Un effort de recherche collaboratif mené par des scientifiques des départements de radiologie, de neurologie, de psychologie et de neurosciences de l’École de médecine de l’UNC a démontré les effets délétères de la consommation chronique de cocaïne sur les réseaux fonctionnels du cerveau.
Leur étude, intitulée « Changements dans la connectivité réseau après une consommation de cocaïne et une abstinence à long terme », a été soulignée par l’éditeur du Journal of Neuroscience . Les résultats montrent que la consommation continue de cocaïne affecte la manière dont les réseaux neuronaux cruciaux communiquent entre eux dans le cerveau, notamment le réseau en mode par défaut (DMN), le réseau de saillance (SN) et le réseau cortical latéral (LCN). ).
"Une communication perturbée entre DMN et SN peut rendre plus difficile la concentration, le contrôle des impulsions ou la motivation sans le médicament", a déclaré Li-Ming Hsu, PhD, professeur adjoint de radiologie et auteur principal de l’étude. "Fondamentalement, ces changements peuvent affecter la façon dont vous réagissez aux situations quotidiennes, rendant la récupération et la résistance aux fringales plus difficiles."
Hsu a dirigé ce projet lors de son séjour postdoctoral au Centre de résonance magnétique animale du Centre d’imagerie de recherche biomédicale et du Département de neurologie. Les travaux fournissent de nouvelles informations sur les processus cérébraux sous-jacents à la dépendance à la cocaïne et créent des opportunités pour le développement d’approches thérapeutiques et l’identification d’un marqueur d’imagerie pour les troubles liés à l’usage de cocaïne.
Le cerveau fonctionne comme un orchestre , où chaque instrumentiste joue un rôle particulier, crucial pour créer un morceau de musique cohérent. Des parties spécifiques du cerveau doivent travailler ensemble pour accomplir une tâche. Le LCN est actif pendant les rêves et les réflexions, le SN est crucial pour l’attention et le LCN, comme un directeur musical, joue un rôle dans notre prise de décision et la résolution de problèmes.
La recherche a été motivée par des observations d’études d’imagerie fonctionnelle du cerveau humain suggérant que la consommation chronique de cocaïne altère la connectivité au sein et entre les principaux réseaux cérébraux. Les chercheurs avaient besoin d’un modèle animal longitudinal pour comprendre la relation entre la connectivité cérébrale et le développement de la dépendance à la cocaïne, ainsi que les changements au cours du sevrage.
Les chercheurs ont utilisé un modèle de rat pour imiter les schémas de dépendance humains, permettant aux modèles de s’auto-doser d’un simple toucher du nez. Couplée à des techniques avancées de neuroimagerie, l’approche comportementale permet de mieux comprendre l’adaptation du cerveau à la consommation de drogues à long terme et met en évidence la manière dont les substances addictives peuvent altérer le fonctionnement des réseaux cérébraux critiques.
L’équipe de recherche de Hsu a utilisé l’IRM fonctionnelle pour explorer les changements dans la dynamique du réseau cérébral dans des modèles d’auto-administration de cocaïne. Durant une période de 10 jours suivie d’abstinence, les chercheurs ont observé des altérations significatives de la communication réseau, notamment entre DMN et SN.
Image : Cette image illustre les changements dans la communication cérébrale chez les rats après des périodes d’abstinence de cocaïne. Les lignes entre les images indiquent une connectivité plus ou moins grande après 1 jour et 30 jours sans médicament ; les lignes rouges représentent les zones avec plus de connectivité et les lignes vertes montrent moins de connectivité au fil du temps.
Ces changements étaient plus prononcés avec une consommation plus élevée de cocaïne au cours des 10 jours d’auto-administration, ce qui suggère une cible potentielle pour réduire les envies de cocaïne et aider les personnes en convalescence. Les changements dans la communication de ces réseaux pourraient également servir de biomarqueurs d’imagerie utiles pour la dépendance à la cocaïne.
L’étude a également offert de nouvelles informations sur le cortex insulaire antérieur (AI) et le cortex rétrosplénial (RSC). Le premier est responsable du traitement émotionnel et social ; tandis que ce dernier contrôle la mémoire épisodique, la navigation et l’imagination des événements futurs. Les chercheurs ont observé qu’il existait une différence de coactivité entre ces deux régions avant et après l’ingestion de cocaïne. Ce circuit pourrait être une cible potentielle pour moduler les changements de comportement associés aux troubles liés à l’usage de cocaïne.
« Des études antérieures ont démontré des changements dans la connectivité fonctionnelle avec l’exposition à la cocaïne ; Cependant, une analyse longitudinale détaillée des changements spécifiques du réseau cérébral, en particulier entre le cortex insulaire antérieur (AI) et le cortex rétrosplénial (RSC), avant et après l’auto-administration de cocaïne et après une abstinence prolongée, fournit de nouvelles connaissances », a déclaré Hsu.
