코카인 사용자 (2013)에서 연장 된 금욕과 장기간의 중독으로 인한 회색 물질의 변화

코멘트; 금욕 코카인 중독자에게서 전두엽 피질의 회색 물질이 정상으로 돌아 왔을뿐만 아니라 결국 중독 된 적이없는 사람들의 수준을 우회했습니다. 놀랄 만한.

콜롬 코놀리Ryan P. Bell,John J. Foxe, 휴 가라 반

추상

광범위한 증거는 약물-나이브 대조군과 비교하여 현재 및 최근에 금욕적인 코카인 남용자들이 전치, 전두엽 및 외피와 같은 영역에서 회백질을 감소 시켰음을 나타낸다. 그러나 회복과 재발에 미치는 영향에도 불구하고 장기 금욕에서 이러한 결손의 지속성에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 다양한 복근 기간 (1-102 주)과 사용 기간 (0.3-)을 가진 코카인 사용자의 단면 연구에서 국소 회백질 부피가 약물 사용 기간과 금욕 기간에 따라 어떻게 변하는지를 평가하기 위해 최적화 된 복셀 기반 Morphometry를 사용했습니다. 24 년).

수년간의 사용과 관련된 낮은 회백질의 부피는 전방 맹장, 열등한 전방 이랑 및 절연 피질을 포함한 여러 지역에서 관찰되었습니다. 반대로, 금욕 지속 시간과 관련된 더 높은 회백질 양은 앞쪽과 뒤쪽 cingulate, 절연, 오른쪽 복부 및 왼쪽 등 전두엽 피질을 포함하는 겹치지 않는 영역에서 보였다. 코카인 의존성 개인의 회백질 양은 35 주 금주 후 약물-감소 대조군의 양을 넘어 섰으며, 금욕이 더 긴 사용자의 경우 정상적인 양보다 많았다.

금욕적인 사용자의 두뇌는 지역 회백질의 양이 특징이며, 평균적으로 35 주 이상 금욕을 유지 한 사용자의 경우 약물 순진 용량을 초과합니다..

연장 된 사용 기간 및 장기간의 금욕으로 변화를 보이는 영역들 사이의 비대칭 성은 회복이 질병 관련 변화의 역전이 아닌 뚜렷한 신경 생물학적 과정을 수반한다는 것을 시사한다. 구체적으로, 결과는 행동 제어에 중요한 영역이 장기적이고 성공적인 절제에 중요 할 수 있음을 시사한다.

도

인용 : 코놀리 CG, 벨 RP, 여우 JJ, 가라 반 H (2013) 해리 된 회색 물질 변화는 코카인 사용자의 연장 된 중독과 절제로 나타납니다. ONE 8 (3) : e59645를 선택하십시오. doi : 10.1371 / journal.pone.0059645

에디터 : Fei Wang, 예일대 학교 의과 대학

수신 : 10 월 28, 2012; 수락 : 2 월 16, 2013; 게시 : 2013 년 3 월 18 일

저작권 : © 2013 Connolly et al. 이 문서는 Creative Commons Attribution License의 조항에 따라 배포되는 공개 문서로서, 원본 작성자와 출처가 인정 된 경우 모든 매체에서 제한없이 사용, 배포 및 복제 할 수 있습니다.

기금 : 이 작업은 HG에 수여 된 NIMH 허가 번호 R01-DA014100에 의해 지원되었습니다. 연구자들은 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 준비에 아무런 역할을하지 않았습니다.

경쟁 관심: 저자는 경쟁적 이익이 없다고 선언했다.

개요

코카인은 현재의 치료가 만족스럽지 않은 전 세계 주요 공중 보건 문제입니다. [1], [2]. 코카인 사용자와 비 사용자의 뇌의 차이점을 이해하는 것은 치료 중재의 발전을 안내 할 수있는 중독의 신경 생물학적 특성을 식별하는 데 중요한 단계입니다. 또한 절실하고 성공적으로 재발을 피하는 사용자와 금욕을 유지하지 않고 반복적으로 재발하는 사용자를 구별하는 것이 무엇보다 중요하지만 연구가 훨씬 덜 중요합니다. 치료 프로그램은 일반적으로 탈락률이 매우 높기 때문에 [3], [4] 질병의 재발 성 (relapsing) 특성을 반영하여, 성공적인 금욕의 신경 생물학에 대한 이해는 치료 적 중재를위한 주요 목표를 식별 할 수있다. 그러나 높은 탈락률의 한 가지 결과는 높은 수준의 재발과 치료의 감소로 인해 장기 금욕 영향에 대한 전향 적 연구가 어려워 지므로 성공적인 장기 금욕의 신경 생물학에 대해서는 알려진 바가 거의 없다는 것입니다.

복셀 기반 Morphometry [5] 국소 조직 부피 차이를 검사 할 수있는 기술입니다. 이 방법을 사용하면 건강한 약물 순진한 대조군과 비교하여 코카인 중독자의 뇌의 여러 영역에서 회백질 변화가 관찰되었습니다. 오비 토 프론 탈 피질 (OFC), 앞쪽 족골 (ACC), 앞쪽 외 피질 피질, 측면 전두엽 피질 (LPFC), 측두 피질의 측면 및 중간 측면에서 광범위하게 감소 된 GM 농도가보고되었습니다 [6]-[11]소뇌 [12] 피질 영역 [13]-[15]. 코카인 사용은 측두엽에서 노화와 관련된 회백질의 감소와 관련이 있습니다 [16]. Fein et al. [17] 관련 방법을 사용하여 코카인 의존성 (CD) 및 조합 된 코카인 및 알코올 의존성 개체에 대한 전두엽 회백질 부피의 현저한 감소가 관찰되었다. GM의 이러한 초점 감소는 코카인 사용자에서 관찰되는 기능적 저 활동성 및인지 결핍의 기초가 될 수 있다고 제안되었다 [8]. 이 지역들은 갈등 감시의 집행 기능에 다양하게 관련되어있다 [18]성능 모니터링 [19], interoception [20]의사 결정 [21] 보상 처리 [22]코카인 중독자에게 노출 된 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 다른 사람들이 CD와 제어 참가자 간의 GM의 차이를 관찰하지 못했기 때문에 문헌은 일관성이 없습니다. [23].

장기 금욕을 특징 짓는 우리의 이전 보고서 GO / NOGO 작업을 사용 하여인지 제어의 기능 neuroanatomy 조사 [24]. 이 연구에서 단기 및 장기 금욕 적 CD 그룹은 약물-순수 대조군에 비해 정확한 억제 및 오류에 대해 더 큰 활성화 수준을 나타냈다. 보다 구체적으로, 결과는 조기 금욕 (1-5 주)이 금욕 후 더 두드러진 역할을하는 행동 모니터링 프로세스를 기반으로 활동이 강화 된 억제 제어를 제공하는 지역에서의 활동이 강화됨을 나타냅니다 (40-102 주). 확산 텐서 영상을 이용한 백질에 대한 이전의 조사에서 최근 금욕적인 사용자 (44-102 주)와 장기 금욕 (1-5 주)을 차별화 한 구조적 변화와 모든 금욕적인 개인을 건강한 대조군과 차별화시키는 또 다른 세트가 밝혀졌습니다 [25]. 하나의 해석은 제 1 세트의 백질 변화가 금욕 동안 발생할 수 있거나 또는 금욕을 선행하고 촉진 할 수있는 반면에, 제 2 세트는 코카인 사용으로부터 발생하거나 그 이전에 일어난 변화를 반영 할 수 있다는 것이다. 이 해석에서 발생하는 의미는 금욕과 회복이 질병과 관련된 신경 생물학적 토대를 가질 수 있다는 것입니다.

최근의 연구는 금욕 (1–16 주)의 회색 및 백색질 밀도와 현재 CD 개인 및 건강한 대조군 참가자를 비교하고, 대조군 및 절제 자에 비해 현재 사용자가 정면, 측두엽, 소뇌 및 피질 하에서 조직 밀도가 낮다는 것을 관찰했습니다 지역. 금욕 그룹은 대조군과 비교하여 꼬리 / 푸 타멘 및 양측 소뇌에서 회백질 밀도가 낮은 뚜렷한 적자를 나타 냈습니다. [13]. 금욕적인 사용자의 경우 GM 결핍이 감소한 것으로 보이지만 부분적으로 이러한 재발률이 높기 때문에 이러한 차이가 장기간의 금욕으로 지속 될지 여부는 불확실합니다.

단면 디자인을 사용한 본 연구의 목적은 금욕 기간과 사용 기간이 다양한 전 코카인 중독자 샘플에서 피질 회백질의 체적 차이를 조사하는 것이 었습니다. 우리는 금욕 기간이 집행 기능, 특히 전방 cingulate 및 측면 전 전두엽 피질에 중요한 지역에서 일련의 GM 볼륨 변화와 관련이 있다고 가설을 세웠다. 우리는 또한 사용 기간에 기인 할 수있는 GM 부피 변화는 금욕 기간과 관련된 변화와 다르다는 가설을 세웠다. 대조군을 사용한 비 약물과의 비교를 통해 금욕 기간이있는 GM의 변화가 약물 순진한 대조군의 전형적인 부피와 어떤 관련이 있는지 평가할 수있었습니다. 여기서 사용 된 단면 설계는 금욕 기간과 관련된 효과가 금욕에서 발생했는지 또는 선행 금욕에서 발생했는지 여부를 해결할 수 없어서 어려움을 겪습니다. 그럼에도 불구하고 다양한 기간 동안 절제 상태를 유지할 수있는 능력이 입증 된 개인을 특성화 할 수 있다는 점에서 가치가 있습니다. 이 특성화는 관찰 된 신경 생물학적 차이가 치료의 표적으로서 작용할 수 있다는 점에서 치료 적으로 중요 할 수있다. 또한, 이들은 금욕의 장기 종단 연구에서 가능한 조사에 유용한 바이오 마커 일 수있다.

재료 및 방법

윤리 강령

이 연구는 Nathan S. Klein 정신 의학 연구소 (NKI)의 기관 검토위원회에 의해 승인되었습니다.

참가자

82 명의 자원 봉사자 (9 여성; 평균 연령 38.1, 범위 20–55) (참조 표 1)가이 연구에 참여했습니다. 헬싱키 선언에 따라 서면 동의서를 얻었으며 참가자들은 시간을 보상 받았다. 참가자는 두 그룹으로 나뉩니다 : 한 그룹의 43 절제 코카인 사용자 그룹 (2 여성)과 두 번째 그룹의 43 연령 일치 컨트롤 (7 여성). NKI의 자원 봉사 모집 풀에서 통제 참여자를 모집했습니다. CD 참가자는 뉴욕주의 입원 환자 및 외래 환자 치료 센터에서 모집되었습니다. 모든 CD 참가자는 DSM-IV (SCID)에 대한 구조적 임상 인터뷰에서 평가 한대로 코카인 의존성에 대한 초기 진단을 받았습니다. [26]. 치료 초기 참가자는 24 시간 단위로 모니터링되는 입원 환자 시설에있었습니다. 그들은 여러 물질에 대한 알코올 및 임의의 소변 독성 검사에 대한주기적인 음주 측정기 검사를 받았습니다. 또한 피험자들은 호위없이 시설을 떠날 수 없었습니다. 나중에 치료를받은 사람들은 시설을 스스로 알아볼 수있게되었지만 귀환시 임상 요원 (소독 및 호흡 측정기 검사 포함)에 의해 평가되었습니다. 입원 환자 및 외래 환자 치료 프로그램에 계속 등록하는 것은 음성 독성 검사에 근거했다. CD 참가자는 알코올 중독 및 약물 남용 치료에 대해 뉴욕 주에서 인증 한 개인 상담사를 최소 매주 만났습니다. 중독 치료 센터의 상담사에게 금욕의 길이를 확인했습니다. CD 및 대조군 참가자 모두에 대한 배제 기준은 다음과 같다 : (1) SCID에 기초하여 CD에 의해 야기 된 우울증의 의존성 또는 과거의 진단을 제외한 임의의 DSM IV, 축 1 진단; (2) 30 분 이상 의식 상실을 초래하는 머리 외상; (3) 과거 또는 현재 뇌 병리의 존재; (4) HIV 진단; (5) MRI에 대한 금기 사항; (6) 19 이하 또는 55 세 이상; (7) 백질 (WM) 고혈압의 존재 (임상 적으로 중요한 WM 고혈압으로 인해 한 명의 환자 만 제외됨). 대상 환자 집단에서 높은 병적 병적 알코올 및 약물 남용을 감안할 때 [27]CD가 발병되기 전에 참가자들은 다른 약물이나 알코올의 남용으로 배제되지 않았습니다 (3 참가자는 병적 알코올 의존도가 있고 7는 병적 헤로인 의존성이 있습니다). 따라서 CD 그룹은 다 약제 남용자로 간주 될 수 있습니다. 코카인에 대한 주요 의존성. 현재 어떤 양의 알코올이나 약물도 사용하지 않았습니다. 첫 SCID 인터뷰에서 금욕 이전의 약물 사용 기간을 알 수있었습니다.

미리보기

표 1. 통제 및 절제 코카인 그룹에 대한 인구 통계 학적 특성.

doi : 10.1371 / journal.pone.0059645.t001

MR 데이터 수집

모든 스캐닝은 1.5-cm id 3 축 국부 구배 코일 및 엔드-캡핑 된 구적 새장 무선 주파수 헤드 코일이 장착 된 NKI의 30.5T Siemens VISION 스캐너 (독일 에를 랑겐)에서 수행되었다. TE = 1 ms, TR = 4.9 ms, 플립 각도 11.6 °, FOV 8 mm, 300 mm 등방성 복셀, 매트릭스 1.2 × 256 및 256 시상면 슬라이스의 매개 변수를 사용하여 고해상도 T172 가중 MPRAGE 해부 이미지를 획득했습니다.

MR 데이터 분석

고해상도 T1- 가중 이미지는 복셀 기반 Morphometry (VBM) 분석을 받았다 [5], [28] FSL 도구로 수행 [29]. AFNI의 3dSkullStrip을 사용하여 뇌 추출한 데이터를 중앙값 필터링 (3 × 3 복셀)했습니다. [30]그런 다음 회백질과 뇌척수액으로 분할합니다 [31]. 그런 다음 회백질 이미지를 MNI152 표준 공간에 적절하게 정렬했습니다. [32], [33] 비선형 등록 [34], [35] 정렬을 더 세분화합니다. 연구 결과 템플릿을 생성하기 위해 결과 데이터를 평균화 한 후, 네이티브 회백질 이미지를 비선형 적으로 재 등록 하였다. 등록 된 부분 볼륨 이미지는 뒤틀린 야곱의 곱을 곱하여 변조되었습니다. [28]. 이 단계는 변환의 비선형 성분으로 인한 수축 / 확대를 보상합니다 (http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/segment​ation/modulation/), 개인의 두개 내 총량을 교정 할 필요가 없음 [36]. 이러한 방식으로 전체 뇌 부피 효과의 제거는 국소 GM 부피 차이에 대한 추론을 허용 하였다. 변조 된 분할 된 이미지는 등방성 가우스 커널 (σ = 2 mm ~ 4.7 mm FWHM)로 평활화되었습니다.

금욕적인 CD 그룹의 결과적인 회백질 이미지는 복셀 단위의 후버 강력한 회귀에 적용되었다 [37], [38] R 통계 분석 패키지에서 [39]. 관심의 두 가지 변수, 금주의 주 및 금욕 이전의 사용 년은 단일 복셀 전체 뇌 회귀 모델에 포함되었습니다. 수년간의 사용은 나이를 대리 할 수 ​​있고 나이와 GM 양 사이의 잘 확립 된 관계를 감안할 때 [28], [40]나이는 회귀 모델에서 성가신 공변량으로 포함되었습니다. 각 회귀 항에 대한 복사 회귀 계수 및 관련 T 통계량을 양수 및 음수 계수의 맵으로 분할했습니다. 중요한 복셀은 복셀 통계량 임계 값 (t (39) = 2.97, p = 0.005, 수정되지 않음)을 통과했으며 여러 비교를 제어하기 위해 360 μl 이상의 클러스터의 일부 여야했습니다. 부피 임계 값은 몬테-카를로 시뮬레이션에 의해 복셀 단위 임계 값과 함께 클러스터가 우연히 살아남을 확률이 5 %가되도록 결정했습니다. 관심 영역 (ROI)을 이러한 방식으로 식별하고, 각 영역에 대한 회백질 부피를 각각의 CD 및 비교를 위해 대조군 참가자에 대해 추출 하였다. 각 관심 영역의 GM 볼륨이 컨트롤의 GM 볼륨과 어느 시점에서 교차하는지 결정하기 위해, 금욕 기간 및 CD 개인에 대한 사용 년에 대한 강력한 회귀선이 각 관심 영역 및 이들의 교차점에 대한 이러한 값에 적합했습니다. 계산 된 컨트롤의 평균과 일치합니다. 그러나이 방법은 상관 관계 값을 증가시키는 경향이 있습니다. [41] 결과 해석에주의를 기울여야합니다.

결과

인구 통계

CD 참가자는 연령대 (Welch t (77.5) = −0.6, p> 0.05 또는 성별 (χ2 = 1.98, p = 0.15), 그러나 교육 연수에 따라 달랐습니다 (Welch t (82.6) = −5.1, p <0.001; 참조 표 1 인구 통계 정보). 교육 연수는 금욕 기간 (Pearson 's ρ = −0.43, t (41) = −3.1, p <0.005)과 음의 상관 관계가 있지만 사용 연수 (Pearson 's ρ = −0.02, t (41) = −0.12, p> 0.1) CD 그룹의 경우. 사용 연도는 금욕 기간과 관련이 없습니다 (Pearson의 ρ = −0.17, t (41) = −1.2, p> 0.05).

VBM 회귀 결과

사용 년.

4 개 지역 (표 2)는 수년간의 사용과 양의 상관 관계를 보여주었습니다. 즉, 더 긴 사용 기간으로 이러한 지역에서 회백질의 양이 증가했습니다. 이 지역들은 양측 전 이랑에 양측에 위치하였으며, 소뇌의 좌측 내측 전두 이랑과 우측 결절 각각에 1 개의 지역이 있었다. 여러 지역 (표 2)는 사용 기간과 음의 상관 관계를 나타 냈습니다. 이들은 우측 소뇌 편도에, 양측 상측 전방 이랑, 우측 전방 전립선에, 우측 우측 쇄골 및 우측 전방 싱귤러 이랑 각각에 위치 하였다. 그림 1 (왼쪽).

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그림 1. 왼쪽 앞쪽과 오른쪽 앞쪽 힌지의 영역은 각각 금주로 GM에서 증가하고 몇 년 동안 GM에서 감소합니다.

실선은 CD 개인을위한 강력한 회귀선입니다. 점선은 제어 참가자에 대한 동일한 ROI의 평균 GM입니다.

doi : 10.1371 / journal.pone.0059645.g001

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표 2. 회귀 분석에서 식별 된 영역

doi : 10.1371 / journal.pone.0059645.t002

금주의 주.

여러 지역 (표 2)는 금주의 수주와 양의 상관 관계를 나타내는 것으로 관찰되었다. 여기에는 왼쪽 절연체, 왼쪽 및 오른쪽 cingulate gyri, 왼쪽 cuneus, 왼쪽 및 오른쪽 우수한 전두 이랑, 소뇌의 왼쪽 culmen, 오른쪽 중간 측두 이랑이 포함됩니다. 에서 볼 수 있듯이 피규어 1 및 2이러한 각 지역에서 금욕 기간이 짧은 CD 사용자는 대조군보다 GM이 적습니다. 절제된 사람들은 대조군보다 더 많은 GM 양을 보인다. 상대적으로 작은 볼륨에서 상대적으로 큰 볼륨으로의 교차점은 모든 지역에서 상당히 일관되어 35.6 주 금주 (26.4–44.9, sd 6.2 범위)를 평균했습니다. 세 지역 (참조 표 2)는 금욕의 길이와 음의 상관 관계를 나타내는 것으로 관찰되었다. 여기에는 양측 큐뉴 영역과 왼쪽 프리 큐뉴 영역이 포함됩니다. 이 지역에서 평균 24.2주의 금주 (18.5–27.6, sd 5.0 범위)는 GM 수준이 통제 수준과 같기 전에 지나간 후 ​​금욕이 증가함에 따라 더 감소했습니다.

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그림 2. 우측 후부 경피, 좌측 단층 및 좌측 및 우측 상부 전두부 부위는 몇 주 동안 금욕으로 GM이 증가한 것으로 나타났습니다.

실선은 CD 개인을위한 강력한 회귀선입니다. 점선은 제어 참가자에 대한 동일한 ROI의 평균 GM입니다.

doi : 10.1371 / journal.pone.0059645.g002

금욕 기간은 수년간의 교육과 관련이 있었기 때문에, 우리는 귀찮은 회귀 자로 포함 된 연령과 연도에 따른 금주와 금주 간의 클러스터 수준 상관 관계를 수행했습니다. 위에서보고 된 효과는 모든 지역에서 유의미한 것으로 유지되었습니다.

우리는 일련의 Welch T- 테스트를 수행하여 교차점보다 더 긴 사용자의 GM 볼륨이 컨트롤 볼륨보다 훨씬 더 많은지 확인했습니다. 이러한 테스트는 선형 회귀에서 식별 된 각 ROI의 교차점을 사용하여 각 ROI에 대해 개별적으로 수행되었습니다. 이 모든 테스트는 유의하게 달랐습니다 (모두 p <0.05).

사용과 금욕 효과의 독립성.

우리는 수년간의 사용과 관련하여 변화된 용적을 나타내는 영역도 금욕과 함께 변하는 것이 관찰되는지 테스트했습니다. 수년간의 사용 효과를 보여준 영역에서 금욕 효과에 대한 상관 관계를 수행했습니다. 그 반대의 경우). 모든 군집에 대해, 금욕과 양의 상관 관계를 보인 것으로 초기에 확인 된 오른쪽 전완과 왼쪽 단 단군 (p <0.05)만이 사용 기간과 유의 한 음의 상관 관계를 나타냈다 (p <0.05).

토론

이 결과는 코카인 중독자 집단에서 코카인 사용 기간 및 금욕과 관련된 회백질의 양을 조사한 최초의 결과 중 일부입니다. 우리는 몇 년 동안 사용이 증가함에 따라 GM 감소를 나타내는 여러 지역을 관찰했습니다. 이러한 결과는 반드시 상관 관계가 있지만, 물질 사용 기간이 길수록 회백질 부피가 더 낮은 코카인 사용의 누적 효과를 제안합니다. [22]. 이러한 영향이 금욕적인 사용자에게서 관찰되었다는 것은 6-9 개월에서 1 년 이상 또는 일부 보고서에서는 금욕 후 최소 6 년까지 지속되는 알코올 중독의 GM 결핍에 대한 이전 보고서와 일치합니다. [42]-[44]. 마찬가지로 헤로인을 몇 년 동안 사용한 기능으로 GM 감소 [6], [45], [46] 그리고 코카인 [15] 이전에보고되었습니다. 반대로, 수년간의 사용에 따른 증가 된 GM은 소뇌, 양측 전 중앙 이랑 (아래에 설명 된 두 가지 효과) 및 정서적 처리와 관련된 cingulate gyrus의 생식기 부위에서도 관찰되었습니다. [47]. 이것은 정서적 조절에 중요한 지역에서 반복적 인 코카인 사용 둔화 반응의 결과 일 수 있습니다 [48]. 대안 적으로, 정서적 반응성이 약물 남용에 대한 취약성을 조절하는 인자로서 연루되어 있음을 감안할 때 [49], 이것은 약물 남용의 발달 및 연장 가능성을 증가시키는 데 기여한 기존의 요인 일 수있다.

중독이 자기 주도적 의지 통제력 상실로 특징 지어 질 수 있다면 [22], 금욕과 그 유지는 집행 기능의 이러한 측면을 재확인하는 것으로 특징 지을 수있다 [24]. 현재 코카인 사용자는 전치부, 전두엽, 안와 전두엽 및 외 피질과 같은 행정 기능에 중요한 뇌 영역에서 GM 감소를 보여줍니다. [6]-[11]. 대조적으로, 여기서보고 된 절제 CD 사용자 그룹은 평균 금욕 36 주 후 통제 수준을 초과하는 절제 기간의 함수로서 GM의 상승을 보여줍니다. 이것에 대한 한 가지 가능한 설명은 금욕이 현재 코카인 의존성 동안 감소되는인지 제어 및 행동 모니터링의 재 검증을 요구할 수 있다는 것입니다 [11], [50], [51]. 우리와 다른 사람들은 약물 남용자들이 높은 수준의인지 조절을 요구하는 작업에서 전두엽 활동 감소를 보상하기 위해 증가 된 소뇌 활동을 개발할 수 있다고 가정했습니다. [52], [53] 이것은 금욕을 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다 [24]. 행동 통제의 재확인은 실습 관련 확장을 야기 할 수있다 [54] 전립 절연, 전방 cingulate, 소뇌 및 배측 전전두엽 피질과 같은 GM 영역에서, 장기 금욕 물질 사용자의 대조군과 비교하여 활동 수준의 이전보고와 일치 [24], [55]. 데이터의 단면적 특성을 고려할 때 실행 가능한 대안은 GM 볼륨의 차이가 금욕 이전에 있었으며 금욕 기간과의 관계는 이러한 지역에서 더 많은 볼륨을 가진 사람들이 금욕을 더 오래 유지할 가능성이 높다는 것을 나타냅니다. 작지만 성장하는 문헌은 회백질 량과 같은 기준선 예측 변수를 평가하는 등 여러 물질 사용자에게 이러한 가능성을 검토하기 시작하여 금욕을 유지하는 사람들의 금욕의 시작과 다른 점을 나타낼 수 있습니다. . 정수리 후두 구두의 알코올, 회백질 부피, 내측 및 우측 측면 전전두엽 피질 [56] 행동 제어 및 보상 처리에 중요한 뇌 영역 [57], [58] 재발 가능성과 성공적인 금욕을 예측하는 것으로 나타났습니다. 유사하게, 정지 전에 측정 된 피질 및 피질 하 영역의 회백질 양은 흡연자의 치료 결과를 예측하는 것으로 나타났다 [59]. 우리가 알기로는 코카인과 같은 각성제 사용자의 회백질에 대한 유사한 형태 분석이 수행되지 않았습니다. 그러나, 다양한 기능적 활성화 연구에 따르면, 행동 제어, 비 내식 및 보상 평가와 관련된 뇌 영역의 활성화 수준은 메탐페타민에서의 치료 결과의 예측 인으로서의 가능성을 보여줍니다 [60] 코카인 사용자 [61]-[64]. 이전에 여기에보고 된 것과 동일한 CD 사용자 집단에서 백질의 무결성을 조사했습니다. [25]. 이 연구는 본원에보고 된 결과와 일치하는 질병 및 절제 효과의 해리를 확인 하였다. 예를 들어, 여기에보고 된 전두엽 변화는 종축 막에서 이전에 관찰 된 백질 변화를 보완 할 수 있습니다 [25]. 그러나 이전의 DTI 연구에는 소인 분석이 포함되어 있지 않으므로 여기에보고 된 회백질 변화가 이전에보고 된 백질 변화와 관련이 있는지 확신 할 수 없습니다. 이러한 모호함을 해결하기 위해 금욕 기간과 사용 기간과 관련 될 수있는 회백질 및 소인도 차이를 조사하는 미래의 연구가 필요합니다. 궁극적으로, 이들 대안들 사이에서 결정되는, 즉 본원에보고 된 부피 차이는 금욕의 결과로 발생했거나 예정된 금욕이 촉진되어 대규모 종단 연구가 필요하다. 그럼에도 불구하고, 본 데이터의 두 가지 해석은 성공적인 절제의 특성으로서인지 조절의 기초가되는 영역에서 높은 수준의 부피를 식별한다.

충동도는 약물 사용 장애의 발병에 대한 위험 요소로 확인되었습니다. 여기서 높은 수준의 충동도를 보이는 개인은 불법 약물의 실험 및 오용이 발생하기 쉽습니다. [65], [66]. 또한 물질 사용은 급성 영향 (예 : 중뇌 도파민 시스템의 작용)을 통해 부적응 행동에 영향을 줄 수 있습니다. [67], [68]), 또는 약물 사용 연장의 결과. 예를 들어, 약물이 급격히 억제 장애를 일으킬 수 있음 [50] 위험 선택 행동 변경 [51], [69]-[71]. 계속 사용하면 성능 모니터링의 신경 기질을 변경하여 사용이 확대되고 그에 따른 의존성이 발생할 수 있습니다. [72] 및 자극 보상 처리 뇌 시스템 [73], 무엇보다도. 특성 충동의 일반적인 관찰은 운동 활동 증가 [74]. 수년간 사용 된 양측 전 중앙 이랑에서보고 된 상승 된 GM의 관찰은 남용 된 물질을 조달하기 위해 중독자 측에서 상승 된 환경 탐사를 반영 할 수있는 한 중요 할 수있다 [75]. 실제로, 이러한 가설은 복잡한 운동 기술을 습득함으로써 운동 피질의 GM 증가에 대한보고와 일치합니다. [76].

좌측 및 우측 하부 정면 이랑 및 우측 전방 cingulate는 주요 유전자좌 근본 반응 억제로 확인되었습니다 [77]-[81] 현재 중독자들의인지 통제 장애와 관련이 있습니다. [82] 더 길고 장기간 약물 남용 [83]. 위에서 언급 한 바와 같이, 행동 억제 장애는 약물 중독의 정의 특성 중 하나입니다. 이 지역에서 수년간 사용 된 GM 감소의 관찰은 장기간 사용으로 인한 손상의 누적 효과를 반영 할 수 있습니다. 코카인 중독자에 대한 이전 VBM 연구는 소뇌에서 GM 감소를 관찰했습니다 [12] 코카인으로 인한 산화 스트레스와 혈관 수축의 누적 효과를 반영 할 수 있다고 제안했습니다. [12]. 또한, 감소 된 GM의 영역은 전두엽 피질에 많은 상호 연결을 갖는 소뇌의 소엽에 위치한다 [84], [85]. 이로 인해 발생할 수있는 부정적인 결과에도 불구하고 행동을 중재 할 수없는 데 기여할 수 있습니다. [22], [86], [87]따라서 지속적인 약물 남용에 기여합니다. 대안 적으로, 이러한 효과는 이미 존재했을 수 있고 약물 남용의 발달에 기여할 수있는 행동 제어 장애에 대한 내 인종을 구성 할 수있다 [11]. 우리는 또한 몇 년 동안 GM 감소를 보여주는 것과 중복되지 않는 양측 cingulate gyri에서 금욕과 함께 증가 된 GM을 나타내는 영역을 관찰했습니다. 이것은 뇌가 금욕의 유지와 같은 요구의 변화에 ​​반응하여 보상 할 수 있음을 시사한다 [54], [76].

본 결과는 일부 제한에 의해 강화된다. 관찰 된 구조적 변화의 심리적 결과를 평가하기 위해 대상의 완전한 특성화가 가치가있을 것이다. 또한, 여기에보고 된 CD 그룹에는 알코올과 헤로인에 의존 한 사람들이 포함되었습니다. 이러한 종류의 폴리 약물 사용은 CD 집단을 대표하지만, 여기에보고 된 효과가 이러한 다른 약물 의존성에 의해 영향을받을 수있는 가능성을 높입니다. 미래의 연구는 순수하고 코카인 의존적 코호트 또는 더 큰 폴리 약물 남용자 샘플을 모집하여 독립적이고 상호 작용적인 약물 사용 효과를 탐색 할 수 있도록함으로써 이러한 모호성을 해결하는 것을 목표로 할 수 있습니다. 또한, 향후 연구는 금욕 시도 횟수가 GM 변화와 관련이 있는지 여부를 결정하는 것을 목표로해야합니다. 마지막으로, 대부분의 인간 임상 연구와 일치하여 여기에보고 된 변화의 원인을 다루는 것은 불가능합니다. 즉, 우리는 그들이 코카인 소비의 결과로 생겨났다거나 확실하게 말할 수는 없습니다. 이러한 모호함에도 불구하고, 본 결과는 연장 된 중독의 효과와 연장 된 금욕 사이의 해리를 입증한다. 사용 기간이 늘어남에 따라 회백질의 변화가 나타나는 지역과 금욕이 증가한 지역 사이의 해리는 회복이 단순히 질병 과정의 역전이 아님을 시사합니다. 오히려 행동 제어에 중요한 대뇌 피질 영역이 성공적인 금욕의 바이오 마커 역할을 할 수있는 두 가지의 비대칭 성을 시사한다. 또한, 이러한 시스템은 마음 챙김 기반 접근 방식과 같이 치료 중 타겟팅에 적합 할 수 있습니다. [88] 여기에보고 된 일부 지역의 기능과 구조를 모두 조절하는 것으로 나타났습니다 [89]-[91]. 이것은 궁극적으로 재발을 감소시키고 장기간의 성공적인 금욕의 가능성을 증가시킬 수 있습니다.

감사의

고등 교육 기관, 국가 개발 계획 및 고성능 컴퓨팅을위한 트리니티 센터가 자금을 지원하는 IITAC 고성능 컴퓨팅 클러스터에 대한 액세스를 통해 데이터 분석이 지원되었습니다.

작성자 기여

실험을 생각하고 디자인했습니다 : HG JJF. 실험을 수행했습니다 : RPB. 데이터 분석 : CGC. 제공되는 시약 / 재료 / 분석 도구 : CGC RPB. 논문을 썼다 : CGC RPB JJF HG.

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