Neuroimaging, cannabis e Brain Performance & Function

Una meticolosa recensione e sintesi della ricerca esistente apporta chiarezza.

Penso che il piatto dovrebbe essere legale. Non lo fumo, ma mi piace l’odore di esso.

– Andy Warhol

La cannabis contiene varie molecole che si legano ai recettori del cervello, opportunamente chiamati “recettori dei cannabinoidi”. I ligandi familiari (che si legano a questi recettori) includono THC (tetraidrocannabinolo) e CBD (cannabidiolo), che si legano a recettori come i recettori CB1 e CB2 con varie funzioni a valle sul cervello. Il principale neurotrasmettitore coinvolto nell’attività innata (endogena) dei cannabinoidi è “anandamide”, un unico “neurotrasmettitore acido grasso” il cui nome significa “gioia”, “gioia” o “gioia” in sanscrito e lingue antiche correlate. Questo sistema di neurotrasmettitori è stato esaminato in modo relativamente recente solo di recente, e la biologia di base è abbastanza ben sviluppata (ad esempio Kovacovic e Somanathan, 2014), migliorando la comprensione degli effetti terapeutici, ricreativi e avversi di diversi cannabinoidi e aprendo la strada a nuovi sviluppo di droghe sintetiche.

Il crescente interesse per l’uso terapeutico e ricreativo della cannabis richiede una maggiore comprensione degli effetti della cannabis sul cervello e sul comportamento. A causa della natura controversa e politicizzata della marijuana nel discorso sociale, le forti convinzioni sulla cannabis ostacolano la nostra capacità di avere una conversazione ragionata sui potenziali vantaggi e svantaggi dell’uso di cannabis e hanno ostacolato le iniziative di ricerca. Tuttavia, molti stati hanno permesso l’uso medico e ricreativo di preparazioni di cannabis, mentre il governo federale sta tornando a politiche più restrittive.

• I cereali stanno distruggendo la tua salute?
• Acidi grassi essenziali Omega-3 per l’ADHD
• Come i radicali liberi di ossigeno accelerano la nostra invecchiamento
• Cibo e ricerca della felicità
• Caffè: una cronaca di caffeina

La giuria è fuori

D’altra parte, i sostenitori della cannabis possono dipingere in modo troppo roseo i benefici della preparazione della cannabis, minimizzando o eliminando le informazioni pertinenti sui rischi della cannabis in specifiche popolazioni a rischio per determinati disturbi mentali, i rischi dei disturbi da uso di cannabis e il negativo effetti della cannabis su determinati processi cognitivi accompagnati da effetti potenzialmente deleteri, e persino pericolosi, sul processo decisionale e sul comportamento.

Ad esempio, mentre i preparati di cannabis si sono rivelati utili per la gestione del dolore e il miglioramento funzionale in varie condizioni, migliorando la qualità della vita, la cannabis può anche causare errori di giudizio e ritardi nell’elaborazione delle informazioni che possono portare non solo a problemi individuali, ma possono intralciare relazioni e attività professionali, portando anche a possibili danni agli altri contribuendo agli incidenti. La cannabis è stata chiaramente associata a precipitare l’insorgenza e il peggioramento di alcune malattie, in particolare le condizioni psichiatriche. Inoltre, c’è un interesse crescente nella comprensione del potenziale terapeutico e patologico di diversi composti contenuti nei preparati di cannabis, in particolare THC e CBD, anche se l’importanza di altri componenti è sempre più riconosciuta. Ad esempio, uno studio recente sull’American Journal of Psychiatry suggerisce fortemente che il CBD, utile per trattare le crisi intrattabili (es. Rosenberg et al., 2015), possa essere di beneficio significativo come agente aumentante per alcuni con schizofrenia (McGuire at al. , 2017).

• L'olio di pesce rende i bambini più intelligenti
• Come prevenire lo stress dal restringere il tuo cervello
• Come avere una gravidanza sana, naturalmente
• Perché l'erba nutrita è così importante?
• Trattamenti energetici naturali

L’immagine non è né-o, comunque. Una conoscenza più approfondita di come la cannabis influenzi le diverse regioni del cervello (in condizioni diverse, ad esempio l’uso acuto o cronico, con e senza diverse patologie mentali e disturbo dell’uso di sostanze, con variazioni individuali, ecc.) È necessaria per fondare il dibattito nella conoscenza, e fornire risultati scientifici solidi e affidabili per spianare la strada alla ricerca futura. Manca una comprensione fondazionale, e mentre c’è un crescente corpo di ricerca che esamina vari aspetti dell’effetto cannabis, come sempre accade con un corpo di ricerca in evoluzione, la metodologia è cambiata in molti piccoli studi, senza un quadro chiaro per incoraggiare approcci coerenti alle indagini.

Una questione di ovvia importanza è quali sono gli effetti della cannabis su aree funzionali chiave del cervello. In che modo i cambiamenti funzionali e di connettività all’interno delle regioni anatomiche chiave (“hub”, nella teoria della rete) si estendono alle reti cerebrali in cui sono centrali? Come si usa la cannabis, nella misura in cui ne comprendiamo gli effetti, all’interno di compiti specifici usati per studiare la cognizione? Qual è, in generale, l’effetto sulla cannabis sulle reti cerebrali, incluse le modalità di default, il controllo esecutivo e le reti di salienza (tre reti chiave nel “club ricco” densamente interconnesso delle reti cerebrali)? Queste e altre domande correlate sono più importanti quando arriviamo a capire meglio come il divario mente / cervello possa essere colmato dai progressi nella mappatura del connettoma neurale umano. L’aspettativa è che aumenti o diminuzioni dell’attività nelle diverse aree del cervello degli utenti (rispetto ai non utenti) siano correlati con ampi cambiamenti nelle reti funzionali del cervello, che si riflettono in schemi di performance differenziale su un ampio gruppo di strumenti di ricerca psicologica comunemente usati che cattura diversi aspetti della funzione mentale e del comportamento umano.

Lo studio attuale

Tenendo presente questa considerazione chiave, un gruppo multicentrico di ricercatori (Yanes et al., 2018) ha deciso di raccogliere ed esaminare tutta la letteratura di neuroimaging pertinente esaminando l’effetto della cannabis sul cervello e sul comportamento e la psicologia. Vale la pena rivedere brevemente l’approccio meta-analitico utilizzato e discutere quali tipi di studi sono stati inclusi ed esclusi, al fine di contestualizzare e interpretare i risultati piuttosto significativi. Hanno esaminato la letteratura, compresi gli studi che utilizzano fMRI (risonanza magnetica funzionale) e PET (tomografia ad emissione di positroni), strumenti comuni per misurare gli indicatori dell’attività cerebrale e hanno condotto due valutazioni preliminari per organizzare i dati.

In primo luogo, hanno diviso gli studi in quelli in cui l’attività in varie aree del cervello è stata aumentata o diminuita per gli utenti rispetto ai non utenti, e ha abbinato aree anatomiche con le reti funzionali del cervello di cui sono parti. Nel secondo strato di raffinatezza, hanno usato la “decodifica funzionale” per identificare e classificare diversi gruppi di funzioni psicologiche misurate attraverso la letteratura esistente. Ad esempio, gli studi esaminano un ampio ma variegato insieme di funzioni psicologiche per vedere come, se del caso, la cannabis modifica l’elaborazione cognitiva ed emotiva. Le funzioni rilevanti comprendevano il processo decisionale, la rilevazione degli errori, la gestione dei conflitti, la regolazione degli affetti, le funzioni ricompensa e motivazionali, il controllo degli impulsi, le funzioni esecutive e la memoria, per fornire una lista incompleta. Poiché diversi studi hanno utilizzato valutazioni diverse in condizioni diverse, è necessario sviluppare un approccio analitico comune per condurre una revisione e un’analisi complete.

Cercando più database standard, hanno selezionato studi con imaging confrontando utenti con non utenti, con dati disponibili sotto forma di modelli standard adatti per analisi raggruppate, e che includevano test psicologici di percezione, movimento, emozione, pensiero e elaborazione di informazioni sociali, in varie combinazioni. Sono esclusi quelli con condizioni di salute mentale e studi che esaminano gli effetti immediati del consumo di cannabis. Hanno analizzato questi dati curati. Considerando la convergenza in risultati di neuroimaging tra gli studi che utilizzano l’ALE (Activation Likelihood Estimate, [http://BrainMap.org] che trasforma i dati nel modello standard di mappatura del cervello), hanno identificato quali regioni erano più e meno attive. Usando il MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, che impiega il database BrainMap per calcolare i pattern di attivazione dell’intero cervello), hanno identificato gruppi di regioni cerebrali che si attivavano insieme. Completata la fase di decodifica funzionale osservando schemi di inferenza diretta e inversa per collegare reciprocamente l’attività cerebrale con le prestazioni mentali e le prestazioni mentali con l’attività cerebrale per comprendere come i diversi processi psicologici siano correlati con le funzioni nelle diverse regioni del cervello.

Ecco un riassunto della “pipeline” globale meta-analitica:

Fonte: Yanes et al., 2018

I risultati

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird e Sutherland (2018) hanno analizzato un totale di 35 studi. Tutto sommato, c’erano 88 condizioni basate su attività, con 202 elementi relativi alla diminuzione dell’attivazione tra 472 consumatori di cannabis e 466 non utenti e 161 elementi relativi all’aumento dell’attivazione tra 482 utenti e 434 non utenti. C’erano tre aree principali di risultati:

Vi sono state diverse aree di modifiche coerenti (“convergenti”) notate tra utenti e non utenti, in termini di attivazione e disattivazione. Diminuzioni sono state osservate negli ACC (corteccia cingolata anteriore) bilaterali (entrambi i lati del cervello) e nella DLPFC destra (corteccia prefrontale dorsolaterale). Al contrario, vi era un’aumentata attivazione costantemente osservata nello striato destro (e che si estendeva all’insula destra). È importante notare che questi risultati erano diversi l’uno dall’altro, e questa mancanza di sovrapposizione significa che rappresentano effetti della cannabis unicamente diversi su sistemi diversi.

L’analisi MACM ha mostrato che c’erano tre gruppi di regioni cerebrali coattivate:

• Cluster 1 – L’ACC includeva modelli di attivazione dell’intero cervello, comprese le connessioni con la corteccia insulare e caudata, la corteccia frontale mediale (collegamento all’ultimo blog), il precuno, il giro fusiforme, il culmen, il talamo e la corteccia cingolata. L’ACC è la chiave per il processo decisionale, l’elaborazione dei conflitti, l’esplorazione e il coinvolgimento in una determinata linea di azione (ad esempio Kolling et al., 2016) e queste aree correlate coprono un’ampia gamma di funzioni relative all’ACC. L’insula è coinvolta con l’auto-percezione, un esempio notevole essendo un’esperienza viscerale di auto-disgusto.
• Cluster 2 – DLPFC inclusa la co-attivazione con regioni parietali, corteccia orbitofrontale, corteccia occipitale e giro fusiforme. Poiché la DLPFC è coinvolta in importanti funzioni esecutive, tra cui la regolazione delle emozioni, l’esperienza dell’umore e la direzione delle risorse attentive (ad es. Mondino al 2015), nonché aspetti dell’elaborazione del linguaggio, e le aree correlate riguardano le funzioni chiave, incluse le informazioni sociali elaborazione, controllo degli impulsi e relativi.
• Cluster 3 – Lo striato includeva il coinvolgimento dell’intero cervello, in particolare la corteccia insulare, la corteccia frontale, il lobulo parietale superiore, il giro fusiforme e i culmen. Il corpo striato è coinvolto con ricompensa – il cosiddetto “colpo di dopamina” riferito così spesso – che quando opportunamente regolato ci permette di perseguire il successo ottimale, ma in stati di sottoattività porta all’inazione, e in eccesso contribuisce a comportamenti compulsivi e coinvolgenti . Le prove recensite nel documento originale suggeriscono che l’uso di cannabis può innescare circuiti premianti per predisporre alla dipendenza e possibilmente smorzare la motivazione per le attività ordinarie.

Mentre questi cluster sono funzionalmente distinti in termini di come sono influenzati dalla cannabis, si sovrappongono anatomicamente e spazialmente, evidenziando l’importanza cruciale dell’attività cerebrale osservata dal punto di vista connettomo, in rete, al fine di cogliere la traduzione di risultati riduttivi del cervello sul modo in cui la mente funziona, e come questo si svolge per le persone nella vita di tutti i giorni.

La decodifica funzionale dei tre cluster ha mostrato schemi di correlazione di ciascun cluster con un gruppo di test psicologici, ad esempio il test di Stroop, attività di go / no-go che comportano decisioni rapide, compiti di monitoraggio del dolore e compiti di valutazione del premio, per nominare alcune. Non li rivedrò tutti, ma i risultati sono rilevanti e alcuni di essi si distinguono (vedi sotto). Questa panoramica delle relazioni tra task e cluster è utile. Particolarmente degna di nota è la presenza della condizione di attività Go / No-Go in tutte e tre le aree funzionali:

Decodifica funzionale dei cluster meta-analitici primari.

Fonte: Yanes et al., 2018

Ulteriori considerazioni

Presi insieme, i risultati di questa meta-analisi sono profondi e raggiungono gli obiettivi sia di concentrarsi su e di distillare i risultati attraverso la letteratura pertinente che investono gli effetti dell’uso di cannabis sull’attivazione del cervello in popolazioni senza malattie mentali, guardando all’aumento e alla diminuzione dell’attività in regioni cerebrali localizzate, cluster distribuiti di particolare rilevanza e impatto su compiti e funzioni chiave di elaborazione psicologica.

La cannabis riduce l’attività nei cluster ACC e DLPFC e, per le persone con una normale funzione cerebrale, ciò potrebbe causare problemi nella funzione esecutiva e nel processo decisionale. È probabile che la cannabis causi inesattezze nel monitoraggio degli errori, causando errori di interpretazione e di prestazioni dovuti a errori, e possa impedire la funzione durante situazioni di conflitto elevato, sia da errori di giudizio che da decisioni alterate e successiva esecuzione. Una riduzione dell’attività della DLPFC potrebbe portare a problemi di regolazione emotiva, nonché a diminuzione della memoria e riduzione del controllo attenzionale.

Per le persone con patologie psichiatriche e mediche, gli stessi effetti cerebrali potrebbero essere terapeutici, ad esempio ridurre il carico del dolore diminuendo l’attività dell’ACC, alleviare i ricordi traumatici e sopprimere gli incubi post-traumatici, trattare l’ansia con pochi effetti collaterali o ridurre i sintomi psicotici (McGuire, 2017 ) inibendo l’attività nelle aree cerebrali coinvolte. Ma i cannabinoidi possono anche scatenare patologie, precipitare depressione o psicosi e altre condizioni, in popolazioni vulnerabili. L’uso di cannabis causa anche problemi per il cervello in via di sviluppo, portando a effetti indesiderati a lungo termine (es. Jacobus e Tappert, 2014), come prestazioni neurocognative ridotte e cambiamenti strutturali nel cervello.

Al contrario, la cannabis ha mostrato di aumentare l’attività nello striato e nelle aree correlate. Per le persone con attività basale normale, ciò potrebbe portare ad innescare i circuiti di ricompensa e, come osservato in numerosi studi, aumentare il rischio di comportamenti compulsivi e di dipendenza, predisponendo alcune forme di patologia. Mentre questa amplificazione dell’attività della ricompensa (combinata con effetti sui primi due cluster) può contribuire al “massimo” dell’intossicazione della marijuana, aumentando il divertimento e l’attività creativa, rendendo temporaneamente tutto più intenso e coinvolgente.

Gli autori osservano che tutti e tre i cluster hanno coinvolto il compito Go / No-Go, una situazione di test che richiede l’inibizione o l’esecuzione di un’azione motoria. Essi notano:

“Qui, il fatto che distinzioni specifiche della regione fossero collegate
con lo stesso compito la classificazione può essere indicativa di un effetto composto correlato alla cannabis manifest negli studi. In altre parole,
può essere ridotta la capacità di inibire i comportamenti problematici
legato alla concomitante riduzione dell’attività prefrontale (ACC e
DL-PFC) e aumento dell’attività striatale. ”

Per alcuni pazienti, la cannabis allevia i sintomi della depressione, caratterizzata da esperienze fondamentali di perdita di piacere, stati emotivi negativi eccessivi e mancanza di motivazione, tra gli altri sintomi, ma gli utenti più pesanti sono a rischio aumentato di peggioramento della depressione (Manrique-Garcia et al. , 2012). Tuttavia, oltre a potenzialmente innescare la dipendenza da altre sostanze chimiche e migliorare le esperienze per coloro che amano essere intossicati dalla marijuana (altri trovano che produca disforia, ansia, spiacevole confusione o persino paranoia), gli utenti potrebbero scoprire che in assenza di cannabis sono meno interessati alle attività regolari quando non sono alti, portando ad un minore divertimento e motivazione.

Questi effetti sono diversi a seconda dei diversi fattori correlati all’uso di cannabis, come i tempi e la cronicità di utilizzo, nonché del tipo di cannabis e della relativa chimica, date le variazioni tra specie e ceppi diversi. Sebbene questo studio non fosse in grado di distinguere tra gli effetti del THC e del CBD, poiché i dati non erano disponibili su concentrazioni o rapporti di questi due componenti chiave nella cannabis, è probabile che abbiano effetti diversi sulla funzione cerebrale che richiedono ulteriori indagini per fuori dal potenziale terapeutico da effetti ricreativi e patologici.

Questo studio è uno studio fondamentale che pone le basi per la ricerca in corso sugli effetti di vari cannabinoidi sul cervello in termini di salute e malattia e fornisce dati importanti per comprendere gli effetti terapeutici e dannosi di diversi cannabinoidi. La metodologia elegante e minuziosa di questo studio mette in luce il modo in cui la cannabis influisce sul cervello, fornendo dati significativi sugli effetti complessivi sulle reti cerebrali e sulle funzioni cognitive ed emotive.

Le domande di interesse includono un’ulteriore mappatura delle reti cerebrali e correlazione di questi risultati con i modelli esistenti della mente, esaminando l’effetto di diversi tipi di cannabis e modelli di utilizzo e indagando l’effetto dei cannabinoidi (presenti in natura, endogeni e sintetici) a fini terapeutici in diverse condizioni cliniche, uso ricreativo e potenzialmente per il miglioramento delle prestazioni. Infine, fornendo un quadro coerente per la comprensione della letteratura esistente inclusiva degli effetti positivi e negativi della cannabis sul cervello, questo documento centra la ricerca sulla cannabis più direttamente nella corrente principale dello studio scientifico, fornendo una piattaforma neutra e stigmatizzata per consentire il dibattito sulla cannabis per evolvere in direzioni più costruttive di quelle che ha storicamente.

Riferimenti

Mondino M, Thiffault F & Fecteau S. (2016). La stimolazione cerebrale non invasiva applicata sulla corteccia prefrontale dorsolaterale non influenza in modo specifico l’umore e l’elaborazione emotiva in individui sani? Front Cell Neurosci. 2015; 9: 399. Pubblicato online il 14 ottobre 2015.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK e Rushworth MFS. (2016). Segnali multipli nella corteccia cingolata anteriore. Current Opinion in Neurobiology, Volume 37, April 2016, Pagine 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A e Wright S. (2015). Cannabidiolo (CBD) come terapia aggiuntiva nella schizofrenia: una sperimentazione controllata randomizzata multicentrica. Neurotherapeutics. 2015 ott; 12 (4): 747-768. Pubblicato online il 18 agosto 2015.

Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ e Devinsky O. (2015). Cannabinoidi ed epilessia. Curr Pharm Des. 2014; 20 (13): 2186-2193.

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Effetti della cannabis sul cervello degli adolescenti. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259-264. Pubblicato online il 1 ° ottobre 2017.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Cannabinoidi (CBD, CBDHQ e THC): metabolismo, effetti fisiologici, trasferimento di elettroni, specie reattive dell’ossigeno e uso medico. The Natural Products Journal, Volume 4, numero 1, marzo 2014, pagg. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Uso di cannabis e depressione: uno studio longitudinale di una coorte nazionale di coscritti svedesi. BMC Psychiatry201212: 112.