Поиск нейрофизиологических коррелятов формирования наркотической зависимости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поиск нейрофизиологических коррелятов формирования наркотической зависимости

Батухтина Е.И. НИИ психического здоровья СО РАМН

Приводятся данные о биологических механизмах формирования наркотической зависимости, связанных с нейромедиаторным обменом, развитием структур мозга, нейрофизиологическими процессами. Особое внимание уделяется информации об использовании сенсорных нагрузок при проведении ЭЭГ-исследований у наркозависимых лиц. Представлены собственные предварительные результаты топографического картирования ЭЭГ больных наркоманией с применением ольфакторной стимуляции.

Ключевые слова: нейромедиаторный обмен, нейрофизиологические процессы, сенсорная стимуляция, наркотическая зависимость.

Search for neurophysiological correlation of formation of substance dependence

Batukhtina E.I. Mental Health Research Institute SB RAMSci

Data about biological mechanisms of formation of substance dependence associated with neurotransmitter exchange, development of brain structure, neurophysiological processes are introduced. Information about using of sensor tests in EEG study in patients with drug dependence has obtained special attention. Own preliminary results of topographic mapping EEG in patients with drug dependence with using of olfactory stimulation have been presented.

Key words: neurotransmitter exchange, neurophysiological processes, sensory stimulation, drug dependence.

В настоящее время установленным фактом является наличие генетически детерминированных механизмов биологической предрасположенности к употреблению психоактивных веществ (ПАВ) и развитию синдрома зависимости. Результаты экспериментальных и клинико-биохимических исследований показали, что предрасположенность к злоупотреблению ПАВ может быть связана с функциональной недостаточностью системы подкрепления, расположенной в лимбических структурах мозга [1], где определяющее значение имеет дофамин.

У лиц, склонных к потреблению алкоголя и наркотиков, обычно выявляется низкий уровень дофамина в мозге и высокое содержание в крови. Этот врожденный дефицит является основой склонности к депрессивным состояниям, постоянному чувству неудовлетворенности, эмоциональной нестабильности. Такие субъекты характеризуются постоянным поиском новизны вследствие дефицита удовольствия, склонностью к рискованному поведению [2]. Воздействие ПАВ на дофаминовую нейромедиацию в системе подкрепления приводит к повышению активности этих структур, обусловленному дополнительным высвобождением дофамина (ДА) из депо, подавлением процесса обратного захвата, повышением чувствительности ДА-рецепторов, непосредственным воздействием препаратов на ДА-рецепторы. Это вызывает у многих субъектов состояние эйфории, ухода от неприятных переживаний. Длительное использование ПАВ ведет к характерным функциональным перестройкам ДА-нейромедиации в лимбических отделах мозга, которые и составляют основу зависимости от ПАВ [3, 4, 5].

Обнаружена связь между фронтальной дисфункцией и расстройствами поведения в популяциях подростков с высоким риском злоупотребления ПАВ, при этом степень развития лобной коры обратно пропорциональна расстройствам поведения [6, 7, 8]. Для групп риска по злоупотреблению ПАВ характерны аномалии в структуре мозолистого тела [9], дефицит объема или недостаточность активации комплекса ядер миндалины [6, 10, 11, 12]. На уровне межнейрональных отношений одним из механизмов возникновения зависимого поведения является формирование генератора патологически усиленного возбуждения (ГПУВ) - группы гиперактивных нейронов.

Он гиперактивирует структуру ЦНС, в которой возник или с которой функционально связан, вследствие чего эта структура существенно изменяет функциональное состояние других связанных с ней отделов ЦНС и вместе с ними образует патологическую систему. Гиперактивная структура, в которой возник или с которой связан ГПУВ, называемая патологической детерминантой, в дальнейшем определяет характер деятельности патологической системы и стабилизирует ее. Патологическая система не только стабильна среди функциональных систем, но по принципу доминанты обладает способностью подавлять деятельность других, приводя к дезинтеграции деятельности мозга и возникновению определенных синдромов [13].

Исследования электрической активности головного мозга свидетельствуют о том, что использование ПАВ приводит к перестройкам нейрофизиологических процессов. У героиновых наркозависимых лиц обнаружены повышение мощности в₂-диапазона, снижение левой внутриполушарной г-когерентности по сравнению со здоровыми людьми [14]. У аддиктов на стадии использования наркотиков отмечается высокий б-индекс (отношение 8,0-9,5 Гц к 9,5-12,0 Гц) и соотношение д-волн и низкочастотных б-волн [15]. У ранних абстинентов наблюдаются замедление б-ритма, а также падение д-волн. У более чем 80-дневных абстинентов ЭЭГ идентична таковой в контрольной группе. Снижение средней частоты б₁-диапазона у героиновых наркозависимых лиц в состоянии абстиненции более выражено при использовании больших доз наркотиков [16].

Высокие частоты в б₂-диапазоне связаны с продолжительностью приема наркотиков. В исследовании K. Anderson et al. [17] у подростков, имевших минимальный опыт употребления алкоголя или наркотиков, неадекватные ожидания улучшения когнитивных и моторных функций от состояния алкогольной интоксикации коррелировали с активностью коры правой нижней теменной и левой верхней височной долей, т. е. структур, активно участвующих в контроле поведения.

При сравнительном изучении пространственной организации ЭЭГ у больных алкоголизмом и наркоманией обнаружены общие и частные отклонения от нормы [18]. Общие изменения пространственной организации ЭЭГ у наркозависимых лиц характеризуются повышенными синхронизирующими эффектами мезолимбических структур. Эффекты этанола являются более специфичными и асимметричными. Изменения спектрально-когерентных характеристик у больных наркоманией в большей степени связаны с высокочастотным и-диапазоном, тогда как у больных алкоголизмом максимальные сдвиги обнаружены в узкочастотном б-диапазоне. Различные эффекты этанола и героина проявляются в отношении высокочастотного ЭЭГ-компонента (19-21,25 Гц) и информационно-энергетического индекса (отношение когерентности к спектральной мощности). Все это свидетельствует о том, что существуют различия влияния этанола и героина на эмоционально-мотивационные и когнитивные процессы. В ряде нейрофизиологических исследований [19, 20, 21, 22] показано, что дети больных алкоголизмом и наркоманиями характеризуются пониженной амплитудой когнитивных вызванных потенциалов (P300) по сравнению с возрастной нормой. Снижение амплитуды P300 регистрируется у таких детей и подростков при выполнении различных когнитивных проб и в разных отведениях, что свидетельствует о диффузном характере аномалий в функционировании головного мозга [21]. Амплитуда P300 в возрасте 10-12 лет является достоверным предиктором злоупотребления алкоголем и наркотической зависимости в возрасте 19 лет [22].

К современным способам коррекции наркозависимости относят методы ЭЭГ-зависимой биологической обратной связи [23, 24, 25]. Целесообразным становится включение в процедуру тренинга сенсорных сигналов. Изучение фоновой ЭЭГ также развивается с использованием сенсорных нагрузок: наряду со зрительными и слуховыми стимулами используются другие сенсорные сигналы.

Исследованиями Ю.Л. Арзуманова и др. [19] на основании обследования 100 больных героиновой наркоманией в возрасте от 16 лет до 21 года установлено влияние осознаваемого мотивационно-значимого стимула на состояние активности коры мозга. Выявлено, что хроническая героиновая интоксикация обладает латерализованным действием на кору полушарий мозга - получено более выраженное влияние героиновой интоксикации на правое полушарие мозга. О сглаживании межполушарной асимметрии мозга по результатам анализа величины амплитуды волны Р300 во всех регистрируемых областях сообщает А.А. Абакумова [26].

Д. Давыдов и А. Полунина исследовали корреляцию изменений ЭЭГ и проблем при выполнении конструктивного теста (Tower of London Test) у больных героиновой наркоманией [27]. Оказалось, что неспособность выполнить тест коррелирует с резким усилением частоты альфа-ритма в центральных отведениях левого полушария. В норме выполнение теста связано с частотой альфа-ритма правого полушария. Эти данные говорят о снижении правополушарных функций у больных героиновой наркоманией.

При переживании вызванных положительных и отрицательных эмоций у больных героиновой наркоманией наблюдаются эффекты дельта-десинхронизации в передних и задних областях коры правого полушария (страх/тревога, отвращение, стрессовая стимуляция), усиления тета₂-мощности в лобно-центрально-теменных областях коры (стрессовая стимуляция), бета₂-мощности (отвращения) в лобных областях коры левого полушария и бета₂-, бета₃-мощности (гнев) билатерально в центрально-теменных областях коры [28]. Обнаруженное отсутствие усиления синхронизации в дельта-диапазоне рассматривается авторами в качестве индикатора аномального функционирования мотивационной системы достижения.

Предъявление кокаинзависимым субъектам тактильных, зрительных, звуковых раздражителей, связанных с кокаиновым влечением, повышает в-активность и снижает д-активность во фронтальной коре, повышает среднюю частоту в-диапазона в затылочной коре. Повышение тревожности при этом коррелирует с уменьшением высокочастотной и увеличением низкочастотной ЭЭГ-активности [29]. При лекарственной зависимости отмечаются более выраженные P300 потенциалы при предъявлении опиатных стимулов [30]. У алкогользависимых пациентов обнаружены более высокие значения событийно связанных потенциалов при предъявлении алкогольных вербальных раздражителей в теменной области [31].

Имеются исследования, посвященные влиянию ольфакторной стимуляции на биоэлектрическую активность мозга у здоровых лиц, в которых выявлены различные изменения спектральной мощности и когерентности ЭЭГ в зависимости от зоны корковой локализации, частотного диапазона, субъективного восприятия запаха [32, 33, 34]. У больных депрессией отмечаются меньшая, чем у здоровых испытуемых, латерализация ответов на одоранты и меньшее участие в ЭЭГ-реакции передних отделов мозга. Одоранты вызывают у больных депрессией экзальтацию альфа-ритма, в отличие от его десинхронизации у здоровых испытуемых. Кроме того, отмечается смещение реакции в более медленные диапазоны [35]. Предъявление нейтральных обонятельных стимулов у больных алкоголизмом на стадии обострения патологического влечения к алкоголю приводит к уменьшению д-активности. В ответ на предъявление алкогольного обонятельного раздражителя происходит бурная вспышка д-активности [36]. Описаны изменения обонятельной чуствительности при наркомании [37].

На основании анализа приведенных данных нами разработаны подходы к изучению формирования влечения к ПАВ и диагностике предрасположенности к наркотической зависимости с использованием ольфакторных стимулов [38]. С использованием модифицированной программы топографического картирования [39] нами получены предварительные результаты, указывающие на то, что у наркозависимых лиц наблюдается снижение спектральной мощности в₂-диапазона в левой переднелобной области коры в ответ на предъявление этилового спирта через 40 секунд после начала воздействия стимула (рис. 1).

Рис. 1. Изменение спектральной мощности ЭЭГ в в₂-диапазоне через 40 секунд после начала воздействия ольфакторного стимула (этилового спирта) в левой переднелобной области коры у наркозависимого пациента

В группе сравнения у практически здоровых лиц происходит возрастание спектральной мощности этого же диапазона в левой переднелобной области коры в ответ на предъявление этилового спирта через 20 с. после начала воздействия стимула. Предъявление другого одоранта ? тимола у больных наркоманией приводит к изменениям спектральной мощности только в₁-диапазона в правой теменной области коры (рис. 2). В группе сравнения наблюдаются изменения спектральных мощностей разных диапазонов как в левой, так и правой теменной области коры.

Рис. 2. Изменение спектральной мощности ЭЭГ в в₁-диапазоне через 40 секунд после начала воздействия ольфакторного стимула (тимола) в правой теменной области коры у наркозависимого пациента

Предполагаются дальнейшее изучение нейрофизиологических особенностей формирования влечения к ПАВ и разработка способов диагностики предрасположенности к наркотической зависимости на основе оценки ЭЭГ-коррелятов ольфакторной стимуляции.

больной наркомания сенсорный нейрофизиологический

Литература

1. Анохина И.П., Векшина Н.Л., Веретинская А.Г. Центральные механизмы предрасположенности к зависимости от психоактивных веществ // Журн. неврологии и психиатрии. - 1997. - № 12. С. 83Ї84.

2. Noble E.R. The D₂ dopamine receptor gene: A review of association studies in alcoholism and phenotypes // Alcohol. - 1998. - Vol. 16. - № 1. - P. 33Ї45.

3. Ikemoto S et al. The role of nucleus accumbens dopamine in motivated behavior: a unifying interpretation with special reference to reward-seeking // Brain Res. Rev. - 1999. - Vol. 31, № 1. - P. - 6Ї41.

4. Spanagel R. et al. The dopamine hypothesis of reward: past and current status // Trends Neurosci. - 1999. - Vol. 22, № 11. - P. 521Ї528.

5. Tzschentke T.M. Pharmacology and behavioral pharmacology of the mesocortical dopamine system // Prog. Neurobiol. - 2001. - Vol. 63, № 3. - P. 241Ї320.

6. Gray matter volume abnormalities and externalizing symptoms in subjects at high risk for alcohol dependence / V. Benegal, G. Antony, P.N. Jayakumar, G. Venkatasubramanian // Addict. Biol. - 2007. - Vol. 12, № 1. - P. 122Ї132.

7. Brain activation, response inhibition, and increased risk for substance use disorder / R.L. McNamee, K.L. Dunfee, B. Luna et al. // Alcohol. Clin. Exp. Res. - 2008. - Vol. 32, № 3. - P. 405Ї413.

8. Abnormal neural responses to emotional visual stimuli in adolescents with conduct disorder / P. Sterzer, C. Stadler, A. Krebs et al. // Biol. Psychiat. - 2005. - Vol. 57. - P. 7Ї15.

9. Corpus callosum abnormalities in psychopathic antisocial individuals / A. Raine, T. Lencz, K. Taylor et al. // Arch. Gen. Psychiat. - 2003. - Vol. 60. - P. 1134-1142.

10. Glahn D.C., Lovallo W.R., Fox P.T. Reduced amygdale activation in young adults at high risk of alcoholism: studies from the Oklahoma family health patterns project // Biol. Psychiat. - 2007. - Vol. 61, № 11. - P. 1306Ї1309.

11. Affective circuitry and risk for alcoholism in late adolescence: differences in frontostriatal responses between vulnerable and resilient children of alcoholic parents / M.M. Heitzeg, J.T. Nigg, W.Y. Yau et al. // Alcohol. Clin. Exp. Res. - 2008. - Vol. 32, № 3. - P. 414-426.

12. Hill S.Y. Trajectories of alcohol use and electrophysiological and morphological indices of brain development: distinguishing causes from consequences // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2004. - Vol. 1021. - P. 245Ї259.

13. Крыжановский Г.Н. Насильственное поведение // Психиатрия. - 2004. - № 3. - С. 17Ї20.

14. Franken I.H. et al. EEG power and coherence analysis suggest altered brain function in abstinent male heroin-dependent patients // Neuropsychobiology. - 2004. - Vol. 49, № 2. - P. 105Ї115.

15. Shufman E. et al. Electro-encephalography spectral analysis of heroin addicts compared with abstainers and normal controls // Ins. J. Psychiatry Relat. Sci. - 1996. - Vol. 33, № 3. - P. 196Ї206.

16. Полунина А.Г., Давыдов Д.М. Спектральный анализ ЭЭГ и средние частоты у ранних героиновых абстинентов // Прог. нейропсихофармакол. биол. психиатрии. - 2004. - Т. 24, № 1. - С. 73Ї82.

17. Examining personality and alcohol expectancies using functional magnetic resonance imaging (fMRI) with adolescents / K.G. Anderson, A. Schweinsburg, M.P. Paulus et al. // J. Stud. Alcohol. - 2005. - Vol. 66. - P. 323-331.

18. Свидерская Н.Е. и др. Многопараметрический сравнительный ЭЭГ анализ при алкоголизме и наркотической зависимости // Журн. высш. нерв. деятельности им. И.П. Павлова. - 2003. - Т. 56, № 2. - С. 156Ї164.

19. Арзуманов Ю.Л. Психофизиологические основы алкоголизма и наркоманий. - М.: Издатель Гайнуллин, 2001. - 158 c.

20. Brigham J., Herning R.I., Moss H.B. Event-related potentials and alpha synchronization in preadolescent boys at risk for psychoactive substance use // Biol. Psychiat. - 1995. - Vol. 3. - P. 834-846.

21. Visual P3 as a potential vulnerability marker of alcoholism: evidence from the Amsterdam study of children of alcoholics / O. Van der Stelt // Alcohol & Alcoholism // 1999. - Vol. 34, № 3. - P. 267Ї282.

22. Direct and mediated associations between P300 amplitude in childhood and substance use disorders outcome in young adulthood / M.E. Habeych, P.J. Charles, R.J. Sclabassi et al. // Biol. Psychiat. - 2005. - Vol. 57. - P. 76Ї82.

23. Штарк М.Б., Скок А.Б., Шубина О.С. Электроэнцефалографическое биоуправление (б- и и-тренинг) для лечения и реабилитации аддиктивных состояний и депрессии. Руководство для врачей и психологов. - Новосибирск, 1999. - 30 с.

24. Мотивационные модели в оценке готовности к лечению больных опийной наркоманией при проведении ЭЭГ альфа- и тета-тренингов / С.В. Пронин, Н.А. Пронина, О.Ю. Лазарева и др. // Бюллетень СО РАМН. - 2004. - № 3 . - С. 145-146.

25. Бохан Н.А., Аболонин А.Ф. Нейробиоуправление в реабилитации больных опиатной зависимостью. - Биоуправление-4: Теория и практика. - Новосибирск, 2002. - С. 137-141.

26. Абакумова А.А. Вызванные потенциалы коры головного мозга и подкорковых структур у больных алкоголизмом и героиновой наркоманией: автореф. дис. … канд. биол. наук. - М., 2000. - 24 c.

27. Davydov D.M., Polunina A.G. Heroin abusers' performance on the Tower of London Test relates to the baseline EEG alpha₂ mean frequency shifts // Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. - 2004. - Nov. - P. 345-361.

28. Эффекты вызванной синхронизации и десинхронизации ЭЭГ у героиновых наркоманов при опознании эмоциогенности стимула / Л.И Афтанас, А.И. Воронов, Л.Н. Савотина., А.С. Закамалдин // Бюллетень СО РАМН. - 2002. - № 4. - С. 13-18.

29. Reid M. S. et al. Quantitative EEG studies of cue-induced cocaine craving // Clin. Electroencephalogr. - 2003. - Vol. 34, № 3. - P. 110Ї133.

30. Lubman D.I. et al. Electrophysiological evidence of the motivational salience of drug cues in opiate addiction // Psychol. Med. - 2007. - Vol. 37, № 8. - P. 1203-1212.

31. Herrmann M.J. et al. Event-related potentials and cue-eactivity in alcoholism // Alcohol. Clin. Exp. Res. - 2000. - Vol. 24, № 11. - P. 1724-1733.

32. Yagya T., Kondacor I. et al. Smell and taste of chewing gum affect frequency domain eeg source localizations // Int. Journal of Neuroscience. - 1998. - Vol. 93, № 3. - P. 205-216.

33. Yokomatsu E. et al. A design of the preference acquision detection system // Annual Conference. - 2007. - 17Ї20 Sept.- P. 2804Ї2807.

34. Brauchli P. et al. Electrocortical and autonomic alteration by administration of a pleasant and an unpleasant odor // Chem. Senses. - 1995. - Vol. 20, № 5. - P. 505-535.

35. Моносова А.Ж. Анализ особенностей эмоциональной сферы в норме и при аффективных расстройствах методом обонятельной стимуляции: автореф. дис. … канд. псих. наук. - М., 1994. - 24 с.

36. Альтшулер В.Б. и др. Патологическое влечение к алкоголю в свете топографического картирования ЭЭГ // Вопросы наркологии. - 2003. - № 1. - С. 24-27.

37. Taste and odor-reactivity in heroin addicts / E. Perl, E. Shufman, A. Vas, S. Lugen, J.E. Steiner // Isr. J. Psychiatry Relat. Science. - 2000. - Vol. 34, № 4. - P. 290-299.

38. Сенсорные нарушения как фактор риска формирования аддиктивного поведения в подростково-юношеском возрасте / Т.И. Невидимова, Н.А. Бохан, Д.Н. Коконова, О.Н. Барабанова // Сибирский вестник психиатрии и наркологии. - 2008. - № 1 (84). - С. 89Ї93.

39. Использование картирования электрической активности мозга для визуального представления ЭЭГ результатов / Д.В. Котов, Е.И. Батухтина, Г.Д. Ткачева, Т.И. Невидимова, В.Ф. Лебедева // XXI съезд физиологического общества им. И.П. Павлова: тез. докл. - Калуга, 2010. - С. 307.

Размещено на Allbest.ru