A longitudinal study of cannabis use and default mode network resting-state functional connectivity development across adolescence

Abstract

En 2022, 37 % des adolescents canadiens ont consommé du cannabis malgré son association à une perturbation de la maturation cérébrale, mesurée par la connectivité fonctionnelle à l’état de repos du réseau en mode par défaut (DMN). Chez les adultes, les consommateurs de cannabis ont une connectivité perturbée comparé aux non-consommateurs. Les résultats chez les adolescents restent mitigés dû aux modèles transversaux qui limitent l'inférence des effets sur la maturation. L’étude actuelle a examiné les effets inter- et intrapersonnes de la consommation de cannabis sur la maturation de la connectivité du DMN en utilisant des données longitudinales sur cinq ans de la consommation de cannabis et d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à l'état de repos (IRMf) de 150 adolescents (82 filles) âgés de 12 à 14 ans au début de l'étude (M = 13,65, ET = 0,65) recrutés dans 31 écoles secondaires de la région du Grand Montréal. Les participants ont été évalués une fois tous les deux ans. Des modèles multiniveaux ont révélé une augmentation de la connectivité moyenne du DMN avec le temps, sans effet du cannabis. Cet effet était dû à des régions spécifiques et était robuste à la consommation d'alcool et de tabac. Des augmentations de la consommation intrapersonne de cannabis et de connectivité ont été observées dans le cortex préfrontal ventromédian et le gyrus frontal antérosupérieur. La consommation inter-personne de cannabis était positivement associée à la connectivité de trois couplages. Cependant, ces effets étaient expliqués par la consommation d’alcool et de tabac, soutenant un profil général de vulnérabilité à l'addiction, ainsi que des effets régionaux du cannabis. Ces résultats suggèrent qu’une partie de la maturation du DMN est sensible au cannabis, notamment les régions liées aux comportements addictifs. In 2022, 37% of Canadian adolescents reported using cannabis despite evidence linking it to disrupted brain maturation, assessed by resting-state functional connectivity (RSFC) in the default mode network (DMN).Research in adults demonstrates that cannabis users show disruptions in DMN RSFC compared to non-users. Adolescent findings remain mixed due to the use of cross-sectional designs which limit the extent to which a study can infer effects on brain maturation. The current study examined the between- and within-person effects of cannabis consumption on DMN RSFC maturation using five-year longitudinal cannabis use and restingstate functional magnetic resonance imaging (rs fMRI) data from 150 adolescents (82 female) aged between 12-14 at study entry (M = 13.65, SD = 0.65) recruited from 31 high schools in the Greater Montreal area. Participants were assessed once every two years. Multilevel models revealed a linear increase in mean DMN RSFC with time, but no effect of cannabis. Increases in network RSFC were driven by specific region of interest (ROI) couplings and were robust against potential covariates like alcohol and tobacco consumption. Regionally specific increases in within-person cannabis use and RSFC were observed in the ventromedial prefrontal cortex and the anterior superior frontal gyrus. At the between level, increases in cannabis use were associated to increased RSFC of three couplings. However, these effects were accounted for by alcohol and tobacco consumption, supporting a general addiction vulnerability profile, as well as region-specific effects of cannabis use during adolescence. These findings suggest that components of DMN RSFC maturation are susceptible to cannabis, particularly regions implicated in addictive behaviours.