Forbedring af dysregulerede neurale netværk med EEG-neurofeedback

Udbredelse og nuværende behandling af PTSD PTSD er en invaliderende psykisk lidelse, der opstår som følge af udsættelse for traumatiske hændelser såsom krig, motorkøretøjsulykker, forbrydelser og andre hændelser, der truer en selv eller andre involveredes liv.

De nuværende anbefalede behandlinger til PTSD-ofre består af psykoterapier og farmakologiske interventioner. Selvom 60 % af PTSD-patienter oplever forbedringer fra en række traume-fokuserede kognitive adfærdsterapier og farmakoterapier, oplever så mange som 40 % af PTSD-patienter ikke symptomlindring fra eksisterende terapier. Derfor er der behov for udvikling af nye behandlingsalternativer.

Skader relateret til motorkøretøjsulykker (MVC) er en af ​​de vigtigste årsager til sygelighed og dødelighed i den vestlige verden. Mens fysisk skade og smerte er de primære symptomer efter MVC, oplever mellem 20-40% også alvorlige posttraumatiske stresssymptomer. Hvad der er mindre kendt er, at psykiske lidelser er højere blandt dem, der har pådraget sig en mindre skade, såsom piskesmældsskade, sammenlignet med mere alvorlige skader, såsom rygmarvsskade. Især PTSD-symptomer såsom hyperarousal er almindelige efter MVC'er og en vigtig mekanisme i udviklingen af ​​kronisk smerte og handicap efter MVC'er. Med teorien om gensidig vedligeholdelse foreslås det, at smerte og PTSD er gensidigt opretholdende tilstande. Faktisk er PTSD meget udbredt i forbindelse med kronisk smerterehabilitering af ofre for MVC'er, hvor omkring 20% ​​oplever alvorlige PTSD-symptomer. Dem med høje niveauer af PTSD-symptomer er kendt for at opleve højere niveauer af smerte, handicap og angst. Desværre er målretning af PTSD i smerterehabilitering ualmindeligt, og de få eksisterende forsøg, der har forsøgt at målrette mod komorbid PTSD og smerte, har ikke været tilstrækkeligt effektive til at lindre smerte og PTSD-symptomer. Behandlingsresistens kan skyldes dysregulerede hjernenetværk, der ikke er tilstrækkeligt målrettet med traditionelle psykoterapeutiske tilgange.

En ny og lovende metode til at målrette mod PTSD er kildelokaliseret EEG neurofeedback, idet denne metode retter sig mod specifikke neurale regioner; dermed kan behandlingen skræddersyes til den enkelte patients symptomer. Da behandlingen er fuldstændig non-invasiv og billig, er potentialet og muligheden for, at neurofeedback-metoden kan anvendes bredt, og at patienterne kan træne mellem behandlingssessioner, betydelig.

Her foreslår vi en undersøgelse af potentialet for standardiseret vægtet lavopløsningstomografi EEG neurofeedback træning i behandling af komorbid PTSD ved kroniske smerter. Vores foreslåede undersøgelse undersøger de neurale mekanismer, der antages at være involveret i neurofeedback-træning for PTSD-patienter. Ved at teste, hvis sådan træning kan ændre aktiviteten i specifikke målneurale regioner relateret til PTSD-symptomer i vores patientgruppe, er målet at evaluere teknikken som et supplement til nuværende terapier. Vi sammenligner den aktive EEG-neurofeedback-behandling med en placebokontroltilstand, der modtager falsk EEG-neurofeedback.

Neurofeedback I sin mest basale form er neurofeedback en ikke-invasiv teknik, hvor en person trænes i at regulere sin egen neurale aktivitet. For psykologiske symptomer, der er forbundet med dysreguleret neural aktivitet, kan neurofeedback tilbyde symptomlindring ved at lære patienterne selv at regulere relevante aktivitetsmønstre. Ved at belønne personen, når den neurale aktivitet ændrer sig i en ønsket retning, kan aktiviteten reguleres eller moduleres. Den pivotale mekanisme er således operant konditionering: En ønsket ændring i neural aktivitet efterfølges af en givende stimulus som positiv forstærkning. Denne belønning kan være appetitvækkende for patienten, eller belønningen kan være i form af et signal om, at træningskriteriet er opfyldt, hvilket i sig selv kan være givende for en patient, der søger symptomlindring.

Siden 1990'erne har en række undersøgelser rapporteret positive behandlingsresultater for neurofeedback ved psykiatriske lidelser, hvilket fastslår værdien af ​​neurofeedback-interventioner inden for almindelig psykiatri. Vores foreslåede undersøgelse sigter mod systematisk at registrere de mekanismer, der er involveret i neurofeedback, når det anvendes til patienter med komorbid PTSD og kroniske smerter. Ved at gøre det sigter vi mod at fremme vores forståelse af de neurale strukturer, der er involveret i posttraumatiske stresssymptomer og kroniske smerter, og hvordan neurofeedback kan ændre deres aktivitetsmønstre. Denne viden vil muliggøre design af en specifik og optimeret neurofeedback træningsprotokol til patienter med PTSD og kroniske smerter efter MVC'er.

I de seneste årtier er der gennemført store undersøgelser af EEG hos raske forsøgspersoner på tværs af alle aldre og køn for at skabe viden om karakteristika ved det menneskelige EEG. Sådanne data er blevet behandlet og lagret i databaser, hvilket gør en lang række EEG-parametre tilgængelige som normdata. EEG hos en patient kan således analyseres i form af afvigelser fra sådanne normer. Afvigelser langs nogle EEG-parametre, som kan antages at være involveret i de målrettede symptomer, kan derefter trænes via neurofeedback for at opnå større kongruens med relevante EEG-parametre hos raske forsøgspersoner.

Traditionel neurofeedback bruger en eller to elektroder på hovedet til at øge eller mindske aktiviteten inden for et bestemt frekvensbånd. Standardiseret vægtet lavopløsningselektromagnetisk tomografi (swLORETA) er en matematisk teknik til at analysere den tredimensionelle fordeling af intrakortikal hjernes elektriske aktivitet baseret på overflade EEG-optagelser. Beregningen muliggør billeddannelse af hjernebølgeaktivitet i realtid med en rumlig opløsning på mindre end en kubikcentimeter, da den opdeler hjernen i over 12.000 voxels eller stykker; dette giver lokalisering svarende til fMRI, samtidig med at de hurtigere tidsmæssige opløsninger af EEG bevares. Mens traditionelle neurofeedback-protokoller typisk anvender en eller to elektrodesteder til at træne diffuse hjernebølgefrekvenser nær den ydre overflade af hjernen, kan kildelokaliseret NF mere direkte målrette specifikke hjerneregioner endnu dybere inde i cortex. Det kan også målrette mod flere Brodmann-områder samtidigt samt give feedback om forbindelse eller kommunikation mellem forskellige neurale kilder (kohærens og faserelationer), hvilket giver mulighed for at træne specifikke neurale netværk.

I kombination tilbyder state-of-the-art neurofeedback træning i afvigende neural aktivitet i retning af et normmiddel registreret hos raske forsøgspersoner, specifikt rettet mod anatomiske regioner involveret i symptomer.

Ændret neurokredsløb ved PTSD På grund af karakteren af ​​de diagnostiske kriterier er PTSD en heterogen lidelse med symptomniveauer, der varierer på tværs af symptomklynger. En central observation er dog ændringer i hyperarousal såvel som selvrefererende bearbejdning, som refererer til information, der er relevant for en selv og er en væsentlig komponent i kognitiv bearbejdning. Endvidere kan PTSD-patienter rapportere ændringer i somatisk selvreference og selvopfattelse.

I de senere år har neurovidenskabelig forskning vist, at mange psykiatriske lidelser kan forstås som forstyrrelser inden for, eller i forholdet mellem tre grundlæggende, store hjernenetværk. Standard mode-netværket (DMN), salience-netværket (SN) og det centrale executive-netværk (CEN) beskæftiger sig med henholdsvis selvreferentiel behandling, ekstern, opgaverelateret behandling og eksekutivfunktioner. Ændringer i funktionen eller forbindelsen inden for et netværk forplanter sig til de resterende to.

Symptomer på forstyrret selvrefererende behandling i PTSD er blevet forbundet med ændringer i DMN-forbindelse. Ændringer i DMN kan yderligere være ledsaget af en stigning i SN-aktivitet, hvilket resulterer i hyperarousal/forhøjet trusselsopfattelse og et fald i CEN-aktivitet. For nylig har PTSD-symptomatologi vist sig at blive forudsagt af niveauet af DMN-forstyrrelser. Ændringer i DMN-aktivitet og -forbindelse er således stærke kandidater til neurale korrelater til ændret selvreferentiel behandling i PTSD og symptomerne forbundet med dette. Baseret på denne viden er en genoprettelse af normal aktivitet i DMN gennem neurofeedback blevet foreslået som et levedygtigt supplement til nuværende behandlinger.

Ændringer i DMN-aktivitet er også blevet fundet i akutte og kroniske smertetilstande, hvilket kan afspejle underliggende ændringer i opmærksomhedsprocesser forbundet med tilstedeværelsen af ​​selve smerten, da det er blevet rapporteret, at kroniske smertepatienter også udviser betydelige opmærksomheds- og mentale fleksibilitetsmangler. Faktisk har flere undersøgelser rapporteret betydelige ændringer i DMN-funktionen i mange kroniske smertetilstande. Det er blevet foreslået, at styrken af ​​de funktionelle forbindelser mellem hjerneregioner inden for DMN hos personer med kronisk smerte relaterer sig til smerteruminering, som er et mål for et individs kontinuerlige fokus på smerte og dets potentielle negative udfald.