Neuroimaging, Cannabis, è Brain Performance & Function

"Pensu chì a pignatta duveria esse legale. Ùn la fumu micca, ma mi piace u so odore." -Andy Warhol

A cannabis cuntene varie molecule chì si leganu à i recettori in u cervellu, chjamati appuntu "recettori cannabinoidi". I ligandi familiari (chì si leganu à quelli recettori) includenu THC (tetrahydrocannabinol) è CBD (cannabidiol), chì si leganu à i recettori cum'è i recettori CB1 è CB2 cù varie funzioni downstream in u cervellu.

U neurotrasmettitore primariu implicatu in l'attività innata (endogena) cannabinoide hè "anandamide", un unicu "neurotrasmettitore di acidi grassi" chì u so nome significa "gioia", "beatitudine" o "piacè" in Sanscritu è ​​lingue antiche cunnesse. Stu sistema di neurotrasmettitori hè statu recentemente investigatu relativamente di più in più dettagliu, è a biologia di basa hè abbastanza bè elaborata (per esempiu, Kovacovic & Somanathan, 2014), migliurendu a comprensione di l'effetti terapeutici, ricreativi è avversi di diversi cannabinoidi, è aprendu a strada per u sviluppu novu di droghe sintetiche.

L'interessu crescente per l'usu terapeuticu è ricreativu di a cannabis richiede una maggiore comprensione di l'effetti di a cannabis nantu à u cervellu è u comportamentu. A causa di a natura controvertita è pulitizata di a marijuana in u discorsu di a sucietà, forti credenze nantu à a cannabis ostaculanu a nostra capacità à avè una conversazione ragiunata nantu à i vantaghji è i svantaghji potenziali di l'usu di a cannabis è anu impeditu l'iniziative di ricerca. Tuttavia, parechji stati anu permessu l'usu medicu è ricreativu di i preparati di cannabis, mentre u guvernu federale torna in direzzione versu pulitiche più restrittive.

A ghjuria hè fora

I difensori di a cannabis, d'altra parte, ponu dipinge troppu rosatu un quadru di i benefici di e preparazioni di cannabis, minimizzendu o scartendu l'infurmazioni pertinenti nantu à i periculi di a cannabis in populazioni specifiche à risicu di certi disordini mentali, i rischi di disordini da u consumu di cannabis, è effetti negativi di a cannabis nantu à certi prucessi cognitivi accumpagnati da effetti potenzialmente dannosi, è ancu periculosi, nantu à a decisione è u comportamentu.

Per esempiu, mentre i preparati di cannabis sò stati dimostrati utili per a gestione di u dolore è u miglioramentu funzionale in varie condizioni, migliorendu a qualità di vita, a cannabis pò ancu causà errori di giudiziu è ritardi in l'elaborazione di l'infurmazioni, chì pò purtà non solu à prublemi individuali, ma pò entre in u modu di e relazioni è di l'attività prufessiunali, ancu purtendu à un dannu pussibule à l'altri cuntribuendu à l'accidenti.

A cannabis hè stata chiaramente assuciata à a precipitazione di l'iniziu è à l'empiramentu di certe malatie, in particulare e condizioni psichiatriche. Inoltre, ci hè un interessu crescente per capisce u potenziale terapeuticu è patologicu di i diversi cumposti cuntenuti in i preparati di cannabis, in particulare THC è CBD - ancu se l'importanza di altri cumpunenti hè sempre più ricunnisciuta. Per esempiu, un studiu recente in u American Journal of Psychiatry suggerisce fermamente chì a CBD, utile per trattà crisi intrattabili (per esempio, Rosenberg et al., 2015), pò esse di benefiziu significativu cum'è agente aumentante per alcuni cun schizophrenia (McGuire at al ., 2017).

U ritrattu ùn hè mancu unu o l'altru. Una cunniscenza più profonda di cume a cannabis affetta diverse regioni cerebrali (in condizioni diverse, per esempio, l'usu acutu vs crònicu, cù e senza diverse malattie mentali è disordine da l'usu di sostanze, cù variazioni individuali, ecc.) Hè necessariu per fundamentà u dibattitu in cunniscenza, è furnisce risultati scentifichi solidi è affidabili per spianà a strada per e ricerche future. A cunniscenza fundamentale manca, è ancu se ci hè un crescente corpus di ricerca chì guarda vari aspetti di l'effetti di a cannabis, cum'è sempre u casu cù un corpu di ricerca in evoluzione iniziale, a metodulugia hè variata in parechji picculi studii, senza un quadru chjaru per incuraghjite approcci consistenti à l'investigazione.

Una di e dumande d'impurtanza evidente hè: Chì sò l'effetti di a cannabis nantu à e zone funziunali chjave di u cervellu? Cume i cambiamenti funziunali è di cunnessione in e regioni anatomiche chjave ("hub", in teoria di rete) si sparghjenu in e rete cerebrali in cui sò centrali? Cumu l'usu di a cannabis, per ciò chì ne capemu i so effetti, ghjoca in attività specifiche aduprate per studià a cognizione? Chì hè, in generale, l'effettu di a cannabis nantu à e rete cerebrali, cumpresu u modu predefinitu, u cuntrollu esecutivu è e rete di salience (trè rete chjave in u "club riccu" densamente interconnessu di e rete cerebrali)?

Queste è e dumande cunnesse sò più impurtanti quandu avemu capitu megliu cume a differenza di mente / cervellu pò esse colmata da u prugressu in a cartografia di u cunnessomu neurale umanu. L'aspettativa hè chì aumenta o diminuisce l'attività in diverse zone cerebrali in l'utenti (paragunatu cù i non-utenti) si correleranu cù cambiamenti larghi in e reti cerebrali funzionali, chì si riflettenu in mudelli di prestazioni differenziali in un grande gruppu di strumenti di ricerca psicologica comunemente usati chì catturanu sfarenti aspetti di a funzione mentale è di u cumpurtamentu umanu.

U studiu attuale

Cù sta cunsiderazione chjave in mente, un gruppu multicentricu di ricercatori (Yanes et al., 2018) si hè messu à raccoglie è esaminà tutta a letteratura di neuroimagine pertinente guardendu l'effetti di a cannabis nantu à u cervellu è nantu à u comportamentu è a psiculugia.

Vale a pena di rivede l'approcciu meta-analiticu adupratu brevemente è di discute di chì tippu di studii sò stati inclusi è esclusi, per cuntestualizà è interpretà i risultati abbastanza significativi. Anu guardatu a letteratura cumpresi studii chì utilizanu fMRI (risonanza magnetica funzionale) è scansioni PET (tomografia à emissione di positroni), strumenti cumuni per misurà indicatori di attività cerebrale, è anu fattu duie valutazioni preliminari per urganizà i dati.

Prima, anu divisu i studii in quelli induve l'attività in varie zone cerebrali era aumentata o diminuita per l'utenti versus non-utenti è abbinavanu e zone anatomiche cù e reti cerebrali funzionali di cui fanno parte. In u secondu stratu di raffinamentu, anu adupratu "decodifica funzionale" per identificà è categorizà diversi gruppi di funzioni psiculugiche misurate in a letteratura esistente.

Per esempiu, i studii feghjanu un inseme largu ma variabile di funzioni psiculogiche per vede cumu, in tuttu, a cannabis cambia u trattamentu cugnitivu è emotivu. E funzioni pertinenti includevanu decisione, rilevazione di errori, gestione di cunflitti, influenza regulazione, funzioni di ricumpensa è motivazione, cuntrollu di impulsi, funzioni esecutive è memoria, per furnisce un elencu incompletu. Perchè diversi studii anu utilizatu diverse valutazioni in condizioni diverse, sviluppà un approcciu analiticu cumunu hè necessariu per fà una revisione è analisi cumpleta.

Circà parechje basi di dati standard, anu sceltu studii cù imaging paragunendu utilizatori cù non-utenti, cù dati dispunibili in forma di mudelli standard adatti per analisi cumuni, è chì includevanu testi psiculogichi di percezione, muvimentu, emozione, pensamentu è elaborazione di l'infurmazioni suciale, in varie cumbinazioni. Hanu esclusu quelli chì anu cundizioni di salute mentale, è studii chì studianu l'effetti immediati di u cunsumu di cannabis. Anu analizatu questi dati curati.

Fighjendu a cunvergenza in i risultati di neuroimaging in studii chì utilizanu ALE (Stima di Probabilità di Attivazione, chì trasforma i dati nantu à u mudellu standard di cartografia cerebrale), anu identificatu chì regioni eranu sempre più attive. Usendu MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, chì impiega a basa di dati BrainMap per calculà i schemi di attivazione di u cervellu sanu), anu identificatu gruppi di regioni cerebrali chì si attivavanu inseme.

Anu compiutu a fase di decodifica funzionale fighjendu mudelli di inferenza avanti è inversi per ligà reciprocamente l'attività di u cervellu cù e prestazioni mentali, è e prestazioni mentali cù l'attività di u cervellu, per capisce cume i diversi processi psicologichi si correlanu cù e funzioni in diverse regioni di u cervellu.

Eccu un riassuntu di u "pipeline" meta-analiticu generale:

Scuperti

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird, è Sutherland (2018) anu analizatu un totale di studii 35. In tuttu, ci sò state 88 cundizioni basate nantu à l'attività, cù 202 elementi relativi à una diminuzione di l'attivazione trà 472 consumatori di cannabis è 466 non utilizatori, è 161 elementi riguardanti l'attivazione aumentata trà 482 utilizatori è 434 non utilizatori. Ci era trè grandi duminii di scuperti:

Ci era parechje zone di cambiamenti cunsistenti ("cunvergenti") rimarcati trà utilizatori è non utilizatori, in termini d'attivazione è di disattivazione. E diminuzioni sò state osservate in bilaterali (entrambi i lati di u cervellu) ACC (corteccia cingulata anteriore) è u DLPFC dirittu (corteccia prefrontale dorsolaterale). À u cuntrariu, ci hè stata una attivazione aumentata osservata in modu consistente in u striatu dirittu (è si estende finu à l'insula destra). Hè impurtante di nutà chì sti scuperti eranu distinti unu da l'altru, è sta mancanza di sovrapposizione significa chì rapprisentanu effetti univoci diversi di a cannabis nantu à diversi sistemi.

L'analisi MACM hà mostratu chì ci eranu trè gruppi di regioni cerebrali co-attivate:

• Cluster 1 - ACC includia mudelli di attivazione di u cervellu sanu, cumprese cunnessioni cù a corteccia insulare è caudata, corteccia frontale mediale, precuneus, giriforme fusiforme, culmen, talamo è corteccia cingulata. L'ACC hè chjave per a decisione è u cunflittu di trasfurmazioni è hè implicatu in l'esplorazione è l'impegnu à un determinatu corsu di azzione (per esempio, Kolling et al., 2016), è queste zone cunnesse copre una vasta gamma di funzioni relative à l'ACC. L'insula hè implicata in l'autopercepzione, un esempiu notevule hè una sperienza viscerale di disgustu di sè.
• Cluster 2 - DLPFC includia co-attivazione cù regioni parietali, cortex orbitofrontale, cortex occipitale è girus fusiforme. Cum'è u DLPFC hè impegnatu in funzioni esecutive impurtanti, cumprese a regulazione di l'emozioni, l'esperienza di l'umore, è a direzzione di e risorse attenzionali (per esempiu, Mondino à al., 2015) è ancu aspetti di trasformazione linguistica, è e zone cunnesse indirizzanu e funzioni principali, cumpresu l'elaborazione di l'infurmazioni suciale, u cuntrollu di l'impulsu, è rilativi.
• Cluster 3 - Striatum includia coinvolgimentu di u cervellu sanu, in particulare a corteccia insulare, a corteccia frontale, u lobule parietale superiore, u girus fusiforme è u culmen. U striatu hè implicatu cù ricumpensa - u chjamatu "colpu dopamine" riferitu cusì spessu - chì quandu hè regolatu currettamente ci permette di perseguite un successu ottimale, ma in stati di sottattività pone in azzione, è in eccessu contribuisce à comportamenti addictivi è compulsivi . L'evidenza rivista in u documentu originale suggerisce chì l'usu di cannabis pò primurà circuiti di ricumpensa per predisporre versu a dipendenza, è forse una motivazione smussata per l'attività ordinaria.

Mentre questi raggruppamenti sò funzionalmente distinti in termini di cume sò influenzati da cannabis, si sovrappongu anatomicamente è spazialmente, evidenzendu l'importanza cruciale di l'attività cerebrale vista da u puntu di vista connectome, in rete per capisce a traduzzione di i risultati cerebrali riduttivi à cumu a mente funziona, è cumu si svolge per e persone in a vita di u ghjornu.

A decodificazione funzionale di i trè raggruppamenti hà mostratu schemi di cume ogni cluster hè correlatu cù un gruppu di test psicologichi: per esempiu, u test Stroop, compitu go / no-go chì implica decisioni veloci, attività di monitoru di u dolore, è attività di valutazione di ricumpensa, à Cognome uni pochi. Ùn li rivederaghju micca tutti, ma i risultati sò pertinenti, è alcuni di elli spiccanu (vede sottu).

Questa panoramica di e relazioni cluster-task hè utile. Soprattuttu nutevuli hè a prisenza di a cundizione di compitu go / no-go in e trè aree funziunali:

Ulteriori cunsiderazioni

Presi inseme, i risultati di sta meta-analisi sò prufondi è ghjunghjenu à l'ubbiettivi di cuncentrazione è distillazione di i risultati in tutta a letteratura pertinente investigendu l'effetti di l'usu di cannabis nantu à l'attivazione di u cervellu in populazioni senza malattia mentale, guardendu attività aumentata è diminuita in localizazioni regioni cerebrali, raggruppamenti distribuiti di rilevanza distinta, è l'impattu nantu à e funzioni è funzioni di trasfurmazione psicologica chjave.

A cannabis abbassa l'attività sia in i gruppi ACC è DLPFC, è per e persone cù una funzione cerebrale normale, questu puderia purtà prublemi à a funzione esecutiva è à a decisione. A cannabis pò causà imprecisione in u monitoru di l'errori, purtendu à una percezione sbagliata è à prublemi di prestazione per via di sbagli, è pò impedisce a funzione durante e situazioni di cunflittu elevatu, sia da errori di giudiziu sia da alterazione di decisione è esecuzione successiva. A diminuzione di l'attività DLPFC pò purtà à prublemi regulatori emotivi, oltre à diminuisce a memoria è riduce u cuntrollu attenzionale.

Per e persone cun condizioni psichiatriche è mediche, i stessi effetti cerebrali ponu esse terapeutici, per esempiu riducendu u pesu di u dolore diminuendu l'attività ACC, allevendu i ricordi traumatichi è supprimendu l'incubi post-traumatichi, trattendu l'ansietà cù pochi effetti collaterali, o riducendu i sintomi psicotici (McGuire, 2017) inibendu l'attività in e zone cerebrali coinvolte.

Ma i cannabinoidi ponu ancu scatenà patologie, precipitazione di depressione o psicosi, è altre condizioni, in populazioni vulnerabili. U consumu di cannabis provoca ancu prublemi per u cervellu in via di sviluppu, purtendu à effetti indesiderabili à longu andà (per esempiu, Jacobus è Tappert, 2014), cume una ridotta prestazione neurocognitiva è cambiamenti strutturali in u cervellu.

A cannabis hè stata dimustrata, à u cuntrariu, per aumentà l'attività in u striatu è in e zone cunnesse in generale. Per e persone cù attività di basi nurmale, questu puderia purtà à a primura di i circuiti di ricumpensa, è cume hè statu osservatu in numerosi studii, puderia aumentà u risicu di comportamenti addictivi è compulsivi, predisponendu à alcune forme di patologia. Questa amplificazione di l'attività di ricumpensa (cumbinata cù effetti nantu à i primi dui gruppi) pò cuntribuisce à u "altu" di l'intossicazione da marijuana, aumentendu u piacè è l'attività creativa, rendendu tuttu più intensu è impegnativu, temporaneamente.

L'autori nutanu chì tutti i trè clusters anu implicatu u compitu go / no-go, una situazione di prova chì richiede l'inibizione o a prestazione di un'azione motrice. Anu nutatu:

"Quì, u fattu chì disturbi distinti specifichi per regione sò stati ligati cù a listessa classificazione di compitu pò esse indicativu di un effettu cumpostu ligatu à a cannabis manifestu in tutti i studii. In altre parolle, una capacità diminuita per inibisce cumpurtamenti problematichi pò esse ligata à a riduzione concurrente di attività prefrontale (ACC è DL-PFC) è elevazione di l'attività striata ".

Per alcuni pazienti, a cannabis allevia i sintomi di depressione, caratterizata da sperienze centrali di perdita di divertimentu, stati emotivi negativi eccessivi, è mancanza di motivazione, trà altri sintomi, ma l'utenti più pesanti anu un risicu aumentatu di peghju depressione (Manrique-Garcia et al. ., 2012).

Tuttavia, in più di potenzialmente priming per a dipendenza da altre sostanze chimiche è di migliorà l'esperienze per quelli chì amanu esse intossicati da marijuana (altri trovanu chì produce disforia, ansietà, cunfusione spiacevuli, o ancu paranoia), l'utenti ponu truvà chì in assenza di consumu di cannabis , sò menu interessati à attività regulare quandu ùn sò micca alti, purtendu à una diminuzione di piacè è di motivazione.

Questi effetti sò diversi sicondu parechji fattori cunnessi à l'usu di a cannabis, cume u tempu è a cronicità di l'usu, è ancu u tippu di cannabis è a chimica relativa, date variazioni trà e diverse spezie è ceppi. Mentre stu studiu ùn hè statu capace di distingue trà l'effetti di THC è CBD, cume i dati ùn eranu micca dispunibili nantu à e concentrazioni o i rapporti di sti dui cumpunenti principali in cannabis, hè probabile chì anu effetti diversi nantu à a funzione cerebrale chì necessitanu più investigazioni per sorte u potenziale terapeuticu da effetti recreativi è patologichi.

Stu studiu hè un studiu fundamentale, chì mette in scena a ricerca in corso nantu à l'effetti di vari cannabinoidi nantu à u cervellu in salute è malatie, è chì furnisce dati impurtanti per capisce l'effetti terapeutici è dannosi di diversi cannabinoidi. A metodulugia elegante è minuziosa di stu studiu mette in luce un riflettore nantu à cume a cannabis affetta u cervellu, fornendu dati significativi nantu à l'effetti generali nantu à e reti cerebrali è ancu nantu à a funzione cognitiva è emotiva.

E dumande d'interessu includenu a mappatura addizionale di e rete cerebrali è a correlazione di sti risultati cù i mudelli esistenti di a mente, guardendu l'effettu di i diversi tipi di cannabis è i mudelli d'usu, è investigendu l'effettu di i cannabinoidi (naturali, endogeni è sintetici ) per scopi terapeutici in diverse condizioni cliniche, usu ricreativu, è potenzialmente per miglioramentu di e prestazioni.

Infine, furnendu un quadru coerente per capisce a letteratura esistente cumpresu l'effetti pusitivi è negativi di a cannabis nantu à u cervellu, stu documentu centra a ricerca nantu à a cannabis più chjaramente in u mainstream di u studiu scientificu, fornendu una piattaforma neutra, de-stigmatizzata per permettà u dibattitu nantu à a cannabis per evoluzione in direzzioni più costruttive di ciò chì hà storicamente.

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