À l’échelle mondiale, la consommation de cannabis a augmenté ces dernières années. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), environ 147 millions de personnes, soit 2,5 % de la population mondiale, consomment du cannabis. Les mécanismes neurobiologiques du cannabis restent à identifier, en particulier chez les jeunes. La dépendance au cannabis a été associée à un large éventail de déficits neurocognitifs, tels que des comportements à risque, une mémoire épisodique altérée et une faible performance dans les tâches qui nécessitent une fonction cognitive.
Étude : Altération de la connectivité structurelle et fonctionnelle du cerveau chez les consommateurs de cannabis. Crédit d’image : Lightspring / Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les analyses de réseau et la morphométrie sont deux méthodes couramment utilisées pour analyser comment le cannabis affecte la structure et le fonctionnement du cerveau. L’analyse morphométrique donne un aperçu des changements d’épaisseur ou de volume des tissus cérébraux. Bien que des recherches antérieures n’aient trouvé aucune altération morphologique dans le cerveau d’individus fortement consommateurs de cannabis, des preuves récentes contredisent cette découverte. Des études récentes ont indiqué que la consommation de cannabis induit une atrophie parahippocampique, hippocampique et latérale.
Les changements dans la structure et la fonction du cerveau pourraient ne pas se produire uniquement en raison de changements locaux dans la morphologie du cerveau, mais aussi à des altérations des interactions entre les régions du cerveau. En conséquence, de nombreuses études ont développé la modélisation du cerveau en tant que réseau pour comprendre les facteurs responsables des changements dans la fonction cérébrale et la connectivité structurelle dus à la consommation chronique de cannabis.
La majorité des études à grande échelle sur les réseaux cérébraux ont présenté des résultats hétérogènes sur la façon dont la consommation de cannabis affecte la connectivité structurelle et fonctionnelle du cerveau. Une étude précédente a évalué l’effet d’une consommation prolongée de cannabis sur la connectivité axonale et a trouvé une connectivité structurelle compromise dans le splénium du corps calleux, les fibres commissurales et le fornix. Une anisotropie fractionnelle structurelle accrue a été observée chez les consommateurs réguliers de cannabis.
L’analyse de la connectivité fonctionnelle à l’état de repos chez les consommateurs de cannabis a révélé une connectivité fonctionnelle locale améliorée dans le mésencéphale, le striatum ventral, le tronc cérébral et le thalamus latéral. Une analyse de connectivité basée sur les graines n’a révélé aucune différence significative dans la connectivité fonctionnelle du cerveau entier entre les témoins sains et les consommateurs de cannabis. Une analyse théorique des graphes n’a également indiqué aucune différence dans les propriétés régionales et mondiales des réseaux fonctionnels à l’état de repos entre les non-cannabis et les consommateurs de cannabis.
Des hubs densément connectés, connus sous le nom de « clubs riches », ont été identifiés dans les réseaux cérébraux. Ceux-ci jouent un rôle crucial dans l’intégration de l’information à travers les réseaux cérébraux structurels et fonctionnels. Cependant, peu d’études ont analysé les alternances de connectivité fonctionnelle et structurelle des réseaux cérébraux chez les consommateurs de cannabis.
À propos de l’étude
Une récente Rapports scientifiques a étudié les altérations de la connectivité fonctionnelle et structurelle du cerveau chez les consommateurs de cannabis et a comparé les résultats avec des témoins sains. Les changements dans l’organisation du club riche chez les consommateurs de cannabis ont également été étudiés à l’aide de métriques théoriques des graphes.
Les participants ont été inclus dans l’ensemble de données du Human Connectome Project (HCP), dont 72 étaient des consommateurs de cannabis. De plus, 73 personnes en bonne santé ont été recrutées pour le groupe témoin. Des images pondérées en diffusion (DWI) et des images de résonance magnétique fonctionnelle à l’état de repos (rs-fMRI) ont été analysées dans cette étude.
Résultats de l’étude
Les mesures graphiques n’ont révélé aucune différence significative dans les mesures du réseau mondial pour les réseaux structurels ou fonctionnels entre les consommateurs de cannabis et les témoins sains. Cependant, une différence considérable a été observée dans le coefficient de regroupement et le degré nodal pour les réseaux fonctionnels et structurels entre les deux groupes.
Par rapport au contrôle, les réseaux structurels chez les consommateurs de cannabis présentaient un degré de centralité inférieur dans l’operculaire frontal gauche, le cortex pariétal inférieur, le cortex operculaire postérieur et dans les zones temporelles latérales droites, visuelles et cingulaires postérieures. Par rapport au contrôle, un degré structurel accru dans quelques nœuds des régions pariéto-occipitales gauches, y compris V3CD, a été observé chez les consommateurs de cannabis. Dans le cadre des réseaux fonctionnels, une diminution significative de l’opercule frontal gauche a été observée chez les consommateurs de cannabis.
Pipeline de traitement pour l’analyse de réseau structurel et fonctionnel du cerveau. Un connectome structurel a été construit pour chaque individu en utilisant la tractographie des fibres et un schéma de parcellisation. Un connectome fonctionnel a également été construit pour chaque individu en calculant le coefficient de corrélation de Pearson par paires des évolutions temporelles moyennes de 379 régions. Une analyse théorique des graphes a ensuite été réalisée pour étudier les propriétés topologiques et l’organisation en club riche des réseaux cérébraux structurels et fonctionnels chez les témoins sains et les consommateurs de cannabis.
Un coefficient de regroupement plus élevé a été observé, ce qui indique une ségrégation locale élevée dans les régions frontopariétales qui comprennent les cortex frontaux inférieurs, l’opercule frontal et les réseaux structurels du cortex prémoteur. De plus, certaines régions des zones postérieures, telles que le cortex visuel du flux ventral et le V3CD, présentaient des coefficients plus faibles chez les consommateurs de cannabis.
Chez les consommateurs de cannabis, les réseaux fonctionnels étaient caractérisés par des coefficients de regroupement élevés dans le cortex visuel du flux ventral, le cortex frontal inférieur gauche FST et la zone dorsale TG. Une ségrégation fonctionnelle locale plus faible a été observée dans l’hémisphère droit dans le cortex préfrontal dorsolatéral, la zone ventrale du diencéphale et la région para-hippocampique chez les consommateurs de cannabis, par rapport au groupe témoin.
L’étude actuelle a observé que les nœuds de club structurellement riches étaient principalement présents dans les zones bilatérales frontales, temporales et centro-occipitales gauches, ainsi que dans les structures cérébrales profondes pour les consommateurs de cannabis et les non-consommateurs. Fait intéressant, par rapport au groupe témoin, les réseaux structurels chez les consommateurs de cannabis présentaient un nombre plus élevé et plus faible de nœuds de club riche dans les gyrus temporaux supérieurs et inférieurs, respectivement. Les ganglions fonctionnels riches en massue étaient principalement répartis dans les zones pariétales et postérieures pour les deux groupes.
conclusion
L’étude actuelle a examiné les altérations de la connectivité structurelle et fonctionnelle du cerveau chez les consommateurs de cannabis sur la base d’une analyse de la théorie des graphes. Le réseau cérébral des deux groupes présentait des propriétés de petit monde. Des effets régionaux sur les mesures de ségrégation et d’intégration du réseau ont été observés, qui étaient plus importants dans les cortex temporaux insulaires, operculaires frontaux et latéraux/médiaux. Néanmoins, aucun changement dans les propriétés globales du réseau cérébral n’a été observé. L’analyse des clubs riches n’a révélé aucune différence significative entre les deux groupes. À l’avenir, les changements dans le temps des modèles de connectivité fonctionnelle à l’état de repos chez les consommateurs de cannabis devront être étudiés.
