Aktywacja receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1R) prowadzi do zmniejszenia uwalniania neurotransmiterów GABA i glutaminianu w regionach korowych i pozakortycznych, co skutkuje złożonymi efektami na aktywność sieci korowej. Do tej pory podjęto niewiele prób rozwiązania kwestii mechanizmów związanych z wpływem kannabinoidów na aktywność sieci korowej w mózgu w badaniach in vivo, uwzględniając różnice między regionami i rodzajami komórek. W niniejszej pracy zastosowano rejestrowanie elektrofizjologiczne in vivo, łącząc je z miejscowymi i ogólnoustrojowymi manipulacjami farmakologicznymi w myszach z modyfikacjami genetycznymi, w których brak ekspresji CB1R występuje w różnych populacjach neuronów. Po pierwsze, wykazano, że kannabinoidy wywołują nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne oraz jednocześnie zmniejszają amplitudę szybszych oscylacji korowych. Następnie wykazano, że aktywacja CB1R w synapsach strjatonigralnych (ścieżka bezpośrednia jądra podstawy) odpowiada za nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne, natomiast aktywacja CB1R wyrażanych w neuronach glutaminianowych kory korowej prowadzi do zmniejszenia synchronizacji korowej. W końcu pokazano, że aktywacja CB1 w neuronach glutaminianowych kory korowej ogranicza nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne wywołane kannabinoidami. Nasze badanie ukazuje, że aktywacja CB1R w regionach korowych i pozakortycznych ma odmienne efekty na synchronizację korową, co pomaga zrozumieć związek między działaniem kannabinoidów na poziomie komórkowym a efektami w sieciach neuronalnych na poziomie organizmu. Ponadto, nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne, o których informujemy w pracy, sugerują potencjalny mechanizm wyjaśniający odczucie „haju” związanego z rekreacyjnym spożyciem marihuany.
Systemiczna aktywacja receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1R) wywołuje wystąpienie fal o dużym napięciu związanym z korowo-talamycznymi drganiami (w skrócie HVS) oraz jednocześnie zmniejsza amplitudę szybszych drgań korowych w badaniach przeprowadzonych in vivo. W celu zbadania wpływu aktywacji CB1R na aktywność sieci korowej w zależności od typu komórek, dokonano rejestracji elektrokorticogramów (ECoG) korowych przed i po iniekcjach agonisty CB1R o wysokim powinowactwie, CP55940, podawanych drogą dootrzewnową w dawce 0,3 mg/kg masy ciała. ECoG były rejestrowane dwustronnie nad korą somatosensoryczną, w klatce domowej dwóch grup myszy: myszy C57BL/6N (n = 9) oraz myszy o modyfikacjach genetycznych, które nie wyrażały receptorów CB1R w określonych populacjach neuronów (n = 33, w tym dzikie myszy typu WT). Wszystkie ECoG prezentowane i porównywane w tej pracy były rejestrowane w okresach bezruchu, aby uniknąć wpływu związanego z obniżoną aktywnością lokomotoryczną indukowaną przez podawanie kannabinoidów. Po iniekcjach CP55940 ECoG wykazywały liczne okresy drgań o kształcie, częstotliwości (ok. 5 Hz), czasie trwania (ok. 1-2 s) i amplitudzie (> 0,5 mV), charakterystycznych dla korowo-talamycznych fal o dużym napięciu (HVS, czasami określanych jako fale rozprzestrzenione/wyładowania drgawki). HVS były rzadkie podczas rejestracji w warunkach kontrolnych i, po podaniu CP55940, występowały wyłącznie w okresach bezruchu. Rutynowa analiza ilości i mocy HVS wykazała, że po podaniu CP55940, zarówno ilość, jak i moc tych fal znacząco wzrastały. Ten efekt był uzależniony od aktywacji CB1R, ponieważ można go było całkowicie odwrócić i zapobiec za pomocą iniekcji antagonisty CB1R, AM251. Kannabinoidy zostały już wcześniej wykazane jako substancje zmniejszające moc drgań lokalnych potencjałów polowych w korze przy szerokim zakresie częstotliwości. Dlatego badano także wpływ CP55940 na drgania ECoG w paśmie częstotliwości odróżniającym się od zakresu HVS indukowanych kannabinoidami. Jak można się było spodziewać, iniekcje CP55940 znacząco zmniejszały amplitudę szybkich (>12 Hz) drgań ECoG, co było zgodne z wcześniejszymi badaniami wykazującymi zmniejszenie mocy drgań w reakcji na kannabinoidy. Podsumowując, wyniki te pokazują, że systemiczna aktywacja CB1R, chociaż zmniejsza synchronizację szybkich drgań ECoG, jednocześnie wywołuje nadmiernie synchroniczne wyładowania charakterystyczne dla HVS korowo-talamycznych.
źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1217144110