Невроизображение, канабис и ефективност и функция на мозъка

"Мисля, че гърнето трябва да е законно. Не го пуша, но ми харесва миризмата му." - Анди Уорхол

Канабисът съдържа различни молекули, които се свързват с рецепторите в мозъка, уместно наречени „канабиноидни рецептори“. Познатите лиганди (които се свързват с тези рецептори) включват THC (тетрахидроканабинол) и CBD (канабидиол), свързващи се с рецептори като CB1 и CB2 рецепторите с различни функции надолу по мозъка.

Основният невротрансмитер, участващ в вродената (ендогенна) канабиноидна активност, е „анандамид“, уникален „невротрансмитер на мастни киселини“, чието име означава „радост“, „блаженство“ или „наслада“ на санскрит и сродни древни езици. Тази невротрансмитерна система е сравнително наскоро изследвана по-подробно и основната биология е доста добре разработена (например, Kovacovic & Somanathan, 2014), подобрявайки разбирането на терапевтичните, развлекателните и неблагоприятните ефекти на различните канабиноиди и проправяйки пътя за разработване на нови синтетични наркотици.

Нарастващият интерес към терапевтичната и развлекателна употреба на канабис изисква по-добро разбиране на ефектите на канабиса върху мозъка и поведението. Поради противоречивия и политизиран характер на марихуаната в обществения дискурс, силните вярвания за канабиса възпрепятстват способността ни да водим обоснован разговор за потенциалните плюсове и минуси на употребата на канабис и възпрепятстваха изследователските инициативи. Независимо от това, много щати разрешиха медицинското и развлекателно използване на препарати от канабис, докато федералното правителство отново се насочва към по-рестриктивни политики.

Журито отсъства

Защитниците на канабиса, от друга страна, могат да нарисуват твърде розова картина на ползите от препаратите от канабис, като омаловажават или отхвърлят съответната информация за опасностите от канабис в определени популации, изложени на риск от определени психични разстройства, рисковете от нарушения на употребата на канабис и отрицателни ефекти на канабиса върху определени когнитивни процеси, придружени от потенциално вредни и дори опасни ефекти върху вземането на решения и поведението.

Например, докато препаратите от канабис се оказаха полезни за управление на болката и функционално подобряване при различни условия, подобряване на качеството на живот, канабисът може също да причини грешки в преценката и закъснения в обработката на информация, което може да доведе не само до индивидуални проблеми, но може да попречи на взаимоотношенията и професионалните дейности, дори да доведе до възможна вреда за другите, като допринесе за произшествия.

Канабисът е ясно свързан с ускоряването на появата и влошаването на някои заболявания, особено психиатричните състояния. Нещо повече, нараства интересът към разбирането на терапевтичния и патологичния потенциал на различни съединения, съдържащи се в препаратите от канабис, най-вече THC и CBD - въпреки че значението на другите компоненти се признава все повече. Например, скорошно проучване в American Journal of Psychiatry категорично предполага, че CBD, полезна за лечение на неразрешими гърчове (напр. Rosenberg et al., 2015), може да има значителна полза като усилващо средство за някои с шизофрения (McGuire at al. ., 2017).

Картината обаче не е или - или. Необходимо е по-задълбочено разбиране на това как канабисът засяга различни мозъчни региони (при различни условия, напр. Остра срещу хронична употреба, със и без различни психични заболявания и нарушения на употребата на вещества, с индивидуални вариации и т.н.), за да се обоснове дебатът в знанието, и предоставят солидни, надеждни научни открития, за да проправят пътя за бъдещи изследвания. Липсва фундаментално разбиране и въпреки че има все по-голям брой изследвания, разглеждащи различни аспекти на ефектите на канабиса, както винаги е случаят с променящата се група изследвания в началото, методологията варира в много малки проучвания, без ясна рамка за насърчават последователни подходи към разследването.

Един от очевидно важните въпроси е: Какви са ефектите на канабиса върху ключови функционални области на мозъка? Как се променят функционалните и свързаните промени в ключови анатомични региони („хъбове“, в теорията на мрежата) в мозъчните мрежи, в които те са централни? Как използва канабисът, доколкото разбираме ефектите му, в рамките на конкретни задачи, използвани за изучаване на познанието? Какъв е като цяло ефектът от канабиса върху мозъчните мрежи, включително режима по подразбиране, изпълнителния контрол и мрежите за отделяне (три ключови мрежи в плътно взаимосвързания „богат клуб“ на мозъчните мрежи)?

Тези и свързаните с тях въпроси са по-важни, тъй като ние разбрахме по-добре как дупката / мозъчната пропаст може да бъде преодоляна чрез напредък в картографирането на човешкия невронен конеком. Очакванията са, че увеличаването или намаляването на активността в различни мозъчни области на потребителите (в сравнение с не-потребителите) ще корелира с широки промени във функционалните мозъчни мрежи, които се отразяват в модели на диференциално представяне на голяма група от често използвани инструменти за психологическо изследване които улавят различни аспекти на психичната функция и човешкото поведение.

Настоящото проучване

Имайки предвид това ключово съображение, многоцентрова група изследователи (Yanes et al., 2018) се заеха да събират и изследват цялата съответна литература за невроизображения, разглеждаща ефектите на канабиса върху мозъка и върху поведението и психологията.

Струва си да прегледаме накратко използвания метааналитичен подход и да обсъдим какви видове изследвания са били включени и изключени, за да се контекстуализират и интерпретират доста значимите констатации. Те разгледаха литература, включително проучвания, използващи fMRI (функционален магнитен резонанс) и PET сканиране (позитронно-емисионна томография), общи инструменти за измерване на показатели на мозъчната активност и проведоха две предварителни оценки за организиране на данните.

Първо, те разделиха проучванията на такива, при които активността в различни мозъчни области се увеличава или намалява за потребителите спрямо не-потребителите и съчетава анатомичните области с функционалните мозъчни мрежи, от които те са. Във втория слой на усъвършенстване те използваха „функционално декодиране“, за да идентифицират и категоризират различни групи психологически функции, измерени в съществуващата литература.

Например, проучванията разглеждат голям, но различен набор от психологически функции, за да видят как, ако изобщо канабисът променя когнитивната и емоционалната обработка. Съответните функции включват вземане на решения, откриване на грешки, управление на конфликти, влияние върху регулирането, функции за възнаграждение и мотивация, контрол на импулсите, изпълнителни функции и памет, за да се предостави непълен списък. Тъй като различните проучвания използват различни оценки при различни условия, е необходимо да се разработи обединен аналитичен подход за провеждане на цялостен преглед и анализ.

Търсейки множество стандартни бази данни, те избраха проучвания с изображения, сравняващи потребители с не-потребители, с налични данни под формата на стандартни модели, подходящи за обединен анализ, и които включваха психологически тестове за възприятие, движение, емоции, мислене и обработка на социална информация, в различни комбинации. Те изключиха тези с психични заболявания и проучвания за непосредствените ефекти от консумацията на канабис. Те анализираха тези подбрани данни.

Разглеждайки сближаването на резултатите от невроизобразяването в проучвания, използващи ALE (Activation вероятностна оценка, която трансформира данните в стандартния модел на картографиране на мозъка), те идентифицират кои региони са повече и по-малко активни. Използвайки MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, което използва базата данни BrainMap за изчисляване на модели на активиране на целия мозък), те идентифицираха клъстери от мозъчни региони, които се активираха заедно.

Те завършиха функционалната фаза на декодиране, като разгледаха моделите за извод напред и назад, за да реципрочно свържат мозъчната дейност с умствената дейност и умствената дейност с мозъчната дейност, за да разберат как различните психологически процеси корелират с функциите в различни мозъчни региони.

Ето резюме на общия метааналитичен „конвейер“:

Констатации

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird и Sutherland (2018) анализираха общо 35 проучвания. Всичко казано, имаше 88 условия, базирани на задачи, с 202 елемента, свързани с намалено активиране сред 472 потребители на канабис и 466 непотребители, и 161 елемента, свързани с повишено активиране сред 482 потребители и 434 непотребители. Има три основни области на констатации:

Има няколко области на последователни („конвергентни“) промени, забелязани сред потребители и непотребители по отношение на активиране и деактивиране. Намаляване се наблюдава при двустранни (от двете страни на мозъка) АСС (предна цингуларна кора) и дясната DLPFC (дорзолатерална префронтална кора). За разлика от това, в десния стриатум (и се простира до дясната инсула) постоянно се наблюдава повишена активация. Важно е да се отбележи, че тези открития се различават помежду си и тази липса на припокриване означава, че те представляват уникално различни ефекти на канабиса върху различните системи.

Анализът на MACM показа, че има три клъстера на коактивирани мозъчни области:

• Клъстер 1 - ACC включва модели на активиране на целия мозък, включително връзки с островния и опашния кортекс, медиалния фронтален кортекс, прекунеуса, веретенообразната извивка, кулмена, таламуса и цингуларната кора. ACC е ключов за вземане на решения и конфликт на обработка и участва в проучване и ангажиране с даден курс на действие (напр. Kolling et al., 2016) и тези свързани области обхващат широк спектър от функции, свързани с ACC. Инсулата е свързана със самовъзприятие, забележителен пример е висцералното преживяване на самоотвращение.
• Клъстер 2 - DLPFC включва коактивация с париетални области, орбитофронтална кора, тилна кора и веретенообразна извивка. Тъй като DLPFC се занимава с важни изпълнителни функции, включително регулиране на емоциите, преживяването на настроението и насочването на ресурси за внимание (напр. Mondino и др., 2015), както и аспекти на обработката на езика, а свързаните с тях области се отнасят до ключови функции, включително обработка на социална информация, контрол на импулсите и свързани с тях.
• Клъстер 3 - Стриатум включва ангажиране на целия мозък, по-специално островния кортекс, фронталната кора, горната теменна лобула, веретенообразната извивка и рака. Стриатумът е въвлечен с награда - така нареченият „допаминов удар“, който се споменава толкова често - който, когато е правилно регулиран, ни позволява да преследваме оптимален успех, но в състояния на недостатъчна активност води до бездействие, а в излишък допринася за пристрастяване и компулсивно поведение . Доказателствата, разгледани в оригиналната статия, показват, че употребата на канабис може да бъде основна схема за възнаграждение, която да предразположи към пристрастяване и евентуално тъпа мотивация за обикновени дейности.

Въпреки че тези клъстери са функционално различни по отношение на това как са засегнати от канабис, те се припокриват анатомично и пространствено, подчертавайки решаващото значение на разглежданата мозъчна активност от свързаната, мрежова гледна точка, за да се разбере превода на редуктивните мозъчни находки към това как умът работи и как това се разиграва за хората в ежедневния живот.

Функционалното декодиране на трите клъстера показа модели на това как всеки клъстер корелира с група психологически тестове: например, тестът на Stroop, задача „върви / не ходи“, която включва бързи решения, задачи за наблюдение на болката и задачи за оценка на наградата, за да назовем само няколко. Няма да ги преглеждам всички, но констатациите са уместни и някои от тях се открояват (вижте по-долу).

Този преглед на връзките клъстер-задача е полезен. Особено забележително е наличието на условието за задача „върви / не ходи“ и в трите функционални области:

Допълнителни съображения

Взети заедно, резултатите от този мета-анализ са задълбочени и постигат целите да се съсредоточат върху и дестилират констатациите в съответната литература, изследващи ефектите от употребата на канабис върху активирането на мозъка при популации без психични заболявания, като се разглежда повишена и намалена активност в локализираните мозъчни региони, разпределени клъстери с отчетливо значение и въздействието върху ключовите задачи и функции на психологическата обработка.

Канабисът намалява активността както в клъстерите ACC, така и в DLPFC, а за хората с нормална мозъчна функция това може да доведе до проблеми в изпълнителната функция и вземането на решения. Канабисът вероятно ще причини неточност при наблюдението на грешките, което ще доведе до погрешно възприемане и проблеми с производителността поради грешки и може да възпрепятства функционирането по време на конфликти, както от грешки в преценката, така и от променено вземане на решения и последващо изпълнение. Намалената активност на DLPFC може да доведе до емоционални регулаторни проблеми, както и намаляване на паметта и намален контрол на вниманието.

За хората с психиатрични и медицински състояния същите мозъчни ефекти могат да бъдат терапевтични, например намаляване на тежестта на болката чрез намаляване на активността на ACC, облекчаване на травматичните спомени и потискане на посттравматичните кошмари, лечение на тревожност с малко странични ефекти или намаляване на психотичните симптоми (McGuire, 2017) чрез инхибиране на активността в засегнатите мозъчни области.

Но канабиноидите могат също да предизвикат патология, предизвикваща депресия или психоза и други състояния в уязвими групи от населението. Употребата на канабис също създава проблеми за развиващия се мозък, което води до нежелани дългосрочни ефекти (напр. Jacobus и Tappert, 2014), като намалена неврокогнитивна ефективност и структурни промени в мозъка.

За разлика от това е показано, че канабисът повишава активността в стриатума и свързаните с него области като цяло. За хората с нормална изходна активност това може да доведе до подготовка на схемите за възнаграждение и както е наблюдавано в многобройни проучвания, може да увеличи риска от пристрастяване и компулсивно поведение, предразполагащо към някои форми на патология. Това усилване на възнаграждаващата дейност (в съчетание с ефекти върху първите два клъстера) може да допринесе за „максимума“ на интоксикация с марихуана, повишаване на удоволствието и творческата активност, правейки всичко по-интензивно и ангажиращо, временно.

Авторите отбелязват, че и трите клъстера са участвали в задачата за движение / забрана, тестова ситуация, изискваща инхибиране или изпълнение на двигателно действие. Те отбелязват:

„Тук фактът, че отделни специфични за региона смущения са свързани със същата класификация на задачите, може да е показателен за ефекта на свързаното с канабис съединение, проявен в проучванията. С други думи, намаленият капацитет за инхибиране на проблемното поведение може да бъде свързан с едновременното намаляване на префронтална активност (ACC и DL-PFC) и повишаване на стриаталната активност. "

Според някои данни канабисът облекчава симптомите на депресия, характеризиращи се с основните преживявания на загуба на удоволствие, прекомерно отрицателно емоционално състояние и липса на мотивация, наред с други симптоми, но по-тежките потребители са изложени на повишен риск от влошаване на депресията (Manrique-Garcia et al ., 2012).

Въпреки това, в допълнение към потенциалната подготовка за пристрастяване към други химикали и подобряване на преживяванията за тези, които се радват да бъдат опиянени с марихуана (други смятат, че това води до дисфория, безпокойство, неприятно объркване или дори параноя), потребителите могат да открият, че при липса на употреба на канабис , те са по-малко заинтересовани от редовни дейности, когато не са високи, което води до намалено удоволствие и мотивация.

Тези ефекти са различни в зависимост от няколко фактори, свързани с употребата на канабис, като времето и продължителността на употребата, както и вида на канабиса и относителната химия, предвид вариациите между различните видове и щамове. Въпреки че това проучване не беше в състояние да направи разлика между ефектите на THC и CBD, тъй като не бяха налични данни за концентрациите или съотношенията на тези два ключови компонента в канабиса, вероятно те имат различни ефекти върху мозъчната функция, които изискват допълнително проучване за сортиране извежда терапевтичния потенциал от развлекателни и патологични ефекти.

Това проучване е фундаментално проучване, което поставя началото на текущи изследвания върху ефектите на различни канабиноиди върху мозъка върху здравето и заболяванията и предоставя важни данни за разбиране на терапевтичните и вредни ефекти на различните канабиноиди. Елегантната и старателна методология в това проучване прожектира как влияе канабисът върху мозъка, като предоставя значителни данни за общите ефекти върху мозъчните мрежи, както и върху когнитивните и емоционалните функции.

Въпросите, които представляват интерес, включват допълнително картографиране на мозъчните мрежи и съотнасяне на тези констатации със съществуващите модели на ума, разглеждане на ефекта от различни видове канабис и модели на употреба и изследване на ефекта на канабиноидите (естествени, ендогенни и синтетични ) за терапевтични цели при различни клинични условия, развлекателна употреба и потенциално за подобряване на ефективността.

И накрая, като предоставя съгласувана рамка за разбиране на съществуващата литература, включваща положителни и отрицателни ефекти на канабиса върху мозъка, тази статия центрира изследванията на канабиса по-точно в основната част на научните изследвания, предоставяйки неутрална, дестигматизирана платформа, която позволява дебата върху канабиса да се развива в по-конструктивни посоки, отколкото е имало в историята.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK & Rushworth MFS. (2016). Множество сигнали в предната цингуларна кора. Текущо мнение в невробиологията, том 37, април 2016 г., страници 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A и Wright S. (2015). Канабидиол (CBD) като допълнителна терапия при шизофрения: многоцентрово рандомизирано контролирано проучване. Невротерапевтици. 2015 октомври; 12 (4): 747–768. Публикувано онлайн 2015 18 август.

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

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Ефекти на канабиса върху юношеския мозък. Канабис Канабиноид Res. 2017; 2 (1): 259–264. Публикувано онлайн 2017 1 октомври.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Канабиноиди (CBD, CBDHQ и THC): метаболизъм, физиологични ефекти, електронен трансфер, реактивни видове кислород и медицинска употреба. Journal of Natural Products, том 4, номер 1, март 2014 г., стр. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Употреба на канабис и депресия: надлъжно проучване на национална кохорта от шведски военнослужещи. BMC Psychiatry201212: 112.