Neuromodulation og kognitiv træning for stofbrugsforstyrrelser

Misbrugsforstyrrelsens tilbagefald er en stor hindring for vellykket behandling. Omkring 70 % af dem, der kommer i behandling, vil få tilbagefald inden for et år. For at forbedre behandlingsresultatet har nye interventioner rettet mod de underliggende hjernebiomarkører for tilbagefaldssårbarhed betydeligt løfte om at reducere dette kritiske folkesundhedsproblem.

Foreløbige data: Ved hjælp af hvilefunktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) har vi identificeret hjernebiomarkører, der understøtter langsigtet abstinens. Vores tværsnits- og longitudinelle fund viser, at højere FC, især mellem NAcc og DLPFC, er en potentiel hjernebiomarkør, der understøtter abstinens. Langtidsafholdende alkoholikere (7 års afholdenhed) har højere hvile-FC mellem NAcc og DLPFC sammenlignet med kontroller. Korttidsafholdende alkoholikere (11 ugers afholdenhed) har mellemliggende FC (lavere end langtidsafholdende alkoholikere og højere end kontrollerne) (Camchong, Stenger, & Fein, 2013b, 2013c). Yderligere kan lavere FC mellem NAcc og DLPFC efter 11 ugers abstinens være en forudsigelse for efterfølgende tilbagefald (med 74 % nøjagtighed) (Camchong, Stenger, & Fein, 2013a). Desuden fandt vi i en pilot longitudinell FC-undersøgelse, der undersøgte hvilende FC af NAcc ved 5 og 13 ugers abstinens hos personer med stimulansbrugsforstyrrelser, at FC mellem NAcc og DLPFC faldt fra 5 til 13 ugers abstinens i efterfølgende tilbagefald, mens den steg i efterfølgende afholdenheder (Camchong et al., 2014). Baseret på ovenstående mener vi, at langvarig afholdenhed understøttes af en kompenserende mekanisme, der medierer korrekt eksekutiv funktion frem for belønning (medieret af DLPFC-NAcc FC), en potentiel hjernebiomarkør, der kunne være et interventionsmål. Disse resultater giver en overbevisende sag til at undersøge, om denne hjernebiomarkør kan moduleres for at forbedre patienters evne til at forblive afholdende. Baseret på ovenstående litteratur er der behov for at undersøge ikke-invasive metoder, der kan bruges til at øge FC mellem DLPFC og NAcc både ved brug af stimulerende midler og alkoholmisbrug. Fordi brug af stimulerende midler og alkoholbrug er en meget almindelig forekomst i USA, og begge er en stor byrde for samfundet, vil den nuværende protokol rekruttere både personer med alkohol- og stimulerende brugsforstyrrelser.

Eksisterende litteratur: Eksekutiv funktion, evnen til at ændre maladaptiv adfærd, afhænger af DLPFC-input til NAcc (Gruber, Hussain, & O'Donnell, 2009). DLPFC transmitterer belønningsrepræsentationer til NAcc gennem glutamatergiske projektioner, der styrer målrettet adfærd (Ballard & Knutson, 2009). Hvis DLPFC ikke aktiveres, når det er påkrævet, en almindelig observation i stofbrugsforstyrrelser, modtager målneuroner i NAcc-kernen ikke kritisk information, der er nødvendig for at vælge det passende resultat, hvilket forårsager, at erhvervede maladaptive responsmønstre fortsætter (f.eks. stofforbrug) (Gruber et al., 2009). Højere FC mellem DLPFC og NAcc kan opnås ved at stimulere DLPFC, mens forsøgspersoner udfører engagerende udøvende funktionsopgaver. Transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) er en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknik, der kan modulere hjerneforbindelser. DLPFC-stimulering kan øge input til NAcc for at lette korrekt udvælgelse af målrettet adfærd og kan også mindske trangen hos personer med stofmisbrugsforstyrrelser (Boggio et al., 2008). Genetik og behandlingsrespons: En kilde til behandlingsresponsvariabilitet kan stamme fra forskelle mellem deltagere i genetiske baseline-profiler eller epigenetiske ændringer i løbet af behandlingen. Genetiske polymorfier, især i gener, der er vigtige for neuroplasticitet, kan også mediere neuroplastiske ændringer, der ligger til grund for virkningerne af tDCS (Chhabra et al., 2016), som det er blevet påvist med genet BDNF (Antal et al., 2010; Fritsch et al., 2010 ). I lyset af disse genetiske påvirkninger på nøglelejere af vores undersøgelse - dvs. behandlingsrespons ved alkoholmisbrugsforstyrrelser og fysiologiske virkninger af tDCS - vil vi indsamle genetiske prøver fra deltagerne for at bestemme, om genetiske eller epigenetiske variationer kan påvirke responsen på den kognitive træning og tDCS intervention . Disse oplysninger kan hjælpe med at informere udviklingen af ​​mere individuelt tilpassede behandlingsprotokoller i fremtiden. Da dette er et sekundært mål, vil deltagerne i samtykkeformularen få valget mellem at til- eller fravælge den genetiske prøveudtagningsprocedure.

Primært slutpunkt/hændelse/resultat: I et dobbeltblindt randomiseret design vil 80 afholdende (3 uger afholdende) personer, 40 med alkoholforbrugsforstyrrelse (AUD) og 40 med forstyrrelse af brug af stimulerende midler (SUD) rekrutteret fra afhængighedsbehandlingsfaciliteter modtage 10 sessioner af enten (i) transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) til PFC eller (ii) sham-tDCS. Alle forsøgspersoner vil udføre udøvende funktionsopgaver under hver tDCS-intervention (aktiv eller sham) for at prime engagementet af NAcc-PFC-hjernekredsløbet. Vi har upublicerede foreløbige data, der indikerer, at de yderligere 5 behandlingssessioner (10 vs. 5) sandsynligvis vil forbedre resultater og resultere i større effektstørrelser. Opfølgningsinterviews vil blive udført månedligt op til 4 måneder efter ophør af intervention (nøjagtigt tidspunkt afhængigt af deltagernes tilgængelighed) for at forespørge om tilbagefaldsstatus. Vi udvider opfølgningsbesøg til 4 måneder, fordi vi har grund til at tro, at behandlingseffekter kan vare op til 6 måneder efter behandling. Sporing af resultater ud til 4 måneder vil være nødvendigt for at påvise holdbarheden af ​​behandlingsfordelene. Afhængige variabler vil være (i) ændring i kognitiv præstation mellem præ- og post-intervention og (ii) tilbagefaldsstatus efter undersøgelsesdeltagelse. De specifikke mål er at afgøre, om interventionen: (A1) er gennemførlig og sikker hos personer med SUD og AUD, (A2) inducerer kognitive præstationsændringer og (A3) er relateret til tilbagefaldsstatus i månederne efter undersøgelsens afslutning. Et fjerde udforskende mål er at undersøge sammenhænge mellem genetiske varianter, epigenetiske ændringer og (A2-3).

For at evaluere gennemførligheden (A1), er tilbagetræknings- og opbevaringspolitikker beskrevet i afsnit 12.0. For at evaluere sikkerheden (A1) vil vi bruge spørgeskemaet om behandlingsbivirkninger til at registrere interventionsbivirkninger. Baseret på vores tidligere alkohol tDCS undersøgelse og undersøgelser fra andre forskningsgrupper, antager vi, at interventionen vil være gennemførlig og sikker.

For at evaluere kognitive præstationsændringer (A2), vil vi sammenligne kognitive præstationsændringer fra præ-intervention til post-intervention) mellem aktive tDCS og sham-grupper. Vi antager, at den aktive tDCS-gruppe vil have en større forbedring i kognitiv ydeevne end den falske gruppe.

For at evaluere tilbagefaldsstatus ved alle månedlige opfølgningsbesøg vil vi administrere Timeline Follow Back (Sobell og Sobell 1996), spørgeskema og spyt/urinprøver ved hver opfølgning. Baseret på vores alkoholpilotstudie og litteratur om virkningerne af tDCS i andre afhængigheder (Lupi et al. 2017; Batista et al. 2015), antager vi, at den aktive tDCS-gruppe vil have lavere tilbagefaldsrater og længere abstinensperioder end sham-gruppen .

Sekundære endepunkter/hændelser/resultater: For at bestemme generalisering og holdbarhed af kognitiv træning vil patienter blive bedt om at udføre følgende opgaver ved præ-intervention, post-intervention og ved 2 månedlige opfølgningsbesøg at undersøge generalisering og holdbarhedseffekter af træning: D-KEFS Trail Making Test, D-KEFS Verbal Fluency, D-KEFS Color Word, Digit-Span (WAIS) og Digit Symbol (WAIS).