Роль передней поясной коры и островковой коры в курении и лечении с помощью нейробиообратной связи: новый подход

https://www.instagram.com/reels/DFnyGhyg7LL/
https://youtu.be/jX2Q3_Wxc0M?si=M8EdO3AphDP5u3NB
https://youtu.be/jX2Q3_Wxc0M?si=GZ0NUUmAwsrEJBki

Курение, вызывающее зависимость, является наиболее распространенной причиной заболеваний и смерти в развитых странах. Однако многим курильщикам трудно бросить курить, даже зная, что последствия могут быть серьезными. Классификация DSM Американской психиатрической ассоциации и отчеты Министерства здравоохранения США о никотиновой зависимости также подчеркивают сильное аддиктивное действие никотина. Бросить курить может быть довольно сложно, и даже после отказа от курения частота рецидивов очень высока из-за испытываемой тяги. Трудности с отказом от курения и высокая частота рецидивов, по-видимому, обусловлены долгосрочными изменениями в определенных глубоких подсистемах головного мозга. Одним из наиболее сложных аспектов отказа от курения является сильная тяга и риск рецидива, возникающие после принятия решения бросить. Исследования на животных показали, что изменения в таких областях, как миндалевидное тело, прилежащее ядро ​​и мезотелинцефалическая дофаминовая система, способствуют самовведению вредных веществ. Поскольку тяга является значительным фактором, приводящим к рецидиву у курильщиков, пытающихся бросить курить, контроль этой тяги может помочь в отказе от курения. Передняя поясная кора (ППК) является частью лимбической системы головного мозга. На основании исследований поражений у животных и людей было показано, что эта область связана с аффектом как у людей, так и у животных. На основании исследований ЭЭГ было установлено, что после ошибочной реакции развивается очаговая негативность, что привело к теории о том, что ППК может играть роль в обнаружении и контроле ошибок в головном мозге. Нейропсихологические исследования показывают, что когнитивная версия теста Струпа с подсчетом активирует когнитивное подразделение эмоционального теста Струпа с подсчетом, в то время как эмоциональное подразделение активирует когнитивное подразделение. Когнитивное подразделение является частью сети распределенного внимания, поддерживая прочные взаимосвязи с латеральной префронтальной корой (BA 46/9), теменной корой (BA 7), а также премоторными и комплементарными моторными областями. С другой стороны, эмоциональное расщепление (ACad) активируется задачами, связанными с аффектом, в обычной волонтерской работе, связанной с обработкой эмоций, и при возникновении симптомов психических расстройств (тревожность, простая фобия и обсессивно-компульсивное расстройство). Оно также неоднократно активировалось при возникновении грусти у здоровых людей и у людей с большим депрессивным расстройством. Эмоциональное подразделение связано с миндалевидным телом, околоводопроводным серым веществом, прилежащим ядром, гипоталамусом, передней островковой корой, гиппокампом и орбитофронтальной корой. Согласно исследованиям функциональной визуализации, такие области, как поясная кора, передняя поясная кора, орбитофронтальная кора и островковая кора, активируются при воздействии лекарственных препаратов.

ОСТРОВКОВАЯ КОРА
Остроконечная кора представляет особый интерес из-за ее потенциальной роли в формировании осознанных импульсов. Предполагается, что эта область функционирует в формировании осознанных эмоциональных переживаний, представляя телесные (внутренние) состояния. 10-11-12 Было показано, что субъективные импульсы, вызванные воздействием наркотиков, связаны с активностью в островковой коре с обеих сторон мозга во время выполнения простой задачи принятия решений, связанной с рецидивом употребления наркотиков. Во время выполнения простой задачи принятия решений в правой островковой коре наблюдалась высокая активность, связанная с употреблением наркотиков.

Интересно, что повреждение островковой коры может привести к потере тяги к курению.

Доктор из Университета Южной Калифорнии и Университета Айовы утверждает, что, по сравнению с пациентами с другими типами повреждений головного мозга, пациенты с повреждением островковой коры головного мозга смогли бросить курить немедленно, легко и без рецидивов. Существует множество методов отказа от курения, от никотинозаместительной терапии до психотерапии и различных программ личностного развития и модификации поведения. Однако
их показатели успеха довольно низки. Может потребоваться несколько попыток, чтобы полностью отказаться от курения, и даже тогда те, кто бросил, могут испытывать проблемы с отказом от курения.

Хотя 70% курильщиков заявляют о желании бросить курить, только 5% сообщают о возможности сделать это.

Показатель рецидивов превышает 70%.

Поведение, связанное с отказом от курения у взрослых в США

Большинство взрослых курильщиков хотят бросить курить. В 2015 году 68% (22,7 миллиона) взрослых курильщиков заявили, что хотят бросить курить. Более половины взрослых курильщиков сообщили о попытках бросить курить в течение последнего года. В 2018 году 55,1% (21,5 миллиона) взрослых курильщиков заявили, что пытались бросить курить в течение последнего года. Каждый год каждый десятый взрослый курильщик бросает курить.  

Многие успешно бросают курить. В 2018 году 7,5% (2,9 миллиона) взрослых курильщиков успешно бросили курить. Четыре из девяти взрослых курильщиков, обратившихся к врачу в прошлом году, не получили рекомендаций по отказу от курения. Менее трети взрослых курильщиков используют консультации по прекращению курения или лекарства, одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), во время попыток бросить курить. В 2015 году 31,2% (7,6 миллиона) взрослых курильщиков сообщили об использовании консультаций или лекарств во время попыток бросить курить. В 2015 году 6,8% (1,7 миллиона) взрослых курильщиков сообщили об использовании консультаций, 29,0% (7,1 миллиона) — об использовании лекарств, а 4,7% (1,1 миллиона) — об использовании как консультаций, так и лекарств во время попыток бросить курить. В 2015 году 57,2% (18,8 миллиона) взрослых курильщиков, обратившихся к врачу в прошлом году, сообщили о получении рекомендаций по отказу от курения. Даже короткая (3-минутная) рекомендация врача бросить курить повышает показатели отказа от курения и является чрезвычайно экономически эффективной. Более трех из пяти взрослых, которые курили, бросили курить. В 2018 году 61,7% взрослых курильщиков (55 миллионов взрослых) бросили курить.

Поведение, связанное с отказом от курения среди американской молодежи

Примерно две трети молодых людей, употребляющих табак, сообщают о желании бросить курить в течение последнего года, и почти две трети сообщают о попытках бросить. В 2021 году 65,3% молодых людей (учащихся средних и старших классов), которые в настоящее время употребляют табачные изделия, сообщили, что серьезно рассматривают возможность отказа от всех табачных изделий. В 2021 году 60,2% молодых людей, которые в настоящее время употребляют табачные изделия, сообщили, что они отказались от всех табачных изделий на день или более в течение последнего года, потому что пытались бросить. Ежедневное давление, факторы окружающей среды, такие как сигаретный дым, и другие факторы окружающей среды и триггеры могут вызывать сильную тягу, а также приятные воспоминания, которые могут затруднить сопротивление курению. Именно поэтому большинство программ по отказу от курения призывают людей избегать провоцирующих факторов, снижать стресс и искать альтернативы курению.

НЕЙРОФИДБЭК
Вместо того чтобы говорить «Не кури», регулируйте мозговой цикл, который вызывает тягу к курению. Одним из эффективных методов изменения аддиктивного поведения является нейрофидбек (НФ). НФ — это парадигма оперантного обусловливания, в которой пациентам предоставляются условные слуховые/визуальные вознаграждения для воспроизведения определенных паттернов мозговой активности. С 1960-х годов исследования показали, что пациентов, получающих НФ, можно научить улучшать нормальное функционирование мозга путем нормализации дисфункциональных паттернов мозговой активности, характеризующихся чрезмерно медленной волновой активностью, или путем нормализации паттернов, отклоняющихся от возрастных норм. НФ предоставляет пользователю обратную связь в реальном времени об активности мозговой активности, обычно в виде видеоизображений и звука. Цель состоит в том, чтобы предоставить центральной нервной системе (ЦНС) информацию в реальном времени о ее текущей активности. Например, людей просят увеличить бета-ритм или сенсомоторный ритм (СМР) и уменьшить дельта- и тета-ритмы. Когда желаемая парадигма достигнута, пациент получает в награду движущееся изображение и/или звук. Это оперантное обусловливание. Исследования с использованием нейробиообратной связи на основе ЭЭГ показали положительное влияние на использование лекарств, приверженность лечению и реактивность на раздражители у пациентов с кокаиновой и алкогольной зависимостью. Неврологическая обратная связь, предоставляемая с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии в реальном времени (rtfMRI), может способствовать саморегуляции внутренних состояний, предоставляя людям обратную связь из локализованных областей интереса во время выполнения задачи. В последние годы обратная связь rtfMRI продемонстрировала свой терапевтический потенциал, способствуя модуляции активации мозга, связанной с болью, депрессией и синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Кантебери и др., используя нейробиообратную связь (НБ) из передней поясной коры (ППК), ключевой области, отвечающей за желание, смогли снизить желание и субъективно оцениваемое желание, связанное с активацией мозга, за один сеанс. В другом исследовании обратная связь из области интереса (ROI), связанной с тягой к курению в передней поясной коре (ACC), оказалась более эффективной, чем многократные сеансы обратной связи, связанные с одновременным сопротивлением из области интереса в медиальной префронтальной коре. Это говорит о том, что курильщики могут использовать методы обратной связи для эффективной модуляции реакций и поведения своего мозга в ответ на стимулы, связанные с курением, с целью бросить курить, и что снижение активности в областях, связанных с тягой к курению (например, вентральная передняя поясная кора (vACC)), более эффективно, чем повышение активности в областях сопротивления (например, дорсальная медиальная префронтальная кора (dmPFC)). Тяжесть зависимости, сильная тяга и результаты отказа от курения связаны с активацией ACC во время воздействия стимулов, связанных с курением. Эта никотиновая зависимость  

Исследования показывают, что тяжесть зависимости может влиять на реакцию нейробиообратной связи, при этом курильщики с низкой и умеренной никотиновой зависимостью могут использовать нейробиообратную связь, направленную на переднюю поясную кору (ACC), для снижения активации, связанной с тягой к курению. Тренировка с использованием биообратной связи (БОС) и/или нейрофидбека способствует модуляции активности вегетативной и/или центральной нервной системы, преобразуя усвоенные условности в поведение. Большинство исследований, изучающих нейропластические изменения, связанные с проводимой тренировкой, в основном сосредоточены на модуляции реакции на тягу к курению, стремясь уменьшить или контролировать её. Таким образом, поведенческие результаты включают снижение тяги, уменьшение тяжести никотиновой зависимости и уменьшение психиатрических симптомов.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗЫВАЮТ 76-80% УСПЕШНОСТЬ ЛЕЧЕНИЯ НИКОТИНОВОЙ ЗАВИСИМОСТИ С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОБИОФИДБЭК. На данном этапе клиническая ценность нейробиообратной связи заключается в том, что вместо простого указания человеку «не кури», она помогает реорганизовать мозговой цикл, который вызывает тягу к курению. Вместо автоматического возвращения к старым привычкам курения при столкновении с триггером, цель состоит в том, чтобы мозг научился производить более регулируемую и контролируемую реакцию. Поэтому нейробиообратная связь может рассматриваться как важный нейрофизиологический метод лечения никотиновой зависимости с точки зрения тяги, контроля импульсов, управления стрессом, регуляции внимания и предотвращения рецидивов. В заключение, никотиновая зависимость — это не просто химическая зависимость от никотина; это сложная структура мозга, в которой передняя поясная кора, островковая кора, префронтальные сети контроля, система вознаграждения и телесные ощущения работают вместе. Без изменения этой структуры человеку может быть трудно добиться полного отказа от курения исключительно силой воли. Однако нейробиообратная связь предлагает новый и многообещающий подход к лечению никотиновой зависимости, позволяя мозгу обучаться собственной активности и развивать более здоровые модели регуляции. 

Источник

1. Peto R, Lopez AD, Boreham J, Thun M, Heath C Jr. Lancet. 1992; 339:1268. [PubMed: 1349675]
2. American Psychiatric Association (A.P.A.). Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders Text Revision: DSM-IV-TR. 4. A.P.A; Washington, DC: 2000. p. 191-296.
3. U.S. Department of Health and Human Services. 1988 Surgeon General’s Report: The Health Consequences of Smoking: Nicotine Addiction. Vol. chap 6. U.S. Government Printing Office;Rockville, MD: 1988. p. 377-458.

4. Allen, S. S., Bade, T., Hatsukami, D., & Center, B. (2008).Craving, withdrawal, and smoking urges on days immediately prior to smoking relapse. Nicotine & Tobacco Research, 10, 35–45.
5. Ferguson, S. G., & Shiffman, S. (2009). The relevance and treatment of cue-induced cravings in tobacco dependence.Journal of Substance Abuse Treatment, 36, 235–243.
6. Killen, J. D., & Fortmann, S. P. (1997). Craving is associated with smoking relapse: Findings from three prospective studies. Experimental and Clinical Psychopharmacology, 5, 137–142.
7. Vogt, B.A. et al. (1992) Functional heterogeneity in cingulate cortex:the anterior executive and posterior evaluative regions. Cereb. Cortex 2, 435–443
8. Grant S, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 1996; 93:12040. [PubMed: 8876259]
9. Myrick H, et al. Neuropsychopharmacology. 2004; 29:393. [PubMed: 14679386]
10. Damasio AR, et al. Nat Neurosci. 2000; 3:1049. [PubMed: 11017179]
11. Damasio, AR. The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness. Harcourt; Chicago: 2000
12. Craig AD. Nat Rev Neurosci. 2002; 3:655. [PubMed: 12154366]
13. Bonson KR, et al. Neuropsychopharmacology. 2002; 26:376. [PubMed: 11850152]
14. Brody AL, et al. Arch Gen Psychiatry. 2002; 59:1162. [PubMed: 12470133]
15. Wang GJ, et al. Life Sci. 1999; 64:775. [PubMed: 10075110]
16. Paulus MP, Tapert SF, Schuckit MA. Arch Gen Psychiatry. 2005; 62:761. [PubMed: 15997017]
17. https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/fast_facts/index.htm https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/cessation/smoking-cessation-fast-facts/index.html
18. Lubar JF. Discourse on the development of EEG diagnostics and biofeedback for attention-eficit/hyperactivity disorders. Biofeedback Self Regul. 1991;16(3):201–225.
19. Thompson L, Thompson M. Neurofeedback combined with training in metacognitive strategies: effectiveness in students with ADD. Appl Psychophysiol Biofeedback. 1998;23(4):243–263.
20. Peniston,E.G.,andKulkovsky,P.J.(1999).“Neurofeedback in the treatment of addictive disorders,”in Introduction to Quantitative EEG and Neurofeedback, eds A.Abarbarnel and J.R.Evans (London:AcademicPress),157–179.doi:10.1016/B978-012243790-8/50008-0
21. Scott,W.C.,Kaiser,D.,Othmer,S.,andSideroff,S.I. (2005). Effects of an EEG biofeedback protocol on a mixed substance abusing population. Am.J.Drug Alcohol Abuse 31, 455–469.doi:10.1081/ADA-200056807
22. Sokhadze,T.M.,Cannon,R.L.,and Trudeau,D. L. (2008).EEG-Biofeedback as a treatment for substance use disorders: review, rating of efficacy and recommendations for further research. Appl. Psychophysiol. Biofeedback 33, 1–28.doi:10.1007/s10484-007-9047-5
23.Arani FD, Rostami R, Nostratabadi M. Effectiveness of neurofeedback training as a treatment for opioid-dependent patients.Clin EEG Neurosci. 2010 Jul;41(3):170-7.
24. Dehghani-Arani F, Rostami R, Nadali H.Neurofeedback training for opiate addiction: improvement of mental health and craving. Appl Psychophysiol Biofeedback. 2013 Jun;38(2):133-41.
25. Li X, Hartwell KJ, Borckardt J, Prisciandaro JJ, Saladin ME, Morgan PS, Johnson KA, Lematty T, Brady KT, George MS. Volitional reduction of anterior cingulate cortex activity produces decreased cue craving in smoking cessation: a preliminary real-time fMRI study.
Addict Biol. 2013 Jul;18(4):739-48. Epub 2012 Mar 28.
26. Hartwell KJ, Prisciandaro JJ, Borckardt J, Li X, George MS, Brady KT.Real-time fMRI in the treatment of nicotine dependence: a conceptual review and pilot studies.Psychol Addict Behav. 2013 Jun;27(2):501-9. doi: 10.1037/a0028215. Epub 2012 May 7. Review.
27. Hartwell KJ, Lematty T, McRae-Clark AL, Gray KM, George MS, Brady KT. Resisting the urge to smoke and craving during a smoking quit attempt on varenicline: results from a pilot fMRI study. Am J Drug Alcohol Abuse. 2013 Mar;39(2):92-8. doi: 10.3109/00952990.2012.750665.
28. Hanlon CA, Hartwell KJ, Canterberry M, Li X, Owens M, Lematty T, Prisciandaro JJ, Borckardt J, Brady KT, George MS. Reduction of cue-induced craving through realtime neurofeedback in nicotine users: the role of region of interest selection and multiple visits. Psychiatry Res. 2013 Jul 30;213(1):79-81. Epub 2013 May 15.

29.Weiskopf N. Real-time fMRI and its application to neurofeedback.Neuroimage. 2012 Aug 15;62(2):682-92. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.10.009. Epub 2011 Oct 14. Review. PMID: 22019880
30. deCharms RC, Maeda F, Glover GH, Ludlow D, Pauly JM, Soneji D, Gabrieli JD, Mackey SC.Control over brain activation and pain learned by using real-time functional MRI. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Dec 20;102(51):18626-31. Epub 2005 Dec 13.
31. Linden DE, Habes I, Johnston SJ, Linden S, Tatineni R, Subramanian L, Sorger B, Healy D, Goebel R. Real-time self-regulation of emotion networks in patients with depression. PLoS One. 2012;7(6):e38115. doi: 10.1371/journal.pone.0038115. Epub 2012 Jun 4.
32. Lévesque J, Beauregard M, Mensour B.Effect of neurofeedback training on the neural substrates of selective attention in children with attention-deficit/hyperactivity disorder: a functional magnetic resonance imaging study.Neurosci Lett. 2006 Feb 20;394(3):216-21.
Epub 2005 Dec 15.
33. Beauregard M, Lévesque J.Functional magnetic resonance imaging investigation of the effects of neurofeedback training on the neural bases of selective attention and response inhibition in children with attention-deficit/hyperactivity disorder.Appl Psychophysiol Biofeedback. 2006 Mar;31(1):3-20.
34. Canterberry M, Hanlon CA, Hartwell KJ, Li X, Owens M, LeMatty T, Prisciandaro JJ, Borckardt J, Saladin ME, Brady KT, George MS. Sustained reduction of nicotine craving with real-time neurofeedback: exploring the role of severity of dependence. Nicotine Tob Res.
2013 Dec;15(12):2120-4.
35. Li, X., Hartwell, K. J., Borckardt, J., Prisciandaro, J. J., Saladin, M. E., Morgan, P. S., … George, M. S. (2013). Volitional reduction of anterior cingulate cortex activity produces decreased cue craving in smoking cessation: A preliminary real-time fMRI study. Addiction
Biology, 18, 739–748.
36. Hanlon CA1, Hartwell KJ, Canterberry M, Li X, Owens M, Lematty T, Prisciandaro JJ, Borckardt J, Brady KT, George MS. Reduction of cue-induced craving through realtime neurofeedback in nicotine users: the role of region of interest selection and multiple visits.
Psychiatry Res. 2013 Jul 30;213(1):79-81. doi: 10.1016/j.pscychresns.2013.03.003. Epub 2013 May 15.
37. Predicting smoking cessation and major depression in nicotine-dependent smokers. American Journal of Public Health, 90, 1122–1127.
38. Watson, N. L., Carpenter, M. J., Saladin, M. E., Gray, K. M., & Upadhyaya, H. P. (2010). Evidence for greater cue reactivity among low-dependent vs. high-dependent smokers. Addictive Behaviors, 35, 673–677.
39. McClernon, F. J., Kozink, R. V., & Rose, J. E. (2008). Individual differences in nicotine dependence, withdrawal symptoms, and sex predict transient fMRI-BOLD responses to smoking cues. Neuropsychopharmacology, 33, 2148–2157.

40. Smolka, M. N., Bühler, M., Klein, S., Zimmermann, U., Mann, K., Heinz, A., & Braus, D. (2006). Severity of nicotine dependence modulates cue-induced brain activity in regions involved in motor preparation and imagery. Psychopharmacology, 184, 577–588.
41. Grimsley D.L. Nicotine effects on biofeedback training. J. Behav. Med. 1990;13(3):321–326.
42. Pandria N. Exploring the neuroplastic effects of biofeedback training on smokers. Behav. Neurol. 2018;2018:1–19.
43. Pandria N, Athanasiou A, Konstantara L, Karagianni M, Bamidis PD. Advances in biofeedback and neurofeedback studies on smoking. Neuroimage Clin. 2020;28:102397. doi: 10.1016/j.nicl.2020.102397. Epub 2020 Aug 25. Erratum in: Neuroimage Clin. 2021;30:102642. PMID: 32947225; PMCID: PMC7502375.
44. Keilani M, Steiner M, Crevenna R. The effect of biofeedback on smoking cessation-a systematic short review. Wien Klin Wochenschr. 2022 Jan;134(Suppl 1):69-76. doi: 10.1007/s00508-021-01977-x. Epub 2021 Dec 6. PMID: 34870741; PMCID: PMC8825623.
45. https://cordis.europa.eu/article/id/123716-new-tools-and-practices-against-smoking-
smokefreebrain-research-and-innovation-project