Neuroimaging, Cannabis und Gehirn Leistung und Funktion

Eine anspruchsvolle Meta-Review und Synthese der bestehenden Forschung bringt Klarheit.

Ich denke, Topf sollte legal sein. Ich rauche es nicht, aber ich mag den Geruch davon.

– Andy Warhol

Cannabis enthält verschiedene Moleküle, die an Rezeptoren im Gehirn binden, die treffend als “Cannabinoidrezeptoren” bezeichnet werden. Bekannte Liganden (die an diese Rezeptoren binden) umfassen THC (Tetrahydrocannabinol) und CBD (Cannabidiol), die an Rezeptoren wie die CB1- und CB2-Rezeptoren mit verschiedenen Downstream-Funktionen im Gehirn binden. Der primäre Neurotransmitter, der an der angeborenen (endogenen) Cannabinoid-Aktivität beteiligt ist, ist “Anandamid”, ein einzigartiger “Fettsäure-Neurotransmitter”, dessen Name im Sanskrit und in verwandten alten Sprachen “Freude”, “Glückseligkeit” oder “Freude” bedeutet. Dieses Neurotransmittersystem wurde erst vor relativ kurzer Zeit genauer untersucht, und die grundlegende Biologie ist ziemlich gut ausgearbeitet (z. B. Kovacovic & Somanathan, 2014), was das Verständnis für therapeutische, entspannende und negative Wirkungen verschiedener Cannabinoide verbessert und den Weg für neue ebnet synthetische Arzneimittelentwicklung.

Zunehmendes Interesse an der therapeutischen und entspannenden Verwendung von Cannabis erfordert ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Cannabis auf Gehirn und Verhalten. Aufgrund der kontroversen und politisierten Natur von Marihuana im gesellschaftlichen Diskurs behindern starke Überzeugungen über Cannabis unsere Fähigkeit, vernünftige Gespräche über mögliche Vor- und Nachteile des Cannabiskonsums zu führen, und haben Forschungsinitiativen behindert. Nichtsdestoweniger haben viele Staaten die medizinische und Freizeitverwendung von Cannabiszubereitungen zugelassen, während die Bundesregierung zu restriktiveren Maßnahmen zurückkehrt.

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Die Jury ist draußen

Cannabis-Befürworter hingegen können ein zu rosiges Bild von den Vorzügen von Cannabispräparaten zeichnen, relevante Informationen über die Gefahren von Cannabis in bestimmten Populationen mit einem Risiko für bestimmte psychische Störungen, die Risiken von Cannabiskonsumstörungen und die negativen herunterspielen oder ablehnen Auswirkungen von Cannabis auf bestimmte kognitive Prozesse mit potenziell schädlichen und sogar gefährlichen Auswirkungen auf die Entscheidungsfindung und das Verhalten.

Zum Beispiel, während Cannabis-Zubereitungen sich als nützlich erwiesen haben für Schmerzmanagement und funktionelle Verbesserung unter verschiedenen Bedingungen, Verbesserung der Lebensqualität, kann Cannabis auch Fehler in der Beurteilung und Verzögerungen in der Informationsverarbeitung verursachen, die nicht nur zu individuellen Problemen führen können, sondern auch können behindern Beziehungen und berufliche Aktivitäten, die sogar zu möglichen Schäden für andere führen können, indem sie zu Unfällen beitragen. Cannabis ist eindeutig mit dem Auftreten und der Verschlechterung einiger Krankheiten, insbesondere psychiatrischer Erkrankungen, in Zusammenhang gebracht worden. Darüber hinaus besteht ein wachsendes Interesse daran, das therapeutische und pathologische Potenzial verschiedener Verbindungen zu verstehen, die in Cannabiszubereitungen enthalten sind, insbesondere THC und CBD – obwohl die Bedeutung anderer Komponenten zunehmend anerkannt wird. Eine kürzlich im American Journal of Psychiatry veröffentlichte Studie legt nahe, dass CBD, das zur Behandlung von hartnäckigen Anfällen geeignet ist (z. B. Rosenberg et al., 2015), als verstärkendes Mittel für manche mit Schizophrenie von Nutzen sein kann (McGuire et al. , 2017).

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Das Bild ist weder Entweder noch Oder. Ein tieferes Verständnis darüber, wie Cannabis verschiedene Gehirnregionen beeinflusst (unter verschiedenen Bedingungen, z. B. akute oder chronische Anwendung, mit und ohne unterschiedliche psychische Erkrankungen und Substanzstörung, mit individuellen Variationen usw.), ist erforderlich, um die Debatte im Wissen zu führen, und Bereitstellung solider, zuverlässiger wissenschaftlicher Erkenntnisse, um den Weg für zukünftige Forschung zu ebnen. Grundlegendes Verständnis fehlt, und obwohl es eine wachsende Zahl von Forschungsarbeiten gibt, die verschiedene Aspekte des Cannabis-Effekts untersuchen, wie dies bei einer sich entwickelnden Forschungsgruppe immer der Fall ist, hat sich die Methodik über viele kleine Studien hinweg ohne einen klaren Rahmen entwickelt konsistente Ansätze für die Untersuchung.

Eine Frage von offensichtlicher Bedeutung ist, welche Auswirkungen Cannabis auf wichtige Funktionsbereiche des Gehirns hat. Wie verändern sich Funktion und Konnektivität in wichtigen anatomischen Regionen (“Hubs”, in der Netzwerktheorie) zu den Gehirnnetzwerken, in denen sie zentral sind? Wie setzt sich Cannabis in dem Maße, in dem wir seine Auswirkungen verstehen, innerhalb spezifischer Aufgaben fort, die zum Studium der Kognition verwendet werden? Wie wirkt sich Cannabis auf Gehirnnetzwerke aus, einschließlich des Standardmodus, der exekutiven Kontrolle und der Salienznetzwerke (drei Schlüsselnetzwerke im dicht vernetzten “reichen Club” der Gehirnnetzwerke)? Diese und verwandte Fragen sind wichtiger, um besser zu verstehen, wie die Lücke zwischen Geist und Gehirn durch Fortschritte bei der Abbildung des menschlichen neuronalen Konnektoms überbrückt werden kann. Die Erwartung ist, dass die Zunahme oder Abnahme der Aktivität in verschiedenen Gehirnbereichen bei Benutzern (im Vergleich zu Nicht-Benutzern) mit breiten Veränderungen in funktionellen Gehirnnetzwerken korreliert, die sich in Mustern differenzieller Leistung bei einer großen Gruppe häufig verwendeter psychologischer Forschungswerkzeuge widerspiegeln welche verschiedene Aspekte der mentalen Funktion und des menschlichen Verhaltens erfassen.

Die aktuelle Studie

Vor diesem Hintergrund hat eine multizentrische Gruppe von Forschern (Yanes et al., 2018) begonnen, alle relevanten bildgebenden Literatur zu sammeln und zu untersuchen, um die Wirkung von Cannabis auf das Gehirn und auf Verhalten und Psychologie zu untersuchen. Es lohnt sich, kurz den verwendeten metaanalytischen Ansatz zu überprüfen und zu diskutieren, welche Arten von Studien eingeschlossen und ausgeschlossen wurden, um die ziemlich signifikanten Ergebnisse zu kontextualisieren und zu interpretieren. Sie untersuchten Literatur einschließlich Studien mit fMRI (funktionelle Magnetresonanztomographie) und PET-Scans (Positronen-Emissions-Tomographie), gemeinsame Werkzeuge zur Messung von Indikatoren der Gehirnaktivität und führten zwei vorläufige Bewertungen durch, um die Daten zu organisieren.

Zuerst teilten sie die Studien in solche auf, in denen die Aktivität in verschiedenen Gehirnbereichen für Benutzer im Vergleich zu Nicht-Benutzern erhöht oder verringert wurde und die anatomischen Bereiche mit den funktionalen Gehirnnetzwerken abgeglichen wurden, deren Teile sie sind. In der zweiten Verfeinerungsstufe nutzten sie die “funktionale Dekodierung”, um verschiedene Gruppen von psychologischen Funktionen zu identifizieren und zu kategorisieren, die in der bestehenden Literatur gemessen wurden. Zum Beispiel untersuchen Studien eine große, aber unterschiedliche Reihe von psychologischen Funktionen, um zu sehen, wie Cannabis, wenn überhaupt, die kognitive und emotionale Verarbeitung verändert. Relevante Funktionen beinhalteten Entscheidungsfindung, Fehlererkennung, Konfliktmanagement, Affektregulierung, Belohnungs- und Motivationsfunktionen, Impulskontrolle, Exekutivfunktionen und Speicher, um eine unvollständige Liste bereitzustellen. Da verschiedene Studien unterschiedliche Bewertungen unter verschiedenen Bedingungen verwendeten, ist die Entwicklung eines gepoolten analytischen Ansatzes notwendig, um eine umfassende Überprüfung und Analyse durchzuführen.

Bei der Suche nach mehreren Standarddatenbanken wählten sie Studien mit bildgebenden Verfahren aus, bei denen Benutzer mit Nichtbenutzern verglichen wurden, Daten in Form von Standardmodellen für gepoolte Analysen zur Verfügung standen und psychologische Tests zu Wahrnehmung, Bewegung, Emotion, Denken und sozialer Informationsverarbeitung beinhalteten. in verschiedenen Kombinationen. Ausgeschlossen sind Personen mit psychischen Erkrankungen und Studien, die sich mit den unmittelbaren Auswirkungen des Cannabiskonsums befassen. Sie analysierten diese kuratierten Daten. Mit Blick auf die Konvergenz der bildgebenden Ergebnisse der Neuroimaging-Studie in Studien mit ALE (Activation Likelihood Estimate, [http://BrainMap.org], die die Daten in das Standard-Mapping-Modell umwandelt), identifizierten sie, welche Regionen mehr und weniger aktiv waren. Mithilfe von MACM (Meta-Analytic Connectivity Modeling, das die BrainMap-Datenbank zur Berechnung von Aktivierungsmustern für das gesamte Gehirn verwendet) identifizierten sie Cluster von Hirnregionen, die zusammen aktiviert wurden. Die funktionelle Dekodierungsphase wurde abgeschlossen, indem Vorwärts- und Rückwärts-Inferenzmuster betrachtet wurden, um Gehirnaktivität mit mentaler Leistung und mentale Leistung mit Gehirnaktivität wechselseitig zu verknüpfen, um zu verstehen, wie verschiedene psychologische Prozesse mit Funktionen in verschiedenen Gehirnregionen korrelieren.

Hier ist eine Zusammenfassung der gesamten Meta-Analyse “Pipeline”:

Quelle: Yanes et al., 2018

Ergebnisse

Yanes, Riedel, Ray, Kirkland, Vogel, Boeving, Reid, Gonazlez, Robinson, Laird und Sutherland (2018) analysierten insgesamt 35 Studien. Alles in allem gab es 88 aufgabenbasierte Bedingungen mit 202 Elementen, die sich auf die verringerte Aktivierung bei 472 Cannabiskonsumenten und 466 Nichtnutzern beziehen, und 161 Elemente bezüglich erhöhter Aktivierung bei 482 Nutzern und 434 Nichtnutzern. Es gab drei Hauptbereiche von Befunden:

Es gab mehrere Bereiche konsistenter (“konvergenter”) Änderungen, die bei Benutzern und Nichtbenutzern hinsichtlich der Aktivierung und Deaktivierung festgestellt wurden. Bei den bilateralen (beide Seiten des Gehirns) ACCs (anterior cingulatus cortex) und dem rechten DLPFC (dorsolateraler präfrontaler Cortex) wurden Abnahmen beobachtet. Im rechten Striatum wurde dagegen eine verstärkte Aktivierung beobachtet (und bis zur rechten Insula). Wichtig zu bemerken, dass diese Befunde sich voneinander unterschieden, und diese fehlende Überlappung bedeutet, dass sie einzigartig unterschiedliche Wirkungen von Cannabis auf verschiedene Systeme repräsentieren.

MACM-Analyse zeigte, dass es drei Cluster von co-aktivierten Hirnregionen gab:

• Cluster 1 – ACC beinhaltete Ganzhirnaktivierungsmuster, einschließlich Verbindungen mit dem Insel- und Schwanzcortex, dem medialen frontalen Kortex (Link zum letzten Blog), Precuneus, fusiformem Gyrus, Culmen, Thalamus und cingulärem Cortex. Das ACC ist der Schlüssel für die Entscheidungsfindung, die Konfliktbearbeitung, die mit der Erkundung und Festlegung eines bestimmten Handlungskonzepts verbunden ist (z. B. Kolling et al., 2016) und diese verwandten Bereiche decken eine breite Palette von Funktionen im Zusammenhang mit ACC ab. Die Insula ist mit der Selbstwahrnehmung verbunden, ein bemerkenswertes Beispiel ist eine viszerale Erfahrung von Selbst-Ekel.
• Cluster 2 – DLPFC beinhaltete Koaktivierung mit parietalen Regionen, orbitofrontalem Kortex, okzipitalem Kortex und fusiformem Gyrus. Da der DLPFC mit wichtigen exekutiven Funktionen befasst ist, einschließlich der Regulation von Emotionen, der Erfahrung von Stimmung und Richtung von Aufmerksamkeitsressourcen (z. B. Mondino ua, 2015) sowie Aspekten der Sprachverarbeitung und verwandten Bereichen, werden Schlüsselfunktionen einschließlich sozialer Information adressiert Verarbeitung, Impulskontrolle und verwandte.
• Cluster 3 – Striatum umfasste eine Ganzhirnbeteiligung, insbesondere den Inselrinde, den frontalen Kortex, das obere Parietalläppchen, den spindelförmigen Gyrus und den Culmen. Das Striatum ist an der Belohnung beteiligt – dem sogenannten “Dopamin-Hit”, auf den so oft hingewiesen wird – der bei richtiger Regulierung einen optimalen Erfolg ermöglicht, aber in Zuständen von Unteraktivität zu Untätigkeit führt und im Übermaß zu suchterzeugenden und zwanghaften Verhaltensweisen beiträgt . Die in der Originalarbeit überprüften Belege deuten darauf hin, dass der Cannabiskonsum Belohnungskreisläufe prädisponieren kann, die zur Sucht neigen, und möglicherweise die Motivation für normale Aktivitäten abschwächen.

Während diese Cluster funktionell unterschiedlich sind, wie sie von Cannabis betroffen sind, überlappen sie sich anatomisch und räumlich, was die entscheidende Bedeutung der beobachteten Gehirnaktivität aus dem vernetzten Blickwinkel hervorhebt, um die Übertragung von reduktiven Hirnbefunden auf das Wie zu erfassen der Verstand funktioniert und wie sich das für Menschen im Alltag auswirkt.

Die funktionale Dekodierung der drei Cluster zeigte Muster, wie jeder Cluster mit einer Gruppe von psychologischen Tests korreliert, zum Beispiel der Stroop-Test, Go / No-Go-Aufgabe, die schnelle Entscheidungen mit sich bringt, Schmerzüberwachungsaufgaben und Belohnungsbewertungsaufgaben ein paar. Ich werde sie nicht alle überprüfen, aber die Ergebnisse sind relevant und einige von ihnen fallen auf (siehe unten). Diese Übersicht der Cluster-Task-Beziehungen ist nützlich. Besonders bemerkenswert ist das Vorhandensein der Go / No-Go-Aufgabenbedingung in allen drei Funktionsbereichen:

Funktionale Dekodierung von primären Meta-Analytischen Clustern.

Quelle: Yanes et al., 2018

Weitere Überlegungen

Zusammenfassend sind die Ergebnisse dieser Meta-Analyse tiefgreifend und erreichen das Ziel, die Ergebnisse der einschlägigen Literatur, die die Auswirkungen von Cannabiskonsum auf die Gehirnaktivierung in Populationen ohne psychische Erkrankungen in den Blick nimmt, auf die erhöhte und verringerte Aktivität zu konzentrieren in lokalisierten Hirnregionen, verteilten Clustern mit unterschiedlicher Relevanz und den Auswirkungen auf wichtige psychologische Verarbeitungsaufgaben und -funktionen.

Cannabis verringert die Aktivität in ACC- und DLPFC-Clustern, und für Menschen mit normaler Gehirnfunktion könnte dies zu Problemen bei der exekutiven Funktion und bei der Entscheidungsfindung führen. Cannabis führt wahrscheinlich zu Ungenauigkeiten bei der Fehlerüberwachung, was zu Fehleinschätzungen und Leistungsproblemen aufgrund von Fehlern führen kann, und kann die Funktion in Konfliktsituationen beeinträchtigen, sowohl bei Fehleinschätzungen als auch bei Änderungen der Entscheidungsfindung und anschließenden Ausführung. Eine verminderte DLPFC-Aktivität könnte zu emotionalen Regulationsproblemen sowie einer Verringerung des Gedächtnisses und einer verminderten Aufmerksamkeitskontrolle führen.

Für Menschen mit psychiatrischen und medizinischen Bedingungen könnten die gleichen Gehirnwirkungen therapeutisch sein, zum Beispiel durch die Verringerung der ACC-Aktivität, die Linderung traumatischer Erinnerungen und die Unterdrückung posttraumatischer Alpträume, die Behandlung von Angstzuständen mit wenigen Nebenwirkungen oder die Reduzierung psychotischer Symptome (PA) ) durch Hemmung der Aktivität in betroffenen Hirnarealen. Aber Cannabinoide können in gefährdeten Populationen auch Pathologie auslösen, Depression oder Psychose auslösen und andere Bedingungen auslösen. Cannabiskonsum verursacht auch Probleme für das sich entwickelnde Gehirn und führt zu unerwünschten Langzeitwirkungen (z. B. Jacobus und Tappert, 2014), z. B. verminderte neurokognitive Leistung und strukturelle Veränderungen im Gehirn.

Im Gegensatz dazu zeigte Cannabis eine erhöhte Aktivität im Striatum und verwandten Bereichen. Bei Personen mit normaler Grundlinienaktivität könnte dies zu einer Belohnung von Belohnungskreisen führen, und wie bereits in zahlreichen Studien festgestellt, erhöht sich das Risiko von Sucht- und zwanghaften Verhaltensweisen, die für einige Formen der Pathologie prädisponieren. Während diese Verstärkung der Belohnungsaktivität (in Kombination mit Effekten auf die ersten beiden Cluster) zu dem “hohen” Marihuana-Rausch beitragen kann, steigert sie den Genuss und die kreative Aktivität und macht alles zeitweilig intensiver und einnehmender.

Die Autoren weisen darauf hin, dass alle drei Cluster die Go / No-Go-Aufgabe beinhalteten, eine Testsituation, die eine Hemmung oder die Durchführung einer motorischen Handlung erfordert. Sie bemerken:

“Hier war die Tatsache, dass regionalspezifische Störungen miteinander verbunden waren
mit der gleichen Aufgabenklassifizierung kann auf einen Cannabis-bezogenen Verbindungseffekt hindeuten, der sich in allen Studien manifestiert. Mit anderen Worten,
eine verminderte Fähigkeit, problematische Verhaltensweisen zu hemmen, kann sein
verbunden mit gleichzeitiger Reduktion der präfrontalen Aktivität (ACC und
DL-PFC) und Erhöhung der striatalen Aktivität. ”

Bei einigen Patienten lindert Cannabis Berichten zufolge Symptome von Depression, die durch Kernerfahrungen wie Genussverlust, übermäßige negative emotionale Zustände und mangelnde Motivation unter anderen Symptomen gekennzeichnet sind, aber schwerere Benutzer haben ein erhöhtes Risiko für eine Verschlechterung der Depression (Manrique-Garcia et al. , 2012). Neben der potentiell möglichen Sucht nach anderen Chemikalien und der Verbesserung der Erfahrungen für diejenigen, die es genießen, Marihuana zu sich zu nehmen (andere finden Dysphorie, Angstzustände, unangenehme Verwirrung oder sogar Paranoia), können Benutzer dies ohne Cannabiskonsum feststellen Sie sind weniger an regelmäßigen Aktivitäten interessiert, wenn sie nicht hoch sind, was zu weniger Freude und Motivation führt.

Diese Auswirkungen sind abhängig von verschiedenen Faktoren, die mit dem Cannabiskonsum zusammenhängen, wie beispielsweise dem Zeitpunkt und der Chronizität der Verwendung, sowie der Art des Cannabis und der relativen Chemie bei unterschiedlichen Tier- und Pflanzenarten. Während diese Studie nicht in der Lage war, zwischen den Wirkungen von THC und CBD zu unterscheiden, da Daten über die Konzentrationen oder Verhältnisse dieser beiden Schlüsselkomponenten in Cannabis nicht verfügbar waren, ist es wahrscheinlich, dass sie unterschiedliche Auswirkungen auf die Gehirnfunktion haben, die weitere Untersuchungen erfordern therapeutisches Potenzial aus Erholungs-und pathologischen Effekten.

Diese Studie ist eine grundlegende Studie, die die Grundlage für die laufende Forschung über die Auswirkungen verschiedener Cannabinoide auf das Gehirn bei Gesundheit und Krankheit schafft und wichtige Daten liefert, um die therapeutischen und schädlichen Wirkungen verschiedener Cannabinoide zu verstehen. Die elegante und sorgfältige Methodik in dieser Studie beleuchtet, wie Cannabis das Gehirn beeinflusst, und liefert signifikante Daten über die Gesamtwirkungen auf das Gehirnnetz sowie auf kognitive und emotionale Funktionen.

Zu den interessanten Fragen gehören die zusätzliche Kartierung von Netzwerken im Gehirn und die Korrelation dieser Ergebnisse mit bestehenden Modellen des Geistes, die Untersuchung der Wirkung verschiedener Cannabistypen und Nutzungsmuster sowie die Untersuchung der Wirkung von natürlich vorkommenden, endogenen und synthetischen Cannabinoiden. für therapeutische Zwecke unter verschiedenen klinischen Bedingungen, Freizeitnutzung und möglicherweise zur Leistungssteigerung. Schließlich bietet dieses Papier einen kohärenten Rahmen für das Verständnis der vorhandenen Literatur, einschließlich der positiven und negativen Auswirkungen von Cannabis auf das Gehirn, und zentriert die Cannabisforschung stärker in den Mainstream der wissenschaftlichen Forschung und bietet eine neutrale, de-stigmatisierte Plattform für die Debatte Cannabis sollte sich in konstruktivere Richtungen entwickeln, als es in der Vergangenheit der Fall war.

Verweise

Mondino M, Thiffault F & Fécteau S. (2016). Beeinflusst nicht-invasive Hirnstimulation, die über den dorsolateralen präfrontalen Kortex appliziert wird, unspezifisch die Stimmung und emotionale Verarbeitung bei Gesunden? Vordere Zelle Neurosci. 2015; 9: 399. Online veröffentlicht 2015 14. Oktober.

Kolling TE, Behrens TEJ, Wittmann MK und Rushworth MFS. (2016). Mehrere Signale im anterioren cingulären Cortex. Aktuelle Meinung in Neurobiologie, Band 37, April 2016, Seiten 36-43.

McGuire P, Robson P, Cubala WJ, Vasile D, Morrison PD, Barron R, Tylor A & Wright S. (2015). Cannabidiol (CBD) als Zusatztherapie bei Schizophrenie: Eine randomisierte kontrollierte Multicenter-Studie. Neurotherapeutika. 2015 Oktober; 12 (4): 747-768. Online veröffentlicht 2015 18. August.

Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ & Devinsky O. (2015). Cannabinoide und Epilepsie. Curr Pharm Des. 2014; 20 (13): 2186-2193.

Jacobus J & Tapert SF. (2017). Auswirkungen von Cannabis auf das jugendliche Gehirn. Cannabis Cannabinoid Res. 2017; 2 (1): 259-264. Veröffentlicht online 2017 Okt 1.

Kovacic P & Somanathan R. (2014). Cannabinoide (CBD, CBDHQ und THC): Metabolismus, physiologische Effekte, Elektronentransfer, reaktive Sauerstoffspezies und medizinische Verwendung. The Natural Products Journal, Band 4, Nummer 1, März 2014, S. 47-53 (7).

Manrique-Garcia E, Zammit S, Dalman C, Hemmingsson T & Allebeck P. (2012). Cannabiskonsum und Depression: eine Längsschnittstudie einer nationalen Kohorte schwedischer Wehrpflichtiger. BMC Psychiatrie201212: 112.