La fusione multimodale dei dati della risonanza magnetica rivela distinti correlati strutturali, funzionali e neurochimici del consumo pesante di cannabis

Format
Scientific article
Publication Date
Published by / Citation
Hirjak, D., Schmitgen, M. M., Werler, F., Wittemann, M., Kubera, K. M., Wolf, N. D., ... & Wolf, R. C. (2022). Multimodal MRI data fusion reveals distinct structural, functional and neurochemical correlates of heavy cannabis use. Addiction biology, 27(2), e13113.
Original Language

Inglese

Keywords
cannabis
grey matter volume
JuSpace
multimodal data analysis
neurotransmitter
resting state fMRI

La fusione multimodale dei dati della risonanza magnetica rivela distinti correlati strutturali, funzionali e neurochimici del consumo pesante di cannabis

Astratto

L'uso pesante di cannabis (HCU) è spesso associato a una pletora di fenomeni cognitivi, psicopatologici e sensomotori. Sebbene l'HCU sia frequente, al momento non sono chiari modelli specifici di struttura e funzione cerebrale anormale alla base dell'HCU in individui che si presentano senza disturbo da uso di cannabis o altri disturbi mentali principali attuali e nel corso della vita. Questo studio di risonanza magnetica multimodale (MRI) ha esaminato i dati di risonanza magnetica funzionale a riposo (rs-fMRI) e MRI strutturale (sMRI) di 24 persone con HCU e 16 controlli. L'analisi parallela indipendente dei componenti (p-ICA) è stata utilizzata per esaminare le componenti covariabili tra le mappe del volume della materia grigia (GMV) calcolate dalla sMRI e l'attività neurale intrinseca (INA), derivate dall'ampiezza delle mappe delle fluttuazioni a bassa frequenza (ALFF) calcolate dai dati rs-fMRI. Inoltre, abbiamo utilizzato JuSpace toolbox per le correlazioni cross-modali tra modalità basate sulla risonanza magnetica con stime derivate dall'imaging nucleare, per esaminare specifici cambiamenti del sistema di neurotrasmettitori alla base dell'HCU. Abbiamo identificato due componenti transmodali, che differivano significativamente tra l'HCU e i controlli (GMV: p = 0,01, ALFF p = 0,03, rispettivamente). La componente GMV comprendeva prevalentemente regioni cerebello-temporo-talamiche, mentre la componente INA comprendeva regioni fronto-parietali. In tutta l'HCU, i parametri di caricamento di entrambi i componenti erano significativamente associati a un comportamento distinto dell'HCU. Infine, sono state rilevate associazioni significative tra GMV e il sistema serotoninergico, nonché tra INA e il sistema recettore serotoninergico, dopaminergico e μ-oppioide. Questo studio fornisce nuove intuizioni neuromeccanicistiche multimodali sull'HCU suggerendo interazioni co-alterate struttura/funzione nei sistemi neurali che servono funzioni cognitive e sensomotorie.