Verbetering van ontregelde neurale netwerken met EEG-neurofeedback

Prevalentie en huidige behandeling van PTSS PTSD is een slopende psychische stoornis die voortkomt uit blootstelling aan traumatische gebeurtenissen zoals oorlog, auto-ongelukken, misdaden en andere gebeurtenissen, die het leven van zichzelf of van anderen die erbij betrokken zijn, bedreigen.

De huidige aanbevolen behandelingen voor PTSS-slachtoffers bestaan ​​uit psychotherapieën en farmacologische interventies. Hoewel 60% van de PTSS-patiënten verbeteringen ervaart door een verscheidenheid aan traumagerichte cognitieve gedragstherapieën en farmacotherapieën, ondervindt maar liefst 40% van de PTSD-patiënten geen symptoomverlichting door bestaande therapieën. De ontwikkeling van nieuwe behandelingsalternatieven is dus nodig.

Letsels gerelateerd aan motorvoertuigongevallen (MVC) zijn een van de belangrijkste oorzaken van morbiditeit en mortaliteit in de westerse wereld. Hoewel lichamelijk letsel en pijn de belangrijkste symptomen zijn na MVC, ervaart tussen de 20 en 40% ook symptomen van ernstige posttraumatische stressstoornissen. Wat minder bekend is, is dat de psychologische problemen groter zijn bij degenen die een lichte verwonding hebben opgelopen, zoals een whiplash, vergeleken met ernstiger verwondingen, zoals een dwarslaesie. Met name PTSS-symptomen zoals hyperarousal komen vaak voor na MVC's en vormen een belangrijk mechanisme bij de ontwikkeling van chronische pijn en invaliditeit na MVC's. Met de wederzijdse onderhoudstheorie wordt gesuggereerd dat pijn en PTSS elkaar wederzijds in stand houden. PTSD komt inderdaad veel voor in de context van chronische pijnrehabilitatie van slachtoffers van MVC's, waarbij ongeveer 20% ernstige PTSD-symptomen ervaart. Het is bekend dat mensen met veel PTSS-symptomen hogere niveaus van pijn, invaliditeit en angst ervaren. Helaas is het niet gebruikelijk om zich te richten op PTSS bij pijnrehabilitatie, en de weinige bestaande onderzoeken die hebben geprobeerd zich te richten op comorbide PTSS en pijn zijn niet voldoende effectief geweest in het verlichten van pijn en PTSS-symptomen. Behandelingsresistentie kan te wijten zijn aan ontregelde hersennetwerken waarop traditionele psychotherapeutische benaderingen onvoldoende gericht zijn.

Een nieuwe en veelbelovende methode om PTSS aan te pakken is brongelokaliseerde EEG-neurofeedback, omdat deze methode zich richt op specifieke neurale regio's; Zo kan de behandeling worden afgestemd op de symptomen van de individuele patiënt. Omdat de behandeling geheel niet-invasief en goedkoop is, is het potentieel en de haalbaarheid dat de neurofeedbackmethode breed kan worden ingezet en dat patiënten tussen de behandelsessies door kunnen trainen aanzienlijk.

Hier stellen we een onderzoek voor naar het potentieel van gestandaardiseerde gewogen lage-resolutie tomografie EEG-neurofeedbacktraining bij de behandeling van comorbide PTSS bij chronische pijn. Onze voorgestelde studie onderzoekt de neurale mechanismen waarvan wordt verondersteld dat ze betrokken zijn bij neurofeedbacktraining voor PTSS-patiënten. Door te testen of een dergelijke training de activiteit in specifieke neurale doelgebieden die verband houden met PTSD-symptomen in onze patiëntengroep kan veranderen, is het doel om de techniek te evalueren als aanvulling op de huidige therapieën. We vergelijken de actieve EEG-neurofeedbackbehandeling met een placebocontroleconditie die schijn-EEG-neurofeedback ontvangt.

Neurofeedback In zijn meest basale vorm is neurofeedback een niet-invasieve techniek, waarbij een persoon wordt getraind om zijn/haar eigen neurale activiteit te reguleren. Voor psychologische symptomen die verband houden met ontregelde neurale activiteit kan neurofeedback symptoomverlichting bieden door patiënten te leren relevante activiteitspatronen zelf te reguleren. Door de persoon te belonen wanneer de neurale activiteit in een gewenste richting verandert, kan de activiteit worden gereguleerd of gemoduleerd. Het centrale mechanisme is dus operante conditionering: een gewenste verandering in neurale activiteit wordt gevolgd door een belonende stimulus als positieve bekrachtiging. Deze beloning kan aantrekkelijk zijn voor de patiënt, of de beloning kan de vorm hebben van een signaal dat aangeeft dat aan het trainingscriterium is voldaan, wat op zichzelf een beloning kan zijn voor een patiënt die symptoomverlichting zoekt.

Sinds de jaren negentig hebben een aantal onderzoeken positieve behandelresultaten voor neurofeedback bij psychiatrische stoornissen gerapporteerd, waarmee de waarde van neurofeedback-interventies binnen de reguliere psychiatrie wordt bevestigd. Ons voorgestelde onderzoek is gericht op het systematisch registreren van de mechanismen die betrokken zijn bij neurofeedback wanneer toegepast op patiënten met comorbide PTSS en chronische pijn. Door dit te doen, willen we ons begrip vergroten van de neurale structuren die betrokken zijn bij posttraumatische stresssymptomen en chronische pijn en hoe neurofeedback hun activiteitenpatronen kan veranderen. Deze kennis zal het ontwerp mogelijk maken van een specifiek en geoptimaliseerd neurofeedback-trainingsprotocol voor patiënten met PTSS en chronische pijn na MVC's.

In de afgelopen decennia zijn grootschalige onderzoeken naar EEG bij gezonde proefpersonen van alle leeftijden en geslachten uitgevoerd om kennis te verwerven over de kenmerken van het menselijke EEG. Dergelijke gegevens zijn verwerkt en opgeslagen in databases waardoor een breed scala aan EEG-parameters beschikbaar is als normgegevens. EEG bij een patiënt kan dus worden geanalyseerd in termen van afwijkingen van dergelijke normen. Afwijkingen langs sommige EEG-parameters, waarvan kan worden aangenomen dat ze betrokken zijn bij de beoogde symptomen, kunnen vervolgens via neurofeedback worden getraind om een ​​grotere congruentie met relevante EEG-parameters bij gezonde proefpersonen te bereiken.

Traditionele neurofeedback maakt gebruik van één of twee elektroden op het hoofd om de activiteit binnen een bepaalde frequentieband te verhogen of te verlagen. Gestandaardiseerde gewogen elektromagnetische tomografie met lage resolutie (swLORETA) is een wiskundige techniek om de driedimensionale verdeling van intracorticale elektrische activiteit in de hersenen te analyseren op basis van oppervlakte-EEG-opnamen. De berekening maakt het mogelijk om real-time hersengolfactiviteit in beeld te brengen met een ruimtelijke resolutie van minder dan één kubieke centimeter, terwijl de hersenen in meer dan 12.000 voxels of stukken worden verdeeld; dit zorgt voor lokalisatie vergelijkbaar met die van fMRI, terwijl de snellere temporele resoluties van EEG behouden blijven. Terwijl traditionele neurofeedbackprotocollen doorgaans één of twee elektrodeplaatsen gebruiken om diffuse hersengolffrequenties nabij het buitenoppervlak van de hersenen te trainen, kan brongelokaliseerde NF zich directer richten op specifieke hersengebieden, zelfs dieper in de cortex. Het kan zich ook tegelijkertijd op meerdere Brodmann-gebieden richten en feedback geven over de connectiviteit of communicatie tussen verschillende neurale bronnen (coherentie en faserelaties), waardoor de mogelijkheid ontstaat om specifieke neurale netwerken te trainen.

In combinatie biedt state-of-the-art neurofeedback training in het afwijken van neurale activiteit in de richting van een normgemiddelde vastgelegd bij gezonde proefpersonen, specifiek gericht op anatomische gebieden die betrokken zijn bij symptomen.

Veranderde neurocircuits bij PTSS Vanwege de aard van de diagnostische criteria is PTSD een heterogene stoornis waarbij de symptoomniveaus variëren per symptoomcluster. Een belangrijke observatie zijn echter veranderingen in hyperarousal en zelfreferentiële verwerking, die verwijst naar informatie die relevant is voor onszelf en een essentieel onderdeel is van cognitieve verwerking. Bovendien kunnen PTSS-patiënten veranderingen in de somatische zelfreferentie en zelfperceptie melden.

De afgelopen jaren heeft neurowetenschappelijk onderzoek aangetoond dat veel psychiatrische stoornissen kunnen worden begrepen als stoornissen binnen of in de relatie tussen drie fundamentele, grote hersennetwerken. Het standaardmodusnetwerk (DMN), het saliencenetwerk (SN) en de centrale uitvoerende netwerken (CEN) houden zich respectievelijk bezig met zelfreferentiële verwerking, met externe, taakgerelateerde verwerking en met uitvoerende functies. Veranderingen in het functioneren of de connectiviteit binnen één netwerk planten zich voort naar de overige twee.

Symptomen van verstoorde zelfreferentiële verwerking bij PTSD zijn in verband gebracht met veranderingen in de DMN-connectiviteit. Veranderingen in DMN kunnen verder gepaard gaan met een toename van de SN-activiteit, resulterend in hyperarousal/verhoogde dreigingsperceptie, en een afname van de CEN-activiteit. Onlangs is aangetoond dat de symptomatologie van PTSS wordt voorspeld door de mate van DMN-stoornis. Veranderingen in DMN-activiteit en connectiviteit zijn dus sterke kandidaten voor neurale correlaten met veranderde zelfreferentiële verwerking bij PTSS en de symptomen die daarmee gepaard gaan. Op basis van deze kennis is een herstel van de normale activiteit in het DMN door middel van neurofeedback voorgesteld als een haalbare aanvulling op de huidige behandelingen.

Veranderingen in DMN-activiteit zijn ook gevonden bij acute en chronische pijntoestanden, die onderliggende veranderingen in aandachtsprocessen kunnen weerspiegelen die verband houden met de aanwezigheid van pijn zelf, aangezien is gerapporteerd dat patiënten met chronische pijn ook aanzienlijke tekorten aan aandacht en mentale flexibiliteit vertonen. In feite hebben meerdere onderzoeken significante veranderingen in de DMN-functie bij veel chronische pijnaandoeningen gerapporteerd. Er is gesuggereerd dat de sterkte van de functionele verbindingen tussen hersengebieden binnen het DMN bij patiënten met chronische pijn verband houdt met pijnherkauwers, wat een maatstaf is voor de voortdurende focus van een individu op pijn en de potentiële negatieve uitkomsten ervan.