Neurokuvantaminen, kannabis ja aivojen suorituskyky ja toiminta

"Mielestäni potin pitäisi olla laillista. En tupakoi sitä, mutta pidän sen hajusta." - Andy Warhol

Kannabis sisältää useita molekyylejä, jotka sitoutuvat aivojen reseptoreihin, joita kutsutaan sopivasti "kannabinoidireseptoreiksi". Tunnettuihin ligandeihin (jotka sitoutuvat näihin reseptoreihin) kuuluvat THC (tetrahydrokannabinoli) ja CBD (kannabidioli), jotka sitoutuvat reseptoreihin, kuten CB1- ja CB2-reseptoreihin, joilla on erilaisia ​​alavirran toimintoja aivoissa.

Ensisijainen välittäjäaine, joka osallistuu synnynnäiseen (endogeeniseen) kannabinoidiaktiviteettiin, on "anandamidi", ainutlaatuinen "rasvahappohermovälittäjäaine", jonka nimi tarkoittaa "iloa", "autuutta" tai "iloa" sanskritissa ja vastaavissa muinaisissa kielissä. Tätä välittäjäainejärjestelmää on tutkittu vasta suhteellisen äskettäin yksityiskohtaisemmin, ja perusbiologia on melko hyvin valmisteltu (esim. Kovacovic & Somanathan, 2014), mikä parantaa ymmärrystä erilaisten kannabinoidien terapeuttisista, virkistys- ja haittavaikutuksista ja tasoittaa tietä synteettisten huumeiden kehittämiseen.

Kiinnostus kannabiksen terapeuttiseen ja virkistyskäyttöön edellyttää kasvavaa ymmärrystä kannabiksen vaikutuksista aivoihin ja käyttäytymiseen. Marihuanan kiistanalaisen ja politisoidun luonteen vuoksi yhteiskunnallisessa keskustelussa vahvat uskomukset kannabiksesta estävät kykymme käydä perusteltu keskustelu kannabiksen käytön mahdollisista eduista ja haitoista ja ovat estäneet tutkimusaloitteita. Siitä huolimatta monet osavaltiot ovat sallineet kannabisvalmisteiden lääketieteellisen ja virkistyskäytön, kun taas liittohallitus on siirtymässä kohti rajoittavampaa politiikkaa.

Tuomaristo on poissa

Kannabiksen kannattajat voivat toisaalta maalata liian ruusuisen kuvan kannabisvalmisteiden eduista, vähätellen tai hylkäävät asiaankuuluvat tiedot kannabiksen vaaroista tietyissä väestöryhmissä, joilla on tiettyjen mielenterveyshäiriöiden riski, kannabiksen käyttöhäiriöiden riskit ja kannabiksen kielteiset vaikutukset tiettyihin kognitiivisiin prosesseihin, joihin liittyy mahdollisesti vahingollisia ja jopa vaarallisia vaikutuksia päätöksentekoon ja käyttäytymiseen.

Esimerkiksi, kun kannabisvalmisteiden on osoitettu olevan hyödyllisiä kivun hoidossa ja toiminnan parantamisessa erilaisissa olosuhteissa, elämänlaadun parantamiseksi, kannabis voi myös aiheuttaa harkintavirheitä ja viivästyksiä tietojen käsittelyssä, mikä voi johtaa paitsi yksittäisiin ongelmiin myös voi häiritä suhteita ja ammatillista toimintaa, mikä voi jopa aiheuttaa vahinkoa muille osallistumalla onnettomuuksiin.

Kannabis on liitetty selvästi joidenkin sairauksien, etenkin psykiatristen sairauksien puhkeamiseen ja pahenemiseen. Lisäksi on kasvava kiinnostus ymmärtää kannabisvalmisteiden sisältämien eri yhdisteiden, etenkin THC: n ja CBD: n, terapeuttista ja patologista potentiaalia, vaikka muiden komponenttien merkitys tunnustetaan yhä enemmän. Esimerkiksi äskettäin julkaistussa American Journal of Psychiatry -tutkimuksessa ehdotetaan vahvasti, että CBD: llä, joka on hyödyllinen hoitamattomien kohtausten hoidossa (esim. Rosenberg et ai., 2015), voi olla merkittävä hyöty lisäaineena joillekin skitsofreniaa sairastaville (McGuire at al. ., 2017).

Kuva ei kuitenkaan ole kumpikaan. Keskustelun perustaksi tietoon tarvitaan syvällisempi käsitys siitä, miten kannabis vaikuttaa eri aivojen alueisiin (erilaisissa olosuhteissa, esim. Akuutti tai krooninen käyttö, erilaisilla mielisairauksilla ja päihteiden häiriöillä tai ilman niitä, yksittäisillä variaatioilla jne.) ja tarjota vankkoja ja luotettavia tieteellisiä tuloksia tietä tulevaisuuden tutkimukselle. Perustavanlaatuinen ymmärrys puuttuu, ja vaikka kannabiksen vaikutusten eri näkökohtia tutkitaan yhä enemmän, kuten aina varhaisessa vaiheessa kehittyvän tutkimuksen yhteydessä, metodologia on vaihdellut monissa pienissä tutkimuksissa ilman selkeää kehystä kannustaa johdonmukaisiin lähestymistapoihin tutkintaan.

Yksi ilmeisen tärkeä kysymys on: Mitkä ovat kannabiksen vaikutukset aivojen keskeisiin toiminnallisiin alueisiin? Kuinka funktionaaliset ja liitettävyysmuutokset keskeisillä anatomisilla alueilla ("keskittimet" verkkoteoriassa) leviävät aivoverkkoihin, joissa ne ovat keskeisiä? Kuinka kannabiksen käyttö siinä määrin kuin ymmärrämme sen vaikutukset, toimii tietyissä kognition tutkimisessa tehtävissä? Mikä on kannabiksen vaikutus yleensä aivoverkkoihin, mukaan lukien oletusmoodi, toimeenpanovalvonta ja saliensiverkostot (kolme avainverkostoa tiheästi toisiinsa kytketyssä aivoverkkojen "rikkaassa klubissa")?

Nämä ja niihin liittyvät kysymykset ovat tärkeämpiä, kun ymmärrämme paremmin, miten mielen / aivojen aukko voidaan yhdistää edistymällä ihmisen hermokontomennin kartoittamisessa. Odotuksena on, että aktiivisuuden lisääntyminen tai väheneminen eri aivojen alueilla käyttäjillä (verrattuna muihin kuin käyttäjiin) korreloi toiminnallisten aivoverkkojen laajojen muutosten kanssa, jotka heijastuvat erilaisten suorituskykymallien mallina suuressa joukossa yleisesti käytettyjä psykologisia tutkimusvälineitä jotka sieppaavat mielentoiminnan ja ihmisen käyttäytymisen eri näkökohtia.

Nykyinen tutkimus

Tämän avainkysymyksen valossa monikeskustutkijaryhmä (Yanes et al., 2018) aloitti keräämään ja tutkimaan kaikkea asiaankuuluvaa neurokuvantavaa kirjallisuutta, jossa tarkasteltiin kannabiksen vaikutuksia aivoihin, käyttäytymiseen ja psykologiaan.

Kannattaa tarkastella lyhyesti käytettyä meta-analyyttistä lähestymistapaa ja keskustella siitä, minkälaisia ​​tutkimuksia sisällytettiin ja suljettiin pois, jotta asiaankuuluvat ja tulkittaisiin melko merkittävät löydökset. He tarkastelivat kirjallisuutta, mukaan lukien tutkimukset, joissa käytettiin fMRI: tä (toiminnallinen magneettikuvaus) ja PET-skannauksia (positroniemissiotomografia), yhteisiä työkaluja aivotoiminnan indikaattoreiden mittaamiseen, ja tekivät kaksi alustavaa arviointia tietojen järjestämiseksi.

Ensinnäkin he jakoivat tutkimukset tutkimuksiin, joissa aktiivisuus eri aivojen alueilla joko lisääntyi tai väheni käyttäjille verrattuna muihin kuin käyttäjiin, ja sovittivat anatomiset alueet toiminnallisiin aivoverkkoihin, joihin ne kuuluvat. Toisessa hienosäätökerroksessa he käyttivät "toiminnallista dekoodausta" tunnistamaan ja luokittelemaan olemassa olevan kirjallisuuden eri mitatut psykologisten toimintojen ryhmät.

Esimerkiksi tutkimuksissa tarkastellaan laajaa, mutta vaihtelevaa psykologisten toimintojen joukkoa nähdäkseen, miten kannabis muuttaa kognitiivista ja emotionaalista prosessointia, jos ollenkaan. Asiaankuuluvia toimintoja olivat päätöksenteko, virheiden havaitseminen, konfliktien hallinta, vaikutusten säätely, palkitsemis- ja motivaatiotoiminnot, impulssin hallinta, toimeenpanotoiminnot ja muisti, jotta saataisiin puutteellinen luettelo. Koska eri tutkimuksissa käytettiin erilaisia ​​arviointeja eri olosuhteissa, yhdistetyn analyyttisen lähestymistavan kehittäminen on välttämätöntä kattavan tarkastelun ja analyysin suorittamiseksi.

Etsimällä useita standarditietokantoja he valitsivat tutkimuksia kuvantamisella, jossa verrattiin käyttäjiä muihin kuin käyttäjiin, ja tiedot, jotka olivat saatavilla vakiomalleina, jotka soveltuvat yhdistettyyn analyysiin, ja jotka sisälsivät käsityksen, liikkeen, tunteen, ajattelun ja sosiaalisen tiedon käsittelyn psykologiset testit, useissa yhdistelmissä. He sulkivat pois mielenterveysolosuhteet ja tutkimukset, joissa tarkasteltiin kannabiksen kulutuksen välittömiä vaikutuksia. He analysoivat nämä kuratoidut tiedot.

Tarkasteltaessa neurokuvantamisen havaintojen lähentymistä tutkimuksissa, joissa käytettiin ALE: tä (Activation Likelihood Estimate, joka muuntaa tiedot tavalliseen aivokartoitusmalliin), he tunnistivat, mitkä alueet olivat enemmän ja vähemmän aktiivisia. Käyttämällä MACM: ää (Meta-Analytic Connectivity Modeling, joka käyttää BrainMap-tietokantaa koko aivojen aktivaatiomallien laskemiseen), he tunnistivat yhdessä aktivoituneet aivojen alueiden klusterit.

He suorittivat toiminnallisen dekoodausvaiheen tarkastelemalla eteenpäin ja päinvastaisia ​​päättelymalleja yhdistääkseen aivotoiminnan vastavuoroisesti henkiseen suorituskykyyn ja henkisen suorituskyvyn aivotoimintaan ymmärtääkseen, kuinka erilaiset psykologiset prosessit korreloivat eri aivojen alueiden toimintojen kanssa.

Tässä on yhteenveto meta-analyyttisestä "putkistosta":

Havainnot

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird ja Sutherland (2018) analysoivat yhteensä 35 tutkimusta. Kaiken kaikkiaan oli 88 tehtävään perustuvaa ehtoa, joista 202 elementtiä liittyi aktivoitumisen vähenemiseen 472 kannabiksen käyttäjän ja 466 muun käyttäjän keskuudessa, ja 161 elementtiä aktivoitumisen lisääntymiseen 482 ja 434 muun käyttäjän keskuudessa. Havaintoja oli kolme pääaluetta:

Käyttäjien ja muiden käyttäjien keskuudessa havaittiin useita johdonmukaisia ​​("lähentyviä") muutoksia aktivoitumisen ja deaktivoinnin suhteen. Vähennyksiä havaittiin kahdenvälisissä (aivojen molemmilla puolilla) ACC: issä (anteriorinen cingulate cortex) ja oikeassa DLPFC: ssä (dorsolateral prefrontal cortex). Sitä vastoin lisääntynyt aktivaatio havaittiin johdonmukaisesti oikeassa striatumissa (ja ulottuu oikeaan insulaatioon). On tärkeää huomata, että nämä havainnot olivat erillisiä toisistaan, ja päällekkäisyyksien puuttuminen tarkoittaa, että ne edustavat kannabiksen ainutlaatuisia vaikutuksia eri järjestelmiin.

MACM-analyysi osoitti, että ko-aktivoituja aivoalueita oli kolme:

• Ryhmä 1 - ACC sisälsi koko aivojen aktivaatiomallit, mukaan lukien yhteydet saarekkeeseen ja kaudeaaliseen aivokuoreen, mediaaliseen etukorttiin, precuneukseen, fusiformiseen gyrusiin, culmeniin, talamukseen ja cingulate cortexiin. ACC on avain päätöksentekoon ja konfliktien käsittelyyn, ja se on mukana tutkimassa ja sitoutumassa tiettyyn toimintatapaan (esim.Kolling et ai., 2016), ja nämä liittyvät alueet kattavat laajan valikoiman ACC: hen liittyviä toimintoja. Insula liittyy itsetuntemukseen, merkittävä esimerkki on viskeraalinen kokemus itsetuhosta.
• Klusteri 2 - DLPFC sisälsi rinnakkaisaktivaation parietaalisten alueiden, orbitofrontal cortexin, occipital cortexin ja fusiform gyrusin kanssa. Koska DLPFC on mukana tärkeissä toimeenpanotoiminnoissa, mukaan lukien tunteiden säätely, mielialan kokemus ja tarkkaavaisuuden resurssien suuntaus (esim. Mondino et al., 2015) sekä kielenkäsittelyn näkökohdat, ja niihin liittyvät alueet käsittelevät keskeisiä toimintoja, mukaan lukien sosiaalisen tiedon käsittely, impulssien hallinta ja niihin liittyvät.
• Klusteri 3 - Striatum sisälsi koko aivojen osallistumisen, erityisesti saarekkeen aivokuoren, etukortin, ylemmän parietaalisen lobulen, fusiformisen gyrusin ja culmenin. Striatum liittyy palkkioon - niin usein viitattuun niin kutsuttuun "dopamiinihittiin" -, joka kun se on asianmukaisesti säännelty, antaa meille mahdollisuuden saavuttaa optimaalinen menestys, mutta alitoimintatiloissa johtaa toimettomuuteen ja ylimääräinen vaikuttaa addiktoivaan ja pakonomainen käyttäytyminen . Alkuperäisessä asiakirjassa tarkastellut todisteet viittaavat siihen, että kannabiksen käyttö voi saada aikaan palkintopiirejä alttiiksi riippuvuudelle ja mahdollisesti tylsä ​​motivaatio tavalliseen toimintaan.

Vaikka nämä klusterit ovat toiminnallisesti erillisiä siitä, miten kannabis vaikuttaa niihin, ne menevät päällekkäin anatomisesti ja alueellisesti korostaen katsotun aivotoiminnan ratkaisevaa merkitystä konnektion, verkostoituneesta näkökulmasta, jotta voidaan ymmärtää pelkistävien aivotulosten käännös mieli toimii ja kuinka tämä toimii ihmisille jokapäiväisessä elämässä.

Kolmen klusterin toiminnallinen dekoodaus osoitti malleja siitä, miten kukin klusteri korreloi ryhmän psykologisten testien kanssa: esimerkiksi Stroop-testi, go / no-go-tehtävä, johon liittyy nopeita päätöksiä, kivunseurantatehtävät ja palkkion arviointitehtävät. mainitse muutama. En tarkista niitä kaikkia, mutta havainnot ovat merkityksellisiä, ja jotkut niistä erottuvat (katso alla).

Tämä klusterin ja tehtävän suhteiden yleiskatsaus on hyödyllinen. Erityisen huomionarvoista on go / no-go -tehtävän esiintyminen kaikilla kolmella toiminnallisella alueella:

Muita huomioita

Yhdessä tämän meta-analyysin tulokset ovat syvällisiä ja saavuttavat tavoitteet, joissa keskitytään ja tislataan löydökset asiaankuuluvasta kirjallisuudesta, jossa tutkitaan kannabiksen käytön vaikutuksia aivojen aktivoitumiseen väestöryhmissä, joilla ei ole mielisairauksia, tarkastelemalla lisääntynyttä ja vähentynyttä aktiivisuutta paikallisesti aivojen alueet, hajautetut klusterit, joilla on erillinen merkitys, ja vaikutus keskeisiin psykologisen prosessoinnin tehtäviin ja toimintaan

Kannabis vähentää aktiivisuutta sekä ACC- että DLPFC-klustereissa, ja ihmisille, joilla on normaali aivotoiminta, tämä voi johtaa ongelmiin toimeenpanossa ja päätöksenteossa. Kannabis todennäköisesti aiheuttaa virheiden seurannassa epätarkkuutta, mikä johtaa virheistä johtuviin väärinkäsityksiin ja suorituskykyongelmiin, ja se voi estää toimintaa konfliktitilanteissa sekä arviointivirheistä että päätöksenteon muuttumisesta ja myöhemmästä toteutuksesta. Vähentynyt DLPFC-aktiivisuus voi johtaa emotionaalisiin sääntelyongelmiin sekä muistin heikkenemiseen ja heikentyneeseen tarkkaavaisuuteen.

Psykiatrisista ja lääketieteellisistä sairauksista kärsiville ihmisille samat aivovaikutukset voivat olla terapeuttisia, esimerkiksi vähentää kipukuormaa vähentämällä ACC-aktiivisuutta, lievittämällä traumaattisia muistoja ja tukahduttamalla posttraumaattisia painajaisia, hoitamalla ahdistusta muutamilla sivuvaikutuksilla tai vähentämällä psykoottisia oireita (McGuire, 2017) estämällä toimintaa mukana olevilla aivojen alueilla.

Mutta kannabinoidit voivat myös laukaista patologian, aiheuttaa masennusta tai psykoosia ja muita sairauksia haavoittuvassa väestössä. Kannabiksen käyttö aiheuttaa myös ongelmia kehittyville aivoille, mikä johtaa ei-toivottuihin pitkäaikaisiin vaikutuksiin (esim. Jacobus ja Tappert, 2014), kuten heikentyneeseen neurokognitiiviseen suorituskykyyn ja rakenteellisiin muutoksiin aivoissa.

Kannabiksen sen sijaan osoitettiin lisäävän aktiivisuutta striatumissa ja siihen liittyvillä alueilla yleensä. Ihmisille, joilla on normaali lähtötaso, tämä voi johtaa palkintopiirien perustamiseen, ja kuten on havaittu lukuisissa tutkimuksissa, se voi lisätä riippuvuutta aiheuttavan ja pakonomainen käyttäytyminen, mikä altistaa joillekin patologian muodoille. Tämä palkitsemisaktiivisuuden lisääntyminen (yhdistettynä vaikutuksiin kahteen ensimmäiseen klusteriin) voi myötävaikuttaa marihuanan päihtymisen "korkeaan" tasoon, parantaa nautintoa ja luovaa toimintaa, tekee kaikesta kiihkeämmän ja kiinnostavamman väliaikaisesti.

Kirjoittajat huomauttavat, että kaikki kolme klusteria sisälsivät go / no-go-tehtävän, testitilanteen, joka vaatii moottoritoiminnon estämistä tai suorittamista. He huomauttavat:

"Tässä se, että erilliset aluekohtaiset häiriöt liittyivät samaan tehtäväluokitukseen, voi olla osoitus kannabiksen aiheuttamasta yhdistelmävaikutuksesta, joka ilmenee tutkimuksissa. Toisin sanoen heikentynyt kyky estää ongelmallista käyttäytymistä voidaan liittää samanaikaiseen prefrontaalinen aktiivisuus (ACC ja DL-PFC) ja striataalisen toiminnan kohoaminen. "

Joillekin potilaille kannabiksen ilmoitetaan lievittävän masennuksen oireita, joille ovat tunnusomaisia ​​nautinnon menetys, liialliset negatiiviset emotionaaliset tilat ja motivaation puute muiden oireiden joukossa, mutta raskaammilla käyttäjillä on suurempi riski masennuksen pahenemiseen (Manrique-Garcia ym. ., 2012).

Muiden kemikaalien väärinkäytön potentiaalisen potentiaalisen potentiaalisen potentiaalin lisäksi ja parantamalla kokemuksia niille, jotka nauttivat päihtymisestä marihuanasta (toisten mielestä se aiheuttaa dysforiaa, ahdistusta, epämiellyttävää sekaannusta tai jopa paranoa), käyttäjät saattavat huomata, että kannabiksen käytön puuttuessa , he ovat vähemmän kiinnostuneita säännöllisestä toiminnasta, kun ne eivät ole korkeat, mikä vähentää nautintoa ja motivaatiota.

Nämä vaikutukset ovat erilaisia ​​riippuen useista kannabiksen käyttöön liittyvistä tekijöistä, kuten käytön ajoituksesta ja kroonisuudesta sekä kannabiksen tyypistä ja suhteellisesta kemiallisuudesta, kun otetaan huomioon vaihtelut eri lajien ja kantojen välillä. Vaikka tässä tutkimuksessa ei pystytty erottamaan THC: n ja CBD: n vaikutuksia, koska tietoja ei ollut saatavilla näiden kahden avainkomponentin pitoisuudesta tai suhteesta kannabiksessa, on todennäköistä, että niillä on erilaiset vaikutukset aivotoimintaan, mikä edellyttää lisätutkimuksia lajittelemiseksi poistamaan terapeuttiset mahdollisuudet virkistys- ja patologisista vaikutuksista.

Tämä tutkimus on perustutkimus, jossa asetetaan vaihe käynnissä olevalle tutkimukselle erilaisten kannabinoidien vaikutuksista aivoihin terveydentilassa ja sairaudessa ja tarjotaan tärkeitä tietoja erilaisten kannabinoidien terapeuttisten ja vahingollisten vaikutusten ymmärtämiseksi. Tämän tutkimuksen tyylikäs ja huolellinen metodologia valaisee valon siitä, miten kannabis vaikuttaa aivoihin, ja tarjoaa merkittävää tietoa kokonaisvaikutuksista aivoverkkoihin sekä kognitiiviseen ja emotionaaliseen toimintaan.

Kiinnostaviin kysymyksiin kuuluu aivoverkkojen lisäkartoitus ja näiden havaintojen vertaaminen olemassa oleviin mielen malleihin, erityyppisten kannabiksen ja käyttötapojen vaikutusten tarkastelu sekä kannabinoidien (luonnossa esiintyvien, endogeenisten ja synteettisten) vaikutusten tutkiminen ) hoitotarkoituksiin erilaisissa kliinisissä olosuhteissa, virkistyskäyttöön ja mahdollisesti suorituskyvyn parantamiseen.

Lopuksi, tarjoamalla johdonmukainen kehys nykyisen kirjallisuuden ymmärtämiseksi, mukaan lukien kannabiksen positiiviset ja kielteiset vaikutukset aivoihin, tämä artikkeli keskittää kannabiksen tutkimuksen tarkemmin tieteellisen tutkimuksen valtavirtaan tarjoamalla neutraalin, leimatun alustan keskustelun mahdollistamiseksi. kannabiksen kehittyä rakentavampiin suuntiin kuin se on historiallisesti ollut.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK & Rushworth MFS. (2016). Useita signaaleja anteriorisessa cingulate-aivokuoressa. Current Opinion in Neurobiology, osa 37, huhtikuu 2016, sivut 36--43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A ja Wright S. (2015). Kannabidioli (CBD) lisähoitona skitsofreniassa: satunnaistettu kontrolloitu monikeskustutkimus. Neuroterapeutit. 2015 lokakuu; 12 (4): 747–768. Julkaistu verkossa 2015 18. elokuuta.

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

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Kannabiksen vaikutukset murrosiän aivoihin. Kannabis Kannabinoidit Res. 2017; 2 (1): 259–264. Julkaistu verkossa 2017 1. lokakuuta.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Kannabinoidit (CBD, CBDHQ ja THC): Aineenvaihdunta, fysiologiset vaikutukset, elektroninsiirto, reaktiiviset happilajit ja lääketieteellinen käyttö. The Natural Products Journal, osa 4, numero 1, maaliskuu 2014, s.47--53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Kannabiksen käyttö ja masennus: pitkittäistutkimus Ruotsin varusmiesten kansallisesta kohortista. BMC Psychiatry201212: 112.