Neuroimagistica, canabis și performanța și funcția creierului

"Cred că oala ar trebui să fie legală. Nu o fumez, dar îmi place mirosul ei." —Andy Warhol

Canabisul conține diverse molecule care se leagă de receptorii din creier, numiți în mod adecvat „receptori canabinoizi”. Liganzii cunoscuți (care se leagă de acești receptori) includ THC (tetrahidrocanabinol) și CBD (canabidiol), care se leagă de receptori precum receptorii CB1 și CB2 cu diverse funcții din aval pe creier.

Neurotransmițătorul principal implicat în activitatea canabinoidă înnăscută (endogenă) este „anandamida”, un unic „neurotransmițător de acizi grași” al cărui nume înseamnă „bucurie”, „fericire” sau „încântare” în sanscrită și în limbile străvechi înrudite. Acest sistem de neurotransmițători a fost investigat relativ recent în detaliu, iar biologia de bază este destul de bine elaborată (de exemplu, Kovacovic și Somanathan, 2014), îmbunătățind înțelegerea efectelor terapeutice, recreative și adverse ale diferiților canabinoizi și deschizând calea pentru dezvoltarea de noi medicamente sintetice.

Interesul crescând pentru utilizarea terapeutică și recreativă a canabisului necesită o mai bună înțelegere a efectelor canabisului asupra creierului și comportamentului. Datorită naturii controversate și politizate a marijuanei în discursul societății, credințe puternice despre canabis ne împiedică capacitatea de a purta o conversație motivată despre potențialii argumente pro și contra consumului de canabis și au împiedicat inițiativele de cercetare. Cu toate acestea, multe state au permis utilizarea medicală și recreativă a preparatelor de canabis, în timp ce guvernul federal se îndreaptă spre politici mai restrictive.

Juriul a ieșit

Avocații canabisului, pe de altă parte, pot prezenta o imagine prea roz a beneficiilor preparatelor de canabis, minimizând sau respingând informațiile relevante despre pericolele canabisului în populații specifice cu risc de anumite tulburări mintale, riscurile tulburărilor de consum de canabis și efectele negative ale canabisului asupra anumitor procese cognitive însoțite de efecte potențial dăunătoare și chiar periculoase asupra luării deciziilor și comportamentului.

De exemplu, în timp ce preparatele de canabis s-au dovedit a fi utile pentru gestionarea durerii și îmbunătățirea funcțională în diferite condiții, îmbunătățirea calității vieții, canabisul poate provoca, de asemenea, erori de judecată și întârzieri în procesarea informațiilor, care pot duce nu numai la probleme individuale, ci poate împiedica relațiile și activitățile profesionale, ducând chiar la posibile vătămări ale altora, contribuind la accidente.

Canabisul a fost în mod clar asociat cu precipitarea apariției și agravarea unor boli, în special afecțiuni psihiatrice. Mai mult, există un interes tot mai mare în înțelegerea potențialului terapeutic și patologic al diferiților compuși conținuți în preparatele de canabis, în special THC și CBD - deși importanța altor componente este recunoscută din ce în ce mai mult. De exemplu, un studiu recent din Jurnalul American de Psihiatrie sugerează cu tărie că CBD, util pentru tratarea convulsiilor intratabile (de exemplu, Rosenberg și colab., 2015), poate avea un beneficiu semnificativ ca agent de augmentare pentru unii cu schizofrenie (McGuire at al. ., 2017).

Cu toate acestea, imaginea nu este una sau alta. Este necesară o înțelegere mai profundă a modului în care canabisul afectează diferite regiuni ale creierului (în condiții diferite, de exemplu, consumul acut față de utilizarea cronică, cu și fără boli mentale și tulburări de consum de substanțe diferite, cu variații individuale etc.) pentru a fundamenta dezbaterea în cunoștințe și să ofere descoperiri științifice solide și fiabile pentru a deschide calea cercetărilor viitoare. Înțelegerea fundamentală lipsește și, deși există un corp tot mai mare de cercetări care analizează diferite aspecte ale efectelor canabisului, așa cum se întâmplă întotdeauna cu un corp de cercetare în evoluție încă de la început, metodologia a variat în multe studii mici, fără un cadru clar pentru încurajează abordări consecvente ale investigației.

O întrebare de o importanță evidentă este: Care sunt efectele canabisului asupra zonelor funcționale cheie ale creierului? Cum se schimbă funcționalitatea și conectivitatea în cadrul regiunilor anatomice cheie („hub-uri”, în teoria rețelelor) pe rețelele cerebrale în care acestea sunt centrale? Cum joacă consumul de canabis, în măsura în care îi înțelegem efectele, în cadrul sarcinilor specifice utilizate pentru a studia cunoașterea? Care este, în general, efectul canabisului asupra rețelelor cerebrale, inclusiv modul implicit, controlul executiv și rețelele de evidență (trei rețele cheie din „clubul bogat” dens interconectat al rețelelor creierului)?

Aceste întrebări și întrebările conexe sunt mai importante pe măsură ce ajungem să înțelegem mai bine modul în care decalajul minte / creier poate fi eliminat prin progresul în cartografierea conectomului neuronal uman. Așteptarea este că creșterea sau scăderea activității în diferite zone ale creierului la utilizatori (în comparație cu non-utilizatori) se va corela cu schimbări largi în rețelele funcționale ale creierului, care se reflectă în tiparele de performanță diferențială pe un grup mare de instrumente de cercetare psihologică utilizate în mod obișnuit. care surprind diferite aspecte ale funcției mentale și ale comportamentului uman.

Studiul actual

Având în vedere această considerație cheie, un grup multicentric de cercetători (Yanes și colab., 2018) și-a propus să colecteze și să examineze toată literatura de neuroimagistică relevantă privind efectele canabisului asupra creierului și asupra comportamentului și psihologiei.

Merită să revizuim pe scurt abordarea metaanalitică utilizată și să discutăm ce tipuri de studii au fost incluse și excluse, pentru a contextualiza și interpreta concluziile destul de semnificative. Au analizat literatura, inclusiv studii care utilizează fMRI (imagistică prin rezonanță magnetică funcțională) și scanări PET (tomografie cu emisie de pozitroni), instrumente comune pentru măsurarea indicatorilor activității creierului și au efectuat două evaluări preliminare pentru organizarea datelor.

În primul rând, au împărțit studiile în cele în care activitatea în diferite zone ale creierului a fost fie crescută, fie scăzută pentru utilizatori față de non-utilizatori și au adaptat zonele anatomice cu rețelele funcționale ale creierului din care fac parte. În cel de-al doilea strat de rafinament, au folosit „decodarea funcțională” pentru a identifica și clasifica diferite grupuri de funcții psihologice măsurate în literatura existentă.

De exemplu, studiile analizează un set mare, dar variabil de funcții psihologice, pentru a vedea cum, dacă este cazul, canabisul schimbă procesarea cognitivă și emoțională. Funcțiile relevante includ luarea deciziilor, detectarea erorilor, gestionarea conflictelor, reglarea afectelor, funcțiile de recompensare și motivație, controlul impulsurilor, funcțiile executive și memoria, pentru a furniza o listă incompletă. Deoarece diferite studii au utilizat evaluări diferite în condiții diferite, este necesară dezvoltarea unei abordări analitice combinate pentru a efectua o analiză și o analiză cuprinzătoare.

Căutând mai multe baze de date standard, au selectat studii cu imagistică comparând utilizatorii cu non-utilizatori, cu date disponibile sub formă de modele standard potrivite pentru analize combinate și care au inclus teste psihologice de percepție, mișcare, emoție, gândire și procesare a informațiilor sociale, în diverse combinații. Aceștia i-au exclus pe cei cu afecțiuni de sănătate mintală și studiile privind efectele imediate ale consumului de canabis. Au analizat aceste date curate.

Uitându-se la convergența constatărilor de neuroimagistică în cadrul studiilor care utilizează ALE (Activation Likelihood Estimate, care transformă datele în modelul standard de cartografiere a creierului), au identificat ce regiuni erau din ce în ce mai active. Folosind MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, care utilizează baza de date BrainMap pentru a calcula modele de activare a creierului întreg), au identificat grupuri de regiuni ale creierului care s-au activat împreună.

Ei au finalizat faza de decodare funcțională privind modelele de inferență înainte și inversă pentru a lega reciproc activitatea creierului cu performanța mentală și performanța mentală cu activitatea creierului, pentru a înțelege modul în care diferite procese psihologice se corelează cu funcțiile din diferite regiuni ale creierului.

Iată un rezumat al „conductei” metaanalitice generale:

Constatări

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird și Sutherland (2018) au analizat un total de 35 de studii. În concluzie, au existat 88 de condiții bazate pe sarcini, cu 202 de elemente legate de scăderea activării în rândul a 472 de consumatori de canabis și 466 de non-utilizatori și 161 de elemente privind activarea crescută în rândul a 482 de utilizatori și 434 de non-utilizatori. Au existat trei domenii majore de constatări:

Au existat mai multe domenii de schimbări consistente („convergente”) observate în rândul utilizatorilor și non-utilizatorilor, în ceea ce privește activarea și dezactivarea. Au fost observate scăderi în ACC bilaterale (ambele părți ale creierului) (cortex cingulat anterior) și DLPFC drept (cortex prefrontal dorsolateral). Prin contrast, a existat o activare crescută observată în mod constant în striatul drept (și extinzându-se spre insula dreaptă). Este important să rețineți că aceste descoperiri au fost distincte unele de altele, iar această lipsă de suprapunere înseamnă că reprezintă efecte diferite ale canabisului asupra diferitelor sisteme.

Analiza MACM a arătat că există trei grupuri de regiuni cerebrale co-activate:

• Clusterul 1 - ACC a inclus modele de activare a creierului întreg, inclusiv conexiuni cu cortexul insular și caudat, cortexul frontal medial, precuneus, girusul fusiform, culmen, talamusul și cortexul cingulat. ACC este cheia pentru luarea deciziilor și procesarea conflictelor și este implicat în explorarea și angajarea la un anumit curs de acțiune (de exemplu, Kolling și colab., 2016), iar aceste domenii conexe acoperă o gamă largă de funcții legate de ACC. Insula este implicată în percepția de sine, un exemplu notabil fiind o experiență viscerală a dezgustului de sine.
• Cluster 2 - DLPFC a inclus co-activarea cu regiunile parietale, cortexul orbitofrontal, cortexul occipital și girusul fusiform. Deoarece DLPFC este implicat în funcții executive importante, inclusiv reglarea emoțiilor, experiența stării de spirit și direcția resurselor atenționale (de exemplu, Mondino at al., 2015), precum și aspecte ale procesării limbajului, iar domeniile conexe abordează funcțiile cheie, inclusiv prelucrarea informațiilor sociale, controlul impulsurilor și conexe.
• Clusterul 3 - Striatul a inclus afectarea creierului întreg, în special cortexul insular, cortexul frontal, lobul parietal superior, girusul fusiform și culmen. Striatul este implicat în recompensă - așa-numitul „hit dopaminic” la care se face referire atât de des - care, atunci când este reglementat corespunzător, ne permite să urmărim succesul optim, dar în stările de subactivitate duce la inacțiune și, în exces, contribuie la comportamente dependente și compulsive. . Dovezile revizuite în lucrarea originală sugerează că consumul de canabis ar putea conduce la circuitele de recompensă pentru a predispune la dependență și, eventual, la motivația directă pentru activitățile obișnuite.

În timp ce aceste clustere sunt funcțional distincte în ceea ce privește modul în care sunt afectate de canabis, ele se suprapun anatomic și spațial, subliniind importanța crucială a activității creierului vizualizate din punctul de vedere conectat, în rețea, pentru a înțelege traducerea descoperirilor reductive ale creierului la modul în care mintea funcționează și cum se întâmplă acest lucru pentru oamenii din viața de zi cu zi.

Decodarea funcțională a celor trei clustere a arătat modele ale modului în care fiecare cluster se corelează cu un grup de teste psihologice: de exemplu, testul Stroop, sarcina de tip go / no-go care implică decizii rapide, sarcini de monitorizare a durerii și sarcini de evaluare a recompenselor, pentru a numiți câteva. Nu le voi revizui pe toate, dar constatările sunt relevante, iar unele dintre ele se remarcă (vezi mai jos).

Această prezentare generală a relațiilor cluster-task este utilă. Deosebit de remarcabilă este prezența condiției sarcinii go / no-go în toate cele trei zone funcționale:

Considerații suplimentare

Luate împreună, rezultatele acestei meta-analize sunt profunde și ating obiectivele concentrării și distilării constatărilor din literatura de specialitate relevantă care investighează efectele consumului de canabis asupra activării creierului la populațiile fără boli mintale, analizând activitatea crescută și scăzută în localizate regiunile creierului, grupurile distribuite de relevanță distinctă și impactul asupra sarcinilor și funcției cheie de procesare psihologică.

Canabisul scade activitatea atât în ​​grupurile ACC, cât și în grupurile DLPFC, iar pentru persoanele cu funcție normală a creierului, acest lucru ar putea duce la probleme în funcția executivă și luarea deciziilor. Cannabisul poate provoca inexactități în monitorizarea erorilor, ducând la percepții greșite și probleme de performanță din cauza greșelilor și poate împiedica funcționarea în situații de conflict ridicat, atât de la erori de judecată, cât și de la modificarea luării deciziilor și executarea ulterioară. Scăderea activității DLPFC ar putea duce la probleme emoționale de reglare, precum și la scăderea memoriei și la un control atențional redus.

Pentru persoanele cu afecțiuni psihiatrice și medicale, aceleași efecte asupra creierului ar putea fi terapeutice, de exemplu reducerea sarcinii durerii prin scăderea activității ACC, ameliorarea amintirilor traumatice și suprimarea coșmarurilor posttraumatice, tratarea anxietății cu puține efecte secundare sau reducerea simptomelor psihotice (McGuire, 2017) prin inhibarea activității în zonele cerebrale implicate.

Însă canabinoizii pot declanșa, de asemenea, patologie, precipitând depresie sau psihoză și alte condiții, la populațiile vulnerabile. Consumul de canabis provoacă, de asemenea, probleme creierului în curs de dezvoltare, ducând la efecte nedorite pe termen lung (de exemplu, Jacobus și Tappert, 2014), cum ar fi performanța neurocognitivă redusă și modificările structurale ale creierului.

În schimb, sa demonstrat că canabisul crește activitatea în striat și în zonele conexe în general. Pentru persoanele cu activitate inițială normală, acest lucru ar putea duce la amorsarea circuitelor de recompensă și, așa cum s-a observat în numeroase studii, ar putea crește riscul de comportamente dependente și compulsive, predispunând la unele forme de patologie. Această amplificare a activității de recompensă (combinată cu efecte asupra primelor două grupuri) poate contribui la „ridicarea” intoxicației cu marijuana, sporind plăcerea și activitatea creativă, făcând totul mai intens și mai antrenant, temporar.

Autorii notează că toate cele trei clustere au implicat sarcina go / no-go, o situație de test care necesită inhibarea sau efectuarea unei acțiuni motorii. Ei notează:

„Aici, faptul că întreruperile distincte specifice regiunii au fost legate de aceeași clasificare a sarcinilor poate fi indicativ al unui efect compus legat de canabis manifestat în cadrul studiilor. Cu alte cuvinte, o capacitate diminuată de a inhiba comportamentele problematice poate fi legată de reducerea concomitentă a activitatea prefrontală (ACC și DL-PFC) și creșterea activității striatale. "

Pentru unii pacienți, canabisul ameliorează simptomele depresiei, caracterizate prin experiențe de bază de pierdere a plăcerii, stări emoționale negative excesive și lipsă de motivație, printre alte simptome, dar utilizatorii mai grei prezintă un risc crescut de agravare a depresiei (Manrique-Garcia și colab. ., 2012).

Cu toate acestea, pe lângă potențialul de pregătire pentru dependență de alte substanțe chimice și îmbunătățirea experiențelor pentru cei cărora le place să fie intoxicați cu marijuana (alții consideră că produce disforie, anxietate, confuzie neplăcută sau chiar paranoia), utilizatorii pot constata că, în absența consumului de canabis , sunt mai puțin interesați de activități obișnuite atunci când nu sunt mari, ducând la scăderea plăcerii și a motivației.

Aceste efecte sunt diferite în funcție de mai mulți factori legați de consumul de canabis, cum ar fi momentul și cronicitatea utilizării, precum și tipul de canabis și chimia relativă, date fiind variații între diferite specii și tulpini. În timp ce acest studiu nu a reușit să facă distincția între efectele THC și CBD, deoarece datele nu erau disponibile cu privire la concentrațiile sau rapoartele acestor două componente cheie în canabis, este probabil ca acestea să aibă efecte diferite asupra funcției creierului, care necesită investigații suplimentare pentru a sorta potențialul terapeutic din efectele recreative și patologice.

Acest studiu este un studiu fundamental, care stabilește scena pentru cercetări în curs cu privire la efectele diferitelor canabinoide asupra creierului asupra sănătății și bolilor și oferă date importante pentru a înțelege efectele terapeutice și dăunătoare ale diferiților canabinoizi. Metodologia elegantă și minuțioasă din acest studiu strălucește asupra modului în care canabisul afectează creierul, oferind date semnificative despre efectele generale asupra rețelelor creierului, precum și asupra funcției cognitive și emoționale.

Întrebările de interes includ cartarea suplimentară a rețelelor cerebrale și corelarea acestor descoperiri cu modelele existente ale minții, examinarea efectului diferitelor tipuri de canabis și tiparele de utilizare și investigarea efectului canabinoizilor (naturali, endogeni și sintetici) ) în scopuri terapeutice în diferite condiții clinice, utilizare recreativă și potențial pentru îmbunătățirea performanței.

În cele din urmă, oferind un cadru coerent pentru înțelegerea literaturii existente, inclusiv a efectelor pozitive și negative ale canabisului asupra creierului, această lucrare centrează cercetarea canabisului mai clar în curentul principal al studiului științific, oferind o platformă neutră, de-stigmatizată, care să permită dezbaterea pe canabis să evolueze în direcții mai constructive decât a avut-o istoric.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK și Rushworth MFS. (2016). Semnale multiple în cortexul cingulat anterior. Opinia curentă în Neurobiologie, volumul 37, aprilie 2016, paginile 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A și Wright S. (2015). Cannabidiolul (CBD) ca terapie adjuvantă în schizofrenie: un studiu controlat randomizat multicentric. Neuroterapie. 2015 Oct; 12 (4): 747–768. Publicat online pe 18 august 2015.

Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ și Devinsky O. (2015). Canabinoizi și epilepsie. Curr Pharm Des. 2014; 20 (13): 2186-2193.

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Efectele canabisului asupra creierului adolescentului. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259–264. Publicat online 2017 1 oct.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Cannabinoizi (CBD, CBDHQ și THC): Metabolism, Efecte fiziologice, Transfer de electroni, Specii reactive de oxigen și Utilizare medicală. The Natural Products Journal, volumul 4, numărul 1, martie 2014, pp. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Consumul și depresia canabisului: un studiu longitudinal al unei cohorte naționale de recruți suedezi. BMC Psychiatry 201212: 112.