Volume 33, Issue 4 p. 500-510
Research Article

Neurocomputational Changes in Inhibitory Control Associated With Prolonged Exposure Therapy

Katia M. Harlé

Corresponding Author

Katia M. Harlé

VA San Diego Healthcare System, San Diego, California, USA

Department of Psychiatry, University of California San Diego, La Jolla, California, USA

Correspondence concerning this article should be addressed to Katia M. Harlé, VA San Diego Healthcare System, 3350 La Jolla Village Drive, San Diego, CA 92161. E-mail: kharle@ucsd.eduSearch for more papers by this author
Andrea D. Spadoni

Andrea D. Spadoni

VA San Diego Healthcare System, San Diego, California, USA

Department of Psychiatry, University of California San Diego, La Jolla, California, USA

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Sonya B. Norman

Sonya B. Norman

VA San Diego Healthcare System, San Diego, California, USA

Department of Psychiatry, University of California San Diego, La Jolla, California, USA

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Alan N. Simmons

Alan N. Simmons

VA San Diego Healthcare System, San Diego, California, USA

Department of Psychiatry, University of California San Diego, La Jolla, California, USA

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First published: 25 November 2019
Citations: 6

This research was supported by the Veterans Health Administration (IK2CX001584 to Katia M. Harlé and IK2CX000864 to Andrea D. Spadoni) as well as Merit (I01-CX001542) and Department of Defense Young Investigator grants, awarded to Alan N. Simmons. The authors declare no conflicts of interest.

Abstract

en

Posttraumatic stress disorder (PTSD) is associated with inhibitory control dysfunction that extends beyond difficulties inhibiting trauma-related intrusions. Inhibitory learning has been proposed as a potential mechanism of change underlying the effectiveness of extinction-based therapies such as prolonged exposure (PE), a first-line treatment for PTSD. To identify neurocognitive markers of change in inhibitory learning associated with PE, we applied a Bayesian learning model to the analysis of neuroimaging data collected during an inhibitory control task, both before and after PE treatment. Veterans (N = 20) with combat-related PTSD completed a stop-signal task (SST) while undergoing fMRI at time points immediately before and after PE treatment. Participants exhibited a small, significant improvement in performance on the SST, as demonstrated by longer reaction times and improved inhibition accuracy. Amplitude of neural activation associated with a signed prediction error (SPE; i.e., the discrepancy between actual outcome and model-based expectation of needing to stop) in the right caudate decreased from baseline to posttreatment assessment. Change in model-based activation was modulated by performance accuracy, with a decrease in positive SPE activation observed on successful trials, d = 0.79, and a reduction in negative SPE activation on error trials, d = 0.74. The decrease in SPE-related activation on successful stop trials was correlated with PTSD symptom reduction. These results are consistent with the notion that PE may help broadly strengthen inhibitory learning and the development of more accurate model-based predictions, which may thus facilitate change in cognitions in response to trauma-related cues and help reduce PTSD symptoms.

Resumen

es

JOTS-19-0007.R2

Spanish Abstracts by Asociación Chilena de Estrés Traumático (ACET)

Cambios neurocomputacionales en el control inhibitorio asociados con la terapia de exposición prolongada

MARCADORES NEUROCOMPUTACIONALES DE EXPOSICIÓN PROLONGADA

El trastorno de estrés postraumático (TEPT) se asocia con una disfunción de control inhibitorio que se extiende más allá de las dificultades que inhiben las intrusiones relacionadas con el trauma. El aprendizaje inhibitorio se ha propuesto como un mecanismo potencial de cambio subyacente a la efectividad de las terapias basadas en la extinción, como la exposición prolongada (EP), un tratamiento de primera línea para el TEPT. Para identificar marcadores neurocognitivos de cambio en el aprendizaje inhibitorio asociado con la EP, aplicamos un modelo de aprendizaje bayesiano al análisis de los datos de neuroimagen recopilados durante una tarea de control inhibitorio, tanto antes como después del tratamiento con EP. Los veteranos (N = 20) con TEPT relacionado con el combate completaron una tarea de señal de stop (SST en su sigla en inglés) mientras se sometían a una imagen por resonancia magnética funcional (fMRI en su sigla en inglés) en los puntos de tiempo inmediatamente antes y después del tratamiento con EP. Los participantes mostraron una pequeña mejora significativa en el rendimiento de la SST, como lo demuestran los tiempos de reacción más largos y la precisión de la inhibición mejorada. La amplitud de la activación neural asociada con un error de predicción firmado (SPE en su sigla en inglés; es decir, la discrepancia entre el resultado real y la expectativa basada en el modelo de la necesidad de detenerse) en el caudado derecho disminuyó desde la evaluación inicial hasta la evaluación posterior al tratamiento. El cambio en la activación basada en el modelo fue modulado por la precisión del rendimiento, con una disminución en la activación positiva de SPE observada en ensayos exitosos, d = 0.79, y una reducción en la activación negativa de SPE en ensayos de error, d = 0.74. La disminución en la activación relacionada con SPE en los ensayos de parada exitosa se correlacionó con la reducción de los síntomas de TEPT. Estos resultados son consistentes con la noción de que la EP puede ayudar a fortalecer ampliamente el aprendizaje inhibitorio y el desarrollo de predicciones basadas en modelos más precisos, lo que puede facilitar el cambio en las cogniciones en respuesta a señales relacionadas con el trauma y ayudar a reducir los síntomas de TEPT.

抽象

zh

Traditional and Simplified Chinese Abstracts by the Asian Society for Traumatic Stress Studies (AsianSTSS)

簡體及繁體中文撮要由亞洲創傷心理研究學會翻譯

Neurocomputational Changes in Inhibitory Control Associated With Prolonged Exposure Therapy

Traditional Chinese

標題: 與延長暴露療法有關的抑制控制的神經計算改變

撮要: 創傷後壓力症(PTSD)跟抑制控制功能失調有關, 影響不只於使患者抑制創傷相關侵擾有所困難那麼簡單。過往有人提出, 抑制學習是反映消弱為本的治療如延長暴露療法(PE)的功效的潛在改變機制。PE屬PTSD的首要考慮治療之一。為了找出PE相關的抑制學習改變的神經認知指標, 我們採用Bayesian學習模型, 基於一個抑制控制作業的神經成像數據進行分析, 在PE治療前後執行。患戰鬥相關PTSD的退役軍人(N = 20), 在PE治療的前後即時於進行fMRI時進行停止信號作業(stop-signal task, SST)。樣本在SST的表現有小而顯著的改變, 即有較長的反應時間和抑制準確度提升。右邊尾狀核與信號預測錯誤 (SPE;即現實結果與對停止需要的模型為本預期之間的落差) 相關的神經啟動幅度, 從基線到治療後的評估有所下降。模型為本的啟動改變受表現的準確度而改變, 在成功的試驗裡正向的SPE啟動減少(d = 0.79), 在出錯的試驗裡負向的啟動減少(d = 0.74)。在成功的試驗裡, SPE相關啟動的減少跟PTSD症狀減輕有關。這些結果與以下觀點吻合:PE可能有助廣泛地強化抑制學習, 及有助發展更準確的模型為本預測。因此, PE可能可以有助對創傷相關信號反應的認知改變, 及有助減輕PTSD症狀。

Simplified Chinese

标题: 与延长暴露疗法有关的抑制控制的神经计算改变

撮要: 创伤后压力症(PTSD)跟抑制控制功能失调有关, 影响不只于使患者抑制创伤相关侵扰有所困难那么简单。过往有人提出, 抑制学习是反映消弱为本的治疗如延长暴露疗法(PE)的功效的潜在改变机制。PE属PTSD的首要考虑治疗之一。为了找出PE相关的抑制学习改变的神经认知指标, 我们采用Bayesian学习模型, 基于一个抑制控制作业的神经成像数据进行分析, 在PE治疗前后执行。患战斗相关PTSD的退役军人(N = 20), 在PE治疗的前后实时于进行fMRI时进行停止信号作业(stop-signal task, SST)。样本在SST的表现有小而显著的改变, 即有较长的反应时间和抑制准确度提升。右边尾状核与信号预测错误 (SPE;即现实结果与对停止需要的模型为本预期之间的落差) 相关的神经启动幅度, 从基线到治疗后的评估有所下降。模型为本的启动改变受表现的准确度而改变, 在成功的试验里正向的SPE启动减少(d = 0.79), 在出错的试验里负向的启动减少(d = 0.74)。在成功的试验里, SPE相关启动的减少跟PTSD症状减轻有关。这些结果与以下观点吻合:PE可能有助广泛地强化抑制学习, 及有助发展更准确的模型为本预测。因此, PE可能可以有助对创伤相关信号反应的认知改变, 及有助减轻PTSD症状。

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