The neurological reaction to amphetamine - Mattay et al. - 2003 - Article

  Chapter 

The observations are consistent with the hypothesized inverted-U cortical-response curve to increasing DA signaling in the PFC and suggest that the likelihood of a person being on the up or down slope of the inverted U after AMP administration depends not only on the environmental demands (e.g., task conditions), but also on an individual’s COMT genotype.


Background

Amphetamine (AMP) and other psychostimulants are among the most effective psychotropic medications. Although it has been well known that there are dose- and behavior-dependent differential effects of psycho- stimulants, there is also considerable evidence that the response to these drugs varies across individuals, even to fixed doses. These variable effects have been difficult to predict a priori and to date no neurobiological explanation for them has been established. The effect of AMP and other dopamimetic agents on the PFC depends on the baseline level of PFC function, which is presumably a reflection, at least in part, of baseline dopaminergic tone (i.e., relative position on the putative inverted U). Relatively poor performers on prefrontal cognitive tasks tend to improve after stimulants, whereas high performers show no response or get worse.

The COMT val allele, presumably by compromising the postsynaptic impact of the evoked DA response, reduces prefrontal neuronal signal-to-noise ratio and makes processing less efficient.

Hypothesis

The val158- met functional polymorphism of the COMT gene would influence the effect of AMP on prefrontal cortical function: After AMP, which in the PFC increases DA levels by blocking extrasynaptic uptake at norepinephrine transporters, normal individuals homozygous for the val allele would be shifted to more optimal DA levels, thereby improving their PFC function. Also individuals homozygous for the met allele, who tend to be superior performers on prefrontal cognitive tasks and presumably have baseline synaptic DA levels closer to the peak of the theoretical inverted-U curve, would be more likely to have their DA levels shifted by AMP beyond the optimal range with a resultant decrement in PFC function.

Design & Method

Double-blind, counterbalanced crossover design during two fMRI sessions. Participants were divided into three groups based on genotype (val/val, val/met, met/met). The final sample of 27 healthy volunteers (age <45, similar educational backgrounds) underwent blood oxygen level-dependent (BOLD) fMRI while performing the N-back task (PFC dependent) with increasing levels of task difficulty. Before the fMRI sessions, subjects took an executive cognition test, the Wisconsin Card Sorting Task (WCST), as prior work has shown that the COMT genotype affects performance on this task. Mood and anxiety scales were obtained after the fMRI scans on each test day.

Analysis

Main goal of this study was to explore the impact of the COMT val-met polymorphism on the effect of AMP on prefrontal cortical function. Therefore in analysis was focused on the data from the two extreme genotype groups, i.e., individuals with the high enzyme activity val/val and low enzyme activity met/met genotypes.

Result

The observations are consistent with the hypothesized inverted-U cortical-response curve to increasing DA signaling in the PFC and suggest that the likelihood of a person being on the up or down slope of the inverted U after AMP administration depends not only on the environmental demands (e.g., task conditions), but also on an individual’s COMT genotype. Indeed, val/val individuals on AMP appear in our paradigm similar to met/met individuals at baseline individuals on AMP, however, process the 3-back task more poorly than do val/val individuals at baseline. The researchers suggest that the combined effects on DA levels of AMP and high WM load push individuals with the met/met genotype beyond the critical threshold at which compensation can be made.

Sluit je aan bij JoHo om te kunnen inloggen en gebruik te maken van de tools en teksten
 

Aansluiten bij JoHo als abonnee of donateur

The world of JoHo footer met landenkaart

    Aansluiten bij JoHo met een JoHo abonnement

    JoHo abonnement (€20,- p/j)

    • Voor wie online volledig gebruik wil maken van alle JoHo's en boeksamenvattingen voor alle fases van een studie, met toegang tot alle online HBO & WO boeksamenvattingen en andere studiehulp
    • Voor wie gebruik wil maken van de gesponsorde boeksamenvattingen (en er met zijn pinpoints 10 gratis kan afhalen in een JoHo support center of bij een JoHo partner)
    • Voor wie gebruik wil maken van de vacatureservice en bijbehorende keuzehulp & advieswijzers
    • Voor wie gebruik wil maken van keuzehulp en advies bij werk in het buitenland, lange reizen, vrijwilligerswerk, stages en studie in het buitenland
    • Voor wie extra kortingen wil op (reis)artikelen en services (online + in de JoHo support centers)
    • Voor wie extra kortingen wil op de geprinte studiehulp (zoals tentamen tests en study notes) in de JoHo support centers

     of met een JoHo donateurschap

    JoHo donateurschap (€5,- per jaar)

    • Voor wie €10,- korting wil op zijn JoHo abonnement
    • Voor wie JoHo WorldSupporter en Smokey projecten wil steunen
    • Voor wie gebruik wil maken van alle gedeelde materialen op WorldSupporter
    • Voor wie op zoek is naar de organisatie bij een vacature

     

    Aanmelden & Aansluiten bij JoHo 

    JoHo & Partnernieuws

    Vacatures: checken

      Partners: verzekering kiezen
       
      Regel jij via JoHo je reis- of zorgverzekering bij een duurzame of gespecialiseerde partner?
       
       
       
       
      Solliciteren? JoHo zoekt medewerkers die willen meebouwen aan een betere wereld en een zich vernieuwende organisatie

      Werken, jezelf ontwikkelen en een ander helpen?

      JoHo zoekt medewerkers, op verschillend niveau, die willen meebouwen aan een betere wereld en een zich vernieuwende organisatie

      Vacatures en mogelijkheden voor vast werk en open sollicitaties

      Vacatures en mogelijkheden voor parttime werk en bijbanen

      Vacatures en mogelijkheden voor stages en ervaringsplaatsen

      JoHo: chapters begrijpen

      Hoe werkt een JoHo Chapter?

       

      Wat vind je op een JoHo Chapter pagina

      •   JoHo Chapters zijn tekstblokken en hoofdstukken rond een specifieke vraag of een deelonderwerp

      Crossroad: volgen

      • Via een beperkt aantal geselecteerde webpagina's kan je verder reizen op de JoHo website

      Crossroad: kiezen

      • Via alle aan het chapter verbonden webpagina's kan je verder lezen in een volgend hoofdstuk of tekstonderdeel.

      Footprints: bewaren

      • Je kunt deze pagina bewaren in je persoonlijke lijsten zoals: je eigen paginabundel, je to-do-list, je checklist of bijvoorbeeld je meeneem(pack)lijst. Je vindt jouw persoonlijke  lijsten onderaan vrijwel elke webpagina of op je userpage
      • Dit is een service voor JoHo donateurs en abonnees.

      Abonnement: nemen

      • Hier kun je naar de pagina om je aan te sluiten bij JoHo, JoHo te steunen en zelf en volledig gebruik te kunnen maken van alle teksten en tools.

      Abonnement: checken

      • Hier vind je wat jouw status is als JoHo donateur of abonnee

      Aantekeningen: maken

      • Dit is een service voor wie bij JoHo is aangesloten. Je kunt zelf online aantekeningen maken en bewaren, je eigen antwoorden geven op tests, of bijvoorbeeld checklists samenstellen.
      • De aantekeningen verschijnen direct op de pagina en zijn alleen voor jou zichtbaar
      • De aantekeningen zijn zichtbaar op de betrokken webpagine en op je eigen userpage.

      Prints: maken

      • Dit is een service voor wie bij JoHo is aangesloten.  Wil je een tekst overzichtelijk printen, gebruik dan deze knop.
      JoHo: footprint achterlaten