Улучшение дисрегуляции нейронных сетей с помощью ЭЭГ-нейрообратной связи

Распространенность и современное лечение посттравматического стрессового расстройства. ПТСР – это изнурительное психическое расстройство, возникающее в результате воздействия травмирующих событий, таких как война, автомобильные аварии, преступления и другие события, угрожающие жизни человека или других участников.

В настоящее время рекомендуемые методы лечения жертв посттравматического стрессового расстройства включают психотерапию и фармакологические вмешательства. Хотя 60% пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством испытывают улучшение от различных когнитивно-поведенческих методов лечения, ориентированных на травму, и фармакотерапии, до 40% пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством не испытывают облегчения симптомов от существующих методов лечения. Таким образом, необходима разработка новых альтернатив лечения.

Травмы, связанные с автомобильными авариями (MVC), являются одной из основных причин заболеваемости и смертности в западном мире. Хотя физические травмы и боль являются основными симптомами после MVC, от 20 до 40% также испытывают тяжелые симптомы посттравматического стрессового расстройства. Менее известно то, что психологический стресс выше среди тех, кто получил легкую травму, например, хлыстовую травму, по сравнению с более серьезными травмами, такими как травма спинного мозга. В частности, симптомы посттравматического стрессового расстройства, такие как повышенное возбуждение, часто встречаются после MVC и являются важным механизмом развития хронической боли и инвалидности после MVC. В рамках теории взаимного поддержания предполагается, что боль и посттравматическое стрессовое расстройство являются взаимоподдерживающими состояниями. Действительно, посттравматическое стрессовое расстройство широко распространено в контексте реабилитации жертв хронической боли у жертв MVC, причем около 20% испытывают тяжелые симптомы посттравматического стрессового расстройства. Известно, что люди с высоким уровнем симптомов посттравматического стрессового расстройства испытывают более высокий уровень боли, инвалидности и страдания. К сожалению, направленность на посттравматическое стрессовое расстройство при реабилитации боли встречается редко, и немногие существующие исследования, в которых пытались воздействовать на коморбидное посттравматическое стрессовое расстройство и боль, не оказались достаточно эффективными в облегчении боли и симптомов посттравматического стрессового расстройства. Сопротивление лечению может быть связано с нарушением регуляции мозговых сетей, на которые недостаточно воздействуют традиционные психотерапевтические подходы.

Новым и многообещающим методом борьбы с посттравматическим стрессовым расстройством является нейробиоуправление ЭЭГ с локализацией источника, поскольку этот метод нацелен на определенные нейронные области; таким образом, лечение может быть адаптировано к симптомам конкретного пациента. Поскольку лечение является полностью неинвазивным и недорогим, потенциал и возможность широкого применения метода нейробиоуправления и возможности тренировок пациентов между сеансами лечения значительны.

Здесь мы предлагаем исследование потенциала стандартизированной взвешенной томографии низкого разрешения, ЭЭГ, нейробиоуправления в лечении коморбидного посттравматического стрессового расстройства при хронической боли. Предлагаемое нами исследование исследует нейронные механизмы, которые, как предполагается, участвуют в тренировке нейробиоуправления у пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством. Путем тестирования, может ли такое обучение изменить активность в определенных целевых нейронных областях, связанных с симптомами посттравматического стрессового расстройства в нашей группе пациентов, цель состоит в том, чтобы оценить этот метод в качестве дополнения к текущим методам лечения. Мы сравниваем активную нейробиоуправление ЭЭГ с контролем плацебо, получающим имитацию нейробиоуправления ЭЭГ.

Нейробиоуправление В своей самой базовой форме нейробиоуправление представляет собой неинвазивный метод, с помощью которого человека обучают регулировать собственную нервную активность. При психологических симптомах, связанных с нарушением регуляции нервной активности, нейробиоуправление может облегчить симптомы, обучая пациентов самостоятельно регулировать соответствующие модели активности. Вознаграждая человека всякий раз, когда активность нейронов меняется в желаемом направлении, эту активность можно регулировать или модулировать. Таким образом, ключевым механизмом является оперантное обусловливание: за желаемым изменением нейронной активности следует поощряющий стимул в качестве положительного подкрепления. Это вознаграждение может быть привлекательным для пациента или вознаграждение может быть в форме сигнала, уведомляющего о том, что критерий обучения выполнен, что само по себе может быть вознаграждением для пациента, стремящегося к облегчению симптомов.

С 1990-х годов в ряде исследований сообщалось о положительных результатах лечения нейробиоуправления при психических расстройствах, что подтверждает ценность вмешательств нейробиоуправления в основной психиатрии. Предлагаемое нами исследование направлено на систематическую регистрацию механизмов нейробиоуправления при применении к пациентам с коморбидным посттравматическим стрессовым расстройством и хронической болью. Поступая таким образом, мы стремимся углубить наше понимание нейронных структур, участвующих в симптомах посттравматического стресса и хронической боли, а также того, как нейробиоуправление может изменить модели их активности. Эти знания позволят разработать специальный и оптимизированный протокол обучения нейробиоуправлению для пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством и хронической болью после MVC.

В последние десятилетия были проведены крупномасштабные исследования ЭЭГ у здоровых людей всех возрастов и полов с целью создания знаний о характеристиках ЭЭГ человека. Такие данные обрабатываются и сохраняются в базах данных, благодаря чему широкий спектр параметров ЭЭГ становится доступным в качестве нормальных данных. Таким образом, ЭЭГ пациента можно проанализировать на предмет отклонений от таких норм. Отклонения некоторых параметров ЭЭГ, которые, как можно предположить, связаны с целевыми симптомами, затем можно тренировать с помощью нейробиоуправления для достижения большего соответствия с соответствующими параметрами ЭЭГ у здоровых людей.

Традиционная нейробиоуправление использует один или два электрода на голове для увеличения или уменьшения активности в определенном диапазоне частот. Стандартизированная взвешенная электромагнитная томография низкого разрешения (swLORETA) — это математический метод анализа трехмерного распределения внутрикортикальной электрической активности мозга на основе записей поверхностной ЭЭГ. Вычисления позволяют отображать мозговую активность в реальном времени с пространственным разрешением менее одного кубического сантиметра, поскольку они делят мозг на более чем 12 000 вокселей или частей; это обеспечивает локализацию, аналогичную локализации при фМРТ, сохраняя при этом более быстрое временное разрешение ЭЭГ. Таким образом, в то время как традиционные протоколы нейробиоуправления обычно используют один или два участка электродов для тренировки диффузных частот мозговых волн вблизи внешней поверхности мозга, локализованный источник NF может более непосредственно воздействовать на определенные области мозга даже глубже в коре. Он также может одновременно воздействовать на несколько областей Бродмана, а также давать обратную связь о связности или взаимодействии между различными нейронными источниками (когерентность и фазовые отношения), что дает возможность обучать определенные нейронные сети.

В сочетании с этим современная нейробиоуправление предлагает обучение отклонению нейронной активности в сторону среднего значения нормы, зафиксированного у здоровых людей, с особым упором на анатомические области, вовлеченные в симптомы.

Изменение нейросхем при посттравматическом стрессовом расстройстве. Из-за характера диагностических критериев посттравматическое стрессовое расстройство представляет собой гетерогенное расстройство с уровнями симптомов, варьирующими в зависимости от группы симптомов. Однако ключевым наблюдением являются изменения в гипервозбуждении, а также в обработке самореференции, которая относится к информации, имеющей отношение к самому себе, и является важным компонентом когнитивной обработки. Кроме того, пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством могут сообщать об изменениях в соматической самореференции и самовосприятии.

Нейробиологические исследования последних лет показали, что многие психические расстройства можно понимать как нарушения внутри или во взаимоотношениях между тремя основными крупными сетями мозга. Сеть режима по умолчанию (DMN), сеть значимости (SN) и центральные исполнительные сети (CEN) занимаются самореферентной обработкой, внешней обработкой, связанной с задачами, и исполнительными функциями соответственно. Изменения в функционировании или связности внутри одной сети распространяются на оставшиеся две.

Симптомы нарушения обработки самореференции при посттравматическом стрессе связаны с изменениями в связях DMN. Изменения в DMN могут дополнительно сопровождаться увеличением активности SN, что приводит к гипервозбуждению/повышенному восприятию угрозы и снижению активности CEN. Недавно было показано, что симптоматика ПТСР прогнозируется по уровню нарушения DMN. Таким образом, изменения в активности и связности DMN являются сильными кандидатами на нейронные корреляты с измененной обработкой самореферентной информации при посттравматическом стрессовом расстройстве и связанными с этим симптомами. Основываясь на этих знаниях, восстановление нормальной активности DMN посредством нейробиоуправления было предложено в качестве жизнеспособного дополнения к современным методам лечения.

Изменения активности DMN также были обнаружены при состояниях острой и хронической боли, что может отражать основные изменения в процессах внимания, связанные с наличием самой боли, поскольку сообщалось, что пациенты с хронической болью также демонстрируют значительный дефицит внимания и умственной гибкости. Фактически, многочисленные исследования сообщили о значительных изменениях в функции DMN при многих состояниях хронической боли. Было высказано предположение, что сила функциональных связей между областями мозга в пределах DMN у субъектов с хронической болью связана с руминацией боли, которая является мерой постоянного внимания человека к боли и ее потенциальным негативным последствиям.