Các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện ra rằng cồn - ở cấp độ toán học - làm thay đổi mô hình hoạt động của não bộ: nó làm giảm cái gọi là số mũ Hurst, một chỉ số về sự có trật tự dài hạn của hoạt động thần kinh. Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí uy tín NeuroImage, đã kết hợp dữ liệu từ các thí nghiệm trên động vật và con người, cung cấp bằng chứng trực tiếp cho thấy tham số toán học này thực sự phản ánh sức mạnh của sự ức chế thần kinh - chính cơ chế mà cồn đang làm suy giảm.
Trong các thử nghiệm trên 35 con chuột, các nhà khoa học từ Đại học Pennsylvania (Philadelphia), Đại học Bắc Carolina và các viện nghiên cứu khoa học của Đức đã tiêm cho chúng ethanol với liều 2 và 4 g/kg. Số mũ Hurst đã giảm trên toàn bộ não - đặc biệt rõ rệt ở các vùng vỏ não thị giác, thính giác và entorhinal, cũng như ở tiểu não và hạnh nhân. Hiệu ứng này tương quan rõ ràng với bản đồ phân bố các thụ thể GABAA, đích tác động chính của cồn trong hệ thần kinh trung ương.
Đồng thời, 11 tình nguyện viên khỏe mạnh (24–33 tuổi) đã trải qua một loạt các lần quét fMRI sau khi uống rượu, với liều lượng được điều chỉnh để đạt nồng độ 0,08% trong máu. Đối với họ, biểu đồ lại khác: ở các vùng vỏ não liên hợp - các khu vực chịu trách nhiệm về các chức năng tâm thần cấp cao - số mũ Hurst giảm mạnh nhất. Nhưng sự tương quan với các thụ thể GABAA vẫn được xác nhận ở đây, điều đặc biệt đáng chú ý: cùng một cơ chế hóa thần kinh tạo ra một tín hiệu giống nhau ở hai loài động vật hoàn toàn khác nhau.
Phương pháp dựa trên thiết kế tương phản cẩn thận: đối với chuột, trước tiên tiêm nước muối sinh lý (đối chứng), sau đó là ba liều ethanol tăng dần; đối với con người - các buổi xen kẽ có và không có cồn trong vài tuần. Các tác giả đã áp dụng các điều chỉnh nghiêm ngặt đối với chuyển động của não và các tạo tác, tuy nhiên, họ thành thật thừa nhận một hạn chế quan trọng: bản thân cồn ảnh hưởng đến lưu lượng máu và nhịp tim, điều này có thể làm sai lệch tín hiệu fMRI. Điều này có nghĩa là một phần các hiệu ứng quan sát được có thể là thứ cấp, chứ không phải là tác động trực tiếp của cồn lên các tế bào thần kinh.
Nghiên cứu còn có những hạn chế khác. Bản đồ phân bố các thụ thể GABAA không được lấy từ những người tham gia thử nghiệm mà từ các atlas não độc lập, điều này làm tăng thêm sự không chắc chắn trong các mối tương quan không gian. Không có các bài kiểm tra hành vi nào được thực hiện - điều này có nghĩa là mối liên hệ giữa sự sụt giảm số mũ Hurst và sự mất kiểm soát nhận thức thực tế mà những người say thể hiện vẫn còn gián tiếp. Ở một số vùng não nhỏ, các hiệu ứng ở con người tỏ ra yếu về mặt thống kê. Cuối cùng, quy mô mẫu nhỏ (11 người) đòi hỏi sự thận trọng khi khái quát hóa.
Bất chấp những hạn chế này, kết quả cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy số mũ Hurst thực sự nhạy cảm với việc tăng cường ức chế theo dược lý thông qua các thụ thể GABAA. Một câu hỏi sâu sắc hơn vẫn còn bỏ ngỏ: chỉ báo này đặc hiệu đến mức nào đối với sự ức chế, chứ không phải là những thay đổi chung hơn trong động lực tín hiệu não, ví dụ như sự thay đổi trong cân bằng kích thích và ức chế?
Nếu chỉ báo này vượt qua được kiểm chứng trong các nghiên cứu tiếp theo, nó sẽ mở ra một cơ hội hiếm có: một phương pháp không xâm lấn để theo dõi cân bằng kích thích và ức chế trong não người sống. Cân bằng này không chỉ đơn thuần là một chi tiết kỹ thuật của khoa học thần kinh. Nó là nền tảng cho sự ổn định và hoạt động bình thường của các mạng lưới thần kinh, từ sự linh hoạt nhận thức đến điều hòa cảm xúc. Theo quan điểm của một số nhà lý thuyết về ý thức thần kinh, sự mất cân bằng của cơ chế này rất quan trọng để hiểu sự khác biệt cơ bản giữa ý thức hiện tượng và tiếng ồn nền của hoạt động thần kinh. Do đó, phương pháp này có thể trở thành một cánh cửa để khám phá một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học não bộ hiện đại.
