Weltweit ist Alkohol die am häufigsten konsumierte gesundheitsschädigende Substanz. Alkoholkonsum wird in der aktuellen wissenschaftlichen Praxis auf einem Kontinuum von unschädlichem Gebrauch über riskanten Konsum bis zur manifesten Abhängigkeit erfasst. Die Abhängigkeitsentwicklung ist wahrscheinlich bedingt durch eine Dysfunktion und Dysbalance zweier antagonistisch wirkender neuraler Netzwerke: ein impulsives und ein regulierendes System. Als psychologischer Risikofaktor wird häufig das Persönlichkeitsmerkmal der Impulsivität diskutiert. Die vorliegende Studie untersucht die beiden neuralen Systeme sowie das Persönlichkeitsmerkmal Impulsivität im Zusammenhang mit Alkoholkonsum bei Probanden mit riskantem Trinkverhalten. Die Arbeit soll zur Identifizierung eventuell vorhandener frühzeitiger Veränderungen bei riskantem Alkoholgebrauch beitragen, indem eine Probandengruppe mit einem Alkoholkonsumverhalten unterschiedlichen Schweregrades jenseits der Abhängigkeit betrachtet wird. 36 männliche Probanden mit unterschiedlichem Alkoholkonsumverhalten (erfasst mit vier Fragebögen) wurden in eine fMRT-Cue-Reactivity-Studie eingeschlossen. Es wurde die Aktivierung des impulsiven Systems sowie des regulierenden Systems des Gehirns im Zusammenhang mit Alkoholkonsum untersucht. Hierfür wurden anatomische Regions of Interest (ROIs) definiert: ventrales Striatum, Amygdala, ventromedialer präfrontaler Kortex und anteriores Cingulum als Bestandteile des impulsiven und dorsolateraler präfrontaler Kortex als Bestandteil des regulierenden Systems. Deren BOLD-Antworten wurden in konfirmatorischen und explorativen Analysen ausgewertet. Zusätzlich wurden explorative Whole-Brain-Analysen durchgeführt, um Effekte außerhalb der ROIs zu erfassen. Außerdem betrachteten wir mittels Korrelationsanalyse nach Pearson den Zusammenhang zwischen dem Persönlichkeitsmerkmal Impulsivität (erfasst mit zwei Fragebögen) und Alkoholkonsum. Alle konfirmatorischen ROI-Analysen (p<0.05 FWE-korrigiert) blieben ohne signifikanten Befund. Somit war kein Zusammenhang zwischen riskantem Alkoholkonsum und Hyperaktivität des impulsiven Systems bzw. Hypoaktivität des regulierenden Systems nachweisbar. Außerdem fand sich kein Zusammenhang zwischen Impulsivität und Alkoholkonsumverhalten. Die explorative ROI-Analyse des dorsolateralen präfrontalen Kortex (p<0.005 unkorrigiert) zeigte eine negative Korrelation zwischen BOLD-Antwort der Brodmann-Areale 9 und 46 und Alkoholkonsum. Eine stärkere Aktivierung dieser regulierenden Areale war mit niedrigerem Alkoholkonsum assoziiert. In der explorativen Whole-Brain-Analyse (p<0.005 unkorrigiert) korrelierten zudem BOLD-Aktivierungen im posterioren Cerebellum (Tonsille, Pyramis, Declivus) negativ mit dem Alkoholkonsum. Zusammenfassend war in unserer Stichprobe von Probanden ohne manifeste Alkoholabhängigkeit kein Zusammenhang zwischen Aktivierung des impulsiven Systems und Alkoholkonsum zu beobachten. Möglicherweise entwickelt sich dieser Zusammenhang erst bei Menschen mit manifester Abhängigkeit. Wir fanden außerdem keine Assoziation von Impulsivität und riskantem Alkoholgebrauch. Die Befunde der explorativen Analyse weisen auf eine Hypoaktivität des regulierenden Systems hin, welche einen Risikofaktor für die Abhängigkeitsentwicklung darstellen könnte. Auf Basis unserer explorativen Daten wäre weiterhin denkbar, dass das Kleinhirn einen Anteil an regulierenden Prozessen im Rahmen des Alkoholkonsums haben könnte. Dies müsste in zukünftigen Studien genauer untersucht werden.
Background Alcohol is the most frequently used substance causing adverse health effects worldwide.1 Alcohol consumption is commonly assessed on a continuum of non-hazardous intake, harmful use and severe addiction.2 Developing addiction is probably caused by a dysfunction and imbalance of two antagonistic neural networks: a regulative and an impulsive system.3 At the psychological level, impulsivity is discussed as additional risk factor.4,5 Assessing those two systems and impulsivity in relation to harmful alcohol use is the aim of this study. We will investigate test subjects who do not show manifest alcohol dependence; instead, we will study subjects consuming various amounts of alcohol. Taking this approach may help to better understand early changes during the development of addicition. Methods 36 men with varying alcohol intake were included and performed an fMRI cue reactivity experiment. We assessed the activation of the impulsive and the regulative neural system in relation to the individual amount of alcohol consumption. For this we defined anatomic regions of interest (ROIs): ventral striatum, amygdala, ventromedial prefrontal cortex and anterior cingulate representing the impulsive system and dorsolateral prefrontal cortex as part of the regulative system. To identify further effects, exploratory whole brain analyses were carried out. Additionally, we investigated the relationship between behavioral impulsivity and alcohol consumption. Results Our confirmatory ROI-analyses did not reveal significant effects (p<0.05 FWE-corrected). Specifically, there was no correlation between alcohol consumption and cue-elicited (hyper)activation of the impulsive respectively hypoactivity of the regulative system. Further, we did not find an association between behavioral impulsivity and alcohol consumption. In our exploratory ROI-analysis of the dorsolateral prefrontal cortex (p<0.005 uncorrected), BOLD-activation in Brodmann-areas 9 / 46 was negatively correlated with alcohol intake. Thus, stronger activation was associated with lower alcohol consumption. In our exploratory whole-brain-analysis (p<0.005 uncorrected), BOLD-activations in posterior cerebellar areas correlated negatively with alcohol intake. Conclusion A relation between activation of the impulsive system and alcohol use was not detectable in test subjects showing riskful alcohol consumption. Probably this association is only apparent in manifest alcohol dependence. Moreover behavioral impulsivity was not linked to harmful alcohol use in our sample. The results of our exploratory ROI-analysis suggest hypoactivation of the regulative system, which may represent a risk factor for the development of addiction. Based on our findings in the exploratory whole-brain-analyses, one may discuss that the cerebellum is linked to regulatory processes related to alcohol consumption. This needs to be further investigated in future fMRI studies.
