Neurokognitívny prístup k pochopeniu neurobiológie závislosti (2013)

Prejsť na:

abstraktné

úvod

Akonáhle jednotlivec stratil kontrolu nad užívaním drog alebo správaním užívania drog, zvyšujúce sa negatívne dôsledky (napr. Finančné problémy) nevedú k potrebným úpravám správania (napr. Regulujú alebo ukončia pitie alebo hazardné hry) [1]. Vzhľadom na mechanizmy zraniteľnosti a / alebo toxický účinok liekov sa tento stav „neflexibility“ považuje za odrážajúci narušené „základné“ procesy učenia sa správania, zlú samoreguláciu a zhoršené rozhodovanie. S cieľom zjednotiť víziu závislosti, ktorá integruje experimentálne aj klinické pohľady, navrhujeme, aby závislosť od liekov a správania bola spojená s narušenými neurónovými systémami pre vôľu, ktorá sa vzťahuje na schopnosť voľby podľa dlhodobého, a nie krátkodobého charakteru. , výsledky. Toto narušenie môže nastať v jednej alebo v kombinácii troch kľúčových nervových systémov: (a) hyperaktívny impulzívny, neurónový systém závislý od amygdala-striatum, ktorý podporuje automatické a obvyklé činnosti; a (b) hypoaktívny reflexný, prefrontálny kortex závislý, neurálny systém pre rozhodovanie, predpovedanie budúcich dôsledkov správania, inhibičnej kontroly a sebauvedomenia; a (c) nervový systém sprostredkovaný izoláciou, ktorý premieňa interoceptívne signály zdola nahor na subjektívny výstup (napr. túžba), čo následne potencuje aktivitu impulzívneho systému a / alebo oslabuje alebo unesie kognitívne zdroje riadené cieľmi potrebné na normálnu prevádzku reflexného systému. Na úrovni procesu odrážajú vlastnosti impulzívnych a reflexných neurálnych systémov účty dvojitého spracovania; jeden rýchly, automatický a nevedomý a druhý pomalý, úmyselný a vedomý [2,3,4]. Izola je vnímaná ako „bránový“ systém, ktorý reaguje na homeostatické poruchy [5] a následne modulovať činnosti duálnych systémov [6]. Hlavným cieľom tohto článku je poukázať na kľúčovú úlohu voľby v závislosti a prezentovať široký koncepčný rámec, ktorý spája niekoľko rôznych línií výskumu o závislosti.

Impulzívny systém

V priebehu vývoja závislosti sa súvisiace správanie progresívne kontroluje informáciami závislými od závislosti, ktoré získali prostredníctvom Pavlovovho a inštrumentálneho šikmého mechanizmu majetok na automatické generovanie akcií súvisiacich s drogami (alebo hazardných hier) a túžby [7,8]. Tieto rýchle a zle uvažované reakcie vyvolané kompetentnými pokynmi (napr. Vplyvmi, fľašou piva) prítomnými v životnom prostredí úzko závisia od bazálnych ganglií a ich kortikálnych vstupov [9]. Kriticky, amygdala-striatal (dopamín závislý) nervový systém je kľúčovou štruktúrou pre stimulačné motivačné účinky rôznych neprírodných odmien (napr. Psychoaktívnych drog) a prirodzených odmien (napr. Potravín) [10]. Tento stimul viazal rigidný a automatický systém rozhodovania o návykoch, ktorý nevyžaduje mentálnu simuláciu [11], je modifikovaný zneužívanými látkami prostredníctvom zmien vo fázových charakteristikách dopamínovej aktivity pri signalizácii odmien a tonickej funkcii hladín dopamínu pri povoľovaní a uľahčovaní širokej škály motorických a kognitívnych funkcií [12,13]. Zvýšená mesolimbická dopamínová aktivita, stimulovaná drogami zneužívania, posilňuje opakovanie správania, ovplyvňuje učenie, procesy pozornosti a posilňovanie asociácií posilňujúcich účinkov [14,15,16]. Prostredníctvom intenzívnej praxe a operatívnych procesov kondicionovania, inštrumentálneho výkonu (napr. Potkan, ktorý tlačí páku na prijímanie kokaínu), by sa mohol ľahko prejsť z cieľovo orientovaných asociácií zameraných na výsledky a akcie, čo vyžaduje reprezentáciu výsledku ako cieľa, na akcie, ktoré sú nezávislejšie od aktuálna hodnota cieľa [17], čím charakterizuje stav kompulzívnosti [18]. Prechod medzi cieleným a kompulzívnym správaním bol spojený so špecifickými aspektmi synaptickej štrukturálnej plasticity v oboch dorzálnych [19,20 ••,21] a ventrálne striatálne regióny [20 ••] a tento proces sa urýchľuje senzibilizáciou dopaminergných systémov [22]. Na úrovni kognitívneho spracovania vedie pokračujúce užívanie drog k posilňovaniu implicitných „hľadajúcich“ motivačných asociatívnych spomienok.16], podnety súvisiace so závislosťou sú označené ako výrazné a uchopia pozornosť narkomanov [23] a generovať tendencie automatického prístupu [16]. Tieto kognitívne aspekty sú v súlade s teóriou stimulačnej senzibilizácie [8,24], ktorý naznačuje, že opakovaním odmeňovania chutných skúseností sa miera, do akej sú objekty závislé od závislosti „hľadané“, žiaduce a ich účinok očakávajú, zvyšuje neprimerane v porovnaní s mierou, do akej sú „obľúbené“ (tj skutočné zmena nálady) a že táto disociácia sa môže postupne zvyšovať s rozvojom závislosti [8,24]. Okrem zvýšeného dôrazu na podnety, ktoré predpovedajú odmenu za drogy, je závislosť charakterizovaná zníženou citlivosťou na prirodzené odmeny [25,26 ••], ako je to napríklad v prípade osôb užívajúcich kokaín, u ktorých by odmeny, ktoré nie sú spojené s kokaínom, boli pod normálnymi mezokortikolimikálnymi neurálnymi aktiváciami, ako napríklad v reakcii na peňažnú odmenu [27]. Celkovo to všetko pripisuje funkčnú úlohu komplexu striatum / amygdala v automatických motivačných a behaviorálnych aspektoch hľadania liekov.

Reflexný systém

Kým zvykový (alebo impulzívny) systém, ktorý je kľúčom k vytváraniu aspoň „hľadacej“ zložky na hľadanie odmeny, môže vysvetliť jeden dôležitý aspekt správania spojeného s prístupovým správaním, je jasné, že nevysvetľuje, ako človek ovláda jeho správania. Táto funkcia sa vzťahuje na činnosť tzv. „Reflexného systému“, ktorá je potrebná na kontrolu týchto základných impulzov a umožňuje flexibilnejšie sledovanie dlhodobých cieľov.

Činnosť reflexného systému závisí od integrity dvoch súborov neurónových systémov: „cool“ a horúci systém výkonných funkcií [28], aj keď v normálne fungujúcom mozgu, je veľmi ťažké oddeliť „chladné“ od „horúcich“ funkcií a vždy, keď dôjde k tejto separácii, konečným výsledkom je správanie podobné tomu, ktoré je spojené s poškodením prednej časti mozgovej kôry alebo psychopatickým / antisociálnym poškodením. správanie [29]. Výkonné funkcie „Cool“ sú sprostredkované laterálnymi spodnými a dorsolaterálnymi frontostriatálnymi a frontoparietálnymi sieťami [30] a odkazuje na základné operácie operačnej pamäte, ako je údržba a aktualizácia relevantných informácií („aktualizácia“), inhibícia prepotentných impulzov („inhibícia“) a posun mentálnych množín („posun“) [31]. „Hot“ výkonné funkcie sú sprostredkované paralimbickými orbitomediálnymi a ventromediálnymi frontolimbickými štruktúrami zapojenými do spúšťania somatických stavov zo spomienok, vedomostí a kognície, ktoré umožňujú aktivovať početné afektívne / emocionálne (somatické) reakcie, ktoré sú v konflikte medzi sebou; konečný výsledok je, že sa objaví celkový pozitívny alebo negatívny signál [32]. Zodpovedajúce rozhodovanie teda odráža integráciu kognitívnych (tj „chladných“ výkonných funkcií) a afektívnych (tj „horúcich“ výkonných funkcií) a schopnosť optimálnejšie vážiť krátkodobé zisky voči dlhodobým stratám alebo pravdepodobným výsledkom. akcie [33].

Narušená funkcia v „reflexnom“ prefrontálnom kortexe by mohla viesť k zhoršenej inhibícii odpovede a abnormálnemu prisudzovaniu závažnosti v závislosti, čo poskytuje vysvetlenie, prečo sa hľadanie a užívanie drog stáva hlavnou motivačnou hnacou silou na úkor aktivít, ktoré nie sú protidrogové [1]. Kompromitovaním samoregulácie rôznymi spôsobmi [34], „chladné“ deficity výkonných funkcií postihujúce osoby závislé od drog a hazardných hier [35] sa predpokladá, že urýchľujú priebeh závislosti tým, že ohrozujú abstinenciu od kokaínu [36], hazardné hry [37], nikotín [38], alkohol [39] a zhoršujúce sa hazardné hranie [40 •], a tým, že sa zvyšuje opotrebovanie liečby [41]. Vplyv „horúcich“ výkonných procesov na závislosť sa spočiatku preukázal v klinickom výskume s populáciami pacientov s poškodením v oblastiach frontálneho laloku, ako aj v zobrazovacích štúdiách, ktoré vymedzujú pravdepodobný neurálny základ každej z týchto funkcií [32,42]. Po poškodení ventromediálnej oblasti prefrontálneho kortexu sa predtým dobre prispôsobení jedinci stanú neschopnými dodržiavať spoločenské konvencie a výhodne sa rozhodnúť v osobných záležitostiach [43]. Povaha týchto nedostatkov ukázala, že oblasť vmPFC slúži ako prepojenie medzi (a) určitou kategóriou udalostí založenou na záznamoch pamäte v asociačných kortikách vysokého rádu (b) efektorových štruktúr, ktoré vytvárajú emocionálnu reakciu [42]. Poškodenie systémov, ktoré ovplyvňujú emócie a / alebo pamäť, ohrozuje schopnosť robiť výhodné rozhodnutia [43]. Úloha Iowa Gambling (IGT) [44], ktorá bola pôvodne vyvinutá na skúmanie rozhodovacích vád neurologických pacientov v reálnom živote, ukázala, že využíva aspekty rozhodovania, ktoré sú ovplyvnené vplyvom a emóciami.42]. IGT detekuje znížený výkon pri rozhodovaní u osôb s rôznymi závislosťami v porovnaní s problémovými kontrolnými skupinami [45]. Napríklad u niektorých adolescentov môže zlé rozhodovanie, ktoré dokazuje IGT, predchádzať vzniku problémov s užívaním alkoholu [46].

Neurónové systémy, ktoré zintenzívňujú motiváciu a oslabujú kontrolu správania: Insula

Insulárny kortex sa nedávno ukázal ako kľúčová nervová štruktúra, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri vytváraní interoceptívneho zastúpenia, ktoré je rozhodujúce pre subjektívne emocionálne pocity [5,6,47]. Okrem toho sa nedávno tvrdilo, že ostrovná kôra môže prispievať k nástupu a udržaniu závislosti tým, že prekladá interoceptívne signály do toho, čo subjektívne prežíva ako pocit túžby, očakávania alebo nutkania [6,48 ••]. Zobrazovacie štúdie preukázali aktivitu v rámci izolácie, ktorá je v súlade s hodnotením alebo nutkaním subjektov na cigarety, kokaín, alkohol a heroín [5,6,48 ••]. Ťahy, ktoré poškodzujú ostrovček, majú tendenciu doslova zničiť nutkanie fajčiť u jedincov predtým závislých od fajčenia cigariet [49]. V tejto štúdii boli fajčiari s poškodením mozgu, ktoré majú na ostrove> stokrát vyššiu pravdepodobnosť, že fajčiari s poškodením mozgu, ktoré nezahŕňajú ostrov, „narušili závislosť od fajčenia“, ktorá sa vyznačuje schopnosťou prestať fajčiť ľahko a okamžite bez relapsu. , a bez pretrvávania nutkania fajčiť [49]. Tieto výsledky podporujú novú koncepciu jedného z mechanizmov, ktorými sa izolácia zúčastňuje na udržaní závislosti (pozri Obrázok 1).

 

Obrázok 1

Schematický neurologický model ilustrujúci navrhovanú funkčnú úlohu troch kľúčových nervových systémov v závislosti: (1) Amygdala-striatal neurálny systém, ktorý sme nazvali „impulzívny systém“, vzrušuje tradičný systém odmeňovania ...

Insulárny kortex (a s najväčšou pravdepodobnosťou predná insula) reaguje na interoceptívne signály (v dôsledku homeostatickej nerovnováhy, stavu deprivácie, stresu, nedostatku spánku, atď.). Okrem prekladu týchto interoceptívnych signálov do toho, čo sa môže stať subjektívne prežívaným ako pocit „nutkania“ alebo „túžby“, predpokladáme, že aktivita ostrovného kortexu zvyšuje motiváciu a motiváciu fajčiť (alebo brať drogy alebo hazardovať) (a) senzibilizáciou alebo zhoršením aktivity zvyčajného / impulzívneho systému; a (b) subverzovaním mechanizmov PFC pre pozornosť, uvažovanie, plánovanie a rozhodovacie procesy, ktoré sú potrebné na formulovanie plánov činnosti na vyhľadávanie a obstarávanie cigariet alebo drog [50 •]. Inými slovami, tieto interoceptívne zobrazenia majú schopnosť „uniesť“ kognitívne zdroje potrebné na vyvíjanie inhibičnej kontroly, aby odolali pokušeniu fajčiť alebo používať drogy znemožňovaním (alebo „únosom“) aktivity prefrontálneho (kontrolného / reflexného) systému. Napriek tomu, že empirické dôkazy sú stále potrebné na podporu tejto hypotézy, existuje množstvo štruktúrnych a funkčných štúdií zobrazovania mozgu, ktoré podporujú túto perspektívu. Po prvé, predná izolácia má obojsmerné spojenia, okrem iného, ​​s amygdala, ventrálnou striatum a orbito-frontálnou kôrou, a argumentovalo sa, že homeostatická nerovnováha spojená s určitými psychologickými stavmi (napr. Úzkosť a stres) vysiela interoceptívne signály, ktoré sú prijatý na ostrove, ktorý má zase vplyv na iné neurónové systémy [51]. Po druhé, niektoré štúdie ukázali, že podnety liekov rušia kontrolu zhora nadol prostredníctvom deaktivácie oblastí mozgu, ktoré sú zložkami frontálnych parietálnych a cingulárno-operárnych sietí [52 •], ktoré sú tiež súčasťou toho, čo sme opísali ako reflexný systém. Okrem toho, liekové podnety vyvolávajú zvýšenú aktiváciu mozgu v oblastiach zapojených do pripisovania stimulačnej saliencie (zadné oblasti mesiálneho orbito-frontálneho kortexu a ventrálneho striata, ktoré je súčasťou toho, čo sme opísali ako impulzívny systém) a deaktivácie v oblastiach medzi prefrontálny kortex a prekuneus zapletený do motivácie urobiť určité rozhodnutie (ktoré je súčasťou toho, čo sme označovali ako reflexný systém) [53]. Zostáva však nejasné, či táto aktivácia súvisí aj s túžbou alebo nutkaním používať drogy a sprostredkované cez ostrovček.54]. Nakoniec, podobne ako u osôb trpiacich chronickým stresom [55], opakované epizódy túžby tiež vedú k štrukturálnej reorganizácii kortikostriatálnych okruhov (napr. atrofia asociatívnych kortikostriatálnych okruhov a hypertrofia obvodov coursingu cez senzorimotorické striatum), ktoré by mohli robiť rozhodovanie väčšinou riadené zvyčajnými stratégiami. Všetky tieto zistenia poskytujú predbežnú podporu pre náš navrhovaný mechanizmus interakcie izolácie s impulzívnymi a reflexnými nervovými systémami. Stále sú však potrebné ďalšie empirické štúdie a tento výskum by mal poskytnúť sľubnú novú cestu na pochopenie zlého rozhodovania v závislých osobách.

Nedávne teoretické výkazy [26 ••,56] pokročiť v tom, že dysfunkcia interoceptívneho systému môže tiež brániť sebavedomiu, ktoré by mohlo mať formu neuznania choroby (tj nedostatočného pochopenia). Vnímaná potreba liečby sa totiž týka iba menšiny jednotlivcov trpiacich závislosťou [57], ktoré by mohli odrážať dysfunkciu v kognitívnych procesoch a nervových obvodoch, ktoré sú základom sebauvedomenia [56]. Podcenenie závažnosti závislosti by mohlo viesť k nadmernému užívaniu drog u týchto jedincov, kde sa kontrola používania stáva mimoriadne deregulovanou. Zhoršená schopnosť porozumenia by sa dala odhadnúť prostredníctvom vyhodnotenia kapacity metakognácie, ktorá sa vzťahuje na našu schopnosť rozlišovať správne od nesprávneho výkonu. U užívateľov kokaínu sa zistili rozdiely medzi vlastným vnímaním a skutočným správaním v závislosti [26 ••,58], u jednotlivcov s alkoholom [59], so závislosťou na nikotíne [60], u subjektov závislých od metamfetamínu [61] a mladých zneužívateľov marihuany [62], ako aj v patologických hráčoch [63 •] a zistilo sa, že to má vplyv na schopnosť zostať zdržanlivou, napríklad od alkoholu [64]. Tento abnormálny stupeň disociácie zistený u závislých osôb medzi „objektovou“ a „meta“ úrovňou zvýšil možnosť, že zlá metakognácia vedie k zlému postupu a rozhodovaniu o monitorovaní a prispôsobovaní sa [[65]. Zostáva však ešte veľa urobiť, aby sme zistili, ako nervové systémy predrálneho a dorzálneho prefrontálneho kortexu interagujú s interoceptívnymi signálmi na podporu presného úsudku úsudku a na ďalšie zlepšenie kognitívnej kontroly rozhodovania, pamäti, ako aj zmyslu pre agentúru. zdravých účastníkov [66] av narkomanoch [26 ••]. Izolácia je primárnym miestom na prijímanie interoceptívnych signálov, ale na druhej strane je ostrovček spojený s rozšírenými oblasťami prefrontálneho kortexu, a preto môže byť táto interoceptívna-prefrontálna interakcia sprostredkovaná izolou [26 ••,67].

Záver a budúce smerovanie

Objav dôležitej úlohy izolácie pri špecifickej závislosti od fajčenia neoslabuje doteraz kľúčovú prácu, ktorá sa týka úloh iných zložiek nervovej sústavy, ktoré sa podieľajú na závislosti, a porúch kontroly impulzov vo všeobecnosti, najmä mezolimbického dopamínového systému (stimulácia). a systém prefrontálneho kortexu (výkonný kontrolný systém). Riešenie úlohy izolácie len dopĺňa túto predchádzajúcu prácu a podporuje naše úsilie pri hľadaní nových terapeutických prístupov na liečbu niekoľkých porúch kontroly impulzov, vrátane porušovania cyklu závislosti. Najzrejmejšie je, že terapeutická modulácia funkcie izolácie môže uľahčiť prekonanie závislosti a iných problémov kontroly impulzov [48 ••,68]. To možno dosiahnuť navrhnutím nových farmakologických terapií, ktoré sa zameriavajú na receptory v rámci izolácie, invazívnych techník, ako je hlboká mozgová stimulácia, alebo neinvazívnych techník, ako je repetitívna transkraniálna magnetická stimulácia [69,70 •]. Ďalšou, ale kompatibilnou alternatívou je implementácia terapií zameraných na zvýšenie povedomia o tele, ako je napr. Tréning biofeedbacku alebo meditácia zameraná na telo.48 ••]. Toto môže byť obzvlášť účinné u tých závislých osôb s malou telesnou reaktivitou alebo zlým vnímaním tohto signálu (zlý pohľad) [56] a ktorí sa pri rozhodovacích procesoch spoliehajú na neemocné zdroje [48 ••], pravdepodobne kvôli dysfunkčnému nervovému mechanizmu, ktorý zahŕňa insulačný a mediálny prefrontálny kortex [71]. Techniky kognitívneho prehodnotenia so zameraním na adekvátnu interpretáciu emocionálneho vstupu môžu byť prospešné pre tých, ktorí sú závislí na nízkom signáli a slabom vnímaní, ktorí sa opierajú o odmeňovanie reprezentácie ideálnych stavov tela, čo je proces, ktorý hypoteticky funguje prostredníctvom siete insula / striatal / amygdala [68].

poďakovanie

poznámky pod čiarou

Odkazy a odporúčané čítanie