Alcohol en hersenontwikkeling in de puberteit

Hoewel onze hersenen het grootste deel van hun groei aan het begin van de puberteit hebben afgerond, wil dat niet zeggen dat de ontwikkeling ervan ten einde is gekomen. In tegendeel, het brein maakt juist tijdens die periode een enorme verandering door, die niet zozeer door groei als juist door krimp wordt gekenmerkt. De ontwikkeling van de hersenen tijdens de jeugd is bestudeerd in het laboratorium van dr. Judy Rapoport, verbonden aan het Amerikaanse National Institute of Mental Health, en door ons in Utrecht. Beide laboratoria vinden eenzelfde patroon: de hersenschors begint zich te verdunnen tussen het negende en twaalfde jaar, precies bij aanvang van de puberteit. En deze ontwikkeling is niet alleen normaal, het is een gunstige verandering, want hoe meer uitgesproken de verdunning des te hoger de intelligentie. Aan deze verandering komt pas een einde wanneer de puberteit afloopt, zo rond het twintigste jaar. 

e-robin.nl

De oorzaak van deze verdunning in de hersenschors is dat tijdens de puberteit een selectie wordt gemaakt tussen de verbindingen die belangrijk zijn omdat ze veel worden gebruikt en de banen die weinig worden geactiveerd en om die reden kunnen verdwijnen. Dit proces van snoeien van overbodige en ongebruikte verbindingen is even belangrijk als de groei van de hersenen en vindt, als gezegd, met name in de puberteit plaats. Verstoring van dit proces kan dus tot een abnormale ontwik-keling leiden. Alcohol is een van de factoren die een dergelijk effect kunnen hebben. 

Al in 1990 verscheen een artikel waarin de resultaten werden beschreven van een kleine studie die de effecten van alcohol op de hersenen van pubers had onderzocht, gebruikmakend van mriscans. De hersenscans van twaalf pubers van gemiddeld zeventien jaar oud die veel en geregeld alcohol gebruikten, werden vergeleken met scans van 24 leeftijdgenoten die niet of nauwelijks dronken. De twee groepen pubers verschilden aanzienlijk waar het de volumes van hun hersenen betrof: de hippocampus was duidelijk kleiner bij de drinkers. Dat niet alleen: deze krimp hield verband met het aantal jaren dat ze al alcohol gebruikten. Hoe langer deze pubers hadden gedronken, des te kleiner hun hippocampus. Het is, als aangegeven, een kleine studie en een deel van de drinkers gebruikte ook andere drugs, zoals cannabis. Het is daarom niet uit te sluiten dat het effect in de hippocampus te wijten is aan andere middelen dan de alcohol zelf. Waarschijnlijk is dit echter niet, aangezien een relatie werd gevonden tussen de duur van het alcoholgebruik en de krimp in de hippocampus. Een belangrijkere beperking van deze studie is dat slechts een enkele hersenscan is gemaakt; het is pas goed vast te stellen wat de effecten van alcohol op het puberbrein zijn wanneer de hersenscan twee maal wordt gemaakt: voor en na een periode van stevig drinken. Dat is echter in de praktijk nauwelijks uitvoerbaar en vandaar dat dergelijk onderzoek bij de mens nog niet is verricht. Bij onze nauwste dierlijke verwanten, de aap, echter wel. De resultaten zijn niet bemoedigend. 

Apen kunnen gemakkelijk leren om alcohol te gaan gebruiken. In deze studie werd een groep van zeven apen van vier tot vijf jaar oud (hetgeen overeenkomt met puberleeftijd bij de mens) gedurende een periode van zes weken alcohol aangeboden. Ze konden de hoeveelheid zelf doseren en de meeste dieren gebruikten uiteindelijk een dosis die overeenkomt met twee biertjes per dag bij de mens. Na deze periode van zes weken werd de groep gesplitst: vier apen mochten doorgaan met het gebruik van de alcohol, de andere drie kregen het niet meer aangeboden. Tien maanden later werd ook bij de vier gebruikende dieren de alcohol stopgezet. Na nog eens twee maanden werden alle zeven apen gedood en werden hun hersenen onderzocht (alle waren dus tenminste twee maanden alcoholvrij geweest voor hun dood). Ondanks de alcoholvrije periode van twee maanden die aan het hersenonderzoek was voorafgegaan vonden de onderzoekers van het Scripps Institute uit La Jolla in Californië duidelijke verschillen tussen de drinkende en de vrijwel alcoholvrije groep. In de hippocampus van de apen die tien maanden alcohol hadden gebruikt werd de helft minder nieuwe celkernen gevonden. Er waren met name veel minder stamcellen zichtbaar; dat zijn de cellen die verantwoordelijk zijn voor de voortdurende aanmaak van verse neuronen. Tegelijkertijd werden veel meer dode zenuwcellen aangetroffen. De onderzoekers concludeerden dan ook dat de hippocampus in de adolescentie extreem gevoelig is voor de effecten van alcohol. 

Toch is dit schadelijke effect van alcohol niet per se gekoppeld aan een langdurig gebruik ervan. Althans zo blijkt uit een studie bij ratten die tijdens hun puberteit (die slechts enkele maanden duurt) waren getest. In dat onderzoek werd namelijk aangetoond dat alcoholtoediening al na vijf uur (!) leidt tot een reductie in het aantal nieuwe zenuwcellen in de hersenen met 63 procent. En dit effect werd al gevonden bij de laagste dosis alcohol (vergelijkbaar met eenmalig gebruik van vijf glazen bier). Echt grote hoeveelheden alcohol, zoals een avond binge drinking bij de mens (twintig glazen bier of borrels) resulteerde na vijf uur in een reductie van 99 procent in de nieuwvorming van cellen in alle onderzochte hersengebieden – een totale stop op de nieuwvorming van cellen dus. En hoewel het een eenmalige toediening van alcohol betrof, bleven de effecten aantoonbaar tot het einde van de studie, 28 dagen later, en waren ze in de hippocampus het meest uitgesproken. Aangezien deze hersenkern essentieel is voor het opnemen van nieuwe informatie, met andere woorden, leren, is te verwachten dat de invloed van alcohol met name op dat terrein aan het licht zal komen. Dat klopt. 

Om te onderzoeken hoe snel ratten kunnen leren wordt vaak de waterdoolhoftest gebruikt. In een bak met water dat troebel is gemaakt wordt net onder de waterspiegel een platformpje geplaatst dat voor de rat niet zichtbaar is. Na een tijdje zwemmen heeft de rat door waar het platform zich bevindt aangezien hij zich kan oriënteren aan de hand van voorwerpen die rondom de bak zijn geplaatst. Vervolgens wordt de rat uit de bak gehaald en na geruime tijd weer erin teruggeplaatst. De mate van leren wordt gemeten aan de hand van de tijd die de rat nodig heeft om het platform weer te vinden. In deze studie ging het er niet om te onderzoeken hoe snel de ratten leerden, maar om het effect van alcoholtoediening op het leren zelf te bestuderen. Hoewel de dieren slechts eenmalig vijf uur lang alcohol toegediend hadden gekregen, konden ze vier weken na toediening nog steeds niet goed onthouden waar het platformpje zich bevond. Ze deden er twee keer zo lang over als de controleratten die geen alcohol hadden gehad. Anders gezegd, zelfs een kortdurende stoot alcohol, vergelijkbaar met comazuipen onder pubers, heeft een effect op het geheugen dat wekenlang aanhoudt.