Neuroobrazowanie, konopie indyjskie oraz wydajność i funkcja mózgu

- Myślę, że trawka powinna być legalna. Nie palę jej, ale lubię jej zapach. -Andy Warhol

Konopie zawierają różne cząsteczki, które wiążą się z receptorami w mózgu, trafnie zwanymi „receptorami kannabinoidowymi”. Znane ligandy (które wiążą się z tymi receptorami) obejmują THC (tetrahydrokannabinol) i CBD (kannabidiol), wiążące się z receptorami, takimi jak receptory CB1 i CB2, pełniąc różne funkcje w mózgu.

Podstawowym neuroprzekaźnikiem zaangażowanym we wrodzoną (endogenną) aktywność kannabinoidów jest „anandamid”, unikalny „neuroprzekaźnik kwasów tłuszczowych”, którego nazwa oznacza „radość”, „błogość” lub „rozkosz” w sanskrycie i pokrewnych starożytnych językach. Ten system neuroprzekaźników został dopiero stosunkowo niedawno zbadany bardziej szczegółowo, a jego podstawowa biologia została dość dobrze opracowana (np. Kovacovic i Somanathan, 2014), co poprawia zrozumienie terapeutycznych, rekreacyjnych i niepożądanych skutków różnych kannabinoidów oraz toruje drogę do opracowywania nowych leków syntetycznych.

Rosnące zainteresowanie terapeutycznym i rekreacyjnym używaniem konopi wymaga lepszego zrozumienia wpływu konopi na mózg i zachowanie. Ze względu na kontrowersyjny i upolityczniony charakter marihuany w dyskursie społecznym, silne przekonania na temat marihuany utrudniają nam prowadzenie przemyślanej rozmowy na temat potencjalnych zalet i wad używania konopi indyjskich oraz utrudniają inicjatywy badawcze. Niemniej jednak wiele stanów zezwoliło na medyczne i rekreacyjne używanie preparatów z konopi indyjskich, podczas gdy rząd federalny cofa się w kierunku bardziej restrykcyjnej polityki.

Jury jest wyłączone

Z drugiej strony zwolennicy konopi indyjskich mogą zbyt różowo malować obraz korzyści płynących z preparatów z konopi indyjskich, bagatelizując lub odrzucając istotne informacje na temat zagrożeń związanych z konopiami indyjskimi w określonych populacjach zagrożonych niektórymi zaburzeniami psychicznymi, ryzykiem zaburzeń związanych z używaniem konopi oraz negatywny wpływ marihuany na niektóre procesy poznawcze, któremu towarzyszy potencjalnie szkodliwy, a nawet niebezpieczny wpływ na podejmowanie decyzji i zachowanie.

Na przykład, chociaż wykazano, że preparaty z konopi indyjskich są przydatne w leczeniu bólu i poprawie funkcjonalnej w różnych warunkach, poprawiając jakość życia, konopie indyjskie mogą również powodować błędy w ocenie i opóźnienia w przetwarzaniu informacji, co może prowadzić nie tylko do indywidualnych problemów, ale mogą przeszkadzać w związkach i działalności zawodowej, a nawet prowadzić do krzywdy innym poprzez przyczynianie się do wypadków.

Konopie indyjskie są wyraźnie kojarzone z przyspieszaniem wystąpienia i pogorszeniem niektórych chorób, zwłaszcza stanów psychiatrycznych. Ponadto rośnie zainteresowanie zrozumieniem terapeutycznego i patologicznego potencjału różnych związków zawartych w preparatach z konopi indyjskich, w szczególności THC i CBD, chociaż coraz częściej docenia się znaczenie innych składników. Na przykład niedawne badanie w American Journal of Psychiatry zdecydowanie sugeruje, że CBD, przydatne w leczeniu trudnych do opanowania napadów (np. Rosenberg i wsp., 2015), może przynosić znaczące korzyści jako środek wspomagający u niektórych chorych na schizofrenię (McGuire i wsp. ., 2017).

Obraz nie jest jednak-albo. Głębsze zrozumienie, w jaki sposób konopie indyjskie wpływają na różne regiony mózgu (w różnych stanach, np. Ostre i przewlekłe zażywanie, z różnymi chorobami psychicznymi i zaburzeniami związanymi z używaniem substancji i bez nich, z indywidualnymi różnicami itp.) Jest wymagane, aby ugruntować debatę na wiedzy, i dostarczają solidnych, wiarygodnych odkryć naukowych, aby utorować drogę przyszłym badaniom. Brakuje fundamentalnego zrozumienia i chociaż rośnie liczba badań poświęconych różnym aspektom wpływu konopi indyjskich, jak zawsze ma to miejsce w przypadku rozwijającego się zbioru badań na wczesnym etapie, metodologia różniła się w wielu małych badaniach, bez jasnych ram dla zachęcać do konsekwentnego podejścia do dochodzenia.

Jedno z oczywistych pytań brzmi: jaki jest wpływ marihuany na kluczowe funkcjonalne obszary mózgu? W jaki sposób zmiany funkcjonalne i połączeń w kluczowych obszarach anatomicznych („węzłach” w teorii sieci) rozprzestrzeniają się na sieci mózgowe, w których są centralne? W jaki sposób konopie indyjskie, o ile rozumiemy ich skutki, wpływają na określone zadania wykorzystywane do badania funkcji poznawczych? Jaki jest ogólnie wpływ marihuany na sieci mózgowe, w tym tryb domyślny, kontrolę wykonawczą i sieci istotności (trzy kluczowe sieci w gęsto połączonym „klubie bogatych” sieci mózgowych)?

Te i pokrewne pytania są ważniejsze, gdy zaczynamy lepiej rozumieć, w jaki sposób można zniwelować lukę między umysłem a mózgiem poprzez postęp w mapowaniu ludzkiego konektomu nerwowego. Oczekuje się, że wzrost lub spadek aktywności w różnych obszarach mózgu u użytkowników (w porównaniu z osobami niebędącymi użytkownikami) będzie korelował z szerokimi zmianami w funkcjonalnych sieciach mózgowych, które znajdują odzwierciedlenie we wzorcach zróżnicowanych wyników w dużej grupie powszechnie stosowanych psychologicznych narzędzi badawczych które wychwytują różne aspekty funkcji umysłowych i ludzkich zachowań.

Bieżące badanie

Mając to na uwadze, wieloośrodkowa grupa badaczy (Yanes i in., 2018) postanowiła zebrać i zbadać całą odpowiednią literaturę dotyczącą neuroobrazowania, analizując wpływ marihuany na mózg oraz na zachowanie i psychologię.

Warto przejrzeć pokrótce zastosowane podejście metaanalityczne i przedyskutować, jakie rodzaje badań zostały uwzględnione i wykluczone, aby kontekstualizować i zinterpretować dość istotne ustalenia. Przyjrzeli się literaturze, w tym badaniom z wykorzystaniem fMRI (funkcjonalnego rezonansu magnetycznego) i skanów PET (pozytonowa tomografia emisyjna), wspólnych narzędzi do pomiaru wskaźników aktywności mózgu, i przeprowadzili dwie wstępne oceny w celu uporządkowania danych.

Po pierwsze, podzielili badania na te, w których aktywność w różnych obszarach mózgu była zwiększona lub zmniejszona w przypadku użytkowników i osób niebędących użytkownikami, i dopasowali obszary anatomiczne do funkcjonalnych sieci mózgowych, których są częścią. W drugiej warstwie udoskonalenia zastosowali „dekodowanie funkcjonalne”, aby zidentyfikować i skategoryzować różne grupy funkcji psychologicznych mierzonych w istniejącej literaturze.

Na przykład badania dotyczą dużego, ale zróżnicowanego zestawu funkcji psychologicznych, aby zobaczyć, jak, jeśli w ogóle, konopie indyjskie zmieniają procesy poznawcze i emocjonalne. Odpowiednie funkcje obejmowały podejmowanie decyzji, wykrywanie błędów, zarządzanie konfliktami, regulację wpływu, funkcje nagrody i motywacji, kontrolę impulsów, funkcje wykonawcze i pamięć, aby zapewnić niekompletną listę. Ponieważ różne badania wykorzystywały różne oceny w różnych warunkach, opracowanie zbiorczego podejścia analitycznego jest niezbędne do przeprowadzenia wszechstronnego przeglądu i analizy.

Przeszukując wiele standardowych baz danych, wybrali badania z obrazowaniem porównujące użytkowników z nieużytkownikami, z danymi dostępnymi w postaci standardowych modeli nadających się do analizy zbiorczej, które obejmowały psychologiczne testy percepcji, ruchu, emocji, myślenia i przetwarzania informacji społecznych, w różnych kombinacjach. Wykluczyli osoby z chorobami psychicznymi i badania dotyczące natychmiastowych skutków spożycia konopi indyjskich. Przeanalizowali te wyselekcjonowane dane.

Analizując zbieżność wyników neuroobrazowania w badaniach z wykorzystaniem ALE (oszacowanie prawdopodobieństwa aktywacji, które przekształca dane w standardowy model mapowania mózgu), zidentyfikowali, które regiony były bardziej i mniej aktywne. Korzystając z MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, który wykorzystuje bazę danych BrainMap do obliczania wzorców aktywacji całego mózgu), zidentyfikowali skupiska regionów mózgu, które aktywowały się razem.

Zakończyli fazę dekodowania funkcjonalnego, przyglądając się wzorcom wnioskowania do przodu i do tyłu, aby wzajemnie powiązać aktywność mózgu z wydajnością umysłową oraz wydajność umysłową z aktywnością mózgu, aby zrozumieć, w jaki sposób różne procesy psychologiczne korelują z funkcjami w różnych obszarach mózgu.

Oto podsumowanie całego „potoku” metaanalitycznego:

Wyniki

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird i Sutherland (2018) przeanalizowali łącznie 35 badań. Podsumowując, istniało 88 warunków zadaniowych, z 202 elementami związanymi ze zmniejszoną aktywacją wśród 472 użytkowników konopi i 466 niestosujących oraz 161 elementów dotyczących zwiększonej aktywacji wśród 482 użytkowników i 434 nieużywających. Ustalono trzy główne obszary:

Odnotowano kilka obszarów spójnych („zbieżnych”) zmian wśród użytkowników i osób niebędących użytkownikami, jeśli chodzi o aktywację i dezaktywację. Spadki obserwowano w obustronnych (po obu stronach mózgu) ACC (przednia kora zakrętu obręczy) i prawej DLPFC (grzbietowo-boczna kora przedczołowa). W przeciwieństwie do tego, konsekwentnie obserwowano zwiększoną aktywację w prawym prążkowiu (i obejmującą prawą wyspę). Należy zauważyć, że odkrycia te różniły się od siebie, a ten brak nakładania się oznacza, że ​​reprezentują one wyjątkowo różne skutki działania konopi indyjskich na różne systemy.

Analiza MACM wykazała, że ​​istnieją trzy skupiska koaktywowanych regionów mózgu:

• Klaster 1 - ACC obejmował wzorce aktywacji całego mózgu, w tym połączenia z wyspową i ogoniastą korą, przyśrodkową korą czołową, przedklinikiem, zakrętem wrzecionowatym, źdźbłem, wzgórzem i korą zakrętu obręczy. ACC ma kluczowe znaczenie dla podejmowania decyzji i przetwarzania konfliktów i jest zaangażowany w badanie i angażowanie się w określony sposób działania (np. Kolling et al., 2016), a te powiązane obszary obejmują szeroki zakres funkcji związanych z ACC. Wyspa jest związana z samooceną, czego godnym uwagi przykładem jest trzewne doświadczenie wstrętu do siebie.
• Klaster 2 - DLPFC obejmował koaktywację z regionami ciemieniowymi, korą oczodołowo-czołową, korą potyliczną i zakrętem wrzecionowatym. Ponieważ DLPFC jest zaangażowane w ważne funkcje wykonawcze, w tym regulację emocji, doświadczanie nastroju i kierowanie zasobami uwagi (np. Mondino i in., 2015), a także aspekty przetwarzania języka, a powiązane obszary dotyczą kluczowych funkcji, w tym przetwarzanie informacji społecznych, kontrola impulsów i pokrewne.
• Klaster 3 - prążek obejmował zajęcie całego mózgu, w szczególności kory wyspowej, kory czołowej, płatu ciemieniowego górnego, zakrętu wrzecionowatego i trzonu. Prążkowie wiąże się z nagrodą - tak zwanym „uderzeniem dopaminy”, do którego tak często się odwołujemy - która, gdy jest odpowiednio wyregulowana, pozwala nam osiągnąć optymalny sukces, ale w stanach niedostatecznej aktywności prowadzi do bezczynności, aw nadmiarze przyczynia się do uzależnień i kompulsywnych zachowań . Dowody przeanalizowane w oryginalnym artykule sugerują, że używanie konopi indyjskich może stymulować obwody nagród, które predysponują do uzależnienia i być może tępą motywację do zwykłych czynności.

Chociaż te klastry różnią się funkcjonalnie pod względem wpływu konopi indyjskich, nakładają się na nie anatomicznie i przestrzennie, podkreślając kluczowe znaczenie obserwowanej aktywności mózgu z konektomowego, sieciowego punktu widzenia, aby uchwycić przełożenie redukcyjnych ustaleń mózgu na sposób, w jaki umysł działa i jak to się dzieje w życiu codziennym ludzi.

Funkcjonalne dekodowanie trzech klastrów pokazało wzorce korelacji każdego klastra z grupą testów psychologicznych: na przykład test Stroopa, zadanie „idź / nie idź”, które obejmuje szybkie decyzje, zadania monitorowania bólu i zadania oceny nagrody, aby wymień kilka. Nie omówię ich wszystkich, ale wyniki są istotne, a niektóre z nich się wyróżniają (patrz poniżej).

Ten przegląd relacji klaster-zadanie jest przydatny. Szczególnie godna uwagi jest obecność warunku zadania start / no-go we wszystkich trzech obszarach funkcjonalnych:

Dalsze rozważania

Podsumowując, wyniki tej metaanalizy są dogłębne i pozwalają skupić się na odkryciach z odpowiedniej literatury badającej wpływ używania konopi indyjskich na aktywację mózgu w populacjach bez chorób psychicznych, patrząc na zwiększoną i zmniejszoną aktywność regiony mózgu, rozproszone skupiska o różnym znaczeniu oraz wpływ na kluczowe zadania i funkcje przetwarzania psychologicznego.

Konopie indyjskie obniżają aktywność zarówno w klastrach ACC, jak i DLPFC, a dla osób z normalną funkcją mózgu może to prowadzić do problemów z funkcjami wykonawczymi i podejmowaniem decyzji. Konopie indyjskie mogą powodować niedokładność w monitorowaniu błędów, prowadząc do nieporozumień i problemów z wydajnością z powodu błędów i mogą utrudniać funkcjonowanie w sytuacjach silnego konfliktu, zarówno z powodu błędów w ocenie, jak również ze zmienionego procesu decyzyjnego i późniejszego wykonania. Zmniejszona aktywność DLPFC może prowadzić do problemów z regulacją emocjonalną, a także do pogorszenia pamięci i ograniczonej kontroli uwagi.

W przypadku osób z chorobami psychiatrycznymi i medycznymi te same skutki dla mózgu mogą być terapeutyczne, na przykład zmniejszenie obciążenia bólem poprzez zmniejszenie aktywności ACC, złagodzenie traumatycznych wspomnień i stłumienie koszmarów pourazowych, leczenie lęku z niewielkimi skutkami ubocznymi lub zmniejszenie objawów psychotycznych (McGuire, 2017) poprzez hamowanie aktywności w zajętych obszarach mózgu.

Ale kannabinoidy mogą również wywoływać patologię, wywołując depresję lub psychozę i inne stany w wrażliwych populacjach. Używanie konopi indyjskich powoduje również problemy dla rozwijającego się mózgu, prowadząc do niepożądanych długoterminowych skutków (np. Jacobus i Tappert, 2014), takich jak zmniejszona wydajność neurokognitywna i zmiany strukturalne w mózgu.

W przeciwieństwie do tego wykazano, że konopie ogólnie zwiększają aktywność w prążkowiu i obszarach pokrewnych. W przypadku osób z normalną wyjściową aktywnością może to prowadzić do torowania obwodów nagrody i, jak zaobserwowano w wielu badaniach, może zwiększać ryzyko zachowań uzależniających i kompulsywnych, predysponujących do niektórych form patologii. To wzmocnienie aktywności nagrody (w połączeniu z wpływem na pierwsze dwie grupy) może przyczynić się do „haju” odurzenia marihuaną, zwiększając przyjemność i twórczą aktywność, sprawiając, że wszystko staje się chwilowo bardziej intensywne i wciągające.

Autorzy zauważają, że wszystkie trzy klastry obejmowały zadanie idź / nie idź, sytuację testową wymagającą zahamowania lub wykonania czynności motorycznej. Zauważają:

„W tym przypadku fakt, że różne zaburzenia specyficzne dla regionu były powiązane z tą samą klasyfikacją zadań, może wskazywać na złożony efekt związany z konopiami indyjskimi, widoczny w badaniach. Innymi słowy, zmniejszona zdolność do hamowania problematycznych zachowań może być powiązana z równoczesnym zmniejszeniem aktywność przedczołowa (ACC i DL-PFC) i podwyższenie aktywności prążkowia ”.

U niektórych pacjentów konopie indyjskie podobno łagodzą objawy depresji, charakteryzujące się między innymi utratą przyjemności, nadmiernymi negatywnymi stanami emocjonalnymi i brakiem motywacji, ale ciężsi użytkownicy są narażeni na zwiększone ryzyko pogorszenia depresji (Manrique-Garcia et al. ., 2012).

Jednak oprócz potencjalnie przygotowującego do uzależnienia od innych chemikaliów i zwiększającego doznania dla tych, którzy lubią być odurzeni marihuaną (inni uważają, że wywołuje dysforię, niepokój, nieprzyjemne zamieszanie, a nawet paranoję), użytkownicy mogą stwierdzić, że w przypadku braku używania konopi indyjskich , są mniej zainteresowani regularnymi zajęciami, gdy nie są na wysokim poziomie, co prowadzi do zmniejszenia przyjemności i motywacji.

Efekty te są różne w zależności od kilku czynników związanych z używaniem konopi indyjskich, takich jak czas i chroniczność używania, a także rodzaj konopi i względna chemia, biorąc pod uwagę różnice między różnymi gatunkami i szczepami. Chociaż w tym badaniu nie udało się rozróżnić skutków THC i CBD, ponieważ nie były dostępne dane dotyczące stężeń lub proporcji tych dwóch kluczowych składników w konopiach indyjskich, jest prawdopodobne, że mają one różny wpływ na funkcjonowanie mózgu, które wymagają dalszych badań w celu posortowania. potencjał terapeutyczny wynikający z efektów rekreacyjnych i patologicznych.

To badanie jest podstawowym badaniem, przygotowującym grunt pod ciągłe badania nad wpływem różnych kannabinoidów na mózg w zdrowiu i chorobie oraz dostarczającym ważnych danych pozwalających zrozumieć terapeutyczne i szkodliwe działanie różnych kannabinoidów. Elegancka i żmudna metodologia w tym badaniu rzuca światło na to, jak konopie indyjskie wpływają na mózg, dostarczając istotnych danych na temat ogólnego wpływu na sieci mózgowe, a także na funkcje poznawcze i emocjonalne.

Interesujące pytania obejmują dodatkowe mapowanie sieci mózgowych i korelację tych odkryć z istniejącymi modelami umysłu, badanie wpływu różnych rodzajów konopi i wzorców używania oraz badanie wpływu kannabinoidów (występujących naturalnie, endogennych i syntetycznych). ) w celach terapeutycznych w różnych stanach klinicznych, do użytku rekreacyjnego i potencjalnie w celu zwiększenia wydajności.

Wreszcie, zapewniając spójne ramy dla zrozumienia istniejącej literatury, w tym pozytywnych i negatywnych skutków marihuany na mózg, artykuł ten skupia się bardziej na badaniach nad konopiami indyjskimi w głównym nurcie badań naukowych, zapewniając neutralną, zdetygmatyzowaną platformę umożliwiającą debatę. konopie indyjskie ewoluowały w bardziej konstruktywnych kierunkach, niż miało to miejsce w przeszłości.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK & Rushworth MFS. (2016). Wiele sygnałów w przednim zakręcie obręczy kory. Current Opinion in Neurobiology, tom 37, kwiecień 2016, strony 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A i Wright S. (2015). Kannabidiol (CBD) jako terapia wspomagająca w schizofrenii: wieloośrodkowe randomizowane kontrolowane badanie. Neuroterapeuta. 2015 Oct; 12 (4): 747–768. Opublikowano w Internecie 18 sierpnia 2015 r.

Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ & Devinsky O. (2015). Kannabinoidy i padaczka. Curr Pharm Des. 2014; 20 (13): 2186–2193.

Jacobus J i Tapert SF. (2017). Wpływ marihuany na mózg nastolatka. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259–264. Opublikowano online 1 października 2017 r.

Kovacic P i Somanathan R. (2014). Kannabinoidy (CBD, CBDHQ i THC): metabolizm, efekty fizjologiczne, transfer elektronów, reaktywne gatunki tlenu i zastosowanie medyczne. The Natural Products Journal, tom 4, numer 1, marzec 2014, str. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Używanie konopi indyjskich i depresja: badanie podłużne krajowej kohorty szwedzkich poborowych. BMC Psychiatry 2012: 112.