Нейрокогнітивний підхід до розуміння нейробіології наркоманії (2013)

Перейти до:

абстрактний

Вступ

Як тільки людина втратила контроль над вживанням наркотиків або поведінкою без використання наркотиків, зростання негативних наслідків (наприклад, фінансові проблеми) не призводить до необхідних поведінкових коригувань (наприклад, регулювання або припинення пиття або азартних ігор) [1]. Внаслідок механізмів уразливості та / або токсичного впливу наркотиків, цей стан «негнучкості», як вважають, відображає порушені «базові» поведінкові процеси навчання, погану саморегуляцію та погіршення прийняття рішень. Щоб об'єднати бачення пристрасті, що об'єднує як експериментальні, так і клінічні перспективи, ми пропонуємо, що наркоманії та поведінкові залежності пов'язані з порушеними нейронними системами для сили волі, яка відноситься до здатності вибирати відповідно до довгострокових, а не короткострокових. , результати. Це порушення може відбуватися в будь-якому одному або в комбінації трьох ключових нейронних систем: (а) гіперактивна імпульсивна, амігдало-стриатумна залежність, нейронна система, що сприяє автоматичним і звичним діям; і (б) гіпоактивна рефлексивна, префронтальна залежність, нейронна система для прийняття рішень, прогнозування майбутніх наслідків поведінки, гальмівного контролю і самосвідомості; і (c) нейросистема, опосередкована інсулою, яка транслює інтерактивні сигнали «знизу вгору» в суб'єктивний вихід (наприклад, тяга), що, в свою чергу, потенціює активність імпульсної системи і / або послаблює або захоплює цільові когнітивні ресурси необхідна для нормальної роботи відбивної системи. На рівні процесу характеристики імпульсних і відбивних нейронних систем відображають рахунки подвійної обробки; один швидкий, автоматичний і несвідомий, а інший повільний, свідомий і свідомий [2,3,4]. Ізола розглядається як система «воріт», що реагує на гомеостатичні збурення [5], і, в свою чергу, модулювати діяльність подвійних систем [6]. Основна мета цієї статті полягає у висвітленні ключової ролі вибору в залежності і представлення широкої концептуальної основи, яка об'єднує кілька розрізнених напрямків досліджень з питань залежності.

Імпульсна система

У процесі розвитку наркоманії, пов'язані з ними поведінки поступово контролюються інформацією, пов'язаною з наркоманією, яка через павловські та інструментальні механізми спирається на властивість автоматично генерувати пов'язані з наркотиками (або азартні ігри) дії та прагнення [7,8]. Ці швидкі і погано обговорювані відповіді, викликані компетентними сигналами (наприклад, афектами, пляшкою пива), присутніми в навколишньому середовищі, тісно залежать від базальних гангліїв та їхніх коркових входів [9]. Критично, нервова система, що залежить від амігдала-стриатал (допамін-залежність), є ключовою структурою для стимулюючого мотиваційного впливу безлічі неприродних винагород (наприклад, психоактивних препаратів) і природних винагород (наприклад, їжі) [10]. Цей стимул зв'язаний жорсткою і автоматичною системою прийняття рішень, що не вимагає розумового моделювання [11], модифікується зловживаними речовинами через зміни фазових характеристик дофамінової активності при подачі сигналів і тонічна функція рівнів дофаміну в дозволі і полегшенні великої різноманітності рухових і когнітивних функцій []12,13]. Підвищена активність мезолімбічного допаміну, стимульована наркотичними засобами, посилює повторення поведінки, впливає на навчання, процеси уваги та посилення асоціацій посилюючих ефектів [14,15,16]. Через інтенсивні практики та процеси кондиціонування оперантів, інструментальні показники (наприклад, щур, який натискає важіль на отримання кокаїну) може легко перейти від цілеспрямованих асоціацій дій-результатів, що вимагає представлення результату як мети, до дій, більш незалежних від поточне значення цілі [17], таким чином характеризуючи стан примусу [18]. Перехід між цілеспрямованою та компульсивною поведінкою був пов'язаний з конкретними аспектами синаптичної структурної пластичності в обох дорсальних [19,20 ••,21] і вентральні смугасті області [20 ••] і цей процес прискорюється сенсибілізацією дофамінергічних систем [22]. На рівні когнітивної обробки подальше вживання наркотиків призводить до посилення непрямої асоціативної пам'яті, що вимагає мотивації [16], підказками, пов'язаними з наркоманією, позначаються як важливі і захоплюють увагу наркозалежних [23] і генерувати тенденції автоматичного підходу [16]. Ці когнітивні аспекти узгоджуються з теорією інтенсивної сенсибілізації [8,24], що свідчить про те, що через повторення нагороджувального апетитного досвіду ступінь, до якої об'єкти, пов'язані з наркоманією, "бажані", бажані і очікуваний їхній ефект, непропорційно зростає в порівнянні зі ступенем, до якого вони "подобаються" (тобто зміна настрою), і що ця дисоціація може поступово збільшуватися з розвитком залежності8,24]. На додаток до підвищеної відзначеності атрибуції до сигналів, які передбачають винагороду за ліки, наркоманія характеризується зниженою чутливістю до природних винагород [25,26 ••] як це спостерігається, наприклад, у осіб, які вживають кокаїн, для яких винагороди, які не пов'язані з кокаїном, генерують нижче нормальних мезокортиколімбічних нейронних активацій, таких як у відповідь на грошову винагороду [27]. У сукупності все це приписує функціональну роль комплексу стриатума / амігдали в автоматичних мотиваційних та поведінкових аспектах пошуку наркотиків.

Відбивна система

Хоча система звички (або імпульсивна), яка є ключем до створення щонайменше "бажаного" компонента шукати винагороду, може пояснити один важливий аспект поведінки, пов'язаної з поведінкою підходу, зрозуміло, що він не пояснює, як керує людина його поведінку. Ця функція відноситься до дії так званої «рефлексивної системи», яка необхідна для управління цими більш основними імпульсами і дозволяє більш гнучко досягати довгострокових цілей.

Дія відбивної системи залежить від цілісності двох наборів нейронних систем: «холодної» і «гарячої» системи виконавчих функцій.28], хоча в нормально функціонуючому мозку дуже важко відокремити «прохолодні» від «гарячих» функцій, і коли це поділ відбувається, кінцевим результатом є поведінка, що нагадує те, що пов'язане з вентромедіальним префронтальним пошкодженням кори головного мозку або психопатичним / антисоціальним поведінка [29]. "Прохолодні" виконавчі функції опосередковуються латеральною нижньою і дорсолатеральной фронтостріальною і фронтопарієтарною мережами30] і посилається на основні операції оперативної пам'яті, такі як підтримка та оновлення відповідної інформації ("оновлення"), гальмування переважних імпульсів ("гальмування"), а також зміщення ментального набору ('зміщення') [31]. «Гарячі» виконавчі функції опосередковуються паралімбічними орбітомедіальними і вентромедіальними фронтолімбічними структурами, залученими до спрацьовування соматичних станів від спогадів, знань і пізнання, які дозволяють активувати численні афективні / емоційні (соматичні) реакції, які конфліктують один з одним; кінцевим результатом є те, що виникає загальний позитивний або негативний сигнал [32]. Таким чином, адекватне прийняття рішень відображає інтеграцію пізнавальних (тобто «прохолодні» виконавчі функції) і афективних (тобто «гарячих» виконавчих функцій) систем, а також можливість більш оптимально зважувати короткострокові прибутки з довгостроковими втратами або ймовірними результатами дії [33].

Порушена функція в «рефлексивному» префронтальній корі може призвести до порушення пригніченої реакції і аномалізації аномальної вираженості в залежності, що дає пояснення того, чому пошук і прийом наркотиків стає головним мотиваційним стимулом за рахунок немедикаментозної діяльності [1]. Компрометуючи саморегуляцію різними способами [34], «прохолодні» дефіцити виконавчих функцій, що впливають на наркозалежних та залежних від азартних ігор осіб35вважають, що прискорюють перебіг наркоманії, ставлячи під загрозу утримання від кокаїну [36], азартні ігри [37], нікотин [38], алкоголь [39], а також ускладнюють проблему азартних ігор40 •], а також збільшенням втрати від лікування [41]. Вплив «гарячих» виконавчих процесів на залежність спочатку було продемонстровано в клінічних дослідженнях з популяціями пацієнтів з пошкодженнями в регіонах лобової частки, а також у візуалізаційних дослідженнях, які визначають ймовірну нейронну основу кожної з цих функцій [32,42]. Після пошкодження вентромедіальної області префронтальної кори, раніше добре адаптовані особи стають нездатними дотримуватися соціальних умов і вирішувати вигідно з особистих питань [43]. Характер цих дефіцитів показав, що область vmPFC служить зв'язком між (a) певною категорією подій, заснованою на записах пам'яті у високих асоціативних кортиках, до (b) ефекторних структур, які виробляють емоційний відповідь [42]. Пошкодження систем, які впливають на емоцію та / або пам'ять, порушують здатність приймати вигідні рішення [43]. Завдання азартних ігор Айови (IGT) [44], який спочатку був розроблений для вивчення дефектів прийняття рішень у неврологічних пацієнтів у реальному житті, як було показано, що стосується аспектів прийняття рішень, на які впливають афекти та емоції [42]. IGT виявляє зниження продуктивності прийняття рішень у осіб з різними залежностями в порівнянні з непроблемними контрольними групами [45]. Наприклад, у деяких підлітків поганий процес прийняття рішень, про який свідчить ГІТ, може передувати виникненню проблем з вживанням алкоголю.46].

Нейронні системи, які активізують мотивацію і послаблюють контроль над поведінкою: Insula

Нещодавно острівна кора стала ключовою нервовою структурою, яка відіграє ключову роль у формуванні інтероцептивного представлення, що є вирішальним для суб'єктивних емоційних почуттів [5,6,47]. Крім того, нещодавно стверджувалося, що острівна кора може сприяти виникненню та підтримці наркоманії, переводячи інтероцептивні сигнали в те, що суб'єктивно переживає, як почуття бажання, очікування або натхнення.6,48 ••]. Візуальні дослідження свідчать про активність в інсулі, що співвідноситься з оцінкою або схильністю суб'єктів до сигарет, кокаїну, алкоголю та героїні [5,6,48 ••]. Штрихи, які пошкоджують острів, мають тенденцію буквально знищити бажання курити у осіб, які раніше були залежні від куріння сигарет [49]. У цьому дослідженні курці з пошкодженням головного мозку, що вражають інсулу, мали> 100 разів більше шансів, ніж курці з пошкодженням головного мозку, що не зачіпали інсулу, зазнали «порушення куріння», яке характеризується здатністю кинути палити легко і негайно, без рецидиву , і без постійного бажання палити [49]. Ці результати підтримують нову концептуалізацію одного з механізмів, за допомогою якого інсула бере участь у підтримці залежності (див малюнок 1).

 

малюнок 1

Схематична неврологічна модель, що ілюструє запропоновану функціональну роль трьох ключових нейронних систем у наркоманії: (1) Нейральна амігдало-нервова система, яку ми назвали «імпульсною системою», збуджує традиційну систему винагороди. ...

Острівна кора (і, швидше за все, передня інсула) реагує на інтероцептивні сигнали (через гомеостатичний дисбаланс, стан депривації, стрес, депривація сну і т.д.). Крім перекладу цих інтероцептивних сигналів в те, що може стати суб'єктивно переживаним, як почуття «прагнення» або «прагнення», ми припускаємо, що активність острівної кори збільшує привід і мотивацію до куріння (або прийому наркотиків або азартних ігор) (а) шляхом сенсибілізації або посилення активності звички / імпульсної системи; та (b) підриваючи механізми ПФУ для уваги, міркування, планування та процесів прийняття рішень, які необхідні для формулювання планів дій для пошуку та придбання сигарет або наркотиків [50 •]. Інакше кажучи, ці інтероцептивні уявлення мають здатність «захопити» когнітивні ресурси, необхідні для здійснення стримувального контролю, щоб встояти перед спокусою курити або вживати наркотики, виключаючи (або «викрадаючи») діяльність префронтальної (контрольно-рефлекторної) системи. Хоча емпіричні докази все ще потрібні для підтвердження цієї гіпотези, існує ряд структурних і функціональних досліджень візуалізації мозку, які підтримують цю перспективу. По-перше, передня інсула має двонаправлені з'єднання з амігдалою, вентральним стриатумом і орбіто-фронтальною корою, і стверджується, що гомеостатичний дисбаланс, пов'язаний з певними психологічними станами (наприклад, тривога і стрес), посилає інтероцептивні сигнали, які отримані інсулою, що, у свою чергу, впливає на інші нейронні системи [51]. По-друге, деякі дослідження показали, що сигнальні сигнали порушують контроль згори вниз шляхом дезактивації областей головного мозку, які є складовими фронтально-тім'яної і зонно-оперінальних мереж [52 •], які також є частиною того, що ми описали як рефлексивна система. Крім того, прийоми наркотиків викликають активізацію мозку в регіонах, що беруть участь у атрибуції стимулюючого відхилення (задній ділянку мезіального орбіто-фронтального кори і вентрального стриатума, який є частиною того, що ми описали як імпульсну систему), і дезактивація в регіонах між префронтальна кора і преклеунез, що беруть участь у мотивації прийняття певного рішення (які є частиною того, що ми називаємо рефлексивною системою) [53]. Однак залишається неясним, чи пов'язана ця активація також з тягою або бажанням вживати наркотики, і опосередковується через інсулу [54]. Нарешті, подібно до осіб, які переживають хронічний стрес [55], неодноразові епізоди потягу також призводять до структурної реорганізації кортикостріатних ланцюгів (наприклад, атрофії асоціативних кортикостріатних ланцюгів і гіпертрофії ланцюгів, що проходять через сенсомоторний стриатум), що може призвести до прийняття рішень переважно за звичними стратегіями. Всі ці висновки забезпечують попередню підтримку запропонованого нами механізму взаємодії інсули з імпульсною і рефлексивною нейронними системами. Тим не менш, все ще потрібні більш емпіричні дослідження, і це дослідження має забезпечити перспективний новий шлях для розуміння поганого прийняття рішень у залежних осіб.

Останні теоретичні звіти [26 ••,56] просунути, що дисфункція інтероцептивної системи може також перешкоджати самосвідомості, яка могла б приймати форму невизнання хвороби (тобто відсутність розуміння). Справді, усвідомлена потреба в лікуванні стосується лише меншості осіб, які страждають від залежності57], які можуть відображати дисфункцію когнітивних процесів і нейронних ланцюгів, що лежать в основі самосвідомості [56]. Недооцінка тяжкості наркоманії може призвести до надмірного вживання наркотиків цими людьми, де контроль над використанням стає надзвичайно дерегульованим. Порушення здатності до розуміння можна оцінити за допомогою оцінки здатності метапознання, яка називається нашою здатністю дискримінувати правильне від неправильного виконання. Розмежування між самосприйняттям і фактичною поведінкою в залежності від кокаїну26 ••,58], у осіб з алкоголем [59], з нікотиновою залежністю [60], у суб'єктах, залежних від метамфетаміну [61] і молодих насильників марихуани [62], а також у патологічних гравців63 •], і було виявлено, що це впливає на здатність залишатися утримуваними, наприклад, від алкоголю [64]. Ця ненормальна ступінь дисоціації, виявлена ​​у залежних людей між «об'єктним» рівнем і «мета-рівнем», підвищила ймовірність того, що погана метапознання призводить до поганих дій і моніторингу та адаптації прийняття рішень65]. Проте багато чого ще потрібно зробити для того, щоб визначити, як ростральні і дорсальні нервові системи префронтальної корти взаємодіють з інтероцептивними сигналами, щоб сприяти точному оцінюванню ефективності та подальшому підвищенню когнітивного контролю прийняття рішень, пам'яті, а також почуття агентства в здорові учасники [66] і у наркоманів [26 ••]. Анатомічно інсула є основним ділянкою для прийому інтероцептивних сигналів, але в свою чергу інсула з'єднана з широко поширеними областями префронтальної кори, і, отже, ця інтерактивно-префронтальна взаємодія може опосередковуватися інсулою.26 ••,67].

Висновок і майбутні напрямки

Відкриття важливої ​​ролі інсули в специфічній залежності від куріння не підриває досконалу роботу, яка була створена на сьогоднішній день щодо ролей інших компонентів нейронних схем, пов'язаних із залежністю, і порушень керування імпульсами в цілому, особливо мезолімбічної системи дофаміну (стимул) звички), а також префронтальна кора (система виконавчого контролю). Вирішення ролі інсули лише доповнює цю попередню роботу і докладає наших зусиль для пошуку нових терапевтичних підходів для лікування декількох порушень імпульсного контролю, включаючи порушення циклу залежності. Найбільш очевидним є те, що терапевтично модулюючи функцію інсули, можна полегшити подолання належностей та інших проблем управління імпульсами [48 ••,68]. Це може бути досягнуто шляхом розробки нових фармакологічних терапій, які спрямовані на рецептори в межах інсули, інвазивних методів, таких як глибока стимуляція мозку, або неінвазивних методів, таких як повторна транскраніальна магнітна стимуляція [69,70 •]. Іншим, але сумісним варіантом є впровадження методів лікування, спрямованих на покращення обізнаності організму, наприклад, навчання з біологічної зворотного зв'язку або медитації, спрямованої на тіло [48 ••]. Це може бути особливо ефективним у тих осіб, які страждають на залежність від тілесної реактивності або поганого сприйняття цього сигналу (поганий погляд) [56] і які покладаються на неемоційні джерела для виконання процесів прийняття рішень [48 ••], можливо, через дисфункціональний нейронний механізм, що включає інсулу і медіальну префронтальну кору71]. Методи когнітивної переоцінки, орієнтовані на адекватну інтерпретацію емоційного внеску, можуть бути корисними для тих наркоманів, для яких низький сигнал і слабке сприйняття покладаються на корисне представлення ідеальних станів тіла, процес, який гіпотетично діє через insula / striatal / amygdala network [68].

квитирование

Виноски

Посилання та рекомендоване читання