Vliv videohry na mikrostrukturní vlastnosti mozku: průřezová a podélná analýza (2016)

Na začátek stránky   

Úvod

Videoherní hra (VGP) je v moderní době stále častěji mezi dětmi.¹ VGP je spojován s řadou výhodných a nepřednostních účinků. Příčinný vztah mezi VGP a zlepšením určitých typů vizuálního poznání byl relativně dobře prokázán.² Na druhé straně mezi negativní účinky VGP patří účinky na verbální paměť, některé typy pozornosti, spánek, učení a znalosti.^{2, 3, 4} Dále se v zobrazovacích studiích ukázalo, že VGP způsobuje podstatné dopaminové uvolňování v dopaminergním systému⁵ stejně jako závislost.⁶

Předchozí průřezové studie odhalily, že děti, které hrají velké množství videoher a profesionální online hráči, vykazovaly zvýšenou kortikální tloušťku a regionální objem šedé hmoty v dorsolaterálním prefrontálním kortexu (PFC), frontálním očním poli a podobných oblastech.^{7, 8, 9} Doposud však nebyly zjištěny účinky VGP na vývoj mikrostrukturálních vlastností u dětí, zejména těch, které jsou spojeny s negativními psychologickými důsledky VGP. Účelem této studie bylo prozkoumat tento problém prostřednictvím průřezových a podélných prospektivních analýz. Pomocí longitudinálního prospektivního návrhu observační studie se můžeme zaměřit na negativní důsledky VGP, jako je dlouhodobý špatný vývoj verbálních funkcí a změny v dopaminovém systému v důsledku dlouhého VGP. Tyto otázky nelze eticky a prakticky zkoumat v kontrolovaných krátkodobých intervenčních studiích.

Průměrná difuzivita (MD) a frakční anizotropie (FA) měří zobrazení tenzoru difúzního tření¹⁰ dokáže měřit různé mikrostrukturální vlastnosti mozku. Zejména, nižší MD odráží vyšší hustotu tkáně, jako je zvýšená přítomnost buněčných struktur. Možné mechanismy ovlivnění MD zahrnují kapiláry, synapse, páteře a makromolekulární proteiny; vlastnosti myelinu, membrány a axonu; tvar neuronů nebo glií; nebo lepší organizace tkání, ale MD není nijak zvlášť citlivý na žádnou z nich.^{10, 11} Ukázalo se, že změny MD jsou jedinečně citlivé na nervovou plasticitu.^{11, 12} IZejména se ukázalo, že MD v dopaminergním systému je docela citlivý na patologické, farmakologické a kognitivní rozdíly nebo změny související s dopaminem.^{12, 13, 14, 15} Na druhé straně je známo, že FA je relativně silněji spojen s mikrostrukturálními vlastnostmi spojenými s mozkovou konektivitou a je citlivý na nárůst tloušťky axonální membrány, průměru a / nebo množství paralelní organizace axonů a může také odrážet proces nervových plasticita.^{10, 16} Proto jsme tato opatření využili v této studii.

Na základě výše uvedených předchozích psychologických a neuroimagingových studií VGP jsme předpokládali, že VGP ovlivňuje tyto nervové mechanismy v oblastech PFC a zanechal nadřazený dočasný a nižší frontální gyrus, které se účastní verbálních procesů;¹⁷ orbitofrontální a subkortikální dopaminergní systémy, které se podílejí na odměňování a motivačních procesech;¹⁸ a hippocampus, který se podílí na paměti a spánku.¹⁹ Vzhledem k prevalenci VGP u dětí je důležité odhalit důsledky VGP.

Na začátek stránky   

Materiály a metody

Předměty

Všechny subjekty byly zdravé japonské děti. Úplný popis viz Doplňkové metody. Podle Helsinské deklarace (1991) byl od každého subjektu a jeho rodiče získán písemný informovaný souhlas. Schválení těchto experimentů bylo získáno od Rady pro institucionální přezkum Tohoku University. Několik let (podrobnosti o tomto intervalu viz Tabulka 1) po preexperimentu byl proveden postexperiment a na tomto postexperimentu se podílela i část subjektů z preexperimentu.

Průřezové zobrazovací analýzy byly provedeny u subjektů 240 (114 chlapci a dívky 126; průměrný věk, 11.5 ± 3.1 let; rozsah, 5.7 – 18.4 let) a podélné zobrazovací analýzy byly provedeny u subjektů 189 (95 chlapci a dívky 94; průměr) věk, 14.5 ± 3.0 let; rozsah, 8.4 – 21.3 let).

Hodnocení psychologických proměnných

V preexperimentu i postexperimentu jsme měřili kvocient inteligence Full Scale (FSIQ) pomocí japonské verze Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition (WAIS-III) pro subjekty ve věku 16 let nebo Wechsler Intelligence Scale pro děti - třetí vydání (WISC-III) pro subjekty ve věku <16 let.²⁰ Testy byly prováděny školenými zkoušejícími.²¹ Vypočítali jsme FSIQ, slovní IQ (VIQ) a výkonové IQ (PIQ) pro každý subjekt z jejich skóre WAIS / WISC. Wechslerův IQ test je jedním z nejpoužívanějších psychometrických měr kognitivních funkcí a jeho výsledky spolehlivě předpovídají různé výsledky ve vzdělávání, kariéře a sociálních vztazích.²² Pro kontrolu kvality byly vypočteny korelace skóre předběžného experimentu s jak skóre po předběžném výkonu, tak s celkovým intrakraniálním objemem předběžného pokusu (uvedeno v Doplňkové výsledky).

V preexperimentu byla doba VGP během pracovních dnů sbírána pomocí dotazníku pro vlastní hlášení s otázkami s možností výběru z několika odpovědí.. Existovalo následujících osm možností: 1, žádný; 2, trochu; 3, přibližně 30 min; 4, přibližně 1 h; 5, přibližně 2 h; 6, přibližně 3 h; 7, 4 h; a 8, nemají způsob, jak to říct. Tyto volby byly transformovány do hodin VGP (volba 1 = 0, volba 2 = 0.25, volba 3 = 0.5, volba 4 = 1, volba 5 = 2, volba 6 = 3) a byly použity hodiny VGP ve statistických analýzách popsaných níže. Údaje od subjektů, které zvolily možnost 7, byly odstraněny z analýz zahrnujících hodiny VGP. Tato metoda se zdá být hrubým způsobem pro stanovení množství VGP. Je však široce používán a byl ověřen v terénu (viz Diskuse a odkazy na validitu metody v Doplňkový materiál).

Dále jsme jako další spolupodílatelé shromáždili následující informace: vztah s rodiči, počet rodičů, kteří žijí společně s dětmi, roční příjem rodiny, vzdělávací kvalifikace obou rodičů a městskost místa (na úrovni obce), kde žili subjekty . Podrobnosti o těchto opatřeních, včetně podrobných metod hodnocení, viz naše předchozí studie.²³

Pro účastníky ve čtvrté nebo nižší třídě odpověděli rodiče na otázky týkající se výše VGP a vztahu mezi dětmi a rodiči. Pro účastníky páté třídy nebo vyšší odpověděly na tyto otázky samy děti. Odůvodnění této volby prahu viz Doplňkové metody.

Analýza behaviorálních dat

Behaviorální data byla analyzována pomocí prediktivní analytické verze softwaru 22.0.0 (PASW Statistics 22; SPSS, Chicago, IL, USA; 2010). Pro psychologické analýzy byly pro zkoumání předpokládaných negativních asociací mezi množstvím VGP a VIQ v preexperimentu (průřezové analýzy) stejně jako negativní asociace mezi množstvím VGP v preexperimentu a VIQ změnami použity jednostranné vícenásobné regresní analýzy. od preexperimentu k postexperimentu (podélné analýzy). V průřezových analýzách, pohlaví, věk (dny po narození), roční příjem rodiny, průměrný počet let s nejvyšším vzděláním rodičů, osoba, která odpověděla na otázku týkající se výše VGP, urbanita oblasti, ve které účastník žili, počet rodičů, kteří žili společně s účastníkem, a vztahy s rodiči byly přidány jako kovariáti. Kromě toho byly v podélných analýzách jako kovariáty přidány časový interval mezi předběžným a následným zpracováním a závislou proměnnou analýzy průřezu (VIQ). Další skóre testu IQ byla zkoumána stejným způsobem. Jednosměrné testy byly použity pro analýzy, které testovaly specifické hypotézy (negativní účinky VGP na VIQ). To bylo provedeno, protože v těchto analýzách se testované hypotézy týkaly toho, zda VGP negativně ovlivňuje verbální funkce. Dále, pro skóre IQ, která prokázala účinky VGP v průřezových analýzách, byly použity jednosměrné testy v podélných analýzách (podle stejných směrů jako u účinků v průřezových analýzách).

Na analytické výsledky, které byly relevantní pro účel studie, byly použity vícenásobné korekce porovnání. V těchto šesti analýzách jsou výsledky s prahem P<0.05 (korigováno na míru falešných objevů (FDR) pomocí dvoustupňové zaostřené metody²⁴) byly považovány za statisticky významné. Výsledky jsme považovali za významné, pouze pokud byly neopravené a opravené P-hodnoty byly obě <0.05.²⁵

Získávání a analýza obrazu

Sběr dat z magnetické rezonance (MRI) byl prováděn pomocí skeneru 3-T Philips Achieva (Best, Nizozemsko). Pomocí zobrazovací sekvence echo-planární rotační echo (TR = 10 293 ms, TE = 55 ms, Δ= 26.3 ms, δ= 12.2 ms, FOV = 22.4 cm, 2 × 2 × 2 mm³ voxely, plátky 60, redukční faktor SENSE = 2, počet akvizic = 1), byla shromážděna difúzně vážená data. Difúzní vážení bylo izotropně rozděleno podle směrů 32 (b-hodnota = 1000 s mm^-2). Navíc jeden obraz bez difúzního vážení (b-hodnota = 0 s mm^-2; bObrázek 0). Celková doba skenování byla 7 min. 17 s. Mapy FA a MD byly vypočteny ze získaných snímků pomocí komerčně dostupného balíčku pro difuzní tenzorovou analýzu na konzole MR. Další podrobnosti viz Doplňkové metody.

Předběžné zpracování obrazových dat

Předběžné zpracování a analýza obrazových dat byly provedeny pomocí SPM8 implementovaného v Matlabu. V zásadě jsme normalizovali pre- a post-MD a pre- a post-FA obrázky subjektů s dříve validovanou difeomorfní anatomickou registrací pomocí metody registračního procesu na základě exponentiované lži algebry (DARTEL), pak normalizované obrazy MD byly maskovány vlastním obrázkem masky to je silně pravděpodobné, že se jedná o šedou nebo bílou hmotu, a normalizované obrázky FA byly maskovány vlastním obrázkem masky, který bude silně pravděpodobně bílou hmotou a vyhlazený. Podrobnosti viz Doplňkové metody.

Nakonec byla vypočtena změna signálu v MD (nebo FA) mezi předběžným a postexperimentním obrazem u každého voxelu v rámci výše uvedené masky pro každého účastníka. Výsledné mapy představující změnu MD (nebo FA) mezi experimenty před a po MRI ((MD po − MD před) nebo (FA po − FA před)) byly poté předány do podélných zobrazovacích analýz, jak je popsáno v následující část.

Analýza zobrazovacích dat celého mozku

Statistické analýzy průřezových dat zobrazujících celý mozek byly provedeny za použití SPM8. Průřezová vícenásobná regresní analýza celého mozku byla provedena za účelem zkoumání asociace mezi MD nebo FA a množstvím VGP. Kovariáty byly stejné jako ty používané v psychologických průřezových analýzách, s výjimkou toho, že v zobrazovacích analýzách byl celkový intrakraniální objem vypočítán pomocí morfometrie založené na voxelu (podrobnosti viz Takeuchi et al.²⁶) byl přidán jako kovariát.

V podélných analýzách MD (nebo FA) byly analyzovány mapy představující změny signálu v MD (nebo FA) mezi snímky předexperimentu a poexperimentu. Zkoumali jsme souvislost mezi změnami předexperimentu a postexperimentu MD (a FA) a hodinami VGP. Kovariaty byly stejné jako ty, které se používaly v psychologických podélných analýzách, až na to, že v zobrazovacích analýzách byl jako kovariant přidán celkový intrakraniální objem, což bylo umožněno pomocí voxel-by-voxel pomocí biologického parametrického mapovacího nástroje (BPM) (www.fmri.wfubmc.edu).

Analýzy MD byly omezeny na masku šedé a bílé hmoty, která byla vytvořena výše. Analýzy FA byly omezeny na masku bílé hmoty, která byla vytvořena výše.

Oprava vícenásobného srovnání průřezových analýz byla provedena za použití bezlepkového vylepšení klastru (TFCE),²⁷ s náhodným (5000 permutace) neparametrickým permutačním testováním pomocí sady nástrojů TFCE (http://dbm.neuro.uni-jena.de/tfce/). Použili jsme práh opravené chyby rodinné chyby (FWE) P<0.05. V podélných analýzách byla provedena vícenásobná srovnávací korekce pomocí přístupu FDR,²⁸ a oblasti, které překročily prahovou hodnotu rozsahu²⁹ na základě tohoto prahu určujícího klastr byly hlášeny. Byly provedeny různé statistické prahy, protože (1) permutační testy mohou obecně správně řídit falešně pozitivní míry³⁰ ale (2) BPM neumožňuje použití TFCE. Pro každou analýzu jsme vybrali nejlepší dostupnou statistickou metodu.

Na začátek stránky   

výsledky

Základní data

Charakteristiky subjektů jsou uvedeny v Tabulka 1. Trvání VGP během pracovních dnů bylo shromážděno pomocí dotazníku pro vlastní hlášení a průměrů a s.ds. jsou uvedeny v Tabulka 1.

Průřezová analýza chování

Byly použity vícenásobné regresní analýzy, které využívaly data předběžného zpracování a korigovány na matoucí proměnné (podrobnosti viz Metody). Tyto analýzy odhalily, že množství VGP v preexperimentu bylo významně a negativně korelováno s VIQ v preexperimentu (Obrázek 1a, P= 0.027, neopraveno, P= 0.038, opraveno pro FDR, t= −1.930, standardizovaný parciální regresní koeficient (β) = - 0.120), jak se očekávalo, as FSIQ v preexperimentu (P= 0.032, neopraveno, P= 0.038, opraveno pro FDR, t= −2.159, β= −0.135), ale měla tendenci negativně korelovat s PIQ v preexperimentu (P= 0.061, P= 0.038, opraveno pro FDR, t= −1.879, β= −0.118).

Podélná behaviorální analýza

Bylo použito více regresních analýz, které používaly podélná data a korigovány na matoucí proměnné (podrobnosti viz Metody). Výsledky ukázaly, že hodiny VGP v preexperimentu byly signifikantně a negativně korelovány se změnou VIQ mezi daty preexperimentu a postexperimentu (Obrázek 1b, P= 0.044, neopraveno, P= 0.038, opraveno pro FDR, t= −1.710, standardizovaný parciální regresní koeficient (β) = - 0.119), ale tendenci negativně korelovat s FSIQ v preexperimentu s FSIQ změnou mezi daty preexperimentu a postexperimentu (P= 0. 064, P= 0.038, opraveno pro FDR, t= −1.525, β= −0.076) a nekoreluje se změnou PIQ mezi údaji o předběžném a následném výkonu (P= 0. 595, P= 0.2975, opraveno pro FDR, t= −0.533, β= −0.037).

Průřezové analýzy MD a FA

Mnohočetné regresní analýzy ukázaly, že hodiny VGP v preexperimentu korelovaly významně a pozitivně s MD v preexperimentu v rozsáhlých oblastech šedé a bílé hmoty v dvoustranném PFC, předním cingulátu, laterálním a mediálním časovém kortexu, bazálních gangliích a fusiformním gyrusu (viz viz Tabulka 2 a Obrázky 2a a b pro přesné anatomické oblasti). Kromě toho došlo k významným negativním korelacím mezi hodinami VGP v preexperimentu a FA, zejména v oblastech pravého a těla korpus callosum, dvoustranného předního koronového záření a pravého nadřazeného koronového radiaty (viz viz Tabulka 3 a Obrázky 2c ad pro přesné anatomické oblasti).

Podélné analýzy MD a FA

Mnohočetné regresní analýzy ukázaly, že hodiny VGP v preexperimentu korelovaly významně a pozitivně se změnami MD mezi preexperimentem a postexperimentem v anatomickém shluku, který zahrnoval oblasti šedé a bílé hmoty levého bazálního ganglií, levého mediálního temporálního laloku a bilaterálního thalamu; shluk ve ventrálních částech PFC; anatomický shluk včetně šedých a bílých matečných oblastí pravého izolátu, pravého putamenu a pravého thalamu; a anatomický shluk, který zahrnoval oblasti šedé a bílé hmoty v levém středním a dolním časovém, fusiformním a levém týlním lalocích (Obrázky 3a – c, Tabulka 4). Ke změnám FA nebyly spojeny žádné významné výsledky.

Analýzy MD a psychometrické inteligence

Více regresních analýz, které používaly data předběžného zpracování a korigovaly matoucí proměnné (viz Doplňkové metody pro podrobnosti). Tyto analýzy odhalily, že FSIQ korelovala významně a negativně s MD v oblastech hlavně kolem levého thalamu, levého hippocampu, levého putamenu, levého insula, levého Heschl gyrus a souvisejících svazků bílé hmoty, jako je fornix, levého nadřazeného koronového záření a levé vnitřní kapsle (Obrázek 4a; Hodnota TFCE = 1423.1, korigovaná na TFCE P-hodnota = 0.0166, velikost klastru = 1512 voxely). Dále PIQ signifikantně a negativně koreloval s MD v rozsáhlých oblastech šedé a bílé hmoty rozsáhlých oblastí kolem celého mozku (Obrázek 4c; vidět Doplňková tabulka S5 pro přesné anatomické oblasti). VIQ významně nekoreluje s MD při analýze celého mozku. V oblastech, kde byly pozorovány účinky FSIQ, byl však pozorován významný trend. Analýza zájmového regionu odhalila, že v této oblasti VIQ významně a negativně korelovala s MD (Obrázek 4b; Hodnota TFCE = 357.31, korigovaná na TFCE P-value = 0.002, velikost klastru = 1475 voxely) (pro posouzení statistické platnosti této analýzy zájmové oblasti a demonstrace toho, že asociace mezi MD a VIQ a PIQ v této oblasti jsou vytvářeny asociacemi mezi MD a běžnými komponenty VIQ a PIQ, viz Doplňkové metody a Doplňkové výsledky). Tyto výsledky naznačují, že PIQ je spojen s MD v rozšířených oblastech a že VIQ je spojen s omezenější oblastí na levé hemisféře. Kromě toho společný účinek PIQ a VIQ vedl k účinku FSIQ na MD v této oblasti.

Pozorované korelace MD s FSIQ a VIQ se v průřezových analýzách překrývaly s korelacemi VGP, ale ne s korelacemi v podélných analýzách. Když se však práh pro vytvoření shluků uvolnil P<0.1 opraveno v FDR v podélných analýzách VGP, vytvořený klastr překrýval MD koreláty FSIQ a VIQ.

Na začátek stránky  

Diskuse

V této studii jsme poprvé odhalili účinky VGP na MD a FA u dětí. Naše hypotézy byly částečně potvrzeny a naše průřezové a podélné studie důsledně odhalily, že větší množství VGP bylo spojeno se zvýšeným MD v kortikálních a subkortikálních oblastech a sníženou verbální inteligencí.

Současné výsledky MD a konvergentní důkazy naznačují, že nadměrný VGP přímo nebo nepřímo narušuje vývoj preferovaných nervových systémů, což může souviset s opožděným vývojem verbální inteligence. Současné výsledky ukázaly, že delší VGP je spojen s větším MD v rozsáhlých oblastech a nižší verbální inteligencí, a to jak průřezově, tak podélně. Na druhé straně se MD během vývoje obecně snižuje.³¹ Navíc v této studii byl vyšší PIQ spojen s nižším MD v rozsáhlých oblastech v mozku a vyšší FSIQ a VIQ byly spojeny s nižším MD v levém thalamu, levém hippocampu, levém putamenu, levém insulátu, levém Heschl gyrus a související svazky bílé hmoty. MD v oblastech zahrnujících tyto oblasti nebo v jejich blízkosti prokázalo pozitivní účinky VGP jak v příčném, tak podélném směru. Tyto linie důkazů naznačují, že nadměrný VGP přímo nebo nepřímo narušuje vývoj preferovaných nervových systémů, což může souviset s opožděným vývojem verbální inteligence.

Předchozí studie navrhly několik fyziologických mechanismů, které jsou základem MD změn. Snížená MD byla navržena tak, aby odrážela různé buněčné a cytoarchitektonické změny vedoucí k vyšší hustotě tkáně, jak je popsáno v části Úvod. Dále bylo prokázáno, že MD je jedinečně citlivý na nervovou plasticitu a výše uvedené tkáňové mechanismy byly ukázány nebo navrhovány ke změně v procesech zahrnujících nervovou plasticitu.¹¹ Jako takové se obvykle předpokládá, že pokles MD odráží nárůst tkáňových a funkčních adaptací. MD však není příliš specifický pro žádnou konkrétní tkáň.³² Kromě toho může MD odrážet pokles průtoku krve a v určitých případech se funkční adaptace projevuje zvýšením MD.¹² Z tohoto důvodu by mělo být určeno, zda snížená MD je adaptivní změnou, z komplexního pohledu, který zahrnuje psychologická opatření.

Všechny identifikované oblasti, ve kterých MD koreloval s množstvím VGP v průřezových i podélných analýzách, byly navrženy tak, aby měly jedinečné role ve verbálních, paměťových a výkonných procesech; odměna a motivace; a čtení a jazykové procesy a prostřednictvím těchto procesů může VGP přímo nebo nepřímo vést k dříve hlášeným funkčním deficitům. Nejprve je hippocampus spojen s procesy paměti a spánku.¹⁹ Je známo, že VGP se sdružuje s abnormalitami spánku a poruchami učení, paměti a znalostí.^{3, 4} Pozorované abnormality v této oblasti, které souvisejí s VGP, mohou být spojeny s deficitem funkcí souvisejících s VGP. Za druhé, levý střední frontální a dolní frontální gyrus mají kritické role ve výkonných funkcích a centrálním systému a subsystémech pracovní paměti.³³ Na druhé straně jsou tyto procesy příčinně narušeny VGP.² Zatřetí, oblasti v bazálních gangliích, orbitofrontální kůře a insulích mají různé role v procesech odměňování a motivace.^{34, 35} Je zajímavé, že VGP, podobně jako psychostimulanty, způsobuje v dopaminergním systému podstatné uvolňování dopaminu⁵ a způsobuje závislost.⁶ Je známo, že dopamin vykazuje neurotoxické vlastnosti a nadměrné dopamin poškozuje tkáně a buňky v mozku.³⁶ Předchozí studie uživatelů psychostimulancií (metamfetaminu) navíc odhalila vyšší MD v regionech dopaminergního systému.³⁷ Intervenční studie Parkinsonovy choroby dále odhalila, že podávání agonisty dopaminu L-dopa vedlo ke zvýšení MD v oblastech dopaminergního systému.¹⁴ Proto je větší množství VGP a současné zvýšení uvolňování dopaminu spojeno s pozdějšími změnami MD v dopaminergním systému, které se podobají účinkům látek, které uvolňují dopamin. MD těchto oblastí je spojen s vlastnostmi s negativním dopadem, zatímco nadměrné VGP je spojeno s prázdnotou nebo depresivními tendencemi, když nehrají videohry.³⁸ Prostřednictvím nervových mechanismů v těchto oblastech může být VGP přímo nebo nepřímo spojen s dříve hlášenými funkčními deficity. Navíc v této studii se VIQ snížila v reakci na VGP a bez ohledu na typ IQ byl nižší IQ spojen s vyšší MD v oblastech zahrnujících dopaminergní systém a hippocampus. Kromě procesů učení a paměti mají motivační procesy klíčovou roli při provádění IQ testů u dětí.³⁹ Z tohoto důvodu mohou být pozorované účinky VGP na VIQ částečně zprostředkovány těmito nervovými mechanismy. Jedná se však o spekulace, protože tato studie je podélná a neintervenční, a nemáme dostatečné údaje, které by tyto spekulace a kauzality zdůvodňovaly; k potvrzení těchto spekulací nebo kauzalit je třeba provést budoucí studie.

Asociace mezi větším množstvím VGP a nižším FA a nižším PIQ byla pozorována pouze v průřezových analýzách. Obyčejně se předpokládá, že nižší FA v oblastech, jako je corpus callosum, kde mnoho neuronálních vláken nepřechází, představuje nepřednostní funkce traktu, které jsou doprovázeny sníženou myelinizací axonů a jinými fyziologickými mechanismy.^{16, 40} Pozorovaný nedostatek asociací v podélných analýzách lze připsat mnoha příčinám. Jedním z nich je nižší statistická síla v podélných analýzách kvůli menší velikosti vzorku nebo vyššímu věku, protože mladší děti vykazují větší plasticitu.⁴¹ Také nejvýznamnější plasticita se může objevit v počáteční fázi zkušeností s VGP podle těchto opatření, a nervová plasticita proto nemusí být pozorována v podélných analýzách těchto opatření. Poslední, ale nejjednodušší interpretace je, že VGP nemá na tato opatření zjistitelné účinky. Pozorované průřezové asociace bylo, že děti s takovými neurokognitivními charakteristikami (nižší PIQ a nižší FA v rozšířených oblastech) hrají videohry ve větším množství. V souvislosti se současnými nálezy FA zkoumaly předchozí studie FA charakteristiky pacientů s internetovou závislostí.^{42, 43} Tyto studie jsou relevantní pro současné výsledky, protože závislost na internetu je slabě spojena s množstvím VGP,⁴⁴ snad kvůli online hraní. Ačkoli nálezy těchto dvou jsou nejednotné, jeden zjistil, že pacienti s internetovou závislostí mají nižší pre FA v prefrontálních oblastech, včetně předních částí corpus callosum. Tato studie dále použila dotazník pro emoční poruchy související s dětskou úzkostí⁴⁵ a prokázali, že pacienti s internetovou závislostí vykazují závažnější emoční problémy a že tyto problémy byly spojeny s FA v anterior corpus callosum. Ačkoli předchozí studie ukázaly, že strukturální koreláty množství VGP šedé hmoty nesouvisely s závislostí na internetu,⁴⁴ je možné, že současné FA nálezy sdílejí společné patogenní mechanismy s závislostí na internetu (jako je zranitelnost a / nebo získané známky závislosti / emocionálních problémů). Tyto možnosti by měly být prozkoumány v budoucích studiích.

Současné studie rozšířily naše chápání přímých nebo nepřímých účinků VGP u dětí. Jak je popsáno v předchozích studiích, předchozí neuroimaging vykazoval spíše konzistentní pozitivní korelaci mezi množstvím VGP a množstvím šedé hmoty v DLFPC, což se obecně považovalo za pozitivní výsledek.^{7, 8, 9} Podobná tendence mezi množstvím VGP a regionálním objemem šedé hmoty v levém dorsolaterálním PFC (T= 3.27, 689 mm³, P<0.0025) bylo pozorováno v průřezové analýze této studie. V této analýze byla analýza VBM provedena za použití stejných kovariátů použitých v této studii (podrobnosti o metodách předzpracování viz Takeuchi et al.²⁶). Další studie však naznačily, že zvýšená šedá hmota spojená s počítačovými zkušenostmi u dětí a mladých dospělých má negativní psychologické důsledky.^{26, 46} Současné studie zkoumaly přímé nebo nepřímé účinky VGP z pohledu FA a MD a verbální inteligence a dále podporovaly negativní aspekty VGP u mladších subjektů.

Tato studie měla určitá omezení. Zaprvé se nejednalo o intervenční studii, a proto zahrnuje některá běžná omezení observačních epidemiologických studií. Tato studie zahrnovala podélné analýzy a byla prostá některých omezení (například možnost, že spojení mezi verbální inteligencí a VGP bylo způsobeno tendencí dětí s nižší inteligencí hrát videohry). Současné výsledky však stále nemohou prokázat, že VGP přímo způsobil pozorované změny. Je možné, že pozorované změny způsobily četné faktory prostředí, které nemohly být v analýzách korigovány. Je také možné, že snížení počtu denních aktivit (například studium, čtení, konverzace s ostatními a cvičení) bylo nahrazeno časem stráveným ve VGP. To platí zejména pro děti, protože děti tráví svůj čas poměrně jednotným způsobem ve všední dny (například ve škole). Během zbývajícího času, jak se určité činnosti zvyšují, mají jiné aktivity tendenci se současně snižovat. Vzhledem k této povaze není správné tyto činnosti korigovat ve více regresních analýzách. Mělo by se také pamatovat na to, že u dětí čas strávený v VGP odráží zkrácení času stráveného na slovních činnostech (nebo cvičení) a některé z pozorovaných účinků mohly být těmito účinky zprostředkovány. I kdyby tomu tak bylo, nemyslíme si, že účel této studie nebyl splněn, protože čas strávený ve VGP odráží povahu času stráveného ve VGP v reálném životě. Jinými slovy, na rozdíl od experimentálního prostředí, v reálném životě, i když má určitá videohra příznivé účinky na určité funkce, musí podstatný čas strávený hraním takové hry nahradit jiné příznivé činnosti, jako je studium a cvičení. Pro další posouzení tohoto problému a vyhodnocení účinků sportu viz Doplňkové metody a výsledky. Dále je také možné, že množství VGP odráželo další poruchy (závislost na VGP a nízká motivace k akademickým nebo společenským činnostem) a že taková poškození ovlivňují neurokognitivní funkce. Alternativně, když vyšší množství VGP postupuje do závislosti na videohrách, může to ovlivnit neurokognitivní funkce. Aby bylo možné zvážit tyto příčinné mechanismy, je třeba provést budoucí studie. Další diskuse k této otázce viz Doplňkové metody. Kromě toho jsme v této studii také použili validované a široce používané, ale hrubé kognitivní opatření (Wechslerův IQ test), a neshromažďovali jsme údaje, které mohou specificky vyhodnotit socioemotivní míry. Účinky VGP na tyto specifické funkce a jejich vztah k zobrazovacím opatřením difuzního tenzoru by měly být zkoumány v budoucích studiích. Studie rovněž ukázaly, že určité videohry (například násilné, prostorové a strategické hry) mají určité konkrétní účinky.⁴⁷ Protože náš studijní účel tyto problémy neřešil, neshromažďovali jsme údaje potřebné k prozkoumání takových účinků; tyto účinky však lze v budoucnu studovat. Jedním obecným omezením tohoto druhu strukturální studie o účincích faktorů prostředí na nervové a kognitivní mechanismy je to, že strukturální změny přímo neodrážejí funkční změny v identifikovaných oblastech, které souvisejí s kognitivními funkcemi. Naše studie tedy nemůže přímo vysvětlit, jak MD korelace množství VGP v identifikovaných oblastech jsou spojeny s pozorovanými kognitivními funkčními koreláty množství VGP a dalšími kognitivními funkcemi.

Závěrem lze říci, že zvýšená hladina VGP je přímo nebo nepřímo spojena s opožděným vývojem MD v rozsáhlých oblastech mozku a také s verbální inteligencí. Dříve byla hlášena celá řada příznivých účinků VGP,⁴⁸ a videohry mohou být užitečné za určitých podmínek (například starší dospělí, určité typy her). Tato studie však pokročila v našem chápání VGP jako každodenního zvyku dětí a odhalila, že podmínky, za kterých děti hrají videohry po dlouhou dobu, mohou přinejmenším z určité perspektivy vést k nepříznivému neurokognitivnímu vývoji.

Na začátek stránky   

Konflikt zájmů

Autoři neuvádějí žádný střet zájmů.

Na začátek stránky   

Reference

1. Sharif I, Sargent JD. Sdružení mezi expozicí televize, filmu a videohry a školním výkonem. Pediatrics 2006; 118: e1061 – e1070. | Článek | PubMed |
2. Barlett CP, Anderson CA, Swing EL. Efekty videohry - potvrzené, podezřelé a spekulativní: kontrola důkazů. Simulativní hraní 2008; 40: 377–403. | Článek |
3. Anand V. Studie řízení času: Korelace mezi používáním videohry a ukazateli akademického výkonu. Cyberpsychol Behav 2007; 10: 552–559. | Článek | PubMed |
4. Dworak M, Schierl T, Bruns T, Strüder HK. Dopad singulární nadměrné expozice počítačové hry a televize na spánkové vzorce a paměťový výkon dětí školního věku. Pediatrics 2007; 120: 978–985. | Článek | PubMed |
5. Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T et al. Důkazy o striatálním uvolňování dopaminu během videohry. Nature 1998; 393: 266–268. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
6. Weinstein AM. Závislost na počítači a videohrách - srovnání mezi uživateli her a neherními uživateli. Am J Drug Alcohol Abuse 2010; 36: 268–276. | Článek | PubMed |
7. Kühn S, Lorenz R, Banaschewski T, Barker GJ, Büchel C, Conrod PJ et al. Pozitivní asociace hraní videoher s tloušťkou levé přední kortikální oblasti u dospívajících. PLoS One 2014; 9: e91506. | Článek | PubMed |
8. Hyun GJ, Shin YW, Kim BN, Cheong JH, Jin SN, Han DH. Zvýšená kortikální tloušťka u profesionálních online hráčů. Psychiatry Investig 2013; 10: 388–392. | Článek | PubMed |
9. Han DH, Lyoo IK, Renshaw PF. Diferenciální regionální objemy šedé hmoty u pacientů s online závislostí na hrách a profesionálních hráčů. J Psychiatr Res 2012; 46: 507–515. | Článek | PubMed |
10. Beaulieu C. Základ anizotropní difúze vody v nervovém systému - technický přehled. NMR Biomed 2002; 15: 435–455. | Článek | PubMed | ISI |
11. Sagi Y, Tavor I, Hofstetter S, Tzur-Moryosef S, Blumenfeld-Katzir T, Assaf Y. Učení v rychlém pruhu: nový pohled na neuroplasticitu. Neuron 2012; 73: 1195–1203. | Článek | PubMed | CAS |
12. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Hashizume H, Sekiguchi A, Kotozaki Y et al. Trénink pracovní paměti ovlivňuje střední difuzivitu v dopaminergním systému. Funkce mozku Struct 2014; 220: 3101–3111. | Článek | PubMed |
13. Takeuchi H, Taki Y, Sekuguchi A, Hashizume H, Nouchi R, Sassa Y et al. Průměrná difuzivita globus pallidus spojená s verbální kreativitou měřená divergentním myšlením a temperamentem souvisejícím s kreativitou u mladých zdravých dospělých. Hum Brain Mapp 2015; 36: 1808–1827. | Článek | PubMed |
14. Razek AA, Elmongy A, Hazem M, Zakareyia S, Gabr W. Idiopatická Parkinsonova nemoc, účinek levodopy na hodnotu zdánlivého difuzního koeficientu mozku. Acad Radiol 2011; 18: 70–73. | Článek | PubMed |
15. Péran P, Cherubini A, Assogna F, Piras F, Quattrocchi C, Peppe A et al. Markery magnetické rezonance nigrostriatálního podpisu Parkinsonovy choroby. Brain 2010; 133: 3423–3433. | Článek | PubMed |
16. Takeuchi H, Sekiguchi A, Taki Y, Yokoyama S, Yomogida Y, Komuro N et al. Výcvik pracovní paměti ovlivňuje strukturální konektivitu. J Neurosci 2010; 30: 3297–3303. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
17. Friederici AD, Rueschemeyer SA, Hahne A, Fiebach CJ. Role levé dolní čelní a horní spánkové kůry v porozumění větám: lokalizace syntaktických a sémantických procesů. Cereb Cortex 2003; 13: 170–177. | Článek | PubMed |
18. Wise RA. Dopamin, učení a motivace. Nat Rev Neurosci 2004; 5: 483–494. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
19. Morrell MJ, McRobbie DW, Quest RA, Cummin AR, Ghiassi R, Corfield DR. Změny morfologie mozku spojené s obstrukční spánkovou apnoe. Sleep Med 2003; 4: 451–454. | Článek | PubMed |
20. Azuma H, Ueno K, Fujita K, Maekawa H, Ishikuma T, Sano H. Japonská stupnice inteligence Wechsler pro děti, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonsko, 1998.
21. Fujita K, Maekawa H, Dairoku H, Yamanaka K. Japonská stupnice Wechsler Adult Intelligence Scale, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonsko, 2006.
22. Tanaka H, ​​Monahan KD, těsnění DR. Věk předpovězená maximální srdeční frekvence znovu navštívena. J Am Coll Cardiol 2001; 37: 153–156. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
23. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Dopad interakce rodiče a dítěte na struktury mozku: Průřezové a podélné analýzy. J Neurosci 2015; 35: 2233–2245. | Článek | PubMed |
24. Benjamini Y, Krieger AM, Yekutieli D. Adaptivní lineární postupné procedury, které řídí míru falešných objevů. Biometrika 2006; 93: 491–507. | Článek | ISI |
25. Pike N. Využití falešných objevů pro mnohonásobná srovnání v ekologii a evoluci. Metody Ecol Evol 2011; 2: 278–282. | Článek |
26. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Dopad sledování televize na mozkové struktury: průřezové a podélné analýzy. Cereb Cortex 2015; 25: 1188–1197. | Článek | PubMed |
27. Smith SM, Nichols TE. Vylepšení clusteru bez prahových hodnot: řešení problémů vyhlazování, závislosti na prahových hodnotách a lokalizace v odvození clusteru. Neuroimage 2009; 44: 83–98. | Článek | PubMed | ISI |
28. Genovese CR, Lazar NA, Nichols T. Prahování statistických map ve funkčním neuroimagingu pomocí rychlosti falešných objevů. Neuroimage 2002; 15: 870–878. | Článek | PubMed | ISI |
29. Friston KJ, Holmes A, Poline JB, Price CJ, Frith CD. Detekce aktivací v PET a fMRI: úrovně odvození a síly. Neuroimage 1996; 4: 223–235. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
30. Hayasaka S, Phan KL, Liberzon I, Worsley KJ, Nichols TE. Nestacionární odvození velikosti clusteru s náhodnými poli a permutačními metodami. Neuroimage 2004; 22: 676–687. | Článek | PubMed | ISI |
31. Taki Y, Thyreau B, Hashizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K et al. Lineární a křivočaré korelace objemu bílé hmoty mozku, frakční anizotropie a průměrná difuzivita s věkem pomocí analýz založených na voxelu a oblasti zájmu u 246 zdravých dětí. Hum Brain Mapp 2013; 34: 1842–1856. | Článek | PubMed |
32. Jones DK, Knösche TR, Turner R. Integrita bílé hmoty, počet vláken a další omyly: co dělat a co nedělat difúzní MRI. Neuroimage 2013; 73: 239–254. | Článek | PubMed | ISI |
33. Baddeley A. Pracovní paměť: ohlédnutí a výhled. Nat Rev Neurosci 2003; 4: 829–839. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
34. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Zpracování odměn v orbitofrontální kůře primátů a bazálních gangliích. Cereb Cortex 2000; 10: 272–283. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
35. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Sekiguchi A, Kotozaki Y, Miyauchi C et al. Regionální hustota šedé hmoty je spojena s motivací k úspěchu: důkazy z voxelové morfometrie. Funkce mozku Struct 2014; 219: 71–83. | Článek | PubMed |
36. Cheng Nn, Maeda T, Kume T, Kaneko S, Kochiyama H, Akaike A et al. Diferenciální neurotoxicita indukovaná L-DOPA a dopaminem v kultivovaných striatálních neuronech. Brain Res 1996; 743: 278–283. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
37. Alicata D, Chang L, Cloak C, Abe K, Ernst T. Vyšší difúze ve striatu a nižší frakční anizotropie v bílé hmotě uživatelů metamfetaminu. Psychiatry Res 2009; 174: 1–8. | Článek | PubMed | ISI |
38. Griffiths MD, Meredith A. Závislost na videohře a její léčba. J Contemp Psychother 2009; 39: 247–253. | Článek |
39. Duckworth AL, Quinn PD, Lynam DR, Loeber R, Stouthamer-Loeber M. Úloha motivace testu v testování inteligence. Proc Natl Acad Sci 2011; 108: 7716–7720. | Článek | PubMed |
40. Takeuchi H, Taki Y, Sassa Y, Hashizume H, Sekiguchi A, Fukušima A et al. Struktury bílé hmoty spojené s kreativitou: Důkazy z difuzního tenzorového zobrazování. Neuroimage 2010; 51: 11–18. | Článek | PubMed |
41. Bengtsson SL, Nagy Z, Skare S, Forsman L, Forssberg H, Ullén F. Rozsáhlé cvičení na klavír má regionálně specifické účinky na vývoj bílé hmoty. Nat Neurosci 2005; 8: 1148–1150. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
42. Lin F, Zhou Y, Du Y, Qin L, Zhao Z, Xu J et al. Abnormální integrita bílé hmoty u adolescentů s poruchou závislosti na internetu: studie prostorové statistiky založené na traktu. PLoS One 2012; 7: e30253. | Článek | PubMed |
43. Yuan K, Qin W, Wang G, Zeng F, Zhao L, Yang X et al. Abnormality mikrostruktury u adolescentů s poruchou závislosti na internetu. PLoS One 2011; 6: e20708. | Článek | PubMed | CAS |
44. Kühn S, Gallinat J. Množství celoživotních videoher je pozitivně spojeno s entorinálním, hipokampálním a okcipitálním objemem. Mol Psychiatry 2014; 19: 842–847. | Článek | PubMed |
45. Birmaher B, Khetarpal S, Brent D, Cully M, Balach L, Kaufman J et al. Obrazovka emočních poruch souvisejících s úzkostí dítěte (SCARED): Konstrukce stupnice a psychometrické charakteristiky. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 1997; 36: 545–553. | Článek | PubMed |
46. Li W, Li Y, Yang W, Wei D, Li W, Hitchman G. et al. Struktury mozku a funkční propojení spojené s individuálními rozdíly v tendenci k internetu u zdravých mladých dospělých. Neuropsychologia 2015; 70: 134–144. | Článek | PubMed |
47. Green CS, Bavelier D. Akční videohra upravuje vizuální selektivní pozornost. Nature 2003; 423: 534–537. | Článek | PubMed | ISI | CAS |
48. Powers KL, Brooks PJ, Aldrich NJ, Palladino MA, Alfieri L. Účinky hraní videoher na zpracování informací: metaanalytické šetření. Psychon Bull Rev 2013; 20: 1055–1079. | Článek | PubMed | ISI |
49. Maldjian JA, Laurienti PJ, Burdette JH. Nesrovnalost precentrálního gyrusu v elektronických verzích atlasu Talairach. Neuroimage 2004; 21: 450–455. | Článek | PubMed | ISI |
50. Maldjian JA, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. Automatizovaná metoda pro neuroanatomické a cytoarchitektonické atlasové dotazování souborů dat fMRI. Neuroimage 2003; 19: 1233–1239. | Článek | PubMed | ISI |
51. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, Crivello F, Etard O, Delcroix N et al. Automatizované anatomické značení aktivací v SPM pomocí makroskopické anatomické parcelace mozku jednoho subjektu MNI MRI. Neuroimage 2002; 15: 273–289. | Článek | PubMed | ISI | CAS |

Na začátek stránky    

Poděkování

S úctou děkujeme Yuki Yamada za provozování MRI skeneru, Keiko Okimoto za pomoc při řízení experimentu a Yuriko Suzuki od Philips za radu ohledně difúzně váženého zobrazování. Děkujeme také účastníkům studia, dalším zkoušejícím psychologických testů a všem našim kolegům z Institutu pro rozvoj, stárnutí a rakovinu a Tohoku University za jejich podporu. Tuto studii podpořili JST / RISTEX a JST / CREST. Děkujeme Enago (www.enago.jp) pro recenzi v anglickém jazyce.