Cerebellar involvering i alkoholbruksforstyrrelse (AUD)

Nyere dyrestudier har gitt nye bevis for at lillehjernen kan ha en sterkere kobling til hjernens belønningssystem enn tidligere kjent. Direkte projeksjoner fra cerebellare dype kjerner (DN) til det ventrale tegmentale området (VTA) er identifisert, og stimulering av disse cerebellare afferentene til VTA ble funnet å være givende. Slike funn øker muligheten for at cerebellar dysfunksjon kan bidra vesentlig til avhengighet via en cerebellar påvirkning av VTA. I samsvar med dyrefunn har etterforskerne funnet i foreløpige data for menneskelig funksjonell MR (fMRI) sterk cerebellar og VTA-aktivering som respons på alkoholsignaler i forhold til ikke-alkoholstimuli hos pasienter med alkoholbruksforstyrrelse (AUD) sammenlignet med kontroller, og nær kobling observert mellom DN- og VTA-aktivering. Ved å studere AUD og kontrolldeltakere vil dette prosjektet ta for seg tre viktige spørsmål. Den første er: Hva er arten av cerebellar input til VTA, og hvordan forstyrres det i AUD? En rekke undersøkelser har antydet at når en stimulus presenteres, genererer lillehjernen en prediksjon av hendelser som vil følge basert på tidligere assosiativ læring, og sammenligner deretter predikerte og faktiske utfall for å generere en prediksjonsfeil. Etterforskerne antar at disse funksjonene er forstyrret i AUD. Etterforskernes foreløpige data viser at når en forventet stimulus ikke oppstår, observeres et sterkt prediksjonsfeilsignal i form av økt funksjonell tilkobling (FC) mellom cerebellum og dets projeksjonsmål, og etterforskerne fant en analog økning i DN-VTA FC, det var unormalt hos AUD-pasienter, da alkoholbilder ble presentert. I mål 1, ved å bruke fMRI og en monetær insentivoppgave, vil etterforskerne undersøke om DN-VTA FC reflekterer belønningsprediksjon og/eller positiv eller negativ belønningsprediksjonsfeil. Det andre spørsmålet er: Er mengden aktivering i hjernens belønningssentre som fremkalles av alkoholstimuli relatert til mengden dysfunksjon i lillehjernen? I mål 2 vil etterforskerne undersøke 2 mål på cerebellar integritet for å bestemme sammenhengen med omfanget av alkohol cue-relatert aktivering i cerebellar, VTA og andre belønningsstrukturer, og med DN-VTA FC: (1) Tidspunktet for underskuddet av cerebellar hemodynamisk responsfunksjon (HRF), som har blitt funnet å være korrelert med antall livstidsdrikker; og (2) klassisk øyeblinkbehandling, som lillehjernen er nødvendig for. Det tredje spørsmålet er: Kan unormal cerebellar aktivering og FC, samt alkoholtrang, reduseres ved ikke-invasiv cerebellar stimulering? I mål 3, ved å bruke fMRI kombinert med cerebellar transkraniell likestrømstimulering (tDCS) under en cue-reaktivitetsoppgave, antar etterforskerne at i AUD-deltakere vil cerebellar og VTA-aktivering bli redusert, DN-VTA FC vil bli normalisert og alkoholtrang vil bli redusert. redusert. Etterforskerne vil undersøke, ved bruk av både hviletilstand fMRI og psykofysiologisk interaksjonsanalyse, effekten av tDCS på FC blant viktige strukturer i belønningssystemet så vel som på DN-VTA FC. Disse undersøkelsene vil føre til en bedre forståelse av involveringen av lillehjernen i AUD, så vel som det terapeutiske potensialet til cerebellar modulering.