杰西卡通常每周五天抽大麻，大部分是在一天结束时，经常在阅读时。“为什么有些人喝酒?” 她说。“在繁忙的一天之后，这是一种下降的方式。我更喜欢吃晚餐时的啤酒。”

但是在今年冬天的一个早晨，她抽了一支用政府种植的大麻卷起来的烟，一边躺在一个扫描仪内，一个扫描仪记录了放射性示踪剂穿过她大脑的路径。“大麻是非法的，不可能学习，”25岁的研究生杰西卡说。“我们越了解它，我们就越了解它对我们的影响。它不会消失。”

即使联邦政府将拥有和使用大麻视为非法用于任何目的，29个州现在允许使用该药物，9个州已批准将其用于娱乐目的。这种新的，快速发展的法律环境带来了许多未知因素，其中最重要的是这种流行的非法药物如何影响人们的大脑和行为。

杰西卡，不是她的真名，是参加由耶鲁大学女性健康研究资助的一项研究的首批受试者之一，该研究使用新的脑部扫描技术首次检查吸食大麻如何影响女性和男性的大脑。

大约一半的美国人尝试过大麻，其中有2200万人报告他们在上个月至少使用过一次大麻。该药物的使用在青少年和年轻人中尤为常见，他们的大脑仍处于发育阶段。

新一代的大麻使用者正在消耗这种药物，其效力多年来大大增加。在没收的大麻样本中，主要精神活性成分四氢大麻酚(THC)的平均含量从20世纪90年代初的4%上升到2014年的12%。

康涅狄格州药房以花形式出售的品种 - 通过医生认证向患有癌症，青光眼，艾滋病，帕金森病，多发性硬化症，癫痫和创伤后应激障碍等合格诊断的患者出售 - THC含量远高于25% 。浓缩形式如油和树脂接近并超过90%的THC。其他品种的THC含量较低，其他化合物含量较高，如大麻二酚(CBD)，用于镇静焦虑和抑制癫痫发作，尤其是儿童，没有精神作用。

更大的效力带来更大问题的可能性。大约有400万美国人符合大麻使用障碍的诊断标准，这意味着由于使用大麻而导致大麻健康或履行责任的能力。这种疾病可能涉及依赖性 - 停止服用该药物的使用者会出现戒断症状，​​如烦躁，焦虑，抑郁和睡眠问题 - 以及成瘾，即使在使用中导致严重的健康和社会问题时也无法停止。用户的生活。

作为WHRY的Wendy U.和Thomas C. Naratil Pioneer Award的获奖者，研究人员期望在女性中发现更快的神经化学奖励反应，使女性更容易上瘾，并为性别敏感成瘾预防计划和治疗的发展打开了大门。 。

“由于对这一主题的研究很少，我认为我们根本不知道，”精神病学，放射学和生物医学成像与神经科学副教授Kelly Cosgrove博士说。“我们需要做的第一件事就是准确确定大麻对大脑化学的影响。”

该研究的首席研究员科斯格罗夫帮助开发了吸烟和酒精依赖研究中的脑扫描方法。她看到了一种明确的平行方式，即采用这种技术来探索大麻如何在大脑内部发挥作用，并最终帮助为依赖性或成瘾的人设计更好的，有针对性的治疗方法。

“并非所有吸烟或食用大麻的人都会出现问题，”她说。“但即使一小部分用户患上大麻使用障碍，也代表了很多人，我们可以提供帮助。”

化学奖励

在大脑中，多巴胺是奖赏的主要神经化学物质。作为帮助脑细胞相互交流的神经递质，它可以产生一种欣快感或简单的感觉良好。当有人喜欢吃，做爱，进行测试，赢得比赛，拥抱婴儿 - 身体自然奖励的所有活动时，多巴胺的释放就会产生良好的感觉。

但是可能有太多好事，特别是在摄取物质方面。与尼古丁和可卡因等药物有关的“良好感觉”部分来自大脑中多巴胺的释放，随着重复使用而减少，并且可以促使人们一遍又一遍地寻找药物，因为“良好的感觉“随着时间的推移逐渐消退。追求这种感觉或效果会损害用户的健康和快乐。

在研究吸烟者，科斯格罗夫和其他研究人员在研究的耶鲁大学专业中心(SCOR)制定性别敏感烟草依赖治疗发现，男子吸烟往往对尼古丁的奖赏效应，和女性吸烟更经常地应对压力或改善他们的心情。

“我们开始以不同方式对待男性和女性吸烟者，”科斯格罗夫说。“例如，男性更有可能对尼古丁替代疗法做出反应。我们正在开发针对女性的新药物。这是因为我们正在进行的研究。”

现在，科斯格罗夫希望通过告知人们使用21世纪大麻的风险并为发展大麻使用障碍的人提供数据驱动的援助来产生类似的影响。

“例如，如果我们发现吸食大麻的性别差异，可能会导致不同的治疗方案，”她说。“也许女性和男性需要不同的临床干预措施。除非我们继续研究这个问题，否则我们不会知道。”

制作心灵电影

为了确定女性和男性的大脑如何对药物产生不同的反应，研究人员需要正确的工具和分析他们获得的数据的方法。

在探索尼古丁，酒精，可卡因和大麻对大脑影响的研究中，科斯格罗夫使用正电子发射断层扫描(PET)创建的图像。

PET扫描允许研究人员和医疗人员跟踪身体中可能是疾病迹象的化学活动，或者像大麻研究多巴胺释放一样。在此过程中，操作PET扫描仪的团队将一种安全的放射性药物(称为示踪剂)注射到受试者或患者体内。已知示踪剂在研究中的化学活性的特定区域中收集，并且放射性在视觉上显示为记录图像上的亮点以帮助诊断或向研究人员提供关于心理过程或障碍如何影响大脑活动的有用数据。

例如，当男性在PET扫描仪中吸烟时，多巴胺会被释放到称为腹侧纹状体的大脑部分，这与奖励和强化有关。对于女性来说，多巴胺倾向于聚集在背侧纹状体中，这与习惯和学习行为更相关，如对负面情绪的反应。

一项WHRY研究正在使用一种新的脑部扫描技术来首次检查吸食大麻如何影响女性和男性的大脑。图片来源：耶鲁大学

这符合其他研究，揭示出男性吸烟更多的是尼古丁的有益效果，女性吸烟更多地影响情绪，并且被习惯的其他方面所暗示，而不是对尼古丁的渴望。

传统上，使用PET扫描检测特定药物对大脑中多巴胺活性的影响的研究人员首先给药，然后将受试者置于PET扫描仪中，等待90分钟，并计算该时间内平均多少药物的平均值。示踪剂与它们靶向的多巴胺受体结合。

大约10年前，放射学和生物医学成像，精神病学和生物医学工程教授Evan D. Morris博士开始研究那些平均值可能隐藏的有价值信息。

“如果我们正在寻找的现象在短时间内发生，会发生什么?” 莫里斯说。“如果数据出现峰值并且不是简单的直线怎么办?我们可以检测到这些东西吗?我们需要更复杂的数学方法。”

Jenna Sullivan博士，2013年第一个获得博士学位的研究生。在耶鲁PET中心进行研究时，她在其他人发表的论文中发现她的博士论文写道，吸烟后PET扫描仪所花费的时间会影响结果。

“时机很重要，”莫里斯说。“我们所寻求的信息都在数据中。这只是将其解决并将其可靠地解决问题。”

莫里斯和他的学生开发了一种数学模型，可以可靠地提取时间数据，并允许团队在药物给药之前，期间和之后绘制多巴胺激活图。目前，Heather Liu是一名二年级生物医学工程研究生，他帮助处理数字并创建数据可视化电影，准确描述随着时间的推移正在发生的事情。

“如果效果很短，如果它很微妙，传统的模型根本不能捕捉它，”刘说。“莫里斯博士的模型是独一无二的，它给我们提供了多巴胺的整个曲线，因为它随着时间的推移而释放 - 不仅仅是在它被释放之前和之后。”

为科学吸烟

当杰西卡出现她的PET扫描时，她被要求禁止吸食大麻12小时以最大化任何渴望。经耶鲁大学机构审查委员会批准开展人体研究，科斯格罗夫的团队和PET中心的工作人员详细记录了大麻，酒精和其他药物的病史和评估。

他们测试了她的血液中的激素水平和THC。

他们进行了身体和神经系统检查，包括心脏功能心电图，以确保她没有复杂的医疗条件。

他们筛查了她的尿液以确保她没有怀孕。

他们评估她以确定任何精神疾病并评估她的抑郁，焦虑和冲动。

他们执行了一项任务，旨在评估她对奖励的回应。

他们让她把手伸进冰冷的水中，以评估她的疼痛阈值和任何与大麻渴望有关的可能性。

杰西卡还接受了磁共振成像(MRI)扫描，研究人员用它来绘制PET扫描显示其大脑更详细图像活动的位置。

经过一系列的测试，杰西卡躺在一张带垫子的桌子上，头枕在PET扫描仪的圆形开口处。一名护士通过静脉注射管给她注射了放射性示踪剂。30分钟后，她开始从国家药物滥用研究所提供的大麻香烟中抽出大约3.5%的THC，呼气进入吸入烟雾的装置的碗状末端并过滤以保护研究人员和设备。

在每次交错的一系列泡芙之后，一位研究人员要求杰西卡按照0到10的等级排名，感觉有多高，她感觉有多好，她感到多么焦虑，以及她对大麻的渴望程度。

在控制室，计算机显示器显示杰西卡头部在PET扫描仪中的位置，并开始生成刘将应用于莫里斯数学模型的数字，并转换成显示多巴胺出现的位置，时间和持续时间的视频。

对于大多数受试者，多巴胺在开始吸烟前不久开始流动。研究人员将此解释为预期药物的愉悦效果。

对于这项初步研究，该团队预计将测试五名女性和五名男性。他们希望找到性别之间的差异，然后申请更大的补助金来测试更多的科目，寻找更大的效果，并最终证明必要的证据，以指导更好，更个性化的治疗。

经过一天的医学和心理测试，吸烟为科学，杰西卡报告感到放松。有点困，但很满意她帮助更好地理解，可以帮助人们。

“男人和女人应该一视同仁，但生物我们是分开的，”杰西卡说。“谁知道会发现什么。这就是为什么我们需要继续寻找。”