Neuroimagerie, cannabis et performances et fonctions cérébrales

"Je pense que le pot devrait être légal. Je ne le fume pas, mais j'aime son odeur." -Andy Warhol

Le cannabis contient diverses molécules qui se lient aux récepteurs du cerveau, appelés à juste titre «récepteurs cannabinoïdes». Les ligands familiers (qui se lient à ces récepteurs) comprennent le THC (tétrahydrocannabinol) et le CBD (cannabidiol), se liant à des récepteurs tels que les récepteurs CB1 et CB2 avec diverses fonctions en aval sur le cerveau.

Le principal neurotransmetteur impliqué dans l'activité cannabinoïde innée (endogène) est «anandamide», un «neurotransmetteur d'acide gras» unique dont le nom signifie «joie», «bonheur» ou «plaisir» en sanskrit et dans les langues anciennes apparentées. Ce système de neurotransmetteurs n'a été étudié plus en détail que relativement récemment, et la biologie de base est assez bien élaborée (par exemple, Kovacovic et Somanathan, 2014), améliorant la compréhension des effets thérapeutiques, récréatifs et indésirables des différents cannabinoïdes, et ouvrant la voie pour le développement de nouveaux médicaments synthétiques.

L'intérêt croissant pour l'usage thérapeutique et récréatif du cannabis exige une meilleure compréhension des effets du cannabis sur le cerveau et le comportement. En raison de la nature controversée et politisée de la marijuana dans le discours sociétal, de fortes croyances sur le cannabis entravent notre capacité à avoir une conversation raisonnée sur les avantages et les inconvénients potentiels de la consommation de cannabis et ont entravé les initiatives de recherche. Néanmoins, de nombreux États ont autorisé l'usage médical et récréatif des préparations de cannabis, tandis que le gouvernement fédéral revient vers des politiques plus restrictives.

Le jury est sorti

Les défenseurs du cannabis, en revanche, peuvent brosser un tableau trop optimiste des avantages des préparations de cannabis, minimisant ou rejetant les informations pertinentes sur les dangers du cannabis dans des populations spécifiques à risque de certains troubles mentaux, les risques de troubles liés à la consommation de cannabis et les effets négatifs du cannabis sur certains processus cognitifs accompagnés d'effets potentiellement délétères, voire dangereux, sur la prise de décision et le comportement.

Par exemple, alors que les préparations de cannabis se sont révélées utiles pour la gestion de la douleur et l'amélioration fonctionnelle dans diverses conditions, améliorant la qualité de vie, le cannabis peut également causer des erreurs de jugement et des retards dans le traitement de l'information, ce qui peut non seulement entraîner des problèmes individuels, mais aussi peuvent entraver les relations et les activités professionnelles, pouvant même nuire à autrui en contribuant à des accidents.

Le cannabis a été clairement associé à la précipitation et à l'aggravation de certaines maladies, notamment des troubles psychiatriques. De plus, il existe un intérêt croissant pour la compréhension du potentiel thérapeutique et pathologique des différents composés contenus dans les préparations de cannabis, notamment le THC et le CBD, bien que l'importance des autres composants soit de plus en plus reconnue. Par exemple, une étude récente de l'American Journal of Psychiatry suggère fortement que le CBD, utile pour traiter les crises épileptiques réfractaires (par exemple, Rosenberg et al., 2015), peut être d'un avantage significatif en tant qu'agent augmentant pour certains atteints de schizophrénie (McGuire et al. ., 2017).

L'image n'est cependant ni l'un ni l'autre. Une compréhension plus approfondie de la façon dont le cannabis affecte différentes régions du cerveau (dans différentes conditions, par exemple, consommation aiguë ou chronique, avec et sans différentes maladies mentales et troubles liés à l'usage de substances, avec des variations individuelles, etc.) est nécessaire pour fonder le débat sur les connaissances, et fournir des résultats scientifiques solides et fiables pour ouvrir la voie à de futures recherches. La compréhension fondamentale fait défaut, et bien qu'il existe un nombre croissant de recherches sur divers aspects des effets du cannabis, comme c'est toujours le cas avec un corpus de recherche en constante évolution au début, la méthodologie a varié à travers de nombreuses petites études, sans cadre clair pour encourager des approches d'enquête cohérentes.

Une question d'une importance évidente est: Quels sont les effets du cannabis sur les zones fonctionnelles clés du cerveau? Comment les changements fonctionnels et de connectivité dans les régions anatomiques clés («hubs», en théorie des réseaux) se propagent-ils aux réseaux cérébraux dans lesquels ils sont centraux? Comment la consommation de cannabis, dans la mesure où nous comprenons ses effets, joue-t-elle dans des tâches spécifiques utilisées pour étudier la cognition? Quel est, en général, l'effet du cannabis sur les réseaux cérébraux, y compris le mode par défaut, le contrôle exécutif et les réseaux de saillance (trois réseaux clés dans le «club riche» densément interconnecté des réseaux cérébraux)?

Ces questions et d'autres questions connexes sont plus importantes à mesure que nous comprenons mieux comment l'écart entre l'esprit et le cerveau peut être comblé par les progrès réalisés dans la cartographie du connectome neuronal humain. On s'attend à ce que les augmentations ou les diminutions d'activité dans différentes zones du cerveau chez les utilisateurs (par rapport aux non-utilisateurs) soient en corrélation avec des changements importants dans les réseaux cérébraux fonctionnels, qui se reflètent dans des modèles de performances différentielles sur un grand groupe d'outils de recherche psychologique couramment utilisés. qui capturent différents aspects de la fonction mentale et du comportement humain.

L'étude actuelle

Avec cette considération clé à l'esprit, un groupe multicentrique de chercheurs (Yanes et al., 2018) a entrepris de collecter et d'examiner toute la littérature pertinente en neuroimagerie portant sur les effets du cannabis sur le cerveau et sur le comportement et la psychologie.

Il vaut la peine de revoir brièvement l'approche méta-analytique utilisée et de discuter des types d'études qui ont été inclus et exclus, afin de contextualiser et d'interpréter les résultats assez significatifs. Ils ont examiné la littérature, y compris des études utilisant l'IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) et les scans TEP (tomographie par émission de positons), des outils courants pour mesurer les indicateurs de l'activité cérébrale, et ont mené deux évaluations préliminaires pour organiser les données.

Premièrement, ils ont divisé les études en études dans lesquelles l'activité dans diverses zones cérébrales était augmentée ou diminuée pour les utilisateurs par rapport aux non-utilisateurs et ont mis en correspondance les zones anatomiques avec les réseaux cérébraux fonctionnels dont elles font partie. Dans la deuxième couche de raffinement, ils ont utilisé le «décodage fonctionnel» pour identifier et catégoriser différents groupes de fonctions psychologiques mesurées dans la littérature existante.

Par exemple, les études examinent un ensemble vaste mais variable de fonctions psychologiques pour voir comment, le cas échéant, le cannabis modifie le traitement cognitif et émotionnel. Les fonctions pertinentes comprenaient la prise de décision, la détection des erreurs, la gestion des conflits, la régulation des effets, les fonctions de récompense et de motivation, le contrôle des impulsions, les fonctions exécutives et la mémoire, pour fournir une liste incomplète. Étant donné que différentes études ont utilisé différentes évaluations dans des conditions différentes, le développement d'une approche analytique groupée est nécessaire pour mener une revue et une analyse complètes.

En recherchant dans plusieurs bases de données standard, ils ont sélectionné des études avec imagerie comparant les utilisateurs à des non-utilisateurs, avec des données disponibles sous la forme de modèles standard adaptés à une analyse groupée, et qui comprenaient des tests psychologiques de perception, de mouvement, d'émotion, de pensée et de traitement de l'information sociale, dans diverses combinaisons. Ils ont exclu les personnes souffrant de problèmes de santé mentale et les études examinant les effets immédiats de la consommation de cannabis. Ils ont analysé ces données conservées.

En examinant la convergence des résultats de la neuroimagerie entre les études utilisant ALE (Activation Likelihood Estimate, qui transforme les données en modèle de cartographie cérébrale standard), ils ont identifié les régions de plus en moins actives. En utilisant MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, qui utilise la base de données BrainMap pour calculer les modèles d'activation du cerveau entier), ils ont identifié des grappes de régions cérébrales qui s'activaient ensemble.

Ils ont terminé la phase de décodage fonctionnel en examinant les modèles d'inférence avant et arrière pour relier réciproquement l'activité cérébrale à la performance mentale, et la performance mentale à l'activité cérébrale, pour comprendre comment différents processus psychologiques sont en corrélation avec les fonctions dans différentes régions du cerveau.

Voici un résumé du "pipeline" méta-analytique global:

Résultats

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Bird, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird et Sutherland (2018) ont analysé un total de 35 études. Au total, il y avait 88 conditions basées sur les tâches, avec 202 éléments liés à une activation réduite chez 472 utilisateurs de cannabis et 466 non-utilisateurs, et 161 éléments concernant une activation accrue chez 482 utilisateurs et 434 non-utilisateurs. Il y avait trois grands domaines de constatations:

Plusieurs domaines de changements cohérents («convergents») ont été observés parmi les utilisateurs et les non-utilisateurs, en termes d'activation et de désactivation. Des diminutions ont été observées dans les ACC bilatéraux (des deux côtés du cerveau) (cortex cingulaire antérieur) et le DLPFC droit (cortex préfrontal dorsolatéral). En revanche, il y avait une augmentation de l'activation constamment observée dans le striatum droit (et s'étendant vers l'insula droite). Il est important de noter que ces résultats étaient distincts les uns des autres et que cette absence de chevauchement signifie qu’ils représentent des effets uniques du cannabis sur différents systèmes.

L'analyse MACM a montré qu'il y avait trois groupes de régions cérébrales co-activées:

• Le groupe 1 - ACC comprenait des modèles d'activation du cerveau entier, y compris les connexions avec le cortex insulaire et caudé, le cortex frontal médial, le précuneus, le gyrus fusiforme, le culmen, le thalamus et le cortex cingulaire. Le CPA est essentiel pour la prise de décision et le traitement des conflits.Il participe à l'exploration et à l'engagement dans un plan d'action donné (par exemple, Kolling et al., 2016), et ces domaines connexes couvrent un large éventail de fonctions liées au CPA. L'insula est impliquée dans la perception de soi, un exemple notable étant une expérience viscérale de dégoût de soi.
• Groupe 2 - DLPFC comprenait la co-activation avec les régions pariétales, le cortex orbitofrontal, le cortex occipital et le gyrus fusiforme. Comme le DLPFC est impliqué dans des fonctions exécutives importantes, y compris la régulation des émotions, l'expérience de l'humeur et la direction des ressources attentionnelles (par exemple, Mondino et al., 2015) ainsi que les aspects du traitement du langage, et les domaines connexes traitent des fonctions clés, y compris le traitement des informations sociales, le contrôle des impulsions, etc.
• Groupe 3 - Striatum comprenait une atteinte du cerveau entier, notamment le cortex insulaire, le cortex frontal, le lobule pariétal supérieur, le gyrus fusiforme et le culmen. Le striatum est impliqué dans la récompense - le soi-disant «coup dopaminergique» si souvent référencé - qui, lorsqu'il est correctement régulé, nous permet de poursuivre un succès optimal, mais dans les états de sous-activité conduit à l'inaction, et en excès contribue à des comportements addictifs et compulsifs . Les preuves examinées dans l'article original suggèrent que la consommation de cannabis peut favoriser les circuits de récompense pour prédisposer à la dépendance, et peut-être une motivation émoussée pour les activités ordinaires.

Bien que ces grappes soient fonctionnellement distinctes en termes de comment elles sont affectées par le cannabis, elles se chevauchent anatomiquement et spatialement, soulignant l'importance cruciale de l'activité cérébrale vue du point de vue du connectome, en réseau, afin de saisir la traduction des découvertes cérébrales réductrices en l'esprit fonctionne, et comment cela se passe pour les gens dans la vie de tous les jours.

Le décodage fonctionnel des trois groupes a montré des modèles de corrélation entre chaque groupe et un groupe de tests psychologiques: par exemple, le test Stroop, la tâche go / no-go qui implique des décisions rapides, des tâches de surveillance de la douleur et des tâches d'évaluation des récompenses, pour nommez-en quelques-uns. Je ne les passerai pas tous en revue, mais les résultats sont pertinents et certains d'entre eux se démarquent (voir ci-dessous).

Cette vue d'ensemble des relations cluster-tâche est utile. Particulièrement remarquable est la présence de la condition de tâche go / no-go dans les trois domaines fonctionnels:

Autres considérations

Pris ensemble, les résultats de cette méta-analyse sont profonds et atteignent les objectifs de se concentrer et de distiller les résultats dans la littérature pertinente étudiant les effets de la consommation de cannabis sur l'activation cérébrale dans les populations sans maladie mentale, en examinant une activité accrue et diminuée dans des zones localisées. régions du cerveau, groupes distribués de pertinence distincte et impact sur les tâches et fonctions clés du traitement psychologique.

Le cannabis réduit l'activité dans les grappes ACC et DLPFC, et pour les personnes ayant une fonction cérébrale normale, cela pourrait entraîner des problèmes de fonction exécutive et de prise de décision. Le cannabis est susceptible de causer des inexactitudes dans la surveillance des erreurs, entraînant une mauvaise perception et des problèmes de performance en raison d'erreurs, et peut entraver le fonctionnement dans des situations de conflit élevé, à la fois par des erreurs de jugement ainsi que par une prise de décision modifiée et une exécution ultérieure. Une activité DLPFC réduite pourrait entraîner des problèmes de régulation émotionnelle, ainsi qu'une diminution de la mémoire et une réduction du contrôle attentionnel.

Pour les personnes souffrant de troubles psychiatriques et médicaux, les mêmes effets cérébraux pourraient être thérapeutiques, par exemple en réduisant le fardeau de la douleur en diminuant l'activité de l'ACC, en atténuant les souvenirs traumatiques et en supprimant les cauchemars post-traumatiques, en traitant l'anxiété avec peu d'effets secondaires ou en réduisant les symptômes psychotiques (McGuire, 2017) en inhibant l'activité dans les zones cérébrales impliquées.

Mais les cannabinoïdes peuvent également déclencher une pathologie, précipitant la dépression ou la psychose, et d'autres conditions, dans les populations vulnérables. La consommation de cannabis entraîne également des problèmes pour le cerveau en développement, entraînant des effets indésirables à long terme (par exemple, Jacobus et Tappert, 2014), tels qu'une réduction des performances neurocognitives et des changements structurels dans le cerveau.

En revanche, il a été démontré que le cannabis augmentait l'activité dans le striatum et dans les zones connexes en général. Pour les personnes ayant une activité de base normale, cela pourrait conduire à l'amorçage de circuits de récompense, et comme cela a été observé dans de nombreuses études, pourrait augmenter le risque de comportements addictifs et compulsifs, prédisposant à certaines formes de pathologie. Cette amplification de l'activité de récompense (combinée avec des effets sur les deux premiers groupes) peut contribuer au «high» de l'intoxication à la marijuana, augmentant le plaisir et l'activité créative, rendant tout plus intense et engageant, temporairement.

Les auteurs notent que les trois groupes impliquaient la tâche go / no-go, une situation de test nécessitant l'inhibition ou l'exécution d'une action motrice. Ils notent:

<< Ici, le fait que des perturbations spécifiques à une région distincte aient été liées à la même classification des tâches peut être le signe d'un effet composé lié au cannabis qui se manifeste dans toutes les études. En d'autres termes, une capacité réduite à inhiber les comportements problématiques peut être liée à une réduction concomitante de activité préfrontale (ACC et DL-PFC) et élévation de l'activité striatale. "

Pour certains patients, le cannabis atténuerait les symptômes de la dépression, caractérisés par des expériences fondamentales de perte de plaisir, d'états émotionnels négatifs excessifs et de manque de motivation, entre autres symptômes, mais les consommateurs plus lourds courent un risque accru d'aggravation de la dépression (Manrique-Garcia et al. ., 2012).

Cependant, en plus de favoriser potentiellement la dépendance à d'autres produits chimiques et d'améliorer les expériences de ceux qui aiment être intoxiqués par la marijuana (d'autres trouvent que cela produit de la dysphorie, de l'anxiété, une confusion désagréable ou même de la paranoïa), les utilisateurs peuvent constater qu'en l'absence de consommation de cannabis , ils sont moins intéressés par les activités régulières quand ils ne sont pas élevés, ce qui entraîne une diminution du plaisir et de la motivation.

Ces effets sont différents en fonction de plusieurs facteurs liés à la consommation de cannabis, tels que le moment et la chronicité de la consommation, ainsi que le type de cannabis et la chimie relative, compte tenu des variations entre les différentes espèces et souches. Bien que cette étude n'ait pas été en mesure de faire la distinction entre les effets du THC et du CBD, étant donné que les données n'étaient pas disponibles sur les concentrations ou les ratios de ces deux composants clés dans le cannabis, il est probable qu'ils aient des effets différents sur la fonction cérébrale qui nécessitent une enquête plus approfondie pour trier le potentiel thérapeutique des effets récréatifs et pathologiques.

Cette étude est une étude fondamentale, ouvrant la voie à des recherches en cours sur les effets de divers cannabinoïdes sur le cerveau sur la santé et la maladie, et fournissant des données importantes pour comprendre les effets thérapeutiques et néfastes de différents cannabinoïdes. La méthodologie élégante et minutieuse de cette étude met en lumière la manière dont le cannabis affecte le cerveau, fournissant des données importantes sur les effets globaux sur les réseaux cérébraux ainsi que sur les fonctions cognitives et émotionnelles.

Les questions d'intérêt comprennent la cartographie supplémentaire des réseaux cérébraux et la corrélation de ces résultats avec les modèles existants de l'esprit, l'examen de l'effet de différents types de cannabis et des modes de consommation, et l'étude de l'effet des cannabinoïdes (naturels, endogènes et synthétiques). ) à des fins thérapeutiques dans différentes conditions cliniques, à des fins récréatives et potentiellement pour l'amélioration des performances.

Enfin, en fournissant un cadre cohérent pour comprendre la littérature existante incluant les effets positifs et négatifs du cannabis sur le cerveau, cet article centre la recherche sur le cannabis plus directement dans le courant principal de l'étude scientifique, fournissant une plate-forme neutre et déstigmatisée pour permettre le débat. sur le cannabis pour évoluer dans des directions plus constructives que par le passé.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK et Rushworth MFS. (2016). Signaux multiples dans le cortex cingulaire antérieur. Opinion actuelle en neurobiologie, volume 37, avril 2016, pages 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A et Wright S. (2015). Cannabidiol (CBD) comme traitement d'appoint dans la schizophrénie: un essai contrôlé randomisé multicentrique. Neurothérapeutique. 2015 Oct; 12 (4): 747–768. Publié en ligne le 18 août 2015.

Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ et Devinsky O. (2015). Cannabinoïdes et épilepsie. Curr Pharm Des. 2014; 20 (13): 2186-2193.

Jacobus J et Tapert SF. (2017). Effets du cannabis sur le cerveau des adolescents. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259-264. Publié en ligne le 1er octobre 2017.

Kovacic P et Somanathan R. (2014). Cannabinoïdes (CBD, CBDHQ et THC): métabolisme, effets physiologiques, transfert d'électrons, espèces réactives d'oxygène et usage médical. The Natural Products Journal, volume 4, numéro 1, mars 2014, pp.47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T et Allebeck P. (2012). Consommation de cannabis et dépression: une étude longitudinale d'une cohorte nationale de conscrits suédois. BMC Psychiatry201212: 112.