Rozdílné změny šedé hmoty s prodlouženou závislostí a prodlouženou abstinencí u uživatelů kokainu (2013)

Citace: Connolly CG, Bell RP, Foxe JJ, Garavan H (2013) oddělil změny šedé hmoty s prodlouženou závislostí a rozšířenou abstinencí u uživatelů kokainu. PLoS ONE 8 (3): e59645. doi: 10.1371 / journal.pone.0059645

Editor: Fei Wang, Yale University School of Medicine, Spojené státy americké

obdržel: Říjen 28, 2012; Přijato: Únor 16, 2013; Publikováno: 18. března 2013

Copyright: © 2013 Connolly a kol. Toto je článek s otevřeným přístupem distribuovaný podle podmínek licence Creative Commons Attribution License, která umožňuje neomezené použití, distribuci a reprodukci na jakémkoli médiu za předpokladu, že je původní autor a zdroj připsán na účet.

Financování: Tato práce byla podpořena grantovým číslem NIMH R01-DA014100 uděleným HG. Poskytovatelé financí neměli žádnou roli při návrhu studie, sběru a analýze dat, rozhodnutí o zveřejnění nebo přípravě rukopisu.

Konkurenční zájmy: Autoři prohlásili, že neexistují žádné konkurenční zájmy.

Úvod

Kokain je hlavním celosvětovým problémem veřejného zdraví, u kterého je současná léčba neuspokojivá [1], [2]. Porozumění rozdílům mezi mozky uživatelů kokainu a neuživatelů je kritickým krokem v identifikaci neurobiologických charakteristik závislosti, které mohou vést k rozvoji terapeutických intervencí. Značný význam, ale mnohem méně prozkoumaný, je také pochopení toho, co odlišuje uživatele, kteří se zdržují a úspěšně se vyhýbají relapsům, od těch, kteří nedokážou udržet abstinenci a opakovaně relapsují. Protože léčebné programy mají obvykle velmi vysokou míru předčasného ukončení studia [3], [4] v závislosti na relabující povaze onemocnění může pochopení neurobiologie úspěšné abstinence identifikovat klíčové cíle pro terapeutické intervence. Jedním z důsledků vysoké míry předčasného ukončování školní docházky je však to, že o neurobiologii úspěšné dlouhodobé abstinence je známo jen málo, protože vysoká úroveň recidivy a opotřebení léčbou ztěžuje prospektivní studie dlouhodobých účinků abstinence.

Morfometrie založená na Voxelu [5] je technika, která může zkoumat rozdíly v objemu tkáně. Pomocí této metody byly ve srovnání se zdravými kontrolami dosud neléčenými léky pozorovány změny šedé hmoty ve více oblastech mozku závislých na kokainu. V postranních a mediálních aspektech orbitofrontální kůry (OFC), předního cingulátu (ACC), anteroventrálních ostrovních kortexů, laterální prefrontální kůry (LPFC), temporálních kortexů byly hlášeny rozšířené snížené koncentrace GM [6]-[11], mozeček [12] a subkortikální regiony [13]-[15]. Užívání kokainu je spojeno se zrychlením poklesu šedé hmoty v dočasných lalocích v závislosti na věku [16]. Fein a kol. [17] použitím související metody bylo pozorováno významné snížení prefrontálního objemu šedé hmoty u jedinců závislých na kokainu (CD) a kombinovaného kokainu a alkoholu. Bylo navrženo, že tyto fokální poklesy GM mohou být základem funkční hypoaktivity a kognitivních deficitů pozorovaných u uživatelů kokainu. [8]. Tyto regiony byly různě zapojeny do výkonných funkcí sledování konfliktů [18], Sledování výkonnosti [19], interoception [20], rozhodování [21] a zpracování odměn [22], u kterých bylo prokázáno, že u závislých na kokainu bylo ohroženo. Literatura však není konzistentní, protože jiní nedokázali pozorovat rozdíly v GM mezi účastníky CD a kontroly [23].

Naše předchozí zpráva charakterizující dlouhodobou abstinenci sondovala funkční neuroanatomii kognitivní kontroly pomocí úkolu GO / NOGO [24]. Krátkodobé a dlouhodobé abstinentní skupiny CD v této studii vykazovaly vyšší úrovně aktivace pro správné inhibice a chyby ve srovnání s kontrolami dosud neléčenými léky. Výsledky konkrétně naznačily, že časná abstinence (1 – 5 týdny) může být charakterizována zvýšenou aktivitou v regionech podstupujících inhibiční kontrolu se zvýšenou aktivitou, která je základem procesů monitorování chování, které hrají významnější roli později v abstinenci (40 – 102 týdny). Naše předchozí zkoumání bílé hmoty pomocí difuzního tenzorového zobrazování odhalilo jednu sadu strukturálních změn, které odlišovaly dlouhodobě abstinentní (44 – 102 týdny) od nedávnějších abstinentních uživatelů (1 – 5 týdny) a další sadu, která odlišovala všechny abstinentní jedince od zdravých kontrol [25]. Jedna interpretace je taková, že první sada změn bílé hmoty může nastat během abstinence nebo může předcházet a usnadňovat abstinenci, zatímco druhá sada může odrážet změny, které vyvstaly nebo předcházely užívání kokainu. Důsledek vyplývající z této interpretace je, že abstinence a zotavení mohou mít neurobiologické základy, které jsou odlišné od těch, které jsou spojeny s onemocněním.

Nedávná studie porovnávala hustoty šedé a bílé hmoty u abstinentů (1 – 16 týdnů) a současných jedinců CD a zdravých kontrolních účastníků a zjistila, že současní uživatelé mají ve srovnání s kontrolami a abstinenty nižší hustotu tkáně v frontálním, časovém, mozkovém a subkortikálním prostředí regiony. Abstinentní skupina měla mnohem méně výrazné deficity s nižší hustotou šedé hmoty v kaudátu / putamenu a bilaterálním mozkem ve srovnání s kontrolami [13]. Zdá se, že GM deficity jsou u abstinentních uživatelů sníženy, ale není jasné, zda by tyto rozdíly přetrvávaly s dlouhodobou abstinencí, částečně kvůli vysoké míře recidivy, což ztěžuje takové budoucí studie.

Cílem této studie bylo pomocí průřezového návrhu prozkoumat rozdíly v objemu kortikální šedé hmoty ve vzorku bývalých závislých na kokainu, kteří se lišili délkou abstinence a délkou užívání. Předpokládali jsme, že trvání abstinence bude spojeno se sadou změn objemu GM v oblastech kritických pro výkonnou funkci, konkrétně předního cingulátu a laterální prefrontální kůry. Dále jsme předpokládali, že jakékoli změny objemu GM, které mohou být způsobeny délkou používání, by se lišily od změn souvisejících s délkou zdržení. Srovnání s kontrolní skupinou bez užívání drog nám umožnilo posoudit, jak se změny GM s délkou abstinence vztahují k objemům typickým pro naivní kontroly s drogami. Zde použitý průřezový design trpí tím, že není schopen vyřešit, zda účinky spojené s délkou abstinence vznikly z abstinence nebo předcházely abstinenci. Nicméně je to cenné v tom, že může charakterizovat jedince s prokázanou schopností zůstat v různých dobách zdrženlivosti. Tato charakterizace může mít terapeutický význam v tom, že pozorované neurobiologické rozdíly mohou sloužit jako cíle pro terapii. Kromě toho mohou být užitečnými biomarkery pro možné zkoumání v budoucích longitudinálních studiích abstinence.

Materiály a metody

Etické prohlášení

Tato studie byla schválena Institucionální revizní radou Nathan S. Klein Institute for Psychiatric Research (NKI).

Účastníci

Osmdesát šest dobrovolníků (9 žena; průměrný věk 38.1, rozmezí 20 – 55) (viz Tabulka 1) se této studie zúčastnili. Písemný informovaný souhlas byl získán v souladu s Helsinskou deklarací a účastníci byli za svůj čas odškodněni. Účastníci byli rozděleni do dvou skupin: jedna skupina 43 abstinentních uživatelů kokainu (2 žena) a druhá z 43 věkově odpovídajících kontrol (7 žena). Účastníci kontroly byli přijati z dobrovolnického náborového fondu v NKI. Účastníci CD byli přijati z ústavních a ambulantních léčebných center ve státě New York. Všichni účastníci CD dostali počáteční diagnózu závislosti na kokainu, jak bylo posouzeno strukturálním klinickým rozhovorem pro DSM-IV (SCID) [26]. Účastníci na počátku léčby byli v lůžkovém zařízení, které bylo sledováno na 24-hodinové bázi. Byly podrobeny periodickým Breathalyzerovým testům na alkohol a náhodným močovým toxikologickým testům na více látek. Subjekty navíc nemohly opustit zařízení bez doprovodu. Ti, kteří byli později léčeni, mohli opustit zařízení na základě vlastního uznání, ale byli hodnoceni klinickým personálem (včetně toxikologie moči a dechových testů) po jejich návratu. Na negativních toxikologických screeningech bylo predikováno pokračování v přijímacích a ambulantních léčebných programech. Účastníci CD se alespoň jednou týdně setkali s osobním poradcem certifikovaným státem New York pro léčbu alkoholismu a zneužívání drog. Délka abstinence byla ověřena poradcem v centrech pro léčbu závislosti. Kritéria pro vyloučení pro účastníky CD i kontroly byla: (1) Jakákoli DSM IV, Axis 1 diagnóza s vyloučením závislosti nebo předchozí diagnózy deprese způsobené CD na základě SCID; (2) Trauma hlavy vedoucí ke ztrátě vědomí po dobu delší než 30 minut; (3) Přítomnost jakékoli minulé nebo současné patologie mozku; (4) diagnóza HIV; (5) Kontraindikace pro MRI; (6) do 19 nebo přes 55 rok věku; (7) Přítomnost hyperintenzity bílé hmoty (WM) (pouze jeden pacient byl vyloučen kvůli klinicky významné hyperintenzitě WM). Vzhledem k vysoké míře souběžné konzumace alkoholu a drog v cílové populaci pacientů [27], účastníci nebyli vyloučeni ze zneužívání jiných drog nebo alkoholu před začátkem CD (účastníci 3 měli závislost na morbidním alkoholu a 7 měli závislost na morbidním heroinu.) Skupina CD tedy může být považována za zneužívání více drog s primární závislost na kokainu. Žádný v současné době nepoužíval žádné množství alkoholu nebo drog. Během počátečního rozhovoru s SCID byly získány roky užívání drog před abstinencí.

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (38KB)

• TIFF

  původní obrázek (97KB)

Tabulka 1. Demografické charakteristiky kontrolních a abstinujících skupin kokainu.

dva: 10.1371 / journal.pone.0059645.t001

Sběr dat MR

Veškeré skenování bylo prováděno na skeneru 1.5T Siemens VISION (Erlangen, Německo) v NKI, který byl vybaven cívkou s třemi osami s přechodovým osem 30.5-cm id a cívkou na konci kvadraturní ptačí klece s vysokofrekvenční hlavou. Anatomické obrazy MPRAGE s vážením T1 s vysokým rozlišením byly získány s následujícími parametry: TE = 4.9 ms, TR = 11.6 ms, úhel překlopení 8 °, FOV 300 mm, 1.2 mm izotropní voxely, matice 256 × 256 a 172 sagitální řezy.

Analýza dat MR

Vyvážené snímky s vysokým rozlišením T1 byly podrobeny analýze morfometrie založené na voxelu (VBM) [5], [28] provedeno pomocí nástrojů FSL [29]. Data byla střední filtrována (3 × 3 voxely), extrahována mozkem pomocí 3dSkullStrip AFNI [30]a poté se rozdělil na šedou a bílou hmotu a mozkomíšní mok [31]. Obrazy šedé hmoty byly potom afinně zarovnány do standardního prostoru MNI152 [32], [33] následuje nelineární registrace [34], [35] pro další upřesnění zarovnání. Výsledná data byla zprůměrována pro vytvoření šablony specifické pro studii, do které byly nativní obrázky šedé hmoty nelineárně znovu zaregistrovány. Registrované obrazy částečného svazku byly poté modulovány vynásobením Jacobianem z pole warp [28]. Tento krok kompenzuje kontrakci / zvětšení v důsledku nelineární složky transformace (http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/segment​ation/modulation/), takže není nutné korigovat celkový intrakraniální objem jednotlivce [36]. Odstranění účinků globálního objemu mozku tímto způsobem umožnilo odvodit rozdíly lokálního objemu GM. Modulované segmentované obrazy pak byly vyhlazeny izotropním gaussovským jádrem (A = 2 mm ~ 4.7 mm FWHM).

Výsledné obrazy šedé hmoty u abstinentní skupiny CD byly poté podrobeny robustní regresi Huberovy voxelwise [37], [38] v balíčku statistické analýzy R [39]. Dvě sledované proměnné, týdny abstinence a roky použití před abstinencí byly zahrnuty do jediného modelu rexe celého mozku. Vzhledem k tomu, že roky používání by mohly být zástupcem věku a vzhledem k dobře zavedenému vztahu mezi věkem a objemem GM [28], [40], věk byl také zahrnut jako nepříjemný kovariant do regresního modelu. Voxelwise regresní koeficienty a související statistika T pro každý regresní člen byly poté rozděleny do map pozitivních a negativních koeficientů. Významné voxely prošly statistickým prahem voxelwise (t (39) = 2.97, p = 0.005, nekorigované) a pro kontrolu pro vícenásobná srovnání musely být součástí shluku ne méně než 360 µl. Hranice objemu byla stanovena simulací Monte-Carlo, která společně s prahem voxelwise vedla k 5% pravděpodobnosti, že klastr přežije v důsledku náhody. Tímto způsobem byly identifikovány zájmové oblasti (ROI) a objem šedé hmoty pro každou oblast byl extrahován pro každý z CD a pro srovnání účastníky kontroly. Aby se určilo, v jakém okamžiku GM objem v každém sledovaném regionu překročí objem kontrol, byla pro tyto jednotlivce a průnik této oblasti vhodná robustní regresní linie proti trvání abstinence a roky použití pro jednotlivce CD. řádek se střední hodnotou vypočítaných kontrol. Tento přístup však má tendenci zvyšovat korelační hodnoty [41] proto je při interpretaci výsledků zaručena péče.

výsledky

Demografie

Účastníci CD se nelišili od kontrol ve věku (Welch t (77.5) = −0.6, p> 0.05 nebo pohlaví (χ² = 1.98, p = 0.15), ale lišily se v letech vzdělávání (Welch t (82.6) = −5.1, p <0.001; viz Tabulka 1 pro demografické informace). Roky vzdělávání negativně korelovaly s dobou abstinence (Pearsonovo ρ = −0.43, t (41) = −3.1, p <0.005), ale ne s roky užívání (Pearsonovo ρ = −0.02, t (41) = −0.12, p> 0.1) pro skupinu CD. Roky užívání nekorelovaly s délkou abstinence (Pearsonovo ρ = −0.17, t (41) = −1.2, p> 0.05).

Výsledky regrese VBM

Roky použití.

Čtyři regiony (Tabulka 2) vykazovaly pozitivní korelace s roky používání, tj. objem šedé hmoty se v těchto regionech zvýšil s delší dobou používání. Tyto oblasti byly umístěny bilaterálně v precentrálním gyru a jednu oblast v každém z levého mediálního frontálního gyru a pravého uzlu mozečku. Několik regionů (Tabulka 2) vykazovaly negativní korelace s roky používání. Byly umístěny v pravém mozkovém tonzilu, bilaterálně v nadřazeném časném a dolním frontálním gyrii, v pravém předním izolátu a v každém z pravého subklasálního gyru a pravého předního cingulačního gyru znázorněného v Obrázek 1 (vlevo, odjet).

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (387KB)

• TIFF

  původní obrázek (532KB)

Obrázek 1. Regiony na levém a pravém předním cingulátu vykazující vzestup GM s týdny abstinence a pokles GM s roky používání.

Plná linie je robustní regresní linie pro jednotlivce CD. Přerušovaná čára je střední hodnota GM ve stejné návratnosti investic pro účastníky kontroly.

dva: 10.1371 / journal.pone.0059645.g001

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (126KB)

• TIFF

  původní obrázek (536KB)

Tabulka 2. Regiony identifikované v regresní analýze.

dva: 10.1371 / journal.pone.0059645.t002

Týdny abstinence.

Řada regionů (Tabulka 2) byly pozorovány pozitivní korelace s týdny abstinence, tj. objem šedé hmoty v těchto regionech se zvyšoval s abstinencí. Mezi ně patřil levý ostrovek, levý a pravý cingulate gyri, levý cuneus, levý a pravý nadřazený frontální gyri, levý kulmen mozečku a pravý střední temporální gyrus. Jak je vidět v Čísla 1 a 2, v každé z těchto regionů vykazují uživatelé CD s kratší dobou abstinence méně GM než kontroly. Ti, kteří byli zdrženi déle, vykazují větší objemy GM než kontroly. Přechodový bod z relativně menších na relativně větší objemy byl ve všech regionech celkem konzistentní, průměroval 35.6 týdny průměrné abstinence (rozmezí 26.4 – 44.9, sd 6.2). Tři regiony (viz Tabulka 2) byly pozorovány, aby vykazovaly negativní korelace s délkou abstinence. Jednalo se o regiony v bilaterálním cuneus a jeden v levém precuneus. V těchto regionech průměrně uplynuly týdny abstinence 24.2 (rozmezí 18.5 – 27.6, sd 5.0), než se úroveň GM rovnala úrovni kontrol a poté se snižovala se zvýšenou dobou abstinence.

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (824KB)

• TIFF

  původní obrázek (1.1MB)

Obrázek 2. Oblasti v pravém zadním cingulátu, levém izolátu a levém a pravém nadřazeném čelním gyrii vykazují zvýšené GM s týdny zdržení.

Plná linie je robustní regresní linie pro jednotlivce CD. Přerušovaná čára je střední hodnota GM ve stejné návratnosti investic pro účastníky kontroly.

dva: 10.1371 / journal.pone.0059645.g002

Protože trvání abstinence korelovalo s roky vzdělávání, provedli jsme korelační korelace mezi objemy GM a týdny abstinence s věkem a roky vzdělávání zahrnutými jako obtěžující regresoři. Výše uvedené účinky zůstaly významné pro všechny regiony.

Provedli jsme řadu Welchových T-testů, abychom zjistili, zda objemy GM uživatelů, kteří abstinovali déle než bod křížení, byly významně větší než objemy kontrol. Tyto testy byly provedeny samostatně pro každou ROI s body křížení každé ROI identifikovanými z lineárních regresí. Všechny tyto testy byly významně odlišné (všechny p <0.05).

Nezávislost mezi účinky užívání a abstinence.

Testovali jsme, zda oblasti, u nichž bylo prokázáno, že měnily objemy spojené s roky používání, byly pozorovány také se změnou abstinence. Provedli jsme korelace pro abstinenční účinky v těch oblastech, které vykazovaly roky účinků užívání (a naopak). U všech klastrů pouze dvě, pravá prekukulární a levá kunová klastry, které byly původně identifikovány jako ukazující pozitivní korelace s abstinencí (p <0.05), také vykazovaly významné negativní korelace s roky užívání (p <0.05).

Diskuse

Současné výsledky jsou některé z prvních, které zkoumaly objem šedé hmoty související s délkou užívání kokainu a abstinencí v populaci bývalých závislých na kokainu. S rostoucími roky používání jsme pozorovali několik regionů vykazujících snížený GM. Ačkoli tyto výsledky jsou nutně korelační, naznačují kumulativní účinek užívání kokainu, přičemž čím delší je období užívání látky, tím menší je objem šedé hmoty [22]. To, že tyto účinky byly pozorovány u abstinentních uživatelů, je v souladu s předchozími zprávami o deficitech GM v alkoholismu, které trvají od 6 – 9 měsíců po více než rok nebo, v některých zprávách, až po alespoň 6 let po abstinenci [42]-[44]. Podobně se snížil GM v závislosti na letech užívání heroinu [6], [45], [46] a kokain [15] byly dříve hlášeny. Naopak, zvýšená GM v závislosti na letech používání byla také pozorována v mozečku, bilaterálním precentrálním gyrus (oba účinky diskutovány níže) a také v perigenální oblasti cingulate gyrus spojené s afektivním zpracováním [47]. To může být důsledkem opakovaných otupujících reakcí na užívání kokainu v oblastech důležitých pro emoční regulaci [48]. Alternativně, vzhledem k tomu, že emoční reaktivita byla implikována jako faktor modulující zranitelnost vůči zneužívání drog [49], mohlo to být dříve existující faktor, který sloužil ke zvýšení pravděpodobnosti vývoje a prodloužení zneužívání drog.

Lze-li závislost charakterizovat jako ztrátu sebeovládané volební kontroly [22], abstinence a její údržba může být charakterizována opětovným potvrzením těchto aspektů výkonné funkce [24]. Současní uživatelé kokainu vykazují snížený GM v oblastech mozku kritických pro výkonnou funkci, jako je přední cingulát, laterální prefrontální, orbitofrontální a ostrovní kortice [6]-[11]. Na rozdíl od toho zde uváděná skupina uživatelů abstinujících CD vykazuje zvýšení GM jako funkce trvání abstinence, která v průměru překračuje kontrolní úrovně po 36 týdnech v průměru o abstinenci. Jedním možným vysvětlením je, že abstinence může vyžadovat opětovné potvrzení kognitivní kontroly a monitorování chování, které je sníženo během současné závislosti na kokainu. [11], [50], [51]. My a další jsme již dříve předpokládali, že uživatelé drog mohou vyvinout zvýšenou mozkovou aktivitu, aby kompenzovali sníženou prefrontální aktivitu při úkolech vyžadujících zvýšenou úroveň kognitivní kontroly. [52], [53] a že to může hrát roli při udržování abstinence [24]. Opětovné zavedení kontroly chování může způsobit rozšíření související s praxí [54] v oblastech GM, jako je přední insula, přední cingulate, mozeček a dorsolaterální prefrontální kůra, a je v souladu s našimi předchozími zprávami o zvýšené úrovni aktivity, ve srovnání s kontrolami, u dlouhodobých uživatelů abstinujících látek [24], [55]. Realizovatelnou alternativou, vzhledem k průřezové povaze údajů, je to, že rozdíly v objemech GM předcházely abstinenci a vztah s trváním abstinence naznačuje, že ti, kteří mají větší objemy v těchto regionech, budou udržovat abstinenci déle. Malé, ale rostoucí, množství literatury začalo zkoumat tuto možnost u uživatelů několika látek, protože hodnocení prediktorů výchozí hodnoty, jako je objem šedé hmoty, může naznačovat, co by se mohlo lišit od nástupu abstinence u těch, kteří se zdržují abstinence. . V případě alkoholu objem šedé hmoty v parietálně-týlním sulku, střední a pravý postranní prefrontální kůra [56] a oblasti mozku kritické pro řízení chování a zpracování odměn [57], [58] bylo prokázáno, že předpovídají pravděpodobnost relapsů a úspěšné abstinence. Obdobně se ukázalo, že objem šedé hmoty v kortikálních a subkortikálních oblastech měřený před ukončením predikuje výsledek léčby u kuřáků. [59]. Podle našich vědomostí nebyly provedeny žádné podobné morfometrické analýzy šedé hmoty u uživatelů stimulancií, jako je kokain. Řada studií funkční aktivace však ukázala, že úrovně aktivace v mozkových oblastech spojené s behaviorální kontrolou, interocepcí a oceňováním odměn ukazují slib jako prediktory výsledku léčby u metamfetaminu. [60] a uživatelé kokainu [61]-[64]. Dříve jsme zkoumali integritu bílé hmoty ve stejné skupině uživatelů CD, jak je zde uvedeno [25]. Tato studie identifikovala disociaci účinků onemocnění a abstinence, které jsou konzistentní s výsledky uvedenými v tomto dokumentu. Například zde popsané prefrontální změny mohou doplňovat změny bílé hmoty, které jsme dříve pozorovali v podélném fascikulu [25]. Je však třeba poznamenat, že naše předchozí studie DTI nezahrnovala tractografické analýzy, takže si nemůžeme být jisti, že zde uvedené změny šedé hmoty jsou spojeny se změnami bílé hmoty, které jsme již dříve nahlásili. K vyřešení této dvojznačnosti jsou nutné budoucí studie, které zkoumají jak šedou hmotu, tak i tractografické rozdíly, které mohou souviset s délkou abstinence a délkou používání. Konečně rozhodování mezi těmito alternativami, konkrétně to, že objemové rozdíly uváděné v tomto dokumentu vznikly v důsledku abstinence nebo predikované a usnadněné abstinence, vyžaduje rozsáhlé longitudinální studie. Nicméně obě interpretace současných dat identifikují zvýšené úrovně objemu v regionech, které jsou základem kognitivní kontroly, jako charakteristika úspěšné abstinence.

Impulzivita byla identifikována jako rizikový faktor pro vývoj poruch užívání návykových látek, u kterých jsou jedinci vykazující vyšší úroveň impulsivity náchylní k experimentování i zneužívání nedovolených drog. [65], [66]. Kromě toho může užívání látek ovlivnit maladaptivní chování buď prostřednictvím akutních účinků (například působením na dopaminový systém midbrain) [67], [68]) nebo v důsledku dlouhodobého užívání drog. Například, akutně, léky mohou vést k narušené inhibici [50] a změněné chování s rizikovým výběrem [51], [69]-[71]. Pokračující používání může vést k eskalaci použití a následné závislosti, pravděpodobně změnou nervového substrátu sledování výkonu [72] a mozkové systémy zpracovávající stimuly a odměny [73], mezi ostatními. Běžným pozorováním impulzivity rysů je zvýšená motorická aktivita [74]. Pozorování zvýšeného GM uváděného v bilaterálních precentrálních gyrus s roky používání může být významné, pokud může odrážet zvýšené environmentální průzkumy ze strany narkomana, aby získala zneužívanou látku [75]. Ve skutečnosti je taková hypotéza v souladu se zprávami o zvýšeném GM v motorické kůře se získáním komplexních motorických dovedností [76].

Levý a pravý dolní čelní gyrus a pravý přední cingulate byly identifikovány jako klíčové lokusy, které jsou základem inhibice reakce [77]-[81] a jsou spojeny s narušenou kognitivní kontrolou u závislých [82] a těžší, dlouhodobé zneužívání návykových látek [83]. Jak je uvedeno výše, narušená behaviorální inhibice je jednou z definujících charakteristik drogové závislosti. Pozorování sníženého GM s roky používání v těchto regionech může odrážet kumulativní účinek poškození způsobeného dlouhodobým používáním. Předchozí studie VBM závislých na kokainu pozorovaly snížený GM v mozečku [12] a navrhli, že to může odrážet kumulativní účinek oxidativního stresu a vazokonstrikce vyvolaného kokainem [12]. Kromě toho je oblast redukovaného GM umístěna v lobule mozečku s mnoha vzájemnými vazbami na prefrontální kůru [84], [85]. To může přispět k neschopnosti zmírnit chování bez ohledu na možné negativní důsledky, které může mít [22], [86], [87], a tím přispívá k dalšímu zneužívání drog. Alternativně mohou tyto účinky existovat již dříve a představují endofenotyp pro narušenou kontrolu chování, která mohla přispět k rozvoji zneužívání drog [11]. Je třeba poznamenat, že jsme také pozorovali regiony vykazující zvýšený GM se abstinencí v bilaterálních gyriích cingulačních, které se nepřekrývaly s regiony vykazujícími snížený GM s roky používání. To naznačuje, že mozek je schopen kompenzovat v reakci na změny v požadavcích, jako je udržování abstinence [54], [76].

Současné výsledky jsou zmírněny určitými omezeními. Pro posouzení psychologických důsledků pozorovaných strukturálních změn by byla přínosná úplnější charakterizace subjektů. Kromě toho zde uvedená skupina CD zahrnovala jednotlivce, kteří byli závislí na alkoholu a heroinu. I když je užívání tohoto druhu více drogami reprezentativní pro populaci CD, zvyšuje to možnost, že zde uváděné účinky mohou být ovlivněny těmito dalšími drogovými závislostmi. Budoucí studie by se mohly zaměřit na vyřešení této dvojznačnosti přijetím ryze závislé na kokainu nebo větším vzorkem zneuživatelů více drog, což by usnadnilo analýzy s cílem prozkoumat nezávislé a interaktivní účinky užívání drog. Cílem budoucích studií by mělo být také zjistit, zda počet pokusů o zdržení se má vliv na změnu GM. A konečně, v souladu s většinou klinických studií u lidí, není možné řešit etiologii zde uváděných změn. To znamená, že nemůžeme s jistotou říci, že vznikly v důsledku konzumace kokainu nebo jej předcházely. Bez ohledu na tuto nejednoznačnost ukazují současné výsledky disociaci mezi účinky dlouhodobé závislosti a rozšířené abstinence. Disociace mezi regiony vykazujícími změny v šedé hmotě se zvýšenými roky používání a regiony měnícími se zvýšenou abstinencí naznačuje, že zotavení není pouhým obrácením procesu onemocnění. Spíše to naznačuje asymetrii mezi dvěma, kde kortikální oblasti kritické pro řízení chování mohou sloužit jako biomarker úspěšné abstinence. Kromě toho mohou být tyto systémy vhodné pro cílení během léčby, například s přístupy založenými na všímavosti [88] Ukázalo se, že modulují jak funkci, tak strukturu některých zde uváděných regionů [89]-[91]. To může nakonec vést ke snížení recidivy a ke zvýšení pravděpodobnosti dlouhodobé úspěšné abstinence.

Poděkování

Analýza dat byla podpořena přístupem k vysoce výkonnému počítačovému klastru IITAC, který byl financován Úřadem vysokého školství, Národním rozvojovým plánem a Trinity Center for High Performance Computing.

Autorské příspěvky

Koncipovány a navrženy experimenty: HG JJF. Provedené experimenty: RPB. Analyzovaná data: CGC. Přidaná činidla / materiály / analytické nástroje: CGC RPB. Napsal článek: CGC RPB JJF HG.