Neuroimaging, konopí a výkon a funkce mozku

„Myslím, že hrnec by měl být legální. Nekuřím, ale mám rád jeho vůni.“ -Andy Warhol

Konopí obsahuje různé molekuly, které se vážou na receptory v mozku, výstižně nazývané „kanabinoidní receptory“. Známé ligandy (které se vážou na tyto receptory) zahrnují THC (tetrahydrokanabinol) a CBD (kanabidiol), které se váží na receptory, jako jsou receptory CB1 a CB2, s různými funkcemi v mozku.

Primárním neurotransmiterem podílejícím se na vrozené (endogenní) kanabinoidní aktivitě je „anandamid“, jedinečný „neurotransmiter mastných kyselin“, jehož název v sanskrtu a souvisejících starověkých jazycích znamená „radost“, „blaženost“ nebo „potěšení“. Tento systém neurotransmiterů byl teprve relativně nedávno prozkoumán podrobněji a základní biologie je poměrně dobře propracovaná (např. Kovacovic & Somanathan, 2014), zlepšuje porozumění terapeutickým, rekreačním a nepříznivým účinkům různých kanabinoidů a připravuje cestu pro vývoj nových syntetických drog.

Rostoucí zájem o terapeutické a rekreační užívání konopí vyžaduje lepší pochopení účinků konopí na mozek a chování. Kvůli kontroverzní a zpolitizované povaze marihuany ve společenském diskurzu brání silná víra v konopí naší schopnosti vést rozumnou konverzaci o potenciálních výhodách a nevýhodách užívání konopí a brání výzkumným iniciativám. Mnoho států nicméně povolilo lékařské a rekreační užívání konopných přípravků, zatímco federální vláda se vrací zpět k přísnějším politikám.

Porota je venku

Zastánci konopí mohou na druhé straně vykreslit příliš růžový obraz výhod konopných přípravků, bagatelizovat nebo odmítat příslušné informace o rizicích konopí u konkrétních populací ohrožených určitými duševními poruchami, rizicích poruch užívání konopí a negativní účinky konopí na určité kognitivní procesy doprovázené potenciálně škodlivými nebo dokonce nebezpečnými účinky na rozhodování a chování.

Například, zatímco se ukázalo, že konopné přípravky jsou užitečné pro zvládání bolesti a zlepšení funkce v různých podmínkách, zlepšují kvalitu života, může konopí také způsobit chyby v úsudku a zpoždění ve zpracování informací, což může vést nejen k individuálním problémům, ale může překážet vztahům a profesionálním činnostem, dokonce vést k možnému poškození ostatních tím, že přispívá k nehodám.

Konopí bylo zjevně spojeno s urychlením nástupu a zhoršením některých nemocí, zejména psychiatrických stavů. Kromě toho roste zájem o pochopení terapeutického a patologického potenciálu různých sloučenin obsažených v konopných přípravcích, zejména THC a CBD - i když je stále více uznáván význam dalších složek. Například nedávná studie v časopise American Journal of Psychiatry silně naznačuje, že CBD, užitečné při léčbě neřešitelných záchvatů (např. Rosenberg et al., 2015), může být významným přínosem jako augmentační prostředek u některých pacientů se schizofrenií (McGuire at al ., 2017).

Obrázek není buď - nebo, nicméně. Je zapotřebí hlubší pochopení toho, jak konopí ovlivňuje různé oblasti mozku (za různých podmínek, např. Akutní vs. chronické užívání, s různými duševními chorobami a bez nich, poruchy užívání návykových látek, s individuálními variacemi atd.) a poskytnout spolehlivé a spolehlivé vědecké poznatky, které připraví půdu pro budoucí výzkum. Chybí základní porozumění, a přestože stále roste řada výzkumů zabývajících se různými aspekty účinků konopí, jak je tomu vždy u brzy se vyvíjejícího souboru výzkumů, metodologie se v mnoha malých studiích lišila bez jasného rámce pro podporovat důsledné přístupy k vyšetřování.

Jedna otázka zjevně důležité je: Jaké jsou účinky konopí na klíčové funkční oblasti mozku? Jak se změny funkčnosti a konektivity v klíčových anatomických oblastech („rozbočovače“ v teorii sítí) šíří do mozkových sítí, ve kterých jsou ústřední? Jak užívá konopí, pokud chápeme jeho účinky, v rámci konkrétních úkolů používaných ke studiu poznání? Jaký je obecně účinek konopí na mozkové sítě, včetně výchozího režimu, výkonné kontroly a význačných sítí (tři klíčové sítě v hustě propojeném „bohatém klubu“ mozkových sítí)?

Tyto a související otázky jsou důležitější, protože lépe porozumíme tomu, jak lze překlenout mezeru mezi myslí a mozkem pokrokem v mapování lidského neurálního konektomu. Očekává se, že zvýšení nebo snížení aktivity v různých oblastech mozku u uživatelů (ve srovnání s uživateli, kteří neužívají) bude korelovat s rozsáhlými změnami napříč funkčními mozkovými sítěmi, které se odrážejí ve vzorcích diferenciálního výkonu u velké skupiny běžně používaných nástrojů psychologického výzkumu které zachycují různé aspekty duševních funkcí a lidského chování.

Současná studie

S ohledem na tuto klíčovou úvahu se multicentrická skupina vědců (Yanes et al., 2018) vydala shromáždit a prozkoumat veškerou relevantní neuroimagingovou literaturu zabývající se účinky konopí na mozek a na chování a psychologii.

Je vhodné krátce přezkoumat použitý metaanalytický přístup a diskutovat o tom, jaké druhy studií byly zahrnuty a vyloučeny, aby bylo možné kontextualizovat a interpretovat docela významné nálezy. Podívali se na literaturu zahrnující studie využívající fMRI (funkční zobrazování magnetickou rezonancí) a PET skeny (pozitronová emisní tomografie), společné nástroje pro měření indikátorů mozkové aktivity a provedli dvě předběžná hodnocení pro uspořádání dat.

Nejprve studie rozdělili na ty, kde aktivita v různých oblastech mozku byla buď zvýšena nebo snížena pro uživatele ve srovnání s uživateli, kteří nepoužívali, a srovnali anatomické oblasti s funkčními mozkovými sítěmi, jejichž jsou součástí. Ve druhé vylepšené vrstvě použili „funkční dekódování“ k identifikaci a kategorizaci různých skupin psychologických funkcí měřených v rámci stávající literatury.

Studie například zkoumají velkou, ale různorodou sadu psychologických funkcí, aby zjistily, jak, pokud vůbec, konopí mění kognitivní a emoční zpracování. Relevantní funkce zahrnovaly rozhodování, detekci chyb, zvládání konfliktů, ovlivňování regulace, odměnové a motivační funkce, řízení impulzů, výkonné funkce a paměť, aby poskytly neúplný seznam. Vzhledem k tomu, že různé studie používaly různá hodnocení za různých podmínek, je pro provedení komplexní kontroly a analýzy nutné vyvinout společný analytický přístup.

Prohledáním několika standardních databází vybrali studie se zobrazováním srovnávající uživatele s uživateli, kteří nejsou k dispozici, s dostupnými daty ve formě standardních modelů vhodných pro společnou analýzu a které zahrnovaly psychologické testy vnímání, pohybu, emocí, myšlení a zpracování sociálních informací, v různých kombinacích. Vyloučili osoby s duševním onemocněním a studie zabývající se okamžitými účinky konzumace konopí. Analyzovali tato vybraná data.

Při pohledu na konvergenci v neuroimagingových zjištěních napříč studiemi používajícími ALE (Activation Likelihood Estimate, která transformuje data na standardní model mapování mozku), zjistili, které regiony byly stále méně aktivní. Pomocí MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, který využívá databázi BrainMap k výpočtu vzorů aktivace celého mozku), identifikovali shluky oblastí mozku, které se aktivovaly společně.

Fázi funkčního dekódování dokončili pohledem na dopředné a reverzní inferenční vzorce k vzájemnému propojení mozkové činnosti s duševním výkonem a duševní výkon s mozkovou aktivitou, aby pochopili, jak různé psychologické procesy korelují s funkcemi v různých oblastech mozku.

Zde je souhrn celkového metaanalytického „potrubí“:

Zjištění

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird a Sutherland (2018) analyzovali celkem 35 studií. Bylo řečeno, že existovalo 88 podmínek založených na úkolech, přičemž 202 prvků se týkalo snížené aktivace u 472 uživatelů konopí a 466 neužívajících, a 161 prvků týkajících se zvýšené aktivace u 482 uživatelů a 434 neužívajících. Byly zjištěny tři hlavní oblasti nálezů:

U uživatelů i neuživatelů došlo v oblasti aktivace a deaktivace k několika oblastem důsledných („konvergentních“) změn. Poklesy byly pozorovány u bilaterálních (na obou stranách mozku) ACC (přední cingulární kůra) a pravého DLPFC (dorsolaterální prefrontální kůra). Naproti tomu došlo ke zvýšené aktivaci, která byla důsledně pozorována v pravém striatu (a zasahovala do pravé ostrovní části). Je důležité si uvědomit, že tato zjištění se od sebe navzájem lišila a tento nedostatek překrývání znamená, že představují jedinečně odlišné účinky konopí na různé systémy.

Analýza MACM ukázala, že existují tři shluky koaktivovaných oblastí mozku:

• Skupina 1 - ACC zahrnovala vzory aktivace celého mozku, včetně spojení s ostrovní a kaudátovou kůrou, mediální frontální kůrou, precuneus, fusiformní gyrus, culmen, thalamus a cingulate cortex. ACC je klíčem pro rozhodování a zpracování konfliktů a podílí se na zkoumání a zavádění daného postupu (např. Kolling et al., 2016) a tyto související oblasti pokrývají širokou škálu funkcí souvisejících s ACC. Ostrov je zapojen do vnímání sebe sama, pozoruhodným příkladem je viscerální zkušenost se znechucením.
• Skupina 2 - DLPFC zahrnovala koaktivaci s temenními oblastmi, orbitofrontální kůrou, okcipitální kůrou a fusiformním gyrem. Vzhledem k tomu, že DLPFC je zapojen do důležitých výkonných funkcí, včetně regulace emocí, prožívání nálady a směrování zdrojů pozornosti (např. Mondino at al., 2015), jakož i aspektů jazykového zpracování a související oblasti řeší klíčové funkce, včetně zpracování sociálních informací, kontroly impulzů a souvisejících.
• Klastr 3 - Striatum zahrnovalo zapojení celého mozku, zejména ostrovní kůru, čelní kůru, vynikající temenní lalůček, fusiformní gyrus a culmen. Striatum je spojeno s odměnou - tzv. „Dopaminovým hitem“, na který se tak často odkazuje - která nám při správné regulaci umožňuje dosáhnout optimálního úspěchu, ale ve stavech nedostatečné aktivity vede k nečinnosti a v nadměrném množství přispívá k návykovému a kompulzivnímu chování . Důkazy přezkoumané v původním příspěvku naznačují, že užívání konopí může být základem okruhů odměn k predispozici k závislosti a možná tupé motivaci pro běžné činnosti.

I když jsou tyto klastry funkčně odlišné, pokud jde o to, jak jsou ovlivněny konopím, anatomicky a prostorově se překrývají, což zdůrazňuje zásadní význam sledované mozkové aktivity z hlediska konektivity a sítě, aby bylo možné uchopit překlad redukčních nálezů mozku do toho, jak mysl funguje a jak se to projevuje lidem v každodenním životě.

Funkční dekódování tří klastrů ukázalo vzorce, jak každý klastr koreluje se skupinou psychologických testů: například Stroopův test, úkol go / no-go, který zahrnuje rychlá rozhodnutí, úkoly monitorování bolesti a úkoly posuzující odměnu, aby jmenujme pár. Nebudu je všechny přezkoumávat, ale nálezy jsou relevantní a některé z nich vynikají (viz níže).

Tento přehled vztahů klastrových úkolů je užitečný. Obzvláště pozoruhodná je přítomnost stavu úlohy go / no-go ve všech třech funkčních oblastech:

Další úvahy

Celkově vzato jsou výsledky této metaanalýzy hluboké a dosahují cílů zaměřených na a destilační zjištění v příslušné literatuře zkoumající účinky užívání konopí na aktivaci mozku v populacích bez duševních chorob, při pohledu na zvýšenou a sníženou aktivitu v lokalizovaných oblasti mozku, distribuované shluky zřetelného významu a dopad na klíčové úlohy a funkce psychologického zpracování.

Konopí snižuje aktivitu v klastrech ACC i DLPFC a pro lidi s normální funkcí mozku by to mohlo vést k problémům s výkonnými funkcemi a rozhodováním. Konopí pravděpodobně způsobí nepřesnosti v monitorování chyb, což povede k chybnému vnímání a problémům s výkonem v důsledku chyb, a může bránit fungování během vysoce konfliktních situací, a to jak z chyb v úsudku, tak ze změněného rozhodování a následného výkonu. Snížená aktivita DLPFC může vést k emočním regulačním problémům, stejně jako ke snížení paměti a snížení pozornosti.

Pro lidi s psychiatrickými a zdravotními potížemi mohou být stejné účinky na mozek terapeutické, například snižování zátěže bolestí snížením aktivity ACC, zmírnění traumatických vzpomínek a potlačení posttraumatických nočních můr, léčba úzkosti s několika vedlejšími účinky nebo snížení psychotických příznaků (McGuire, 2017) inhibicí aktivity v postižených oblastech mozku.

Kanabinoidy však také mohou u zranitelné populace vyvolat patologii, vyvolávat deprese nebo psychózy a další stavy. Užívání konopí také způsobuje problémy vyvíjejícímu se mozku, což vede k nežádoucím dlouhodobým účinkům (např. Jacobus a Tappert, 2014), jako je snížená neurokognitivní výkonnost a strukturální změny v mozku.

U konopí bylo naopak prokázáno, že obecně zvyšuje aktivitu ve striatu a souvisejících oblastech. U lidí s normální základní aktivitou by to mohlo vést k aktivaci okruhů odměn a jak bylo pozorováno v mnoha studiích, mohlo by to zvýšit riziko návykového a kompulzivního chování, které by mohlo vést k některým formám patologie. Toto zesílení činnosti odměny (v kombinaci s účinky na první dva klastry) může přispět k „vysokému“ stupni intoxikace marihuanou, posílit potěšení a tvůrčí činnost a dočasně učinit vše intenzivnějším a poutavějším.

Autoři poznamenávají, že všechny tři klastry zahrnovaly úlohu go / no-go, testovací situaci vyžadující inhibici nebo výkon motorické akce. Poznamenávají:

„Tady skutečnost, že odlišná regionálně specifická narušení byla spojena se stejnou klasifikací úkolu, může naznačovat účinek sloučenin souvisejících s konopím, který se projevuje napříč studiemi. Jinými slovy, snížená schopnost inhibovat problematické chování může souviset se současným snížením prefrontální aktivita (ACC a DL-PFC) a zvýšení striatální aktivity. “

U některých pacientů konopí údajně zmírňuje příznaky deprese, které se mimo jiné vyznačují základními zkušenostmi se ztrátou požitku, nadměrným negativním emočním stavem a nedostatkem motivace, ale u těžších uživatelů je zvýšené riziko zhoršení deprese (Manrique-Garcia et al. ., 2012).

Kromě toho, že mohou potenciálně připravit na závislost na jiných chemických látkách a zlepšit zážitky pro ty, kteří se rádi intoxikují marihuanou (jiní zjistí, že produkuje dysforii, úzkost, nepříjemné zmatky nebo dokonce paranoiu), uživatelé mohou zjistit, že při absenci užívání konopí , méně se zajímají o pravidelné činnosti, když nejsou vysoké, což vede ke snížení radosti a motivace.

Tyto účinky se liší v závislosti na několika faktorech souvisejících s užíváním konopí, jako je načasování a chroničnost užívání, a také na druhu konopí a relativní chemii, vzhledem k variacím mezi různými druhy a kmeny. I když tato studie nebyla schopna rozlišit mezi účinky THC a CBD, protože nebyly k dispozici údaje o koncentracích nebo poměrech těchto dvou klíčových složek v konopí, je pravděpodobné, že mají různé účinky na funkci mozku, což vyžaduje další zkoumání, aby bylo možné třídit terapeutický potenciál rekreačních a patologických účinků.

Tato studie je základní studií, která připravuje půdu pro pokračující výzkum účinků různých kanabinoidů na zdraví a nemoci mozku a poskytuje důležitá data pro pochopení terapeutických a škodlivých účinků různých kanabinoidů. Elegantní a pečlivá metodologie v této studii osvětluje, jak konopí ovlivňuje mozek, a poskytuje významné údaje o celkových účincích na mozkové sítě i na kognitivní a emoční funkce.

Zajímavé otázky zahrnují další mapování mozkových sítí a korelaci těchto zjištění se stávajícími modely mysli, zkoumání účinku různých typů konopí a vzorců užívání a zkoumání účinku kanabinoidů (přirozeně se vyskytujících, endogenních a syntetických ) pro terapeutické účely v různých klinických podmínkách, rekreační použití a potenciálně pro zvýšení výkonu.

A konečně, poskytnutím uceleného rámce pro porozumění existující literatuře včetně pozitivních a negativních účinků konopí na mozek, se tento článek soustředí na výzkum konopí přesněji v hlavním proudu vědecké studie a poskytuje neutrální, nedigmatizovanou platformu umožňující debatu na konopí, aby se vyvíjelo konstruktivnějšími směry, než tomu bylo v minulosti.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK a Rushworth MFS. (2016). Několik signálů v přední cingulární kůře. Current Opinion in Neurobiology, svazek 37, duben 2016, strany 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A a Wright S. (2015). Cannabidiol (CBD) jako doplňková léčba schizofrenie: multicentrická randomizovaná kontrolovaná studie. Neuroterapeutika. 2015 říjen; 12 (4): 747–768. Publikováno online 2015 18. srpna.

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

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Účinky konopí na mozek adolescentů. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259–264. Publikováno online 2017 1. října.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Kanabinoidy (CBD, CBDHQ a THC): metabolismus, fyziologické účinky, přenos elektronů, reaktivní druhy kyslíku a lékařské použití. The Natural Products Journal, svazek 4, číslo 1, březen 2014, s. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Užívání konopí a deprese: longitudinální studie národní kohorty švédských branců. BMC Psychiatry201212: 112.