Mod en beregningsorienteret, personlig behandling af hallucinationer

Auditive verbale hallucinationer (AVH) er til stede i løbet af psykotisk sygdom og er blandt dens mest belastende symptomer. Tilstedeværelsen af ​​hallucinationer alene øger risikoen for selvmord hos patienter med psykose. Mens antipsykotisk medicin ofte lykkes med at lindre auditive hallucinationer, udviser 10-30% af dem med hallucinationer ringe eller ingen respons på disse behandlinger. At forstå, hvordan de processer, der ligger til grund for auditiv perception, kan gå skævt for at producere auditive hallucinationer er et kritisk næste skridt i udviklingen af ​​nye behandlinger, der er mere solidt baseret på systemneurovidenskab og hjernepatofysiologi.

Perceptuelle systemer er ikke udelukkende afhængige af information, der kommer fra sanseorganer som nethinden og cochlea. Snarere blander de dette input med perceptuelle overbevisninger om det sensoriske miljø for at producere en intern model af det miljø. Forfatterne og andre har foreslået, at hallucinationer kan ses som en overvægt af disse perceptuelle overbevisninger, når de kombineres med sensoriske beviser under perceptuel inferens. I dette arbejde udnytter forfatterne en lang historie med sansekonditioneringsforskning til at fremkalde hallucinatoriske oplevelser via traditionelle læringsmekanismer: forsøgspersoner udsættes for gentagne parringer af visuelle og auditive stimuli og opfatter efterfølgende tilstedeværelsen af ​​den auditive stimulus, når kun den visuelle er til stede. Forfatterne anvendte dette paradigme for betingede hallucinationer på fire grupper af forsøgspersoner, som varierede ortogonalt i at have eller ikke have hallucinationer og psykose. Forfatterne fandt, at betingede hallucinationer let forekommer hos alle forsøgspersoner, men med markant øget frekvens hos dem, der hallucinerer sammenlignet med dem, der ikke gør. Forfatterne anvendte derefter en beregningsmetode, der formelt modellerer opfattelsen som en kombination af forudgående viden og sensorisk input: det hierarkiske gaussiske filter (HGF). Resultater indikerer, at den vægt, forudgående viden udøver under perception, er signifikant højere hos dem med hallucinationer og er relateret til tidligere relateret funktionel aktivitet specifikke hjerneregioner som den forreste insula. Denne "forudgående vægtning"-ændring kan repræsentere et nyt, personligt og beregningsmæssigt informeret mål til behandling af hallucinationer.

Matematisk er forudgående vægtning forholdet mellem præcisionen af ​​forudgående viden og præcisionen af ​​indkommende sensoriske beviser udstillet af et individ under perception. Derfor kan det normaliseres ved enten at reducere præcisionen af ​​forudgående viden eller øge præcisionen af ​​indkommende sensoriske beviser. Nøjagtigheden af ​​sensoriske beviser ser ud til at afhænge kritisk af cholinerg signalering: acetylcholin øger auditiv diskriminationsevne og fordrejer perceptuel slutning mod sensoriske data. Antagonisme ved centrale kolinerge receptorer nedsætter sensorisk følsomhed og mindsker afhængigheden af ​​indkommende sensorisk bevis under perceptuel inferens. I overensstemmelse hermed kan scopolamin, en sikker og reversibel antagonist ved den M1 cholinerge receptor, der anvendes rutinemæssigt for dens antiemetiske virkning, både forårsage spontane hallucinationer og forstærke betingede hallucinationer. Derimod forbedrer øget kolinerg signalering psykotiske symptomer ved skizofreni og Alzheimers sygdom. Rivastigmin, en reversibel, centralt virkende kolinesterasehæmmer, er blevet brugt til undersøgelse af det kolinerge system og har vist sig at lindre hallucinationer hos nogle patienter med skizofreni.

Forfatterne planlægger at karakterisere virkningerne af kolinerge midler på de perceptuelle, beregningsmæssige, fysiologiske og kliniske signaturer af hallucinationer hos raske deltagere og individer med psykose via følgende mål:

Mål 1: Karakterisere virkningerne af kolinerg antagonisme på adfærdsmæssige, beregningsmæssige og neurale signaturer af konditionerede hallucinationer hos raske forsøgspersoner. Hypoteser: 1) Ikke-hallucinerende raske forsøgspersoner vil vise stigninger i tidligere vægtning og konditionerede hallucinationer med scopolamin vs. saltvand. 2) Scopolamin-relaterede ændringer i tidligere vægtning vil blive ledsaget af øget tidligere-relateret aktivitet i anterior insula på funktionel MR (fMRI).

Mål 2: Bestem effekten af ​​kolinerg potentiering på adfærdsmæssige, beregningsmæssige og neurale signaturer af betingede hallucinationer hos personer med psykose og hallucinationer. Hypoteser: 1) Forsøgspersoner med hallucinationer og høj tidligere vægtning vil vise fald i tidligere vægtning og konditionerede hallucinationer med rivastigminplaster vs. placeboplaster. 2) Rivastigmin-relaterede ændringer i tidligere vægtning vil blive ledsaget af lavere tidligere-relateret funktionel aktivitet i anterior insula. 3) Personer med hallucinationer og lavere tidligere vægtning vil ikke vise nogen af ​​disse fysostigmin-relaterede ændringer.

Ved at foreslå disse mål anvender forfatterne en formaliseret, teoretisk forståelse af perceptuel behandling for at undersøge samspillet mellem perceptuel, beregningsmæssig, kredsløbsniveau- og neurotransmitterniveau dysfunktion set i hallucinationer. Denne tilgang har også potentiale for en øjeblikkelig klinisk effekt: det er det første forsøg på at udnytte de kraftfulde værktøjer fra computerpsykiatrien til at identificere særskilte patientundergrupper, der sandsynligvis vil reagere på nye kolinergisk medierede behandlinger for hallucinationer.