Functional magnetic resonance imaging tomography in assessing the functional state of the brain in patients with opioid addiction


Cite item

Full Text

Abstract

The possibilities of functional magnetic resonance imaging in the diagnosis of opioid dependence syndrome are considered. It is known that opioid addiction is one of the leading problems of modern narcology. Despite the fact that the number of researches of the neurobiological effects of opioids is increasing every year, the pathogenetic effects of dependence on this narcotic substance are still not fully understood. Functional magnetic resonance imaging rest allows one to assess the functional connectivity of the remote from each other parts of the brain and makes a great contribution to understanding the mechanisms of development of addictive disorders in general. In patients with opioid dependence, an analysis was made of the neural network of the passive mode of the brain (default mode network). This resting network is associated with the processes of control and thinking, including emotional and cognitive components, and consists of medial frontal regions, posterior cingulate sections, precuneus, lower parietal and temporal divisions. It was found that, in comparison with the control group, in all patients suffering from opioid dependence, weakened functional connections of all structures of the cerebro-spinal cord system (p<0,05). In this case, changes in the medial prefrontal cortex and precuneus are more pronounced in patients who are in the state of opioid intoxication, and in the parietal-temporal regions in patients who are in a state of remission up to 1 month. The correlation of cortical structures responsible for the «behavior control» system (orbitofrontal cortex, prefrontal cortex) with subcortical structures responsible for emotions in the limbic system was also evaluated. In comparison with the control group, in patients with early remission, weakened functional connections between cortical structures and left contiguous nucleus, almond-shaped body from two sides. In patients in a state of intoxication in addition to these changes, the functional relationship between the orbital frontal cortex and the shell on the left has been weakened. The weakening of functional links in the network of the passive mode of the brain in the groups of drug addicts suggests that they have violated the processes of control, thinking and making the right decision. The resulting functional changes can form the basis for creating biomarker maps for patients suffering from opioid dependence, which can be used to guide and evaluate the treatment of this pathology.

About the authors

D A Tarumov

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

Sh K Abdulaev

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

A G Trufanov

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

V L Ushakov

Научно-исследовательский центр «Курчатовский институт»

Москва

V K Shamrey

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

I S Zheleznyak

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

V V Ipatov

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

G G Romanov

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

I M Kovalishin

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Санкт-Петербург

References

  1. Вальтер, Х. Функциональная визуализация в психиатрии и психотерапии / Х. Вальтер. - М.: Астрель, Полиграфиздат, 2010. - 432 с.
  2. Селиверстова, Е.В. Реорганизация сети пассивного режима работы головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона: анализ индивидуальных компонент по данным фмрт покоя / Е.В. Селиверстова [и др.] // Анналы неврологии. - 2015. - Т. 9, № 2. - С. 4-9. ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 77 Клинические исследования а б Рис. 4. Пространственное отображение функциональных связей СПРР у пациентов, находящихся в состоянии интоксикации (а) и соответствующие норме (б)
  3. Селивёрстов, Ю.А. Функциональная магнитно-резонансная томография покоя: возможности и будущее метода / Ю.А. Селивёрстов [и др.] // Анналы неврологии. - 2013. - № 1. - C. 15-19.
  4. Brown, L. Sensory and cognitive functions of the basal Ganglia / L. Brown, J. Schneider, T. Lidsky // Curr Opinion Neurobiol. - 1997. - Vol. 7. - P. 157-163.
  5. Denier, N. Abnormal functional integration of thalamic low frequency oscillation in the BOLD signal after acute heroin treatment / N. Denier [et al.] // Hum. Brain. Mapp. - 2015. - Vol. 36. - P. 5287-300.
  6. Elliott, R. Executive functions their disorders / R. Elliott // Br. Med. Bull. - 2003. - Vol. 65. - P. 49-59.
  7. Groenewegen, H. The ventral striatum as an interface between the limbic and motor systems / H. Groenewegen, M. Trimble // CNS Spectr. - 2007. - Vol. 12. - P. 887-892.
  8. Groenewegen, H. The basal ganglia and motor control / H. Groenewegen // Neural Plast. - 2003. - Vol. 10. - P. 107-120. 78 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Клинические исследования а б Рис. 5. Функциональные коннектомы пациентов, находящихся в состоянии интоксикации (а), и соответствующие норме (б)
  9. Haber, S. The cortico - basal ganglia integrative network. The role of the Thalamus / S. Haber, R. Calzavara // Brain Res. Bull. - 2009. - Vol. 78. - P. 69-74.
  10. McNab, F. Prefrontal cortex and basal ganglia control access to working Memory / F. McNab, T. Klingberg // Nat. Neurosci. - 2008. - Vol. 11. - P. 103-107.
  11. Purves, D. Principles of Cognitive Neuroscience / D. Purves // Sunderland: Sinauer Associates. - 2013. - № 601. - P. 38-39.
  12. Sadikot, A. The primate centromedian-parafascicular complex anatomical organization with a note on neuromodulation / A. Sadikot, V. Rymar // Brain Res. Bull. - 2009. - Vol. 78. - P. 122-130.
  13. Tekin, S. Frontal-subcortical neuronal circuits and clinical neuropsychiatry: an update / S. Tekin, JL Cummings // J. Psychosom. Res. - 2002. - Vol. 53, № 2. - P. 647-654.
  14. Zhang, Y. Distinct resting-state brain activities in heroin- dependent individuals / Y. Zhang [et. al.] // Brain Res. - 2011. - Vol. 1402. - P. 46-53.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2018 Tarumov D.A., Abdulaev S.K., Trufanov A.G., Ushakov V.L., Shamrey V.K., Zheleznyak I.S., Ipatov V.V., Romanov G.G., Kovalishin I.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».