Коментари: fMRI сканиранията откриват аномалии в мозъка на тези, които имат нарушения в интернет зависимостите.
Chin Med J (Engl). 2010 Jul; 123 (14): 1904-8.
Liu J, Gao XP, Osunde I, Li X, Zhou SK, Zheng HR, Li LJ.
източник
Институт по психично здраве, Вторият Xiangya Hosipital, Централен Южен университет, Чанша, Хунан 410011, Китай.
Анотация:
Предистория:
Разстройството на добавянето на интернет (IAD) в момента се превръща в сериозен проблем за психичното здраве сред китайските юноши. Патогенезата на ДПН обаче остава неясна. Целта на това изследване е да се приложи метода на регионалната хомогенност (ReHo) за анализиране на енцефалната функционална характеристика на студентите в колеж на IAD в състояние на покой.
Методи:
Функционално магнитно-резонансно изображение (fMRI) беше проведено в студентите на 19 IAD и в контролите 19 в състояние на покой. ReHo метод е използван за анализиране на разликите между средното ReHo в две групи.
Резултати:
В групата на IAD са открити следните увеличени участъци на ReHo мозъка в сравнение с контролната група: малкия мозък, мозъчен ствол, дясна поясна гируса, двустранно парахипокампус, десен фронтален лоб (ректален зъб, долна фронтална gyrus и средна фронтална gyrus), ляв преден фронтален gyrus , дясна постцентрална извивка, дясна средна тилна извивка, дясна долна темпорална извивка, ляво превъзхождаща темпурална змия и средна темпорална извивка. Намалените участъци на ReHo на мозъка не бяха открити в групата на IAD в сравнение с контролната група.
Изводи:
Има аномалии в регионалната хомогенност в студенти на IAD, сравнени с контролите и подобряването на синхронизацията в повечето енцефални региони. Резултатите отразяват функционалната промяна на мозъка в IAD студентите. Връзките между усилването на синхронизацията между малкия мозък, мозъчния ствол, лимбичния лоб, фронталния лоб и апикалния лоб могат да бъдат относителни към пътищата на възнаграждение.
Използването на интернет се е увеличило значително през последните няколко години. Данните от Китайския информационен център за интернет мрежа (към декември 31, 2008) показват, че 298 милиона души са отишли онлайн, от които 60% са били тийнейджъри под 30 години. С този нарастващ брой интернет потребители проблемът с разстройството на интернет пристрастяването привлече голямо внимание от страна на психиатрите, педагозите и обществеността. Разстройството на присъединяването към интернет в момента се превръща в сериозен проблем за психичното здраве сред китайските юноши. Chou и Hsiao1 съобщиха, че заболеваемостта от интернет пристрастеност сред тайванските студенти е 5.9%. Ву и Zhu2 идентифицираха 10.6% от китайските студенти като интернет наркозависими. Патогенезата на ДПН обаче остава неясна.
Състоянието на покой на fMRI обаче привлича повече внимание напоследък, тъй като участниците в проучването са инструктирани просто да останат неподвижни и да държат очите си затворени по време на сканиране на fMRI. Следователно, fMRI в състояние на покой има практическото предимство на клиничното приложение. В настоящото изследване на fMRI в състояние на покой, беше използван нов метод за регионална хомогенност (ReHo), за да се анализира сигналът на мозъка, зависим от нивото на кислорода в кръвта (BOLD). 3 Надяваме се, че състоянието на покой на fMRI ще позволи нов поглед върху патофизиология на IAD.
МЕТОДИ
Учебни предмети
Съгласно променените критерии YDQ от Beard and Wolf, 3 от юли 2008 до май 2009, 19 IAD (11 мъже и 8 жени; средна възраст от (21.0 ± 1.3) години с диапазон от 18 до 25 години), и 19 пола лица (средна възраст от (20.0 ± 1.8) години с диапазон от 18 до 25 години) са претърпели fMRI в състояние на покой в нашата болница. Субектите бяха десни, измерени от инвентара на Единбург. Никой от пациентите не е приемал никакви лекарства, които биха могли да повлияят на възбудимостта на мозъка. Всички пациенти са имали нормален неврологичен преглед. Те отговарят на следните критерии за включване: 1) най-високите критерии на 5 трябва да бъдат изпълнени в диагностичния въпросник за интернет пристрастяване (Beard3 - „5 + 1 критерии“) и отговарят на всеки един от останалите три критерия. 2) продължителността на атаката е ≥6 часа на ден за 3 месеца. 3) социалната функция е значително влошена, включително спад в академичните постижения, неспособна да поддържа нормално училищно обучение. Пациентите не съобщават за история на неврологично заболяване на шизофрения, депресия и зависимост от вещества или психични разстройства. Няма статистически значима разлика във възрастта, пола или образователните нива между групата на ИАД и контролната група. Изследователският комитет на Втората Xiangya Hosipital, свързан с Централния южен университет, одобри изследването. Всички участници дадоха своето писмено информирано съгласие за изследването.
МРТ скрининг
Изображенията са получени на 3.0T скенер на Siemens Tesla Trio Tim с високоскоростни градиенти. Главата на участника беше позиционирана със стандартна намотка за глава. Предвидена е подложка от пяна, за да се ограничи движението на главата. Аксиални изображения с претеглени T1 и T2 с висока разделителна способност са получени при всеки обект. По време на fMRI в състояние на покой, субектите са инструктирани да държат очите си затворени, да останат неподвижни или да не мислят по-специално. Следните параметри бяха използвани за анатомично изобразяване T1 в аксиална форма: 3080/12 ms (TR / TE), 36 среза, 256 × 256 матрица, 24 cm зрително поле (FOV), 3 mm дебелина на сечението и 0.9 mm интервал, 1 NEX, ъгъл на обръщане = 90. На същите места на анатомични срезове бяха получени функционални изображения чрез използване на ехопланарна образна последователност със следните параметри: 3000/30 ms (TR / TE), 36 среза, 64 × 64 матрица, 24 см зрително поле (FOV), Дебелина на сечението 3 mm и междина 0.9 mm, 1 NEX, ъгъл на обръщане = 90. Всяко fMRI сканиране продължи 9 минути.
Статистически анализ
Данните от fMRI на всеки субект съдържаха 180 времеви точки. Първите пет времеви точки от данните от fMRI бяха отхвърлени поради нестабилност на първоначалния MRI сигнал и адаптация на участниците към електрическата верига, оставяйки 175 тома. Останалите 175 тома са били предварително обработени с помощта на софтуера Statistics Parametric Mapping 2 (SPM2) (Лондонски университет, Великобритания). Те бяха коригирани по време на среза и подравнени към първото изображение на всяка сесия за корекция на движението, пространствено нормализирани към MNI и бяха изгладени с Гаусов филтър с 8 mm пълна ширина при половин максимум (FWHM) за намаляване на шума и остатъчните разлики в жиралната анатомия. Всички субекти са имали по-малко от 0.5 mm максимално преместване в X, Y, Z и 1.0 ° от ангиларно движение по време на цялото fMRI сканиране. Не бяха изключени теми. Приложен е временен филтър (0.01 Hz <f <0.08 HZ) за премахване на нискочестотни отклонения и физиологичен високочестотен шум.
Използвахме коефициента на съответствие на Кендъл (KCC) 4, за да измерим регионалната хомогенност на времевите редове на даден воксел с най-близкия 26 съседен воксел по вокселов начин. KCC може да се изчисли по следната формула:
Където W е KCC на клъстер, вариращ от 0 до 1; Ri е ранг на сумата на i-тата времева точка, n е броят на времевите точки на всеки вокселен времеви ред (тук n = 175); = ((n + 1)) / 2 е средната стойност на Ri; k е броят на вокселите в клъстера (тук k = 27). Индивидуална W карта е получена на база воксел по воксел за всеки набор от данни на субекта. Горната програма е кодирана в Matrix Laboratory (MATLAB, MathWorks Inc., Natick, USA)
За изследване на разликата в ReHo между IAD и контролите, беше извършен двустепенен t тест с произволен ефект от две проби на отделните ReHo карти по воксел по воксел. Получената статистическа карта е зададена при комбиниран праг от P <0.001 и минимален размер на клъстера от 270 mm3, което води до коригиран праг от P <0.05.
РЕЗУЛТАТИ
За всички участници не е установена значителна патологична промяна с ЯМР с висока резолюция T1- и T2. IAD групата показва увеличени мозъчни участъци в ReHo в състояние на покой в сравнение с контролите. Повишеното ReHo се разпределя по малкия мозък, мозъчния ствол, дясната зъбеста гируса, двустранния парахипокампус, десния фронтален дял (ректален зъб, долната фронтална зъбец и средната челна зъбец), левия преден гръц, левия преднинус, дясната постцентрална извивка, дясната средна окципитална змия , дясна долна темпорална извивка, ляво превъзхождаща темпорална змия и средна темпорална извивка. Намалената ReHo в IAD група не е намерена (Фигура и Таблица).
Фигура. Различни области в мозъка с повишен ReHo в комбинирани изображения на IAD и контроли, получени от софтуера SPM2. A: малкия мозък. Б: мозъчен ствол. C: дясна цингуларна извивка. D: десен парахипокампус. Д: ляв парахипокампус. F: лява горна челна извивка. Тези региони имат по-високата стойност на ReHo: IADs> контроли. L: ляво. R: вдясно. Синьото кръстообразно представлява мозъчни области на активност. Извършен е един пробен t тест на отделните ReHo карти по воксел по воксел между IAD и контролите. Данните от двете групи бяха тествани с помощта на t-тест с две проби. Крайната статистическа карта е зададена при комбиниран праг от P <0.001 и минимален размер на клъстера от 270 mm3, което води до коригиран праг от P <0.05.
Таблица. Мозъчните региони с анормална регионална хомогенност в интравенозните инхибитори в сравнение с контролите
ДИСКУСИЯ
ReHo метод за fMRI
ReHo метод, нов начин за анализиране на данните на fMRI в състояние на почивка. 4 Основната теоретична хипотеза на ReHo метода е, че даден воксел е времево подобен на своите съседи. Той измерва ReHo на времевия ред на регионалния BOLD сигнал. Следователно ReHo отразява временната хомогенност на регионалния BOLD сигнал, а не неговата плътност. ReHo може да открие активността в различните области на мозъка. Методът ReHo вече се прилага успешно при изследване на Паркинсон, Алцхаймер, депресия, дефицит на вниманието, хиперактивност, шизофрения и епилепсия. 5-10 Въпреки това, никой не е открил мозъчната активност на IAD чрез използване на fMRI в състояние на покой.
Характеристики и значение на повишените ReHo мозъчни участъци в IAD в сравнение с контролите
В сравнение с контролите, експерименталната група е установила, че увеличените участъци на ReHo на мозъка са разпределени по малкия мозък, мозъчния ствол, дясната зъбеста гируса, двустранния парахипокампус, десния фронтален лоб (ректален зъб, долната фронтална зъбец и средна челна извивка), ляв горен фронтален зъз , ляво преклунеус, дясна постцентрална извивка, дясна средна тилна извивка, дясна долна височна извивка, ляво превъзходен височен вирус и средна темпорална извивка. Той представлява увеличаване на нервната дейност.
Проучванията показват, че малкия мозък има когнитивни функции на високо ниво, 11-12 като езиково съзнание и т.н. Съществува обширна функционална връзка между малкия мозък и мозъка, която помага да се регулира когнитивната активност, мисленето и емоциите до известна степен. Между мезенцефалоните и малкия мозък, малкия мозък и таламуса, малкия мозък и главния мозък, например префронталния дял, има фиброзно съединение. Изследователите са открили корелацията между мозъчните структурни аномалии и клиничната проява на някои психични заболявания. 13 Проучванията са открили при пациенти с шизофрения, че префронталните връзки на малкия мозък и малките мозъчно-таламусни връзки са били отслабени, но връзка с таламус-префронтален лоб.
Cingulate gyrus, принадлежащ на лимбичната система, се намира на върха на corpus callosum. Той, заедно с парахипокампалния gyrus, се счита за преходен регион на хетеротипна кора и неокортекс, който също е известен като мезокортика. Предният цинкут регулира реакциите и служи като сензорен интегратор в регулацията на congnition. Основната функция на предния cingulated е мониторинг на конфликта. Задният cingulate участва в процеса на зрителното усещане и сензорно-моторно. 15-18
Mesencephalon и subiculum hippocampi играят ролята на импотант в мезолимбичната допаминергична система. Вентралното тегментално ядро е важна част от пътя на възнаграждението и има обширни връзки между мезенцефалона и малкия мозък и мезенцефалона и главния мозък. Подобряването на синхронизацията на реактивността на мезенцефалона, малкия мозък, зъбния гирус и парахипокампалния gyrus е в съответствие с полезния път на добавяне на веществото. Той посочва, че до известна степен връзките на възнаграждаващия път в ДВО се засилват.
Проучването установи повишено ReHo в темпоралната област и тилната област, което предполага повишена синхронизация в групата на IAD в сравнение с контролната група. Това може да се дължи на поведението на наркоман, като например често се свързвате с мрежовата картина, да се отдадете на шумния интернет бар или в звука на играта. Оптичният и слухов център, които са били стимулирани многократно за дълго време, стават лесно възбудени или имат повишена възбудимост. Основната функция на темпоралния лоб е да регулира сетивното възприятие, включително визуална и слухова обработка чрез първичната и вторичната свързана кора. Повишеното ReHo в кортекс на темпоралния лоб служи като положителен интензифициращ фактор, за да се разкрие като интернет наркоман. Повтарящите се поведения в интернет на IAD заслужават по-нататъшни изследвания.
Чрез fMRI, Bartzokis et al19 установи, че обемът на предния лоб и темпоралния лоб е значително намален при лица, зависими от кокаин и амфетамин, докато сивото вещество на темпоралния лоб при лица, зависими от кокаин, намалява значително с нарастване на възрастта. Той показва, че зависимостта от кокаин може да ускори намаляването на сивото вещество на темпоралния лоб, а намаляването на фронталния лоб и темпоралния лоб може да бъде идентификационен маркер за поведение на пристрастяване. Вариацията на ReHo в кората на темпоралния дял на интернет наркомана може да бъде ранният знак за промяна на структурата на барин и до известна степен може да означава аномалия на мозъчната функция. Modell et al20 откриват активация сред каудалното ядро, corpora striata, таламенцефал, кортекс на фронталния лоб в алкохола и наркоманите чрез fMRI. Tremblay и Schultz21 установиха, че функцията на орбиталните изкривявания на фронталния лоб и свързаното възнаграждение, както и повредата на орбиталните зъби на фронталния лоб може да доведе до намаляване на инхибирането и импулса.
В сравнение с нормалния човек, повишеното ReHo в определени области на фронталния лоб и париеталния дял разкрива напреднала синхронизация, отколкото обикновено се вижда. Кортексът на фронталния лоб, който е най-сложният и силно развит район на неокортекса, приема аферентните нервни влакна от париеталния лоб, темпоралния лоб, тилния лоб и сензорния латеро-асоциативен кортекс близо до Brodman 1, 2 и 3, както и като лимбичен латеро-асоциативен кортекс, включващ cingulate gyrus, parahippocamp gyrus и чиито еферентни нервни влакна се простират до стриатум и pons. Това е основната мозъчна област за контрол на импулса. 22-24
Различни проучвания установиха, че париеталният дял има съгласувана връзка с визуално-пространствената задача. Промяната на позицията на обекта може да доведе до силно активиране на по-висшата париетална кора от двете страни.25,26 Чрез fMRI, Джън и др. роля, когато мозъкът се занимава с краткосрочна памет. Невроанатомията установи, че дорзалният префронтален дял приема проекцията на асоциативно влакно от апикалния лоб, а първичната зрителна кора предава пространствените характеристики (във визуалната информация, трансформирана от зрителния път) към свързания кортекс на апикалния лоб и формира пространствено възприятие на по същото време. И накрая, интегрираната пространствена информация се пренася до дорзалната префронтална част, за да се образува пространствена памет. С една дума, визуалната информация е завършила обработката на позиционната и пространствена връзка в горната част на задния кортекс чрез гръбначен път.
Въз основа на наличната литература и резултатите от този експеримент, ние вярваме, че образите и звукът се въвеждат от определени слухови и визуални пътища на проводимост. Конкретни сетива като цвят, относителна пространствена позиция и пространствено възприятие се формират в париеталния лоб. В крайна сметка сигналите се разпространяват към предния лоб, за да продължат по-нататъшната обработка, като например следващото решение, планиране и изпълнение. Честата активация на тези енцефални региони на интернет наркоманите води до засилване на синхронизацията в тези региони. Повишаването на синхронизацията между малкия мозък, мозъчния ствол, лимбичния лоб, челния лоб и апикалния лоб може да бъде свързано с пътища за възнаграждение и неговите конкретни механизми трябва да бъдат потвърдени от по-нататъшни изследвания.
В заключение, това изследване е използвало метода на fMRI за състояние на покой за събиране на данни и метода ReHo за анализ на данните. Ние открихме, че има аномалии в регионалната хомогенност в IAD колеж студенти в сравнение с контролната група. Налице е повишаване на синхронизацията в повечето области на мозъка. Резултатите отразяват функционалната промяна на мозъка в IAD студентите и повишаването на синхронизацията между малкия мозък, мозъчния ствол, лимбичния лоб, челния лоб, апикалния лоб може да бъде от значение за пътищата на награждаване. Това проучване предлага нов метод и идея за изследване на етиологията на IAD и потвърждава възможността да се приложи ReHo към предклинични и клинични IAD проучвания по едно и също време.
СПРАВКИ
1. Chou C, Hsiao MC. Пристрастяване към интернет, използване, удовлетворение и преживяване за удоволствие: казусът на студентите от Тайван. Comput Educ 2000; 35: 65-80.
2. Wu HR, Zhu KJ. Анализ на свързаните фактори, които причиняват смущения в интернет при студентите. Chin J Pub Health (Чин) 2004; 20: 1363-1364.
3. Брада KW, Wolf EM. Модификация на предложените диагностични критерии за пристрастяване към интернет. Cyberpsychol Behav 2001; 4: 377-383.
4. Zang Y, Jiang T, Lu Y, Y Y, Tian L. Подход за регионална хомогенност за анализ на данни от fMRI. NeuroImage 2004; 22: 394-400.
5. Wu T, Long X, Zang Y, Wang L, Hallett M, Li K, et al. Регионални промени в хомогенността при пациенти с болестта на Паркинсон. Карта на мозъка на Hum 2009; 30: 1502-1510.
6. Liu Y, Wang K, Yu C, He Y, Zhou Y, Liang M, et al. Регионална хомогенност, функционална свързаност и образни маркери на болестта на Алцхаймер: преглед на fMRI изследвания в състояние на покой. Neuropsychologia 2008; 46: 1648-1656.
7. Tian LX, Jiang TZ, Liang M, Zang Y, He Y, Sui M, et al. Повишена мозъчна активност в състояние на покой при пациенти с ADHD: изследване с fMRI. Brain Dev 2008; 30: 342-348.
8. Yuan Y, Zhang Z, Bai F, Yu H, Shi Y, Qian Y, et al. Анормална невронна активност при пациенти с ремисия на гериатрична депресия: функционално изследване с магнитно-резонансна томография в състояние на покой. J Засягат Disord 2008; 111: 145-152.
9. Liu H, Liu Z, Liang M, Hao Y, Tan L, Kuang F, et al. Намалена регионална хомогенност при шизофрения: функционално изследване с магнитно-резонансна томография в състояние на покой. Neuroreport 2006; 17: 19-22.
10. Yu HY, Qian ZY, Zhang ZQ, Chen ZL, Zhong Y, Tan QF, et al. Изследване на мозъчната активност въз основа на аритметиката на амплитудата на нискочестотните флуктуации чрез fMRI по време на мисловно изчисление. Acta Biophysica Sinica 2008; 24: 402-407.
11. Катанода К, Йошикава К., Сугишита М. Функционално изследване на МРТ върху невралните субстрати за писане. Hum Мозъчен Мап 2001; 13: 34-42.
12. Preibisch C, Berg D, Hofmann E, Solymosi L, Naumann M. Мозъчни модели на активиране при пациенти със спазми на писателя: изследване с функционален магнитен резонанс. J Neurol 2001; 248: 10-17.
13. Wassink TH, Andreasen NC, Nopoulos P, Flaum M. Морфология на мозъка като предиктор на симптом и психосоциален резултат при шизофрения. Biol психиатрия 1999; 45: 41-48.
14. Schlosser R, Gesierich Т, Kaufmann В, Vucurevic G, Hunsche S, Gawehn J, et al. Променено ефективно свързване по време на работа на паметта при шизофрения: изследване с fMRI и моделиране на структурни уравнения. NeuroImage 2003; 19: 751-763.
15. Badre D, Wagner AD. Подбор, интеграция и мониторинг на конфликти; оценяване на естеството и общия характер на префронталните когнитивни механизми за контрол. Neuron 2004; 41: 473-487.
16. По-смели TS, Barch DM, Grey JR, Molfese DL, Snyder A. Преден cingulate cortex и реакция конфликт: ефекти на честота, инхибиране и грешки. Cereb Cortex 2001; 11: 825-836.
17. Barch DM, Braver TS, Akbudak E, Conturo T, Ollinger J, Snyder A. Преден cingulate cortex и реакция конфликт: ефекти на модалност отговор и обработка домейн. Cereb Cortex 2001; 11: 837-848.
18. Bush G, Frazier JA, Rauch SL, Seidman LJ, Whalen PJ, Jenike MA, et al. Дисфункция на предната част на зъбния кортекс при разстройство с дефицит на вниманието / хиперактивност, разкрита чрез fMRI и преброяване Stroop. Biol психиатрия 1999; 45: 1542-1552.
19. Bartzokis G, Beckson М, Lu PH, Edwards N, Rapoport R, Wiseman E, et al. Свързани с възрастта намаления на обема на мозъка при употребата на амфетамин и кокаин и нормален контрол: последствия за изследванията на зависимостите. Психиатрия Res 2000; 98: 93-102.
20. Модел JG, Mountz JM, Beresford TP. Базални ганглии / лимбично стриатално и таламокортикално участие в жажда и загуба на контрол при алкохолизъм. J Neuropsychiatry Clin Neurosci 1990; 2: 123-144.
21. Tremblay A, Schultz W. Относително предпочитание за възнаграждение при орбитофронталната кора на примати. Nature 1999; 398: 704-708.
22. Robbins TW. Химия на ума: неврохимична модулация на префронталната кортикална функция. J Comp Neurol 2005; 493: 140-146.
23. Hester R, Garavan H. Дисфункция на изпълнителната власт при кокаиновата зависимост: доказателства за несъответстваща фронтална, cingulate и церебеларна активност. J Neurosci 2004; 24: 11017-11022.
24. Берлин Х.А., Ролс Е.Т., Кишка У. Импулсивност, времево възприятие, емоция и усилваща чувствителност при пациенти с лезии на орбитофронталната кора. Мозъчен 2004; 127: 1108-1126.
25. Sack AT, Hubl D, Prvulovic D, Formisano Е, Jandl М, Zanella FE, et al. Brain Res Cogn Brain Res 2002; 13: 85-93.
26. Vandenberghe R, Gitelman DR, Parrish TB, Mesulam MM. Функционална специфичност на превъзходната париетална медиация на пространственото изместване. Neuroimage 2001; 14: 661-673.
27. Zheng JL, Wu YM, Shu SY, Liu SH, Guo ZY, Bao XM, et al. Роля на париеталните лобове в познаването на пространствената памет при здрави доброволци. Tianjin Med J (Chin) 2008; 36: 81-83.
28. Rao SC, Rainer G, Miller EK. Интегриране на това какво и къде в прифата префронтална кора. Science 1997; 276: 821-824.
;