Forbedring av dysregulerte nevrale nettverk med EEG-neurofeedback

Prevalens og nåværende behandling av PTSD PTSD er en svekkende psykisk helselidelse som oppstår ved eksponering for traumatiske hendelser som krig, bilulykker, forbrytelser og andre hendelser som truer livet til en selv eller andre involverte.

De gjeldende anbefalte behandlingene for PTSD-ofre består av psykoterapier og farmakologiske intervensjoner. Selv om 60 % av PTSD-pasienter opplever forbedringer fra en rekke traumefokuserte kognitive atferdsterapier og farmakoterapier, opplever ikke så mange som 40 % av PTSD-pasienter symptomlindring fra eksisterende terapier. Det er derfor behov for utvikling av nye behandlingsalternativer.

Skader relatert til motorkjøretøyulykker (MVC) er en av de viktigste årsakene til sykelighet og dødelighet i den vestlige verden. Mens fysisk skade og smerte er de primære symptomene etter MVC, opplever mellom 20-40% også alvorlige posttraumatiske stresslidelser. Det som er mindre kjent er at psykiske plager er høyere blant de som har pådratt seg en mindre skade, som for eksempel nakkeslengskade, sammenlignet med mer alvorlige skader, som for eksempel ryggmargsskade. Spesielt PTSD-symptomer som hyperarousal er vanlige etter MVCs og en viktig mekanisme i utviklingen av kronisk smerte og funksjonshemming etter MVCs. Med teorien om gjensidig vedlikehold antydes det at smerte og PTSD er gjensidig opprettholdende tilstander. Faktisk er PTSD svært utbredt i sammenheng med kronisk smerterehabilitering av ofre for MVC, med omtrent 20 % som opplever alvorlige PTSD-symptomer. De med høye nivåer av PTSD-symptomer er kjent for å oppleve høyere nivåer av smerte, funksjonshemming og nød. Dessverre er målretting av PTSD i smerterehabilitering uvanlig, og de få eksisterende forsøkene som har forsøkt å målrette mot komorbid PTSD og smerte har ikke vært tilstrekkelig effektive til å lindre smerte og PTSD-symptomer. Behandlingsresistens kan skyldes dysregulerte hjernenettverk som ikke er tilstrekkelig målrettet med tradisjonelle psykoterapeutiske tilnærminger.

En ny og lovende metode for å målrette PTSD er kildelokalisert EEG-nevrofeedback ved at denne metoden retter seg mot spesifikke nevrale regioner; dermed kan behandlingen tilpasses den enkelte pasients symptomer. Siden behandlingen er helt og holdent ikke-invasiv og rimelig, er potensialet og muligheten for at nevrofeedback-metoden kan brukes bredt og at pasienter kan trene mellom behandlingsøktene betydelig.

Her foreslår vi en undersøkelse av potensialet for standardisert vektet lavoppløsningstomografi EEG-nevrofeedback-trening i behandling av komorbid PTSD ved kronisk smerte. Vår foreslåtte studie undersøker de nevrale mekanismene som antas å være involvert i nevrofeedback-trening for PTSD-pasienter. Ved å teste, om slik trening kan endre aktivitet i spesifikke målnevrale regioner relatert til PTSD-symptomer i vår pasientgruppe, er målet å evaluere teknikken som et supplement til gjeldende terapier. Vi sammenligner den aktive EEG-nevrofeedback-behandlingen med en placebokontrolltilstand som mottar falsk EEG-nevrofeedback.

Neurofeedback I sin mest grunnleggende form er neurofeedback en ikke-invasiv teknikk, der en person er opplært til å regulere sin egen nevrale aktivitet. For psykologiske symptomer som er knyttet til dysregulert nevral aktivitet, kan nevrofeedback tilby symptomlindring ved å lære pasienter å regulere relevante aktivitetsmønstre selv. Ved å belønne personen hver gang den nevrale aktiviteten endres i ønsket retning, kan aktiviteten reguleres eller moduleres. Den pivotale mekanismen er altså operant kondisjonering: En ønsket endring i nevral aktivitet følges av en givende stimulans som positiv forsterkning. Denne belønningen kan være appetittvekkende for pasienten, eller belønningen kan være i form av et signal som varsler om at treningskriteriet er oppfylt, noe som i seg selv kan være givende for en pasient som søker symptomlindring.

Siden 1990-tallet har en rekke studier rapportert positive behandlingsresultater for nevrofeedback ved psykiatriske lidelser, som har etablert verdien av nevrofeedback-intervensjoner innen vanlig psykiatri. Vår foreslåtte studie tar sikte på systematisk å registrere mekanismene involvert i nevrofeedback når den brukes på pasienter med komorbid PTSD og kronisk smerte. Ved å gjøre det tar vi sikte på å fremme vår forståelse av nevrale strukturer involvert i posttraumatiske stresssymptomer og kroniske smerter og hvordan nevrofeedback kan endre deres aktivitetsmønstre. Denne kunnskapen vil muliggjøre design av en spesifikk og optimalisert nevrofeedback-treningsprotokoll for pasienter med PTSD og kroniske smerter etter MVC.

De siste tiårene har det blitt utført storskalastudier av EEG hos friske personer på tvers av alle aldre og kjønn for å skape kunnskap om egenskapene til menneskets EEG. Slike data har blitt behandlet og lagret i databaser som gjør et bredt spekter av EEG-parametere tilgjengelige som normdata. EEG hos en pasient kan dermed analyseres med tanke på avvik fra slike normer. Avvik langs noen EEG-parametere, som kan antas å være involvert i de målrettede symptomene, kan deretter trenes opp via neurofeedback for å oppnå større samsvar med relevante EEG-parametre hos friske personer.

Tradisjonell nevrofeedback bruker en eller to elektroder på hodet for å øke eller redusere aktiviteten innenfor et bestemt frekvensbånd. Standardisert vektet lavoppløsnings elektromagnetisk tomografi (swLORETA) er en matematisk teknikk for å analysere den tredimensjonale fordelingen av intrakortikal hjernens elektriske aktivitet basert på overflate-EEG-registreringer. Beregningen muliggjør avbildning av sanntids hjernebølgeaktivitet med en romlig oppløsning på mindre enn én kubikkcentimeter ettersom den deler hjernen i over 12 000 voksler eller deler; dette gir lokalisering som ligner på fMRI, samtidig som de raskere temporale oppløsningene til EEG bevares. Mens tradisjonelle nevrofeedback-protokoller vanligvis bruker ett eller to elektrodesteder for å trene diffuse hjernebølgefrekvenser nær den ytre overflaten av hjernen, kan kildelokalisert NF mer direkte målrette mot spesifikke hjerneregioner enda dypere inne i cortex. Den kan også målrette mot flere Brodmann-områder samtidig, samt gi tilbakemelding på tilkobling eller kommunikasjon mellom forskjellige nevrale kilder (koherens og faserelasjoner), noe som muliggjør muligheten til å trene spesifikke nevrale nettverk.

I kombinasjon tilbyr state-of-the-art nevrofeedback trening i avvikende nevral aktivitet mot et normgjennomsnitt registrert hos friske forsøkspersoner, spesifikt rettet mot anatomiske områder involvert i symptomer.

Endret nevrokretsløp ved PTSD På grunn av de diagnostiske kriterienes natur er PTSD en heterogen lidelse med symptomnivåer som varierer på tvers av symptomklynger. En sentral observasjon er imidlertid endringer i hyperarousal så vel som selvrefererende prosessering, som refererer til informasjon som er relevant for en selv og er en vesentlig komponent i kognitiv prosessering. Videre kan PTSD-pasienter rapportere endringer i somatisk selvreferanse og selvoppfatning.

De siste årene har nevrovitenskapelig forskning vist at mange psykiatriske lidelser kan forstås som forstyrrelser innenfor, eller i forholdet mellom tre grunnleggende, store hjernenettverk. Standardmodusnettverket (DMN), salience-nettverket (SN) og de sentrale executive-nettverkene (CEN) er opptatt av henholdsvis selvrefererende prosessering, ekstern, oppgaverelatert prosessering og eksekutive funksjoner. Endringer i funksjonen eller tilkoblingen innenfor ett nettverk forplanter seg til de resterende to.

Symptomer på forstyrret selvrefererende prosessering ved PTSD har vært knyttet til endringer i DMN-tilkobling. Endringer i DMN kan videre være ledsaget av en økning i SN-aktivitet, noe som resulterer i hyperarousal/økt trusseloppfatning og en reduksjon i CEN-aktivitet. Nylig har PTSD-symptomatologi vist seg å bli forutsagt av nivået av DMN-forstyrrelser. Endringer i DMN-aktivitet og tilkobling er derfor sterke kandidater for nevrale korrelater til endret selvrefererende prosessering ved PTSD og symptomene forbundet med dette. Basert på denne kunnskapen har en gjenoppretting av normal aktivitet i DMN gjennom neurofeedback blitt foreslått som et levedyktig supplement til dagens behandlinger.

Endringer i DMN-aktivitet har også blitt funnet i akutte og kroniske smertetilstander, noe som kan reflektere underliggende endringer i oppmerksomhetsprosesser assosiert med tilstedeværelsen av smerte i seg selv, da det er rapportert at kroniske smertepasienter også viser betydelig oppmerksomhet og mental fleksibilitetsmangel. Faktisk har flere studier rapportert betydelige endringer i DMN-funksjon i mange kroniske smertetilstander. Det har blitt antydet at styrken til de funksjonelle forbindelsene mellom hjerneregioner i DMN hos personer med kroniske smerter er relatert til smertedrøvling, som er et mål på et individs kontinuerlige fokus på smerte og dets potensielle negative utfall.