能提升他们尝试药物的倾向。包括冒险行为、焦虑水平以及对奖励的敏感度等性状,通常与物质使用风险相关。
以往的研究在识别哪些行为会持续导致酒精摄入上存在不一致。有些研究指出高焦虑水平与饮酒相关,而另一些研究则发现无关甚至呈负相关。这种差异可能是由于早期研究多单独分析单一行为,而现实中饮酒易感性可能由多种行为特征的交互作用决定。
本研究通过同时观察多种行为特征,试图澄清上述不一致。研究团队使用机器学习算法分析多重行为组合,以预测哪些小鼠更倾向饮酒。这种方法有助于理解不同性格维度如何相互作用形成脆弱性。同时,研究对比了青春期和成年小鼠,以评估随着大脑成熟,饮酒预测因子是否发生变化。
研究中使用了两种小鼠品系:C57BL/6近交小鼠和瑞士外交小鼠,以保证结果的遗传多样性。实验分为青少年组(出生后第40天开始,共46只)和成年组(出生后第120天开始,共79只)。小鼠在三天内完成一系列行为测试以评估表型特征。
在洞板测试中,研究人员评估了小鼠探索新奇环境的行为,通过统计小鼠将头伸入地板孔洞的次数来衡量新奇寻求倾向。焦虑水平通过加大迷宫测试评估,测量小鼠在开放臂停留的时间比例,相较于封闭臂,停留时间越长代表焦虑越低。社交能力通过三室社交测试测量,小鼠在陌生同伴所在房间停留的时间越长,说明其社交倾向越强。
应对行为通过强制游泳测试评估,观察小鼠在水中的主动攀爬时间,用以衡量应对不可避免压力的策略。自然奖励反应则通过蔗糖水偏好测量,小鼠在水和糖水之间自由选择,摄入糖水比例可反映对奖励的敏感度。
随后,小鼠进入为期五天的酒精偏好测试。实验中,每只小鼠被单独安置,并可自由选择两瓶液体:水或10%乙醇溶液。研究人员通过计算酒精摄入占总液体摄入的比例来评估饮酒偏好。
研究团队使用模式回归的机器学习方法,将数据拆分为训练集和测试集,让算法学习行为特征与饮酒偏好之间的关系,并预测未参与训练的小鼠饮酒情况。结果显示,该模型能够有效预测青少年小鼠的酒精偏好,而对成年小鼠预测效果不显著。
在青少年组中,有两种行为特征是最强预测因子:一是糖水摄入偏好,高糖水摄入的小鼠更可能饮酒偏高,显示对自然奖励敏感的小鼠更容易产生酒精偏好;二是社交性,社交行为较少的小鼠更倾向饮酒,表明低社交性是青春期饮酒的风险因素。焦虑水平和新奇寻求行为对预测作用较小,这与一些理论认为焦虑是青少年饮酒驱动力的观点不完全一致。
研究表明,青少年和成年小鼠饮酒的行为驱动因素可能存在本质差异。青少年时期大脑的奖赏系统,尤其是多巴胺通路,可能在饮酒偏好形成中起核心作用。此外,低社交性提示社会互动具有保护作用,催产素系统可能在青春期影响酒精奖励的敏感性。
需要注意的是,该研究存在一些局限。样本量较小,尤其是青少年组,可能影响模型稳健性。研究在小鼠身上进行,结果不能直接外推至人类,且实验环境高度可控,不同于青少年复杂的社会环境。不同小鼠品系的遗传差异也可能影响行为表现。
未来研究可在更大样本量、不同物种中验证这些发现,并探索针对食欲素或催产素系统干预,是否能降低青少年饮酒易感。理解这些行为预测因子的生物学基础,将有助于为青少年制定更精准的预防策略。
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