تغییر اتصالات مغزی با مصرف کانابیس؛ نقش شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس در ولع مصرف

تغییر اتصالات مغزی با مصرف کانابیس؛ مغز در برابر ولع مصرف چگونه شبکه‌های خود را تنظیم می‌کند؟

مغز انسان مجموعه‌ای از نواحی منفرد و مستقل نیست؛ بلکه سامانه‌ای پیچیده از شبکه‌های عصبی است که پیوسته و متناسب با نیازهای شناختی، هیجانی و رفتاری با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. به همین دلیل، برای درک اثرات مواد روان‌گردان و اعتیادآور، صرفاً بررسی فعالیت یک ناحیه مغزی نمی‌تواند تصویر کاملی از سازوکارهای عصبی وابستگی ارائه دهد. یکی از رویکردهای مهم علوم اعصاب معاصر، بررسی اتصال‌پذیری عملکردی (functional connectivity) و به‌طور ویژه اتصال‌پذیری عملکردی پویا (dynamic functional connectivity) است؛ یعنی بررسی اینکه ارتباط عملکردی میان نواحی و شبکه‌های مغزی چگونه در طول زمان تغییر می‌کند.

در همین چارچوب، پژوهشگران مرکز BrainHealth وابسته به دانشگاه تگزاس در دالاس، الگوهای اتصال‌پذیری شبکه‌های مغزی را در مصرف‌کنندگان مزمن کانابیس بررسی کردند. این پژوهش به‌طور خاص بر زمانی تمرکز داشت که فرد در معرض نشانه‌ها و محرک‌های مرتبط با مصرف کانابیس قرار می‌گیرد و ولع مصرف (cannabis craving) را تجربه می‌کند.

نتایج این مطالعه نشان داد که مسئله فقط افزایش یا کاهش فعالیت یک ناحیه مغزی نیست؛ بلکه نحوه ارتباط پویا میان شبکه‌های مغزی و مدارهای مرتبط با پاداش نیز با مصرف مزمن کانابیس و شدت ولع مصرف ارتباط دارد. این مطالعه در ۲۰ مه ۲۰۲۰ به‌صورت آنلاین در مجله Human Brain Mapping منتشر شد. 

اتصال‌پذیری عملکردی مغز چیست و چرا در اعتیاد اهمیت دارد؟

برای مدت زیادی، بسیاری از مطالعات علوم اعصاب بر این سؤال متمرکز بودند که هنگام انجام یک رفتار یا تجربه یک حالت ذهنی، کدام ناحیه مغز فعال می‌شود. این رویکرد اطلاعات ارزشمندی فراهم کرده است، اما مغز را نمی‌توان صرفاً به مجموعه‌ای از نواحی فعال و غیرفعال تقلیل داد.

اتصال‌پذیری عملکردی مغز به همبستگی یا هماهنگی فعالیت عصبی میان مناطق مختلف مغز اشاره دارد. این ارتباط الزاماً به معنای وجود یک مسیر آناتومیک مستقیم میان دو ناحیه نیست؛ بلکه می‌تواند نشان‌دهنده تغییرات هماهنگ در فعالیت آن‌ها باشد.

در حوزه اعتیاد، اهمیت این مفهوم دوچندان است؛ زیرا رفتار جست‌وجوی ماده و ولع مصرف حاصل تعامل چندین سامانه است. مدارهای پاداش، شبکه‌های کنترل اجرایی، شبکه برجستگی (salience network)، شبکه پیش‌فرض (default mode network) و سامانه‌های مرتبط با هیجان و انگیزش می‌توانند در شکل‌گیری تجربه craving نقش داشته باشند.

بنابراین سؤال مهم این نیست که «کدام قسمت مغز در هنگام ولع مصرف فعال می‌شود؟» بلکه باید پرسید:

«شبکه‌های مغزی در هنگام ولع مصرف چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و آیا این ارتباط در طول زمان ثابت می‌ماند؟»

پژوهش Yoo و همکاران دقیقاً به این پرسش نزدیک شد. 

تفاوت اتصال‌پذیری ایستا و اتصال‌پذیری پویا

یکی از نکات برجسته این مطالعه، توجه به تفاوت میان static functional connectivity و dynamic functional connectivity است.

در تحلیل‌های اتصال‌پذیری ایستا، پژوهشگر معمولاً ارتباط عملکردی میان دو ناحیه یا دو شبکه را در یک بازه زمانی کلی محاسبه می‌کند. چنین تحلیلی می‌تواند نشان دهد دو سامانه تا چه اندازه با یکدیگر ارتباط دارند، اما ممکن است تغییرات لحظه‌به‌لحظه این ارتباط را پنهان کند.

در مقابل، اتصال‌پذیری عملکردی پویا تلاش می‌کند تغییرات اتصال‌پذیری را در طول زمان بررسی کند. به بیان ساده، ممکن است دو شبکه در یک لحظه ارتباط بسیار قوی و چند لحظه بعد ارتباط ضعیف‌تری داشته باشند. همین نوسان می‌تواند بخشی از اطلاعات مهم درباره وضعیت عملکردی مغز باشد.

در مطالعه مورد بحث، پژوهشگران تغییرپذیری اتصال‌پذیری را در شبکه پیش‌فرض، شبکه اجرایی مرکزی و شبکه برجستگی و همچنین در دو ناحیه مرتبط با پاداش، یعنی آمیگدال و هسته آکومبنس (nucleus accumbens)، بررسی کردند. افزون بر این، شاخص‌های توپولوژیک کل مغز مانند کارایی کلی (global efficiency)، ماژولاریتی (modularity) و تاب‌آوری شبکه (network resilience) نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. 

مطالعه چگونه انجام شد؟

در این پژوهش، ۵۴ فرد مصرف‌کننده کانابیس و ۹۰ فرد در گروه کنترل بررسی شدند. شرکت‌کنندگان در حین انجام یک تکلیف مواجهه با نشانه‌های مرتبط با کانابیس تحت تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی یا fMRI (functional magnetic resonance imaging) قرار گرفتند.

هدف از این رویکرد آن بود که پژوهشگران بتوانند تغییرات فعالیت و اتصال شبکه‌های مغزی را در شرایطی بررسی کنند که محرک‌های مرتبط با کانابیس می‌توانند تجربه ولع مصرف را برانگیزند.

محققان علاوه بر داده‌های تصویربرداری، شدت craving را نیز پیش و در حین اسکن ارزیابی کردند. سپس بررسی کردند که آیا تغییرپذیری اتصال شبکه‌های مغزی با شدت ولع گزارش‌شده توسط افراد ارتباط دارد یا خیر. 

هسته آکومبنس؛ یکی از نقاط کلیدی مدار پاداش

یکی از مهم‌ترین ساختارهایی که در این پژوهش مورد توجه قرار گرفت، هسته آکومبنس (nucleus accumbens) بود.

هسته آکومبنس بخشی از استریاتوم شکمی (ventral striatum) محسوب می‌شود و در پردازش پاداش، انگیزش، یادگیری تقویتی و رفتارهای مرتبط با پاداش نقش دارد. این ساختار در تعامل با سایر اجزای مدار پاداش و سامانه‌های دوپامینرژیک قرار دارد.

البته نباید نقش هسته آکومبنس را به‌صورت ساده‌شده معادل «مرکز لذت» دانست. نقش این ساختار بسیار پیچیده‌تر است و در فرایندهایی مانند انگیزش و نسبت دادن ارزش به محرک‌ها نیز مشارکت دارد.

در زمینه اختلالات مصرف مواد، ارتباط میان نشانه‌های مرتبط با ماده و مدارهای پاداش اهمیت ویژه‌ای دارد. یک محرک می‌تواند به‌تدریج ارزش انگیزشی پیدا کند و در فردی که وابستگی شکل گرفته است، مشاهده یا تصور آن محرک با تجربه craving همراه شود.

شبکه اجرایی مرکزی چه نقشی دارد؟

در سوی دیگر این ارتباط، شبکه اجرایی مرکزی (central executive network; CEN) قرار دارد؛ شبکه‌ای که در فرایندهای شناختی سطح بالا، از جمله کنترل شناختی، توجه و تصمیم‌گیری نقش دارد.

قرار گرفتن شبکه اجرایی مرکزی در کنار هسته آکومبنس از منظر علوم اعصاب اعتیاد بسیار جالب است؛ زیرا رفتار اعتیادی صرفاً مسئله‌ای مربوط به افزایش فعالیت مدار پاداش نیست. در بسیاری از مدل‌های اعتیاد، تعامل میان سامانه‌های انگیزشی و پاداش و سامانه‌های کنترل شناختی اهمیت اساسی دارد.

از این منظر، بررسی ارتباط CEN–nucleus accumbens می‌تواند به پژوهشگران کمک کند بفهمند چگونه اطلاعات مربوط به ارزش و انگیزش یک ماده با شبکه‌های دخیل در کنترل شناختی تعامل پیدا می‌کند.

یافته کلیدی: اتصال میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس پویا است

مهم‌ترین یافته این مطالعه آن بود که تغییرپذیری اتصال‌پذیری میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته‌های آکومبنس در مصرف‌کنندگان کانابیس افزایش داشت و این تغییرپذیری در طول مواجهه با نشانه‌های مرتبط با کانابیس با شدت craving در حین اسکن ارتباط مثبت داشت. 

این یافته اهمیت زیادی دارد؛ زیرا نشان می‌دهد ارتباط میان سامانه کنترل شناختی و مدار پاداش را نمی‌توان صرفاً با یک مقدار ثابت توصیف کرد.

به بیان ساده، در فرد مصرف‌کننده مزمن کانابیس، هنگام مواجهه با نشانه‌های مرتبط با ماده، الگوی ارتباط میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس بیشتر دچار نوسان می‌شود و هرچه craving در زمان اسکن بیشتر باشد، این تغییرپذیری نیز ارتباط بیشتری با تجربه ذهنی ولع مصرف نشان می‌دهد.

بنابراین، آنچه تغییر می‌کند صرفاً «شدت فعالیت» نیست؛ بلکه دینامیک ارتباط میان شبکه‌های مغزی نیز اهمیت دارد.

چرا این یافته برای علوم اعصاب اعتیاد مهم است؟

این مطالعه یک تغییر مفهومی مهم را تقویت می‌کند: مغز را نباید در مطالعه اعتیاد مجموعه‌ای از مناطق منفرد در نظر گرفت.

ممکن است یک فرد هنگام مشاهده محرک مرتبط با کانابیس، فعالیتی در ساختارهای مرتبط با پاداش نشان دهد؛ اما تجربه واقعی craving حاصل تعامل پیچیده این سامانه با شبکه‌های کنترل شناختی، توجه، برجستگی و پردازش اطلاعات درونی است.

در نتیجه، بررسی شبکه‌های مغزی در مقیاس بزرگ (large-scale brain networks) می‌تواند اطلاعات بیشتری نسبت به بررسی جداگانه یک ناحیه ارائه دهد.

مطالعه حاضر نیز نشان داد که ارتباط میان central executive network و nucleus accumbens نه‌تنها با وضعیت مصرف کانابیس ارتباط دارد، بلکه ویژگی‌های پویای این ارتباط با craving نیز مرتبط هستند.

ماژولاریتی مغز و سازمان شبکه‌های عصبی

پژوهشگران علاوه بر اتصال میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس، شاخص‌هایی مانند modularity را نیز بررسی کردند.

ماژولاریتی مفهومی در تحلیل شبکه‌های مغزی است که به سازمان‌یافتگی مغز در قالب زیرشبکه‌ها یا ماژول‌های نسبتاً متمایز اشاره دارد. مغز از یک سو باید بتواند شبکه‌های تخصصی را حفظ کند و از سوی دیگر، در صورت نیاز میان این شبکه‌ها ارتباط برقرار کند.

در این مطالعه، تغییرپذیری ماژولاریتی بین گروه‌ها تفاوت معناداری نشان نداد، اما با میزان craving پیش از اسکن ارتباط مثبت داشت. بنابراین، نتایج نشان می‌دهند که ویژگی‌های سازمان‌یافتگی شبکه‌ای مغز نیز ممکن است با تجربه ولع مصرف مرتبط باشند، هرچند نباید از این یافته نتیجه گرفت که کانابیس به‌تنهایی موجب «فروپاشی شبکه‌های مغزی» می‌شود.

آیا این مطالعه ثابت می‌کند کانابیس اتصالات مغز را برای همیشه تغییر می‌دهد؟

خیر؛ چنین نتیجه‌ای از این مطالعه قابل استنباط نیست.

این نکته از نظر علمی بسیار مهم است.

عنوان‌هایی مانند «کانابیس مغز را برای همیشه تغییر می‌دهد» یا «ماری‌جوانا اتصالات مغزی را تخریب می‌کند» فراتر از شواهد مستقیم این پژوهش هستند. مطالعه Yoo و همکاران یک مطالعه تصویربرداری است که ارتباط میان مصرف مزمن کانابیس، تغییرپذیری اتصال‌پذیری عملکردی و craving را بررسی کرده است.

از آنجا که این پژوهش ماهیت مشاهده‌ای دارد، نمی‌توان صرفاً بر اساس این نتایج نتیجه گرفت که مصرف کانابیس به‌طور قطعی و یک‌طرفه باعث ایجاد تمام تغییرات مشاهده‌شده شده است.

همچنین این مطالعه بیشتر بر پویایی اتصال‌پذیری هنگام مواجهه با نشانه‌های مرتبط با کانابیس تمرکز دارد، نه اثبات یک آسیب ساختاری دائمی در مغز.

بنابراین تعبیر دقیق‌تر علمی این است که:

مصرف مزمن کانابیس با تغییر در الگوهای پویا و زمانی اتصال‌پذیری شبکه‌های مغزی، به‌ویژه در ارتباط میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس، مرتبط است.

این بیان هم دقیق‌تر است و هم با داده‌های مطالعه سازگاری بیشتری دارد.

ارتباط اتصال‌پذیری مغز با craving در مصرف کانابیس

Craving یا ولع شدید برای مصرف یکی از مؤلفه‌های مهم اختلالات مصرف مواد است و می‌تواند در تداوم مصرف، از دست دادن کنترل بر رفتار مصرفی و احتمال عود اهمیت داشته باشد.

اهمیت یافته حاضر در این است که پژوهشگران توانستند سطح تجربه ذهنی craving را با یک ویژگی قابل اندازه‌گیری در داده‌های تصویربرداری مغز مرتبط کنند.

به عبارت دیگر، میان یک تجربه ذهنی ــ یعنی «تمایل به مصرف کانابیس» ــ و یک ویژگی در سطح شبکه مغزی ارتباط مشاهده شد.

این نوع ارتباط میان سطح رفتاری ـ ذهنی و سطح شبکه‌ای مغز از جذاب‌ترین حوزه‌های پژوهش‌های معاصر علوم اعصاب است؛ زیرا تلاش می‌کند فاصله میان تجربه ذهنی انسان و مکانیسم‌های عصبی زیربنایی آن را کاهش دهد.

از تصویربرداری مغزی تا درمان اختلال مصرف کانابیس

یکی از چشم‌اندازهای مهم چنین پژوهش‌هایی، امکان استفاده از نشانگرهای عصبی برای شناخت بهتر اختلال مصرف کانابیس (cannabis use disorder; CUD) است.

اگر مطالعات آینده بتوانند نشان دهند که الگوهای اتصال‌پذیری پویا در طول درمان تغییر می‌کنند و این تغییرات با کاهش craving یا بهبود کنترل رفتاری همراه هستند، شاید بتوان از این شاخص‌ها به‌عنوان biomarkerهای بالقوه برای بررسی پاسخ به درمان استفاده کرد.

با این حال، این مسیر هنوز به مطالعات بیشتری نیاز دارد. خود پژوهشگران نیز تأکید کرده‌اند که باید بررسی شود این الگوهای شبکه‌ای در طول درمان و دوره بهبودی چگونه تغییر می‌کنند.

یافته‌های این مطالعه در امتداد پژوهش‌های قبلی Filbey

این پژوهش ادامه خط تحقیقاتی گروه Francesca Filbey درباره سازوکارهای عصبی مصرف کانابیس است.

در مطالعات پیشین، گروه Filbey نشان داده بود که مصرف‌کنندگان مزمن کانابیس هنگام تجربه تمایل به مصرف، پاسخ عصبی بیشتری در مناطق مرتبط با پاداش نشان می‌دهند و اندازه این پاسخ با شدت مشکلات مرتبط با مصرف کانابیس ارتباط دارد. پژوهش جدید یک گام فراتر می‌رود و به جای تمرکز صرف بر پاسخ یک منطقه، دینامیک اتصال شبکه‌های مغزی را مورد توجه قرار می‌دهد.

این تحول از «بررسی ناحیه» به «بررسی شبکه» یکی از روندهای مهم در علوم اعصاب شناختی و علوم اعصاب اعتیاد محسوب می‌شود.

جمع‌بندی؛ کانابیس فقط فعالیت یک ناحیه از مغز را تغییر نمی‌دهد

مغز در هنگام craving برای کانابیس، مجموعه‌ای از پاسخ‌های جداگانه و مستقل تولید نمی‌کند. تجربه ولع مصرف در بستری شبکه‌ای شکل می‌گیرد که در آن مدارهای پاداش، سامانه‌های کنترل شناختی و شبکه‌های بزرگ‌مقیاس مغزی با یکدیگر تعامل دارند.

مطالعه Yoo، Moya و Filbey نشان داد که در مصرف‌کنندگان کانابیس، تغییرپذیری اتصال عملکردی میان شبکه اجرایی مرکزی و هسته آکومبنس در هنگام مواجهه با نشانه‌های مرتبط با کانابیس افزایش می‌یابد و این تغییرپذیری با شدت craving در زمان اسکن ارتباط دارد. پژوهشگران همچنین شاخص‌هایی از سازمان شبکه‌ای کل مغز مانند modularity را بررسی کردند.

از منظر علوم اعصاب، شاید مهم‌ترین پیام این پژوهش این باشد که برای فهم اعتیاد، نباید فقط بپرسیم «کدام ناحیه مغز فعال شده است؟»؛ بلکه باید بپرسیم:

«کدام شبکه‌ها با یکدیگر در ارتباط هستند، این ارتباط چگونه در طول زمان تغییر می‌کند و آیا این تغییرات با تجربه ذهنی و رفتار فرد ارتباط دارند؟»

پاسخ به همین پرسش‌هاست که می‌تواند تصویری عمیق‌تر از رابطه میان مدار پاداش، کنترل شناختی، craving و اختلال مصرف کانابیس ارائه دهد.

در نهایت، این یافته‌ها به معنای آن نیستند که هرگونه مصرف کانابیس الزاماً به تغییرات دائمی و برگشت‌ناپذیر شبکه‌های مغزی منجر می‌شود؛ بلکه نشان می‌دهند الگوهای پویا و زمان‌مند ارتباط میان سامانه‌های مغزی در مصرف‌کنندگان مزمن کانابیس می‌توانند با تجربه ولع مصرف مرتبط باشند. تعیین اینکه این الگوها چگونه ایجاد می‌شوند، تا چه اندازه با طول و شدت مصرف مرتبط‌اند و آیا در روند درمان و بهبودی تغییر می‌کنند، همچنان به پژوهش‌های طولی و مداخله‌ای نیاز دارد.

از همین رو، مطالعه اتصال‌پذیری عملکردی پویا می‌تواند یکی از مسیرهای ارزشمند برای عبور از توصیف ساده فعالیت مغز به سوی درک دقیق‌تر شبکه‌های عصبی اعتیاد و اختلال مصرف کانابیس باشد.

منبع اصلی پژوهش:

Yoo HB, Moya BE, Filbey FM. Dynamic functional connectivity between nucleus accumbens and the central executive network relates to chronic cannabis use. Human Brain Mapping. 2020;41(13):3637–3654. DOI: 10.1002/hbm.25036. (Wiley Online Library)