Funkcjonalna łączność mózgu w zaburzeniach związanych z używaniem alkoholu

TŁO:

Ze względu na nawracający charakter alkoholizmu nadmierne spożycie alkoholu stanowi znaczny koszt dla społeczeństwa USA (249 miliardów dolarów w 2010 r.). Około 64% osób rozpoczynających leczenie dozna nawrotu choroby w ciągu jednego roku. Opracowanie nowych i ulepszonych terapii, które można by spersonalizować, aby zmaksymalizować szansę na utrzymanie abstynencji w pierwszym roku, będzie wymagało postępu w zrozumieniu mechanizmów behawioralnych i neuronalnych leżących u podstaw podatności na nawrót choroby podczas wczesnej abstynencji. Nowe interwencje ukierunkowane na podstawowe biomarkery mózgu podatności na nawroty są obiecujące w zmniejszeniu tego krytycznego problemu zdrowia publicznego. Za pomocą spoczynkowego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) zidentyfikowaliśmy biomarkery mózgu, które wspierają długoterminową abstynencję, oraz biomarkery mózgu, które przewidują nawrót. Nasze przekrojowe i podłużne odkrycia dostarczają dowodów, że wyższa łączność funkcjonalna (FC), szczególnie między jądrem półleżącym (NAcc) a grzbietowo-boczną korą przedczołową (DLPFC) jest potencjalnym biomarkerem mózgu, który wspiera abstynencję. Odpoczynkowy NAcc-DLPFC FC jest oceniany w zależności od długości abstynencji, z wyższym FC u alkoholików długoterminowych abstynentów (7 lat abstynencji) niż w grupie kontrolnej i pośrednim FC u alkoholików krótkoterminowych abstynentów (11 tygodni abstynencji). Co więcej, niższe NAcc-DLPFC FC po 11 tygodniach abstynencji może być predyktorem późniejszego nawrotu (z 74% dokładnością). Nasze dane wskazują na specyficzne biomarkery mózgowe, które wskazują na większą podatność na nawroty po 11 tygodniach abstynencji. Jednak wiele osób już do tego czasu doszło do nawrotu i nie zostały one uwzględnione w powyższych badaniach. Nie wiadomo, czy te biomarkery można zidentyfikować wcześniej w okresie rekonwalescencji. Musimy zbadać, czy ten biomarker podatności na nawroty można zidentyfikować podczas wcześniejszych etapów abstynencji. Wcześniejsza identyfikacja tego biomarkera dostarczy cennych informacji dla ukierunkowanych interwencji w odpowiednim czasie (np. ściślejsze monitorowanie, dłuższy pobyt w programie leczenia, neuromodulacja), zwiększenie szans na utrzymanie abstynencji.

CEL BADANIA:

Naszym długoterminowym celem jest wykorzystanie zidentyfikowanych biomarkerów mózgowych i behawioralnych w celu ułatwienia rozwoju nowych, spersonalizowanych metod leczenia, które będą wspierać trwałą abstynencję w uzależnieniu. Ogólnym celem tego badania jest identyfikacja biomarkerów nawrotów podczas wczesnej abstynencji (2-3 tygodnie abstynencji). Drugim celem jest ocena, czy pomiary niezwiązane z obrazowaniem, takie jak głód i funkcje wykonawcze, dodają wartość do modeli prognostycznych. Wyniki tego badania zapewnią wgląd w neurobiologię podatności na nawroty, która będzie informować o nowych strategiach leczenia potrzebnych do poprawy wyników leczenia.

CELE SZCZEGÓŁOWE:

SA 1: Aby ocenić dokładność przewidywania miar FC u osób z zaburzeniami związanymi z używaniem alkoholu (AUD) podczas wczesnej (2-3 tygodni) abstynencji. Aby ocenić, czy środki niezwiązane z obrazowaniem (np. głód, funkcja wykonawcza) wartość dodaną do modeli predykcyjnych FC będziemy testować modele predykcyjne przy użyciu (i) tylko zmiennych obrazowania (FC podczas fMRI zadania i spoczynku), (ii) tylko zmiennych niezwiązanych z obrazowaniem oraz (iii) kombinacji obrazowania i zmienne nieobrazowe jako predyktory czasu do nawrotu. Hipoteza: Opierając się na hipotezie mechanizmów kompensacyjnych, spodziewamy się, że kolejni abstynenci będą mieli silniejsze NAcc-DLPFC FC w porównaniu z kolejnymi nawrotami i kontrolami. Dane pilotażowe sugerują, że połączenie zmiennych obrazowych i nieobrazowych będzie miało wysoką dokładność przewidywania. SA 2. Aby rozszerzyć nasze badanie NAcc-DLPFC FC poza stan spoczynku, użyjemy zadania Reversal Learning (RL), które obejmuje funkcje wykonawcze i przetwarzanie nagrody. Hipoteza: Dane pilotażowe sugerują, że kolejni abstynenci będą wykazywać wyższe NAcc FC związane z zadaniami niż osoby z nawrotem i grupa kontrolna. Cel eksploracyjny: Zbadamy, czy siła spoczynku NAcc-DLPFC FC zmienia się po wykonaniu zadania RL. Zbierzemy pozostałe dane fMRI przed i po wykonaniu zadania RL w skanerze. Hipoteza: Opierając się na wcześniejszych ustaleniach dotyczących zwiększonej aktywności wywołanej zadaniem w tych regionach, stawiamy hipotezę, że pacjenci będą wykazywać zwiększoną spoczynkową NAcc-DLPFC FC po wykonaniu zadania RL.

ZNACZENIE:

Wyniki leczenia uzależnień są słabe. Zaburzenia związane z używaniem alkoholu (AUD) w Stanach Zjednoczonych pozostają ważnym problemem zdrowia publicznego, którego całkowity roczny koszt dla społeczeństwa szacuje się na 249,5 miliarda dolarów. Przewlekły i nawracający charakter AUD jest główną przeszkodą w pomyślnym wyzdrowieniu. Brakuje nam narzędzi do tworzenia podtypów w zaburzeniach związanych z używaniem alkoholu (AUD). Podtypowanie w populacjach klinicznych może być skutecznym podejściem do modelowania ukierunkowanych interwencji. Na przykład ukierunkowane leczenie pacjentek z rakiem piersi w oparciu o typowanie receptorów estrogenowych (biomarkerów) poszczególnych guzów poprawiło wyniki z 25 do 77% wskaźnika przeżycia; nie było podobnej poprawy wyników leczenia AUD. Musimy zidentyfikować biomarkery w AUD, które przewidują nawrót i kierować rozwojem i wyborem leczenia w oparciu o podtypy, aby zwiększyć szanse na osiągnięcie długoterminowej abstynencji.