Brain Functional Connectivity in Alcohol Use Disorder

BAGGRUND:

På grund af alkoholismens tilbagevendende karakter udgør overdrevent alkoholforbrug en betydelig omkostning for det amerikanske samfund (249 milliarder dollars i 2010). Omkring 64 % af dem, der kommer i behandling, vil få tilbagefald inden for et år. Udvikling af nye og forbedrede behandlinger, der kan tilpasses for at maksimere chancen for at opretholde abstinens i det første år, vil kræve fremskridt i forståelsen af ​​de adfærdsmæssige og neurale mekanismer, der ligger til grund for sårbarheden over for tilbagefald under tidlig abstinens. Nye interventioner rettet mod de underliggende hjernebiomarkører for tilbagefaldssårbarhed har et betydeligt løfte om at reducere dette kritiske folkesundhedsproblem. Ved at bruge hvilende funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) har vi identificeret hjernebiomarkører, der understøtter langsigtet abstinens, og hjernebiomarkører, der forudsiger tilbagefald. Vores tværsnits- og longitudinelle fund viser, at højere funktionel forbindelse (FC), især mellem nucleus accumbens (NAcc) og dorsolateral præfrontal cortex (DLPFC) er en potentiel hjernebiomarkør, der understøtter abstinens. Hvilende NAcc-DLPFC FC er klassificeret afhængigt af abstinenslængde, med højere FC hos langtidsafholdende alkoholikere (7 års abstinens) end kontroller og mellem-FC hos kortvarige abstinente alkoholikere (11 ugers abstinens). Yderligere kan lavere NAcc-DLPFC FC efter 11 ugers abstinens være en forudsigelse for efterfølgende tilbagefald (med 74 % nøjagtighed). Vores data peger på specifikke hjernebiomarkører, der indekserer højere tilbagefaldssårbarhed ved 11 ugers abstinens. Mange individer har dog allerede fået tilbagefald på dette tidspunkt og var ikke inkluderet i undersøgelserne ovenfor. Det er uvist, om disse biomarkører kan identificeres tidligere i restitutionsperioden. Vi er nødt til at undersøge, om denne biomarkør for tilbagefaldssårbarhed kan identificeres i tidligere stadier af abstinens. Tidligere identifikation af denne biomarkør vil give værdifuld information til rettidige målrettede interventioner (f. tættere overvågning, længere ophold i behandlingsprogram, neuromodulering), øger chancerne for at opretholde abstinens.

FORMÅL MED UNDERSØGELSEN:

Vores langsigtede mål er at bruge identificerede hjerne- og adfærdsbiomarkører til at lette udviklingen af ​​nye, personlige behandlinger, der vil understøtte vedvarende afholdenhed i afhængighed. Det overordnede formål med denne undersøgelse er at identificere biomarkører for tilbagefald under tidlig abstinens (2-3 ugers abstinens). Et sekundært mål er at evaluere, om ikke-billeddannende foranstaltninger såsom trang og eksekutiv funktion tilfører værdi til forudsigelsesmodeller. Resultater fra denne undersøgelse vil give indsigt i neurobiologien af ​​tilbagefaldssårbarhed, som vil informere om nye behandlingsstrategier, der er nødvendige for at forbedre behandlingsresultatet.

SPECIFIKKE MÅL:

SA 1: At evaluere forudsigelsesnøjagtigheden af ​​FC-mål hos personer med alkoholmisbrug (AUD) under tidlig (2-3 uger) abstinens. For at vurdere, om ikke-billeddannende foranstaltninger (f.eks. trang, eksekutiv funktion) tilføjer værdi til FC forudsigelsesmodeller, vi vil teste forudsigelsesmodeller ved hjælp af (i) kun billeddannende variabler (FC under opgave og hvile fMRI), (ii) kun ikke-billeddannende variable og (iii) en kombination af billeddannelse og ikke-billeddannende variabler som prædiktorer for tid til tilbagefald. Hypotese: Baseret på hypotese om kompenserende mekanismer forventer vi, at efterfølgende afholdenheder vil have stærkere NAcc-DLPFC FC sammenlignet med efterfølgende tilbagefald og kontroller. Pilotdata tyder på, at en kombination af billeddannende og ikke-billeddannende variabler vil have høj forudsigelsesnøjagtighed. SA 2. For at udvide vores undersøgelse af NAcc-DLPFC FC ud over hviletilstand, vil vi bruge opgaven Reversal Learning (RL), som involverer udøvende funktion og belønningsbehandling. Hypotese: Pilotdata tyder på, at efterfølgende afholdenheder vil vise højere opgaverelateret NAcc FC end tilbagefaldspersoner og kontroller. Udforskningsmål: Vi vil undersøge, om styrken af ​​hvilende NAcc-DLPFC FC ændrer sig efter udførelse af RL-opgaven. Vi vil indsamle hvile-fMRI-data før og efter RL-opgaveudførelse i scanneren. Hypotese: Baseret på tidligere fund af øget aktivitetsfremkaldt aktivitet i disse regioner, antager vi, at patienter vil vise øget hvilende NAcc-DLPFC FC efter at have udført RL-opgaven.

BETYDNING:

Afhængighedsbehandlingsresultater er dårlige. Alkoholforbrugsforstyrrelse (AUD) i USA er fortsat et vigtigt folkesundhedsproblem med en anslået samlede årlige omkostning for samfundet på 249,5 milliarder dollars. Den kroniske og tilbagevendende karakter af AUD er en stor hindring for vellykket bedring. Vi mangler redskaber til at underskrive alkoholmisbrug (AUD). Subtyping i kliniske populationer kan være en effektiv tilgang til modellering af målrettede interventioner. For eksempel har målrettet behandling af brystkræftpatienter baseret på individuel tumorøstrogenreceptortypning (biomarkør) forbedret resultater fra en overlevelsesrate på 25 til 77 %; der har ikke været en tilsvarende forbedring i resultatet for AUD-behandling. Vi er nødt til at identificere biomarkører i AUD, der forudsiger tilbagefald og guider udvikling og udvælgelse af behandling baseret på undertyper for at øge chancerne for at opnå langvarig abstinens.