Cocaina e sviluppo delle funzioni cognitive

By | 3 giugno 2017
Periodo di transizione tra l’infanzia e l’età adulta, l’adolescenza è una fase durante la quale avvengono importanti processi di maturazione del sistema nervoso, soprattutto a livello della corteccia prefrontale [1]. Ultima area cerebrale a completare il percorso di sviluppo, la corteccia prefrontale è implicata in tutti quei processi cognitivi che più caratterizzano la maturità rispetto all’età evolutiva: autoregolazione, controllo inibitorio, regolazione affettiva, memoria di lavoro.

El Greco, El soplón (ragazzo che soffia su un tizzone acceso) 1570-72. Olio su tela, cm 60,5 x 50,5Napoli, Museo di Capodimonte

Il post discute l’impatto dell’uso di cocaina sulle funzioni cognitive in soggetti che sviluppano una dipendenza a esordio precoce.
Numerosi studi si sono concentrati sull’impatto che le droghe hanno sui processi di neuroplasticità e sugli esiti a livello delle funzioni cognitive [2, 3], in particolare Vonmoos e collaboratori [3a], hanno evidenziato come l’uso di cocaina in soggetti con meno di 19 anni abbia un effetto più marcato sulle funzioni cognitive rispetto a quello che ha in soggetti che iniziano tardivamente l’uso di questa sostanza. Tuttavia, nei citati studi veniva preso in considerazione un indice globale che comprendeva in sé molte funzioni cognitive (attenzione, memoria di lavoro, memoria dichiarativa, funzioni esecutive), precludendo, quindi, la possibilità di stimarne il singolo peso. Nel recentissimo lavoro di Lopes e collaboratori [3b], che costituirà il centro di questa trattazione, le singole funzioni cognitive vengono valutate utilizzando specifici test neuropsicologici:
– Digit Forward (DF) per lo span attentivo;
– Digit Backward (DB) per la memoria di lavoro;
– Trail Making Test (TMT) per l’attenzione divisa;
– Stroop Color Word Test (SCWT) per misurare la flessibilità cognitiva e il controllo inibitorio;
– Controlled Oral Word Association Test (COWAT) per la fluenza verbale;
– Wisconsin Card Sorting Test (WCST) per misurare la flessibilità, il ragionamento astratto, l’attenzione sostenuta e l’autoregolazione;
– Rey Osterrieth Complex Figure Test (ROCFT) per la memoria dichiarativa, le capacità di pianificazione e organizzazione;
– Frontal Assesment Battery (FAB) per le principali funzioni prefrontali quali astrazione, flessibilità mentale, programmazione motoria, controllo inibitorio, dipendenza/indipendenza dall’ambiente;
– Iowa Gambling Test (IGT) per il decision-making e il controllo inibitorio.

 

Quali sono le funzioni cognitive più compromesse dall’uso di cocaina durante lo sviluppo?

Il lavoro di Lopes e collaboratori [3b] si pone l’obiettivo di individuare le funzioni cognitive maggiormente compromesse dal consumo di cocaina e di analizzare se esista una differenza tra consumatori precoci e tardivi a livello di esiti cognitivi.
A tale proposito gli autori individuano 3 gruppi così costituiti:
-52 soggetti detti EOG (early onset users), cioè consumatori precoci, con una storia di dipendenza da crack/cocaina prima dei 18 anni;
-51 soggetti detti LOG (late onset group), cioè consumatori tardivi, con una storia di dipendenza iniziata dopo i 18 anni;
-63 soggetti facenti parte il gruppo di controllo.
I risultati ottenuti dall’analisi della covarianza tengono sotto controllo fattori quali l’età, l’IQ e scolarità.
Nello studio entrambi i gruppi affetti da dipendenza da cocaina mostrano avere funzioni esecutive significativamente compromesse rispetto al gruppo di controllo, ma l’età d’inizio della dipendenza risulta determinante quando si esaminano le singole funzioni neuropsicologiche e gli schemi di consumo. In particolare i consumatori precoci mostrano performance peggiori in: memoria di lavoro, attenzione sostenuta e memoria dichiarativa, mentre i consumatori tardivi evidenziano peggiori prestazioni nell’attenzione divisa.
Il fatto che, a parità di anni di consumo, l’età d’inizio implichi tali differenze è una dimostrazione di come la cocaina e le sostanze di abuso più in generale interferiscano con lo sviluppo neuropsicologico in adolescenza.  In particolare, questo periodo costituisce una fase critica del lungo processo di maturazione neurobiologica in regioni del cervello come le aree della corteccia prefrontale, il giro del cingolo anteriore e le aree parietali che risultano fondamentali per le funzioni attentive e della memoria di lavoro [5, 6]. Studi di neuroimmagine evidenziano che vi è un’alterazione della connettività tra aree parietali e prefrontali nei consumatori di cocaina [7-9].
Conferme giungono anche dalla psicologia comparata: se all’animale “adolescente” viene somministrata cocaina vi sono alterazioni nelle performance attentive con una corrispondente aumentata responsività alla dopamina nelle aree della corteccia prefrontale [10].
Altri studi svolti su animali evidenziano, inoltre, come l’uso di cocaina influenzi negativamente i processi di maturazione dell’ippocampo principalmente deputato nelle funzioni mnestiche, nei processi di memoria, con una conseguente modificazione morfologica e neurochimica della regione nell’età adulta. Nello studio di Lopes e collaboratori sono state evidenziate performance mnestiche peggiori rispetto ai controlli nei soggetti con dipendenza precoce [3b]. Tali risultati, tuttavia, potrebbero anche essere dovuti all’abuso combinato di più sostanze psicoattive, oltre alla cocaina, come cannabinoidi e alcol [11, 12].
Il gruppo con sviluppo tardivo di dipendenza mostra, invece, un pattern caratterizzato da una performance peggiore in attenzione divisa, testata con il Trail Making Test (TMT), rispetto al gruppo con sviluppo precoce di dipendenza. Questo risultato correla con l’età in cui l’uso di cocaina è iniziato e sembra dimostrare che gli effetti della sostanza psicoattiva hanno esisti a livello neuropsicologico e quindi cognitivo, diversi a seconda della fase di maturazione del cervello.
Tale dati sono coerenti alle conoscenze sullo sviluppo nervoso, il quale non è lineare, ma segue due vie opposte per quanto riguarda i processi relativi alla materia grigia (corpi cellulari) e alla materia bianca (fibre mieliniche, le vie di connessione). In particolare, dai 12 anni di età vi è una diminuzione della materia grigia corticale nei lobi frontali e parietali [13], ciò spiegherebbe il motivo per cui i soggetti del gruppo dei consumatori precoci presenta alterazioni specifiche a livello delle funzioni esecutive. D’altro canto tra i 22 e i 32 anni la materia bianca, che rappresenta le fibre di interconnessione, aumenta soprattutto a livello del fascicolo fronto-occipitale, quello longitudinale superiore ed inferiore e del fascicolo del cingolo [14] e più in generale per tutte le vie che dalla corteccia si proiettano verso i centri profondi del cervello, dove sono codificati i comportamenti impulsivi e automatici. È un particolare anatomico importante, perché si tratta dello sviluppo delle fibre che inibiscono e modulano l’emotività, i comportamenti impulsivi ed automatici; delle vie che costituiscono la rete che permette la realizzazione delle funzioni esecutive e di autocontrollo.
Queste differenti fasi fisiologiche di maturazione del cervello e l’interazione che l’uso di sostanze causa su tali processi, potrebbero spiegare i diversi risultati ottenuti dai due gruppi di consumatori su diverse funzioni cognitive esaminate.
Di sicuro un’evidenza che accomuna entrambi i gruppi è che sia i consumatori precoci che quelli tardivi, ottengono prestazioni peggiori rispetto al gruppo di controllo, confermando che l’uso di cocaina altera in senso peggiorativo le funzioni cognitive, in particolare nell’ambito dell’attenzione, della memoria di lavoro, indipendentemente dai pattern d’uso [4, 15].
 

Conclusioni

Lo studio di Lopes e collaboratori [3b] qui descritto, conferma le evidenze di studi precedenti sugli effetti del consumo in adolescenza di cocaina a carico dello sviluppo neuropsicologico. A differenza dei precedenti studi, questa ricerca ha analizzato le singole funzioni cognitive con test specifici misurando gli esiti particolari per ciascuna funzione indagata. Un risultato comune è il carico maggiore di compromissioni fra chi diventa consumatore in un’età precedente ai 18 anni rispetto a chi inizia ad usare più tardi. Inoltre, viene evidenziato come l’uso precoce sia un fattore predittivo di un consumo combinato di più sostanze di abuso, contribuendo quindi alla codipendenza da più sostanze.
Bisogna, tuttavia, mettere in luce alcuni limiti dello studio. Anche se le evidenze trovate confermano che l’uso precoce di droghe ha influenze negative sulle funzioni cognitive, non è possibile stabilire un rapporto certo di causalità. È molto plausibile che la cocaina possa influenzare la maturazione nervosa, ma non si può del tutto escludere che adolescenti con uno sviluppo nervoso anormale presentino una maggiore vulnerabilità a sviluppare dipendenze da droghe.
Evidenziare quali funzioni cognitive vengono maggiormente colpite dall’uso di sostanze ha un’importante ricaduta sul piano riabilitativo neuropsicologico. Diversi approcci riabilitativi come quelli basati sulle tecniche Mindfulness associate al Goal Management Training sembrano dare buoni risultati sulle singole funzioni cognitive (es. memoria di lavoro) ed estendere il loro effetto anche in contesti più ecologici [16] migliorando la qualità della vita dei soggetti che hanno avuto storie di dipendenza.
 
Alessia Bassi
Editing Stefano Canali
 
Riferimenti bibliografici
1. Liston, C., Watts, R., Tottenham, N., Davidson, M.C., Niogi, S., Ulug, A. M., Caseym B. J. (2005). Frontostriatal microstructure modulates efficient recruitment of cognitive control. Cereb Cortex, 16 (4), 553-60.
2.Cannizzaro, D.L., Elliott, J.C., Stohl, M., Hasin, D.S., Aharonovich, E. (2014). Neuropsychological Assessment Battery-Screening Module (S-NAB): performance in treatment-seeking cocaine users. Am J Drug Alcohol Abuse, 40(6), 476-83.
3. Gruber, S. A., Dahlgren, M. K., Sagar, K. A., Gönenç, A., Lukas, S. E. (2014). Worth the wait: effects of age of onset of marijuana use on white matter and impulsivity. Psychopharmacology (Berl), 231(8), 1455-65.
3a. Vonmoos M, Hulka LM, Preller KH, Jenni D, Baumgartner MR, Stohler R, Bolla KI, Quednow BB. Cognitive dysfunctions in recreational and dependent cocaine users: role of attention-deficit hyperactivity disorder, craving and early age at onset. Br J Psychiatry. 2013 Jul;203(1):35-43.
3b. Lopes BM, Gonçalves PD, Ometto M, Dos Santos B, Cavallet M, Chaim-Avancini TM, Serpa MH, Nicastri S, Malbergier A, Busatto GF, de Andrade AG, Cunha PJ. Distinct cognitive performance and patterns of drug use among early and late onset cocaine users. Addict Behav. 2017 Apr 29;73:41-47.
4. Vonmoos, M., Hulka, L.M, Preller, K.H., Minder, F., Baumgartner, M.R., Quednow B.B. (2014). Cognitive impairment in cocaine users is drug-induced but partially reversible: evidence from a longitudinal study. Neuropsychopharmacology. 39 (9), 2200-10.
5. Wechsler, D. (1999). Wechsler Abbreviated Scale of Intelligence. The Psychological Corporation: Harcourt Brace & Company. New York, NY.
6. O’Hare ED, Lu LH, Houston SM, Bookheimer SY, Sowell ER (2008). Neurodevelopmental changes in verbal working memory load-dependency: an fMRI investigation. Neuroimage, 42 (4),1678-85.
7. Ma, L., Steinberg, J.L., Hasan, K.M., Narayana, P.A., Kramer, L.A., Moeller, F.G. (2014)Stochastic dynamic causal modeling of working memory connections in cocaine dependence. Hum Brain Mapp, 35 (3),760-78.
8. Moeller, F.G., Steinberg, J.L., Schmitz, J.M., Ma, L., Liu, S., Kjome, K.L., Rathnayaka, N., Kramer, L.A., Narayana, P.A. (2010). Working memory fMRI activation in cocaine-dependent subjects: association with treatment response. Psychiatry Res, 181(3),174-82.
9. Tomasi, D., Goldstein, R.Z., Telang, F., Maloney, T., Alia-Klein, N., Caparelli, E.C., Volkow, N.D. (2007). Widespread disruption in brain activation patterns to a working memory task during cocaine abstinence. Brain Res, 26 (1171), 83-92.
10. Kantak, K. M., Bralow, N., Tassin, D. H., Brisotti, M.F., Jordan, C. J. (2014). Performance on a strategy set shifting task in rats following adult or adolescent cocaine exposure. Psychopharmacology (Berl), 231 (23), 4489-501.
11. Oliveira, A.C., Pereira, M.C., Santana, L.N., Fernandes, R.M., Teixeira, F.B., Oliveira, G.B., Fernandes, L.M., Fontes-Júnior, E.A., Prediger, R.D., Crespo-López, M.E., Gomes-Leal, W., Lima, R.R., Maia, C.S. (2015). Chronic ethanol exposure during adolescence through early adulthood in female rats induces emotional and memory deficits associated with morphological and molecular alterations in hippocampus. J Psychopharmacol, 29 (6), 712-24.
12. Abboussi, O., Tazi, A., Paizanis, E., El Ganouni, S.(2015). Chronic exposure to WIN55, 212-2 affects more potently spatial learning and memory in adolescents than in adult rats via a negative action on dorsal hippocampal neurogenesis Pharmacol Biochem Behav, 120, 95-102.
13. Giedd, J.N., Blumenthal, J., Jeffries, N.O., Castellanos, F.X., Liu, H., Zijdenbos, A., Paus, T., Evans, A.C., Rapoport, J.L. (1999). Brain development during childhood and adolescence: a longitudinal MRI study. Nat Neurosci, 2 (10), 861-3.
14. Lebel, C., Beaulieu, C., (2011). Longitudinal development of human brain wiring continues fromchildhood into adulthood. J. Neurosci, 31 (30), 10937–947.
15. Spronk, D.B., van Wel, J.H., Ramaekers, J.G., Verkes, .R.J. (2013). Characterizing the cognitive effects of cocaine: A comprehensive review. Neurosci Biobehav Rev, 37 (8), 1838–59.
16. Valls-Serrano, C., Caracuela, A, Verdejo-Garcia, A. (2016). Goal Management Training and Mindfulness Meditation improve executive functions and transfer to ecological tasks of daily life in polysubstance users enrolled in therapeutic community treatment. Drug and Alcohol Dependence, 165(1), 9–14.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *