Bakgrunn
Den viktigste psykoaktive komponenten i hasj og marihuana er Δ9-tetrahydrocannabinol (THC), som er en laveffektiv agonist for endocannabinoid type 1 reseptoren (CB1) (Pertwee, Int J Obesity, 2006). CB1-reseptorene utgjør grunnstammen i hjernens «endocannabinoide system», lokalisert til bl.a. cerebellum, basalgangliene, hjernebarken og hippocampus. Vi vet også at det er mange CB1-reseptorer i hjerneområder knyttet til sosiale egenskaper og sosial persepsjon (Wei et al., Trends Neurosci, 2017). I og med at CB1-reseptorene er knyttet til ulike former for synaptisk plastisitet (synaptisk endring) (Harkany et al., Curr Opin Neurobiol, 2008), vil stimulering med THC gripe inn i og forstyrre normal synaptisk regulering i disse områdene. I nervecellekulturer fra hippocampus hos rotte vil THC hemme dannelse av nye synapser (Kim & Thayer, J Neurosci, 2001). Rotter i ungdomsalderen (adolescence) som blir eksponert for THC får som voksne individer kortere og færre dendritter i hippocampus og gjøre det dårligere i en test for romlig hukommelse og læring (Rubino et al., Hippocampus, 2009). Disse resultatene er forenlig med en kjernerolle for det endocannabinoide system i en normal og adaptiv utvikling av synaptiske forbindelser og deres funksjon i viktige hjerneområder (Jager & Ramsey, Curr Drug Abuse Rev, 2008). Psykologiske studier hos mennesker viser i tråd med dette at regelmessig cannabisbruk er knyttet til psykososiale forstyrrelser hos ungdommer og unge voksne (Foster et al., Psychol Med, 2018), og cannabisbruk forstyrrer emosjonell prosessering hos unge studenter (Troup et al., PeerJ, 2016). Det er derfor behov for mer kunnskap om effekter av THC på hjernen også i andre områder enn hippocampus, knyttet til sosial persepsjon og sosiale evner.
Problemstilling
Vi vil kombinere studier på hjerne fra mus og mennesker, i et samarbeid med Core Center for Quantitative Neuroscience with Magnetic Resonance ved Yale University.
- Endringer i synapseproteiner i sosiale områder av hjernebarken hos mus som har blitt stimulert med THC i ungdomsfasen.
- Endringer i struktur og funksjon i sosiale områder av hjernebarken hos mennesker som har blitt stimulert med THC i ungdomsfasen.
- Nevropsykologisk testing av sosiale funksjoner hos mus og mennesker som har blitt stimulert med THC i ungdomsfasen.
Mål og metode
Vi vil bruke tre hovedmetoder:
- Elektronmikroskopi av synapser i sosiale områder av musehjerne etter periode med moderat THC-stimulering, kombinert med kvantitativ postembedding immunogull metode.
- Mål: Dokumentere endringer i synapseproteiner (glutamatreceptorer, SNARE-proteiner). Slike endringer vil danne grunnlag for endret styrke og funksjon i disse synapsene.
- Avansert hjernescanning, MR og fMRI av sosiale områder av hjernebarken hos unge mennesker med moderat cannabisbruk.
- Mål: Doumentere endringer i cortical brain density, størrelse og funksjon som følge av cannabisbruk.
- Nevropsykologisk testing av sosiale funksjoner hos mus og mennesker.
- Mål: Kvantitativ fastsettelse av endrede funksjoner knyttet til sosiale egenskaper.
Overordnet mål: Sammenfatning av de tre målene vil kunne gi ny kunnskap om på hvilken måte cannabis/THC påvirker synaptiske molekyler, hvordan dette i sin tur endrer hjernebarkens struktur og funksjon, og hvordan sosiale evner og egenskaper påvirkes av de molekylære og funksjonelle hjerneforandringene.
Studentens arbeidsoppgaver
- Sette seg inn i funksjonell hjerneanatomi, bruk av visuelle hjelpemidler til å forstå hjernens funksjon
- Elektronmikroskopi av hjernesynapser hos mus
- Immungull merkning med antistoff mot funksjonelt viktige synapseproteiner
- Avansert statistisk analyse med R
- Besøk på Yale University i USA, lære MR-scanning og fMRI av hjernen hos forsøkspersoner
- Nevropsykologisk testing
- Forberede presentasjoner av egne resultater
- Trening i muntlig fremføring av forskning
Om forskningsmiljøet
Suleman Hussain er hovedveileder. Han er lege, ph.d., førsteamanuensis ved Institutt for oral biologi, Odontologisk fakultet. Han har nylig startet eget forskningslaboratorium, i samarbeid med professor Linda Bergersen. Han er også knyttet til forksningsgruppen til medveileder, Svend Davanger, lege, Dr.Med., professor ved Seksjon for anatomi. Sammen leder de Laboratorium for synaptisk plastisitet. Suleman er hovedveileder for en lege som arbeider med PhD, og medveileder for to andre leger/PhD-stipendiater. Gruppen består i tillegg av en lege/tidligere forskerlinjestudent, en forskerlinjestudent, to masterstudenter og en Fulbright scholar fra USA. To laboratorieingeniører er også knyttet til forskningsmiljøet. Vi har gode samarbeid med andre grupper ved UiO, samt universitetene Yale og Stanford i USA. Vi arbeider intenst med forskningsprosjekter knyttet til hjernen og dens funksjoner, men vi legger også vekt på et sosialt miljø utover forskningen.