Neuromodulatie en cognitieve training voor stoornissen in het gebruik van middelen

De recidiverende aard van de stoornis in het gebruik van middelen is een belangrijk obstakel voor een succesvolle behandeling. Ongeveer 70% van degenen die in behandeling gaan, vallen binnen een jaar terug. Om het resultaat van de behandeling te verbeteren, zijn nieuwe interventies gericht op de onderliggende hersenbiomarkers van kwetsbaarheid voor terugval een belangrijke belofte in het verminderen van dit kritieke probleem voor de volksgezondheid.

Voorlopige gegevens: Met behulp van functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) in rust hebben we hersenbiomarkers geïdentificeerd die langdurige onthouding ondersteunen. Onze cross-sectionele en longitudinale bevindingen leveren bewijs dat hogere FC, met name tussen NAcc en DLPFC, een potentiële hersenbiomarker is die onthouding ondersteunt. Langdurige abstinente alcoholisten (7 jaar onthouding) hebben een hogere FC in rust tussen NAcc en DLPFC in vergelijking met controles. Kortdurende abstinente alcoholisten (11 weken onthouding) hebben gemiddelde FC (lager dan langdurig abstinente alcoholisten en hoger dan controles) (Camchong, Stenger, & Fein, 2013b, 2013c). Verder kan een lagere FC tussen NAcc en DLPFC na 11 weken onthouding een voorspeller zijn van latere terugval (met een nauwkeurigheid van 74%) (Camchong, Stenger, & Fein, 2013a). Bovendien ontdekten we in een longitudinaal FC-onderzoek dat rustende FC van NAcc na 5 en 13 weken onthouding bij personen met een stoornis in het gebruik van stimulerende middelen onderzocht, dat FC tussen NAcc en DLPFC afnam van 5 naar 13 weken onthouding bij daaropvolgende terugvallers, terwijl het toenam bij volgende geheelonthouders (Camchong et al., 2014). Op basis van het bovenstaande zijn wij van mening dat onthouding op de lange termijn wordt ondersteund door een compensatiemechanisme dat de juiste uitvoerende functie bemiddelt boven beloning (gemedieerd door DLPFC-NAcc FC), een potentiële hersenbiomarker die een interventiedoel zou kunnen zijn. Deze bevindingen bieden een overtuigend argument om te onderzoeken of deze hersenbiomarker kan worden gemoduleerd om het vermogen van patiënten om onthouding te behouden te verbeteren. Op basis van de bovenstaande literatuur is er behoefte aan onderzoek naar niet-invasieve methoden die kunnen worden gebruikt om FC tussen DLPFC en NAcc te verhogen, zowel bij stoornissen in het gebruik van stimulerende middelen als bij stoornissen in het gebruik van alcohol. Omdat het gebruik van stimulerende middelen en alcoholgebruik veel voorkomt in de VS en beide een grote belasting vormen voor de samenleving, zal het huidige protocol zowel personen met een stoornis in het gebruik van alcohol als stimulerende middelen rekruteren.

Bestaande literatuur: Uitvoerend functioneren, het vermogen om onaangepast gedrag te veranderen, hangt af van DLPFC-invoer naar NAcc (Gruber, Hussain, & O'Donnell, 2009). DLPFC verzendt beloningsrepresentaties naar NAcc via glutamaterge projecties die doelgericht gedrag sturen (Ballard & Knutson, 2009). Als DLPFC niet activeert wanneer dat nodig is, een veel voorkomende observatie bij stoornissen in het gebruik van middelen, ontvangen doelneuronen in de NAcc-kern geen kritieke informatie die nodig is om de juiste uitkomst te selecteren, waardoor verworven onaangepaste responspatronen blijven bestaan ​​(bijv. drugsgebruik) (Gruber et al., 2009). Hogere FC tussen DLPFC en NAcc kan worden bereikt door DLPFC te stimuleren terwijl proefpersonen boeiende executieve functies uitvoeren. Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatietechniek die de hersenconnectiviteit kan moduleren. DLPFC-stimulatie kan de input voor NAcc vergroten om de juiste selectie van doelgericht gedrag te vergemakkelijken en kan ook het verlangen verminderen bij personen met een verslavingsstoornis (Boggio et al., 2008). Genetica en behandelingsrespons: een bron van variabiliteit in behandelingsrespons kan voortkomen uit verschillen tussen deelnemers in genetische basisprofielen of epigenetische veranderingen in de loop van de behandeling. Genetische polymorfismen, vooral in genen die belangrijk zijn voor neuroplasticiteit, kunnen ook neuroplastische veranderingen mediëren die ten grondslag liggen aan de effecten van tDCS (Chhabra et al., 2016), zoals is aangetoond met gen BDNF (Antal et al., 2010; Fritsch et al., 2010 ). In het licht van deze genetische invloeden op de belangrijkste pijlers van onze studie - d.w.z. respons op de behandeling bij alcoholgebruiksstoornis en fysiologische effecten van tDCS - zullen we genetische monsters van deelnemers verzamelen om te bepalen of genetische of epigenetische variaties de respons op de cognitieve training en tDCS-interventie kunnen beïnvloeden. . Deze informatie kan in de toekomst helpen bij de ontwikkeling van meer individueel toegesneden behandelprotocollen. Aangezien dit een secundair doel is, krijgen deelnemers de keuze in het toestemmingsformulier om wel of niet deel te nemen aan de procedure voor genetische bemonstering.

Primair eindpunt/gebeurtenis/resultaat: in een dubbelblind gerandomiseerd ontwerp krijgen 80 abstinente (3 weken abstinente) personen, 40 met alcoholgebruiksstoornis (AUD) en 40 met stimulantiagebruiksstoornis (SUD) gerekruteerd uit instellingen voor verslavingszorg 10 sessies van (i) transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) naar PFC of (ii) sham-tDCS. Alle proefpersonen zullen executieve functies uitvoeren tijdens elke tDCS-interventie (actief of schijn) om de betrokkenheid van het NAcc-PFC-hersencircuit te stimuleren. We hebben niet-gepubliceerde voorlopige gegevens die aangeven dat de extra 5 behandelsessies (10 versus 5) waarschijnlijk de resultaten zullen verbeteren en zullen resulteren in grotere effectgroottes. Vervolginterviews zullen maandelijks worden gehouden tot 4 maanden na het stoppen van de interventie (exact tijdstip afhankelijk van de beschikbaarheid van de deelnemer) om de status van terugval op te vragen. We breiden vervolgbezoeken uit tot 4 maanden omdat we reden hebben om aan te nemen dat de effecten van de behandeling tot 6 maanden na de behandeling kunnen aanhouden. Het volgen van de resultaten tot 4 maanden zal nodig zijn om de duurzaamheid van de behandelingsvoordelen aan te tonen. Afhankelijke variabelen zijn (i) verandering in cognitieve prestaties tussen pre- en post-interventie, en (ii) terugvalstatus na deelname aan het onderzoek. De specifieke doelstellingen zijn vast te stellen of de interventie: (A1) haalbaar en veilig is bij personen met verslaving en AUD, (A2) cognitieve prestatieveranderingen teweegbrengt, en (A3) verband houdt met de status van terugval in de maanden na afronding van de studie. Een vierde verkennend doel is het onderzoeken van relaties tussen genetische varianten, epigenetische veranderingen en (A2-3).

Om de haalbaarheid te evalueren (A1), wordt het intrekkings- en bewaarbeleid beschreven in sectie 12.0. Om de veiligheid te evalueren (A1), zullen we de vragenlijst over de bijwerkingen van de behandeling gebruiken om de bijwerkingen van de interventie vast te leggen. Op basis van onze eerdere alcohol-tDCS-studie en studies van andere onderzoeksgroepen veronderstellen we dat de interventie haalbaar en veilig zal zijn.

Om cognitieve prestatieveranderingen (A2) te evalueren, zullen we cognitieve prestatieverandering van pre-interventie tot post-interventie vergelijken tussen actieve tDCS- en sham-groepen. We veronderstellen dat de actieve tDCS-groep een grotere verbetering in cognitieve prestaties zal hebben dan de sham-groep.

Om de terugvalstatus te evalueren tijdens alle maandelijkse follow-upbezoeken, zullen we de tijdlijn Follow Back (Sobell en Sobell 1996), vragenlijst en speeksel-/urinemonsters afnemen bij elke follow-up. Op basis van onze alcoholpilotstudie en literatuur over de effecten van tDCS bij andere verslavingen (Lupi et al. 2017; Batista et al. 2015), veronderstellen we dat de actieve tDCS-groep lagere terugvalpercentages en langere onthoudingsperioden zal hebben dan de schijngroep .

Secundair(e) eindpunt(en)/gebeurtenis(sen)/resultaat(en): Om de generalisatie en duurzaamheid van cognitieve training te bepalen, wordt patiënten gevraagd om de volgende taken uit te voeren bij pre-interventie, post-interventie en bij 2 maandelijkse follow-upbezoeken om generalisatie en duurzaamheidseffecten van training te onderzoeken: D-KEFS Trail Making Test, D-KEFS Verbal Fluency, D-KEFS Color Word, Digit-Span (WAIS) en Digit Symbol (WAIS).