Målrettet hjernetreningsbehandling av Tourettes syndrom og ADHD: Intervensjon ved Virtual Exposure Therapy og Real-time fMRI neurofeedback

People are different in terms of cognitive abilities, we all have our strengths and weaknesses. Yet some are particularly adapt to modern society, while others experience an inability to do so. ADHD and Tourette’s syndrome (TS) are two neurodevelopmental disorders with no cure. Symptom reducing treatments (often medications) do exist, but alternatives are scarce for those who do not experience effect of this. What if it was possible to train cognitive abilities, to think one’s way to a more capable brain? This PhD-project will address this by combining real-time neurofeedback (rtfMRI-nf) with Virtual Reality (VR) to develop a brain-training treatment for patients with ADHD and TS. Advances in brain research, data technology and artificial intelligence makes it possible to examine and understand similarities/differences in brain function, and systemize this for applied purposes. By comparing the brains of «healthy» individuals with those with disorders one may find statistical deviations from the mean. VR has been used for a variety of exposure therapy forms, including enhancing memory, reducing chronic pain and meditation; VR has also been used in treating mental disorders, including ADHD and obsessive-compulsive disorders. Real-time fMRI neurofeedback has been used for brain training of healthy volunteers and in treatment of medical conditions. But few have examined the combination of initial rtfMRI-nf training followed by simulations of the training in VR; this may enhance the training beyond what either method can do alone, and is the main topic of this PhD. VR allows the patients to repeat the brain training as often as they want, while monitoring and measuring how much they train. This will 1) increase our understanding of the potential of VR for treatment of mental disorders, 2) further develop brain training methods for the treatment of ADHD and TS, which may have implications for our understanding of the neurological and psychological basis of ADHD and TS.

Prosjektets hovedmål er å ta utgangspunkt i nevrologiske avvik fra normal hjerneutvikling som statistisk sett er funnet tilstedeværende i Tourettes Syndrom og ADHD, og bruke målrettet hjernetrening for å redusere disse avvikene fra normalen. Hjerneforskning og farmakologisk forskning har gitt grunnlag for en hypotese om at trening av gitte områder og kretser i hjernen potensielt kan føre til å redusere symptomene for disse lidelsene. Real-time fMRI neurofeedback (rtfMRI-nf) er en metode som åpner for at operant betinging kan brukes direkte til hjernetrening. Prinsippet er at man viser en person som ligger i en MR-scanner - i sanntid - hvordan personen bruker sin egen hjerne. Dermed, ved å anbefale strategier og måter å tenke kan en pasient veiledes til å bruke deler av hjernen som kan være svekket av patologiske årsaker; og ved at personen/pasienten får direkte tilbakemelding på hvordan hjernen brukes, vil pasienten belønnes for riktig hjernebruk. Da hjernen utvikler seg over tid, vil det legges til rette for at pasienten kan fortsette hjernetreningen hjemme, dette via Virtual Reality. Virtual Reality (VR) er en måte å bruke tilrettelagt video/audio-stimuli for å simulere at man befinner seg i en annen virkelighet. Ved bruk av VR kan man legge til rette for økt læring ved at konteksten fra fMRI implementeringen opprettholdes under hjemmetreningen. Ved å kode det man skal lære inn i en VR-kontekst, kan man slik anvende flere av hjernens egne systemer for hukommelse for å sikre at det som er blitt lært huskes riktig. Oppsummert, vil prosjektet trene opp pasienter til å bruke utvalgte deler av hjernen via VR gjennom rtfMRI-nf, og deretter låne ut VR-briller med simulert hjernetrening hvor pasientene fortsetter hjernetreningen hjemme. Prosjektet vil ha uavhengige psykologer som følger med på utviklingen i symptombildet til pasientene (med et utvalgt sett av psykometriske måleinstrumenter). Endringen i pasient-tilværelsen vil være prosjektets viktigste parameter.