Abstract
Dependența de droguri este o problemă de sănătate publică la nivel mondial, rezultată din multiple fenomene, inclusiv cele sociale și biologice. S-a demonstrat că utilizarea cronică a substanțelor psihoactive induce modificări structurale și funcționale la nivelul creierului care afectează controlul cognitiv și favorizează comportamentul de căutare compulsivă. S-a dovedit că exercițiul fizic îmbunătățește funcția creierului și cogniția atât la populațiile sănătoase, cât și la cele clinice. În timp ce unele studii au demonstrat potențialele beneficii ale exercițiului fizic în tratarea și prevenirea comportamentelor de dependență, puține studii au investigat contribuțiile sale cognitive și neurobiologice la creierul dependent de droguri. Aici, trecem în revistă studiile la oameni folosind răspunsuri cognitiv-comportamentale și tehnici de neuroimagistică, care dezvăluie că exercițiile fizice pot fi un tratament auxiliar eficient pentru tulburările dependente de droguri. Mai mult, descriem mecanismele neurobiologice prin care neuroplasticitatea indusă de efort în cortexul prefrontal îmbunătățește funcțiile executive și poate scădea comportamentele compulsive la indivizii predispuși la tulburări de consum de substanțe. În cele din urmă, propunem un model integrativ cognitiv-psihobiologic de exercițiu pentru utilizare în cercetările viitoare în dependența de droguri și îndrumări practice în medii clinice.
Introducere
Dependența de substanțe psihoactive (de exemplu, nicotină, cocaină, marijuana, alcool, heroină, inhalanți, LSD și ecstasy) este o problemă de sănătate publică a lumii moderne (1). Manualul de diagnostic și statistică al tulburărilor mintale al Asociației Americane de Psihiatrie (DSM-V 2013) clasifică dependența de droguri ca tulburare de consum de substanțe (SUD) atunci când o persoană îndeplinește două sau mai multe dintre următoarele criterii privind utilizarea substanțelor psihoactive: toleranță, poftă, încercări repetate de a opri consumul sau probleme sociale, personale, fizice sau psihologice legate de consumul de droguri (2). În plus față de influențele factorilor biologici, culturali, sociali, economici și psihologici asupra persoanelor cu SUD (3), studiile pe modele animale și oameni au arătat că consumul de substanțe psihoactive induce modificări epigenetice, moleculare, structurale și funcționale ale creierului (4). Astfel, modelul neurobiologic al dependenței de droguri a propus o interacțiune complexă între factorii biologici și de mediu și a creat noi perspective integrative pentru prevenire, tratament și ținte farmacologice (5).
SUD este în mod tradițional legat de eliberarea anormală de dopamină și sensibilitatea în sistemul de recompensă a creierului. Această rețea neuronală este compusă din mai multe zone ale creierului interconectate, inclusiv zona tegmentală ventrală, nucleul accumbens, amigdala, striatul, hipocampul și cortexul prefrontal (PFC) (6). PFC este un sistem neuronal integrat la oameni necesar pentru funcționarea executivă normală, inclusiv luarea deciziilor și controlul inhibitor și funcționarea socio-emoțională benefică (7). Studiile care utilizează tomografia cu emisie de pozitroni (PET) și imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) au demonstrat că persoanele cu SUD prezintă o activitate scăzută în PFC (8). Această afecțiune pare să fie legată de un număr redus de receptori dopaminergici și de o rată anormală de activare a neuronilor dopaminergici (9). Aceste modificări ale sistemului dopaminer și ale activității PFC pot favoriza aportul compulsiv de substanțe și comportamentele de căutare, precum și pierderea controlului asupra consumului de droguri (8). În mod similar, dezvoltarea incompletă a cortexului prefrontal și scăderea rezultată a capacității de a controla deciziile impulsive au fost sugerate ca o explicație pentru vulnerabilitatea deosebită a adolescenților la abuzul de droguri.10), subliniind importanța prevenirii consumului de droguri psihoactive care creează dependență în această perioadă de dezvoltare a creierului. Prin urmare, programele contemporane de reabilitare au subliniat importanța abordărilor de tratament interdisciplinare care vizează restabilirea funcționării normale a PFC, combinând în același timp utilizarea medicamentelor, asistenței sociale și a terapiei comportamentale susținute de psihiatri, psihologi, asistenți sociali și familie.5).
Exercițiul fizic a fost propus ca terapie complementară pentru persoanele cu SUD care urmează un tratament în diferite stadii de reabilitare a dependenței (11-13). Cercetările preclinice pe animale au arătat dovezi ale mecanismelor neurobiologice induse de exercițiul fizic care susțin utilizarea potențială a acestuia ca strategie terapeutică pentru tratarea dependenței de droguri. Exemple sunt următoarele: normalizarea transmisiilor dopaminergice și glutaminergice, promovarea interacțiunilor epigenetice mediate de BDNF (factor neurotrofic derivat din creier) și modificarea semnalizării dopaminergice în ganglionii bazali (11, 14). Cu toate acestea, identificarea interacțiunilor moleculare similare între exerciții fizice și creierul uman prezintă provocări metodologice semnificative care trebuie depășite pentru a traduce aceste constatări de la modele animale la oameni.
Beneficiile exercițiului fizic pentru funcționarea cognitivă și structura creierului la oameni sunt, pe de altă parte, bine documentate în literatură (15). De exemplu, exercițiile aerobice sunt legate de îmbunătățirea funcțiilor executive și de creșterea volumului materiei cenușii și a activității în regiunile PFC (16, 17). În plus, copiii și adulții cu fitness cardiorespirator mai mare (de exemplu, VO2 max) prezintă performanțe cognitive îmbunătățite și activitate neuronală în PFC și cortexul cingulat anterior (ACC) (18). Rezultatele studiilor preclinice pe animale arată că aceste adaptări ale creierului par a fi legate de eliberarea de molecule induse de efort, cum ar fi BDNF (19) și IGF-1 (factor de creștere asemănător insulinei 1) (20). Ambele molecule acționează ca factori neurotrofici și creează noi sinapse, neuroni și rețele neuronale (18). Aceste adaptări sunt facilitate de o creștere a fluxului sanguin cerebral în timpul efortului (21) și eliberarea unui factor de creștere endotelial vascular (VEGF) (22), care promovează activitatea mitotică în celulele endoteliale vasculare, promovând astfel angiogeneza și sporind aportul de oxigen și nutrienți către neuroni (18). În plus, exercițiul este, de asemenea, legat de integritatea barierei creier-sânge (23). Cu toate acestea, în ciuda gamei largi de beneficii ale creierului care se antrenează, efectele acestuia asupra persoanelor cu SUD care au PFC și funcțiile cognitive afectate trebuie investigate în continuare.
În această mini recenzie, prezentăm rezultatele unei revizuiri a literaturii actuale despre exerciții și SUD. Ne-am limitat căutarea la studii care au investigat efectul exercițiilor aerobe acute sau cronice asupra markerilor cognitivi și/sau neurobiologici la oamenii cu SUD. Termenii de căutare folosiți pentru selectarea articolelor au fost „țigări de tutun”, „nicotină”, „alcool”, „metanfetamină”, „crack”, „cocaină și marijuana”, „activitate fizică”, „exercițiu de rezistență”, „exercițiu aerobic, ” „dependență”,: tulburare de consum de substanțe”, „funcții executive”, „cortex prefrontal”, „cogniție” și „creier”. Doi autori au selectat articolele publicate și revizuite de colegi identificate pe bazele de date electronice (Pubmed Central, Medline, Scopus și Web of Science) în februarie 2019, în timp ce un al treilea autor a rezolvat diferențele de opinie. Au fost luate în considerare doar articolele publicate în limba engleză. În cele din urmă, propunem un model integrativ cognitiv-psihobiologic de exercițiu pentru a sprijini cercetările viitoare pe acest subiect și pentru a oferi îndrumări metodologice pentru aplicarea acestuia în medii clinice ca instrument terapeutic pentru tratamentul SUD.
Efectul exercițiilor aerobe asupra creierului și a funcției cognitive la persoanele cu SUD
Exercițiul aerobic este de obicei efectuat la intensitate submaximală pentru o perioadă lungă de timp, cea mai mare parte a consumului de energie provenind din producția mitocondrială de ATP dependentă de oxigen. Adaptările organice ale sistemului cardiorespirator ca urmare a antrenamentului aerobic sunt reflectate în principal de valori mai mari ale VO2 max, care a fost asociat cu îmbunătățiri ale mai multor parametri de sănătate, precum și funcționarea creierului și cognitivă (18, 24). Exemple de exerciții aerobice includ alergarea, înotul și ciclismul printre sporturile de vară și schiul de fond sau patinajul cu viteză printre sporturile de iarnă (25). Tabelul 1 descrie studii care au investigat efectul exercițiilor aerobe asupra creierului și a funcțiilor cognitive la persoanele cu SUD. S-a demonstrat că efectele acute ale exercițiului aerobic (adică imediat după încetarea efortului) includ creșteri ale oxigenării PFC asociate cu un control inhibitor mai mare (26) și îmbunătățirea memoriei, a atenției și a vitezei de procesare la utilizatorii de polisubstanțe (27). În mod similar, consumatorii de metamfetamină care au făcut exerciții pe un ergometru de ciclism staționar au prezentat îmbunătățiri ulterior, cum ar fi un control mai bun inhibitor specific medicamentelor, niveluri reduse de poftă și activitate crescută a creierului în ACC, zona implicată în monitorizarea și inhibiția conflictelor (28). Wang şi colab. (29) și Wang, Zhou și Chang (30) au studiat, de asemenea, consumatorii de metamfetamină și au arătat că exercițiile fizice efectuate la intensitate moderată (adică 65-75% din ritmul cardiac maxim) provoacă o scădere a nivelului poftei de mâncare, îmbunătățește performanța la o sarcină de tip go/no-go și crește amplitudinea N2 în timpul no- go condiții când indivizii trebuie să inhibe impulsul de a apăsa partea de jos a ecranului computerului după un indiciu vizual. În special, N2 este un potențial legat de evenimente, monitorizat cu ajutorul electroencefalografiei neinvazive (EEG), care provine din cortexul fronto-parietal și este direct asociat cu controlul inhibitor (31).
Tabelul 1
Studii care investighează efectele exercițiului fizic asupra creierului și funcțiilor cognitive la persoanele cu tulburări de consum de substanțe.
| Rezultatele studiilor de exerciții acute | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Referinţă | Proceduri de studiu | Tipul de drog | Exercițiu (tip; intensitate; timp) | Marker neurobiologic și test cognitiv | Rezultate |
| Janse Van Rensburg și Taylor, (2008) (32) | Fumatorii (N=23) au suferit conditii (exercitiu si odihna pasiva). Ei au efectuat un test cognitiv înainte și după afecțiuni. | Nicotină | Exerciții aerobice pe bandă de alergare; Intensitate ușoară auto-ritmată; 2 minute de încălzire și 15 minute de exercițiu | Testul Stroop | În urma ședinței de exerciții, fumătorii nu s-au îmbunătățit în ceea ce privește performanța testului cognitiv în comparație cu ședința de control. |
| Janse Van Rensburg și colab., (2009) (33) | Fumătorii (N = 10) au suferit condiții (exercițiu și odihnă pasivă) urmate de scanare fMRI în timp ce urmăreau fumat și imagini neutre. | Nicotină | Exerciții aerobice pe cicloergometru; Intensitate moderată (RPE 11-13); 2 minute de încălzire, 10 minute de exercițiu. | fMRI | Fumătorii au prezentat o activitate cerebrală redusă în domenii legate de recompensă, motivație și atenție vizual-spațială în urma exercițiilor fizice, comparativ cu condiția de control. |
| Rensburg și colab., (2012) ( 34) | Fumătorii (N = 20) au suferit condiții (exercițiu și odihnă pasivă) urmate de scanare fMRI în timp ce urmăreau fumat și imagini neutre. | Nicotină | Exerciții aerobice pe cicloergometru; Intensitate moderată (RPE 11-13); 2 minute de încălzire, 10 minute de exercițiu) | fMRI | Fumătorii au prezentat o activitate scăzută în zonele de procesare vizuală (adică, cortexul occipital) în timpul imaginilor de fumat după sesiunea de exerciții. |
| Wang, Zhou și Chang., 2015 (30) | Participanții (N=24) au efectuat două condiții: exerciții și sesiuni de control al citirii. Testele cognitive și electroactivitatea creierului au fost măsurate în urma fiecărei afecțiuni. | metamfetamina | Exerciții aerobice pe cicloergometru; 65-75% din HR maxim estimat, 30 min (5 min de încălzire, 20 min de exercițiu și 5 min de răcire) | Electroencefalograma (EEG), GoNoGo | Atât controlul inhibitor general, cât și cel specific metamfetaminei au fost îmbunătățiți după sesiunea de exerciții, comparativ cu sesiunea de control. S-a observat o amplitudine mai mare a N2 în timpul testelor cognitive în condițiile Nogo ale ambelor teste de control inhibitor comparativ cu ședința de control. |
| Wang și colab., 2016 (29) | Participanții (N=92) au fost repartizați aleatoriu în 4 grupuri: exerciții ușoare, exerciții moderate, exerciții viguroase și grup de control al citirii. Testul cognitiv și electroactivitatea creierului au fost măsurate înainte și la 20 de minute după exercițiul sau sesiunea de lectură. | metamfetamina | Exerciții aerobice pe un cicloergometru; fiecare grup a avut propria sa intensitate bazată pe HR maxim estimat (40-50%, 65-75% și 85-95%, corespunzătoare intensităților ușoare, moderate, respectiv înalte); 30 de minute de exerciții (5 minute de încălzire, 20 de minute de exerciții și 5 minute de răcire) | Electroencefalograma (EEG) în timp ce efectuează o sarcină GoNogo generală și o sarcină GoNogo specifică metamfetaminei. | Grupul de intensitate moderată a arătat un timp de reacție mai bun și un număr mai mic de erori. Același grup a arătat o amplitudine mai mare a N2 în condițiile Nogo atât ale controlului inhibitor general, cât și specific meth. |
| Da Costa și colab., 2017 (35) | Persoanele cu tulburare de consum de substanțe (N=15) au fost comparate cu 15 indivizi sănătoși în timpul unei sesiuni de efort maxim. În timpul sesiunii, tuturor voluntarilor li s-a măsurat oxigenarea cortexului prefrontal în timpul efectuării unui test cognitiv. | Consumatori multipli de droguri (35.5% erau dependenți de o substanță, 43% de două substanțe și 21.1% de trei substanțe). 8 au raportat că sunt consumatori de crack/cocaină, 6 au fost consumatori de alcool și 3 au fost consumatori de marijuana. | Exerciții aerobice până la epuizare voluntară [20 pe Scala Borg (6-20)]. Cicloergometrul a fost ținut la 60-70 rpm. Sarcina inițială a fost de 25 W și la fiecare două minute a avut loc o creștere de 25 W. | Spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS) și test Stroop | Persoanele cu tulburare de consum de substanțe au crescut oxigenarea cortexului prefrontal în timpul exercițiului, asociată cu un timp de reacție mai bun la testul Stroop. De asemenea, s-au raportat pofte mai scăzute după sesiunea de exerciții. |
| Da Costa și colab., (2016) (36) | Persoanele cu abuz de substanțe (N=9) au efectuat 3 luni de intervenție fizică. Ei au efectuat un test cognitiv înainte și după protocolul de exercițiu. | Crack și cocaină | Exercițiu aerobic (alergare liberă), intensitate auto-selectată; 3 sedinte/saptamana; 36-60 min/sesiune. Protocolul a durat 3 luni. | Testul Stroop | Sa constatat că participanții au scăzut timpul de reacție asociat cu îmbunătățirea fitnessului cardiorespirator. Numărul de erori la testul Stroop a rămas același, comparând pre și post intervenție. |
| Cabral și colab., (2017) (37)(A) | Raport de caz. Subiectul a efectuat oxigenarea cortexului prefrontal în timpul exercițiului incremental înainte, 45 de zile după și 90 de zile după începerea protocolului de alergare. | Alcoolul și nicotina | Exerciții aerobice (alergare liberă); intensitate auto-selectată; 3 sedinte/saptamana; timpul de rulare a crescut de-a lungul săptămânilor (prima săptămână: 3-6min, săptămâna trecută: 40-50min). Protocolul a durat 12 săptămâni. | Spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS). Testul Stroop | După 90 de zile de alergare, subiectul a îmbunătățit oxigenarea cortexului prefrontal în 921% la pragul ventilator, 604.2% la punctul de compensare respiratorie și 76.1% la efort maxim. Mai mult, individul a crescut numărul de răspunsuri corecte în timpul testului de control inhibitor cu 266.6% și timpul de reacție cu 23%. |
| Wang și colab., (2017) (38) | Studiu randomizat controlat. Participanții au fost împărțiți în două grupuri: exercițiu (N=25) și grup de control (N=25). Testele cognitive și electroencefalograma au fost măsurate în ambele grupuri înainte și după 12 săptămâni. | metamfetamina | Exerciții aerobice (ciclism, jogging, sărituri cu coarda); 65-75% din HR maxim estimat; 3 sedinte/saptamana; 40 min/sesiune (5 min de încălzire, 30 min de exerciții aerobice și 5 min de răcire). Protocolul a fost efectuat timp de 12 săptămâni. | Electroencefalograma (EEG), Go/NoGo | Atât controlul inhibitor general, cât și cel specific metamfetaminei au fost îmbunătățiți după sesiunea de exerciții, comparativ cu grupul de control. Amplitudine mai mare a N2 a fost observată în timpul testelor cognitive în condițiile Nogo ale ambelor teste inhibitorii comparativ cu grupul de control. |
| Cabral și colab., (2018)(39) (b) | Raport de caz. Participantul a avut activitatea cerebrală măsurată înainte și după protocolul de exercițiu în timpul repausului, în timp ce făcea un test cognitiv. Mai mult, oxigenarea cortexului prefrontal a fost măsurată în timpul exercițiilor incrementale pe banda de alergare. | Crack/cocaină și alcool | Exerciții aerobice de mare intensitate; totul afară timp de 30 de secunde și odihnă timp de 4:30 min 3 ședințe pe săptămână. Protocolul a durat 4 săptămâni. | Electroencefalograma (EEG) și spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS), test Stroop | Oxihemoglobina cortexului prefrontal a crescut cu 228.2% la începutul testului pe banda de alergare, 305.4% la mijloc și 359.4% la sfârșitul testului. Activitatea cortexului prefrontal în timpul testului Stroop a fost îmbunătățită. Efectul Stroop a fost redus cu 327%. |
La consumatorii de nicotină, o meta-analiză (40) și o revizuire sistematică (41) prezintă un efect redus sau deloc al exercițiului în renunțarea la fumat. Cu toate acestea, acele recenzii nu au inclus studii care utilizează markeri cognitivi sau neurobiologici ca rezultate. Pe de altă parte, Rensburg et al. (32-34) a condus o serie de experimente importante care sugerează potențiale beneficii ale exercițiilor aerobe asupra creierului și funcțiilor cognitive ale consumatorilor de nicotină. Primul studiu a arătat că 15 minute de exerciții de intensitate ușoară pe banda de alergare au redus nivelurile de poftă în comparație cu o condiție de control (odihna pasivă), dar nu a găsit îmbunătățiri în controlul inhibitor. Cu toate acestea, performanța la sarcina de control inhibitor a fost măsurată doar prin timpul de reacție și nu prin numărul de erori, ceea ce ar putea limita interpretarea noastră a rezultatelor (32). În al doilea experiment, 10 minute de exercițiu de ciclism de intensitate moderată au provocat scăderi ale nivelurilor de poftă în comparație cu o condiție de control (șezut pasiv timp de 10 minute). După fiecare condiție, participanții au fost supuși unei scanări fMRI în timp ce vizualizau imagini neutre și imagini legate de fumat. În timpul vizualizării imaginilor de fumat, participanții au demonstrat o activare redusă în zonele creierului legate de recompensă (de exemplu, nucleul caudat), motivație (adică, cortexul orbitofrontal) și atenția vizual-spațială (adică, lobul parietal și girusul parahipocampal) după exercițiu.33). Un alt studiu a replicat același design experimental cu un eșantion mai mare de fumători. Rezultatele au arătat că 10 minute de exerciții de intensitate moderată au redus, de asemenea, nivelurile de poftă, iar analizele fMRI au evidențiat o scădere a activității în zonele de procesare vizuală (adică, cortexul occipital) în timpul imaginilor de fumat pentru condiția de exercițiu, dar nu pentru condiția de control (șezarea pasivă) (34). Astfel, aceste rezultate arată efectele potențiale ale exercițiilor aerobe în modularea poftei și zonele cerebrale corelate la utilizatorii de nicotină.
Prin urmare, în ciuda numărului limitat de studii disponibile până acum în literatura de specialitate, este evident că sesiunile acute de exerciții aerobice scad nivelurile de poftă și par să beneficieze funcțiile cognitive și ale creierului la acești indivizi. Cu toate acestea, ar putea fi, de asemenea, important de înțeles dacă exercițiile fizice efectuate în mod regulat (adică, efectele cronice) pot potențializa beneficiile acute asupra creierului și a cogniției persoanelor cu SUD pe parcursul săptămânilor și lunilor de antrenament. Până în prezent, doar două studii au investigat efectele cronice ale exercițiilor aerobe la persoanele cu SUD folosind markeri neurobiologici și cognitivi ( Tabelul 1 ). Într-un studiu, consumatorii de metamfetamină au arătat un control inhibitor îmbunătățit și o activare mai mare a ACC în timpul unei sarcini de inhibiție după ce au efectuat 3 luni de exerciții de intensitate moderată timp de 30 de minute de trei ori pe săptămână (38). În mod curios, această lucrare de pionierat a lui Wang și colab. (38) nu au raportat modificări ale aptitudinii cardiorespiratorii, care au limitat asocierea dintre adaptările cardiorespiratorii induse de exerciții fizice și îmbunătățiri ale creierului și ale funcționării cognitive. Cu toate acestea, rezultatele unui studiu longitudinal pilot diferit cu utilizatori de polisubstanțe au arătat că 3 luni de exerciții aerobice au îmbunătățit controlul inhibitor și au fost corelate cu îmbunătățirea fitnessului cardiorespirator (36).
Din cauza lipsei de studii longitudinale din literatură, am realizat două rapoarte de caz, în care am testat două intervenții diferite de exerciții fizice. Primul a fost un program de alergare de 3 luni (de trei ori pe săptămână), bazat pe exerciții de intensitate moderată auto-selectate. Studiul a fost realizat cu un consumator cronic de alcool care primește tratament într-un spital public de psihiatrie. Măsurile oxigenării PFC, controlul inhibitor și necesitatea intervenției medicale au fost evaluate înainte și după programul de exerciții. La sfârșitul perioadei de 3 luni, participantul a demonstrat o îmbunătățire a oxigenării PFC, scăderea timpului de reacție în sarcina de control inhibitor și reducerea nevoii de intervenție medicală (37). Al doilea caz raportat a implicat un consumator de crack/cocaină și alcool care a primit tratament. S-au angajat în 4 săptămâni de exerciții de mare intensitate (de trei ori pe săptămână) și am măsurat oxigenarea PFC, activitatea creierului prin electroencefalografie și controlul inhibitor înainte și după intervenție. Participantul a arătat o activitate crescută a PFC în timpul testului de control inhibitor și o creștere a oxigenării PFC în timpul efortului (39). Luate împreună, relația dintre abilitățile cognitive și funcția creierului și exercițiul regulat sugerează un rol promițător al exercițiului fizic în promovarea unui control executiv mai mare asupra comportamentului compulsiv al persoanelor cu SUD.
Psihobiologia intensității exercițiilor auto-selectate: instrument practic pentru setările clinice și cercetare
Dintr-o perspectivă evolutivă, oamenii s-au adaptat să reziste la exerciții aerobice prelungite prin căutarea hranei și vânătoarea persistenței de pradă (se presupune că urmărită până la epuizarea fizică) (42). Exercițiul aerobic auto-selectat împreună cu evaluarea cognitivă a indiciilor de mediu pentru achiziționarea de hrană și supraviețuire au fost postulate a fi caracteristici cheie în dezvoltarea creierului uman (43). Cu toate acestea, societatea modernă a înlăturat nevoia oamenilor de a alerga/mergi după mâncare sau adăpost. Ca urmare, există o rată în creștere a comportamentului hipocinetic și a bolilor asociate, cum ar fi diabetul, obezitatea și hipertensiunea arterială (44, 45). Luarea deciziilor declarative raționale cu privire la volumul, intensitatea și frecvența exercițiilor nu a fost suficientă pentru a schimba comportamentul sedentar. Prin urmare, sunt propuse metode care să promoveze o mai mare aderență la regimentele de activitate fizică, iar o perspectivă integrativă psihobiologică pare a fi o abordare promițătoare pentru atingerea acestui obiectiv (46, 47).
S-a sugerat că reglarea cognitivă și afectivă a intensității efortului joacă un rol cheie atât în toleranță, cât și în aderarea la programele de exerciții. De exemplu, tulburările homeostatice cauzate de exercițiile de mare intensitate au fost asociate cu stări afective negative și plăcere mai scăzută în timpul exercițiului la persoanele sedentare (45), conducând la rate mai scăzute de aderență (48). În schimb, intensitatea exercițiului auto-selectat a fost asociată cu stări afective pozitive și niveluri mai ridicate de plăcere în timpul exercițiului (45). Intensitatea exercițiului auto-selectată subliniază creierul ca guvernator central al fluctuațiilor intensității exercițiului (46), în timp ce luarea deciziilor de creștere și scădere a vitezei sau tolerarea sau încheierea sesiunii de exerciții este controlată de PFC printr-o integrare bidirecțională minte/corp (49). În acest cadru, mecanismele de sus în jos sunt cele inițiate de procesare mentală declarativă sau nedeclarativă la nivelul PFC, care reglează recrutarea musculară și modifică răspunsurile fiziologice și comportamentale. Pe de altă parte, mecanismele de jos în sus sunt inițiate prin sensibilizarea receptorilor senzoriali ubicui somato-, viscero-, chimio- și mecanici care influențează procesarea neuronală centrală de la periferie la trunchiul cerebral, sistemul limbic și cortexul cerebral (50). În timpul desfășurării oricărei activități fizice cu intensitate auto-selectată, interpretarea cognitivă a stării fiziologice poate lucra constant pentru a păstra homeostazia corpului pentru a atinge scopul stabilit (46, 51). Cu alte cuvinte, fluctuațiile ritmului în timpul alergării sunt un rezultat comportamental monitorizat de creier (52). Această modificare comportamentală rezultă din integrarea evaluării cognitive a sarcinii cu informații aferente legate de modificări biochimice și biofizice, cum ar fi temperatura, frecvența cardiacă și respiratorie, tensiunea arterială, concentrațiile sanguine ale metaboliților (de exemplu, PO2, PCO2, H+, HCO3 -și lactat), intramuscular H+și disponibilitatea substratului energetic în timpul exercițiului (53).
În plus, sentimentele de oboseală și gândurile de auto-înfrângere necesită un control inhibitor mediat de PFC pentru a menține activitatea fizică (54). În acest context, luarea deciziilor s-ar putea baza pe sentimente precum efortul perceput (de exemplu, cât de greu este exercițiul), afectul (adică, valența generică pentru sentimente bune și rele) și conversații interne precum „Nu pot face asta, ” „Voi renunța” sau „este foarte greu” (53, 55). Prin urmare, intensitatea exercițiului auto-selectată pune accent pe controlul cognitiv (de sus în jos) sub modificările fiziologice (de jos în sus) în timpul efortului fizic ( Figura 1 ), și poate fi folosit ca strategie de dezvoltare a abilităților de auto-monitorizare și autocontrol în timpul tratamentului persoanelor cu SUD. De exemplu, atunci când își stabilesc un obiectiv în timpul unei sesiuni de exerciții, cum ar fi alergarea pentru un anumit timp sau o anumită distanță (de exemplu, exercițiul de încercare cu cronometru), indivizii trebuie să-și regleze ritmul pentru a finaliza cu succes acea sarcină. Astfel, în timpul exercițiului, decizia de reglare a ritmului (viteza de alergare) va fi influențată de mai mulți stimuli de mediu (adică vremea, terenul, concurenții, instrucțiunile verbale și feedback-urile de timp sau distanță) combinați cu starea fiziologică.
Controlul ritmului în timpul exercițiului continuu, integrând în același timp factorii de procesare de sus în jos (funcții cognitive) și de jos în sus (răspunsuri fiziologice).
Mai multe terapii care se concentrează pe această interacțiune minte-corp prin mecanismul bidirecțional de sus în jos și de jos în sus au fost sugerate ca instrumente promițătoare de reabilitare în reglarea stresului și a sistemului imunitar (56, 57). Prin urmare, emitem ipoteza că intensitatea exercițiului auto-selectată utilizează mecanismul bidirecțional care permite îmbunătățirea abilităților de autocontrol asociate cu neuroplasticitatea indusă de exercițiul cerebral. Această reglare cognitivă poate fi testată la oameni în timp ce se investighează răspunsurile perceptuale, efectele induse de efort și funcția PFC folosind metode de neuroimagistică (de exemplu, fMRI, scanare PET și fNIRS) și/sau electroencefalogramă. În plus, răspunsurile creierului pot fi asociate cu teste care evaluează constructele executive ale luării deciziilor specifice SUD și ale controlului inhibitor, cum ar fi testele de reactivitate cue-reactivitate go/no-go în care indivizii trebuie să-și inhibe răspunsurile la stimuli importanți legati de la indicii legate de droguri (de exemplu, imagini de comportament la droguri). S-a demonstrat că acest răspuns de reactivitate indică activează zone ale PFC și că prezice recăderile în diferite tulburări de substanțe (58, 59). Astfel, sugerăm că studiile clinice randomizate ar putea urma paradigma neuroștiinței și metodologiile cognitive pentru a testa această ipoteză. În plus, implementarea unui grup de control ar juca un rol cheie în aceste proiecte experimentale pentru a compara intensitatea auto-selectată a exercițiului cu alte tipuri de reglare a intensității exercițiului pentru a demonstra eficacitatea acestuia.
Concluzie
În ciuda necesității unor studii prospective și studii clinice suplimentare pentru a testa eficacitatea modelului psihobiologic al exercițiului ca intervenție și tratament pentru SUD, exercițiul fizic s-a dovedit a fi un instrument terapeutic suplimentar eficient și promițător pentru persoanele cu SUD. Aici, am descris zonele creierului afectate de consumul cronic de substanțe la pacienții cu SUD, precum și cele îmbunătățite prin exerciții aerobice. Unele dintre aceste domenii sunt legate în primul rând de funcțiile executive, care se referă la un set de procese de autoreglare asociate cu controlul gândurilor și comportamentului, inclusiv controlul inhibitor și luarea deciziilor. Prin urmare, în același mod în care exercițiul fizic este recomandat pentru tratarea altor boli, neuroplasticitatea promovată de exercițiul aerobic poate indica utilitatea sa ca un potențial tratament suplimentar pentru persoanele cu SUD. Mai exact, aceste beneficii pot fi observate în zonele creierului legate de controlul executiv, cum ar fi acele zone implicate în inhibarea comportamentului de căutare a drogurilor și impulsivitate, precum și în luarea deciziilor privind consumul de droguri. În plus, persoanele cu SUD care își îmbunătățesc nivelul de fitness pot îmbunătăți funcția și cogniția PFC. Aceste beneficii ar trebui să îmbunătățească capacitatea unui individ de a inhiba comportamentul de consum de droguri atunci când este expus la indicii de mediu și, în consecință, capacitatea lor de a menține abstinența. Cu toate acestea, aceasta este încă o ipoteză și sunt necesare studii suplimentare pentru a oferi dovezi ale eficacității exercițiilor fizice în menținerea abstinenței la medicamente, în special exercițiul de intensitate autoreglată. Astfel, propunem un model integrativ cognitiv-psihobiologic de exercițiu pentru cercetările viitoare și oferim îndrumări practice pentru a-și optimiza beneficiile potențiale în timpul programelor de reabilitare.
Contribuțiile autorului
KC și EF au conceput ideea, schița, figura și revizuirea finală. DC a revizuit literatura pentru tabel, a descris rezultatele și revizuirea finală. RH a revizuit manuscrisul și a adăugat cadru teoretic, aplicare practică și revizuire finală.
Declarația privind conflictul de interese
Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.
;
