Projects: Neuroimaging of Addictive Behaviour

Teilprojekte:

VISIONS25 TU3: Virtuelle Realität gestützte Cue Exposure für Alkoholabhängigkeit und Essstörungen: Welche digitale Intervention wirkt am besten und bei wem?  (VR-Cues)

VISIONS25 MU1: Sensor and EMA Data for Mental Health and Well-Being (SENSED-MH)

VISIONS25 MA1: Verbesserung der Nutzung von Patient Reported Outcomes in der Forschung (PROBE)

VISIONS25 BE2: Lifespan Interactions between Social Media Use and Mental Health: Key Effects (LIKES)

VISIONS25 MA3: Effects of Stress and Genetic Factors on HPA Axis Functioning during Adolescence: Insightsfrom the POSEIDON birth cohort (Akronym: POSEIDON-HPA)

VISIONS25 MU3: Prognostischer Wert genetischer Risikobiotypen und Entwicklung der Stratifizierung über die Lebensspanne (PROGRESS)

VISIONS25 MA4: SprachAnalyse Von PsychothERapeutischer Behandlung in einem transdiagnostischen Kontext (SAVER)

Modification of inhibitory control and craving through tDCS as an Add-On Treatment for Substance Use Disorder

The current project aims to investigate the potential of transcranial direct current stimulation (tDCS) to reduce cognitive deficits and substance craving in individuals with substance use disorders (SUD) of different kinds. In individuals with SUD, functional neuroimaging and neuropsychological tasks have shown reduced activation in frontal cortices, and correspondingly impaired executive functions, like inhibitory control. However, tDCS protocols lead to promising results, e.g. in positively influencing inhibitory control in healthy and clinical populations which also results in electroencephalogram (EEG) signal changes. Further, by applying tDCS over the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in individuals with SUD, the characteristic craving for a substance can be reduced. As there are divergent findings on efficacious setups for tDCS as an add-on treatment in SUD (e.g. effects on inhibitory control seem to be sensitive to current direction), we aim to examine and compare three different active tDCS conditions, one sham tDCS condition (placebo), an inhibition training and a control group of patients receiving only the standard qualified detoxification treatment. Thus, we want to identify the optimal electrode placement and current direction to positively influence both inhibitory control and craving, leading to an improved treatment outcome, such as longer periods of abstinence or a reduced amount of substance consumed after a relapse.

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Veränderung von inhibitorischer Kontrolle und Craving nach transkranieller Gleichstromstimu-lation (tDCS) als Add-on-Intervention bei Substanzgebrauchsstörung

Das vorliegende Projekt untersucht den Einfluss von transkranieller Gleichstromstimulation (transcranial direct current stimulation, tDCS) auf die Verbesserung kognitiver Defizite und das Substanzverlangen bei Menschen mit einer Substanzgebrauchsstörung jedweder Art (substance use disorder, SUD). Funktionelle bildgebende Verfahren und neuropsychologische Testungen konnten bei Menschen mit SUD einerseits eine reduzierte Gehirnaktivierung in frontalen Regionen und dazugehörig eine Verschlechterung der Exekutivfunktionen (wie der inhibitorischen Kontrolle) feststellen. Andererseits führte die Anwendung von tDCS zu vielversprechenden Ergebnissen, wie zum Beispiel einer Verbesserung der inhibitorischen Kontrolle bei gesunden Menschen und in klinischen Stichproben, was sich auch in Signalveränderungen bei elektroenzephalographischen (EEG) Untersuchungen zeigt. Zudem kann das für SUD charakteristische Substanzverlangen durch eine Anwendung von tDCS über dem dorsolateralen Präfrontalkortex (DLPFC) reduziert werden. Aufgrund divergierender Beobachtungen bezüglich der wirksamen Anwendung von tDCS als zusätzliches Behandlungsmodul, ‚Add-On-Treatment‘, bei SUD (z. Bsp. sind die Effekte auf die inhibitorische Kontrolle anhängig von der Stimulationsrichtung) ist es unser Ziel, drei verschiedene aktive tDCS Bedingungen, eine sham-tDCS Bedingung (Placebo), ein Inhibitionstraining, sowie eine Kontrollbedingung mit lediglich der Standardbehandlung bei SUD (Qualifizierter Entzug) zu untersuchen und vergleichen. Wir wollen die optimale Elektrodenplatzierung und Stimulationsrichtung ermitteln, welche sowohl die inhibitorische Kontrolle stärkt als auch das Substanzverlangen mindert. Beides soll dann zu einer Verbesserung des Behandlungserfolgs führen, wie einer längeren Abstinenzdauer oder einer geringeren Konsummenge bei Vorliegen eines Rückfalls.

Alkoholabhängigkeit geht mit einem hohen Leidensdruck und Rückfallrisiko einher. Das Verlangen, Alkohol zu trinken, ist ein Hauptsymptom. Es gibt bereits mehrere Medikamente zur Behandlung des Alkoholverlangens. Allerdings kommt es bei einem Großteil der PatientInnen trotz dieser Medikamente zu Rückfällen. Deshalb müssen neue Behandlungsmöglichkeiten erforscht werden, etwa in dieser klinischen Studie der Nutzen von Oxytocin.

Die ON-ICE-Studie („Oxytocin and Naltrexone: Investigation of Combined Effects on stress- and alcohol cue-induced craving in alcohol use disorder“) erforscht den Nutzen von Oxytocin in der Behandlung der Alkoholabhängigkeit. Hierfür wird die Wirkung von Oxytocin auf das Alkoholverlangen mit der eines Präparats ohne Wirstoff (Placebo) verglichen. Oxytocin ist ein natürlich im Körper vorkommendes Hormon. Es kann auch im Labor hergestellt und dann in Form eines Nasensprays (Syntocinon®) angewendet werden. Studien haben bereits gezeigt, dass Oxytocin Alkoholverlangen reduzieren kann. Mit der ON-ICE-Studie wird der Mehrwert einer Behandlung mit Oxytocin im Vergleich zur bisher etablierten Standardbehandlung mit Naltrexon untersucht. Hierzu wird Alkoholverlangen mittels kombinierter Stress- und Alkoholreiz-Exposition induziert und das resultierende subjektive Alkoholverlangen sowie die neuroendokrine Stressantwort und die Gehirnaktivierung auf Alkoholreize mittels funktioneller Kernspintomogaphie untersucht.

Alcohol use disorder (AUD) is highly prevalent and characterized by devastating health and social consequences. To date, only a few medications are approved for its treatment, all of whom suffer from modest effect sizes, leaving much room for improvement. A promising new compound for AUD treatment is Cannabidiol (CBD), due to its stress-reducing, anxiolytic, antidepressant, anticompulsive actions and excellent tolerability. Preclinical data demonstrated that CBD significantly reduces the reinforcinq properties of alcohol and alcohol consumption and modulates brain circuits that mediate drug seeking. First clinical data in patients with opioid use disorder indicated significant craving-reducing effects of CBD, already one hour after the first dose of CBD. The profile of behavioral and pharmacological effects of CBD, as well as CBD’s effects within brain networks that mediate drug seeking support the treatment potential of CBD in AUD. As first study, we seek to conduct a randomized-controlled double-blind proof-of-principle study in N=26 individuals with AUD to investigate actions and neurobiological mechanisms of CBD in AUD, by assessment of CBD’s effects on alcohol craving, stress and negative affect (actions), as well as activation in the mesolimbic reward system(mechanisms) within the framework of an experimental stress- and craving-induction procedure with high ecological validity and an established functional magnetic resonance imaging paradigm to probe cue-induced activation within brain circuits that mediate alcohol craving. Results will elucidate mechanisms and actions of CBD in AUD and will inform following confirmatory trials, which could ultimately lead to the establishment of CBD as new treatment option in AUD.

Lay Summary

First data indicate that Cannabidiol, a substance with stress-reducing, anxiolytic, antidepressant and anti-compulsive actions, is a promising compound for treating alcohol use disorder. As first study, we seek to determine the clinical effects of Cannabidiol on craving, stress and negative affect and to investigate the neurobiological basis underlying these effects.