Nadužívání internetových her je spojeno s úpravou funkce Fronto-Striatal Functional Connectivity při zpracování odměn za zpětnou vazbu (2018)

Slabší konektivita vmPFC s jádrem caudate

Je známo, že vmPFC se podílí na převodu odměn na reprezentace subjektivní hodnoty (39, 42). Má vzájemné vazby na striatum pro kognitivní a afektivní / emocionální funkce (43, 44). Naše zjištění odhalují disociované funkční spojení vmPFC s podoblastmi striata asociovaného s IGO: slabší funkční konektivita s dorzálním striatem (tj. Jádrem caudate) a silnější konektivita s ventrálním striatem (tj. NAcc).

Jádro caudate je cílová oblast neuronů projekce dopaminu v substantia nigra a je známo, že se podílí na kódování asociací akce a výsledku během učení odměn (45). Je to jedna z oblastí mozku, kde byly abnormality spojené s IGD široce hlášeny v molekulárních (46), strukturální (47, 48) a funkční studie (17). Například mladí dospělí s internetovou závislostí projevují sníženou dostupnost dopaminového D2 receptoru v dvoustranném dorzálním caudátu a závažnost internetové závislosti měřená pomocí stupnic IAT je negativně spojena s dostupností dopaminového D2 receptoru v levém caudátu (46). Také se zdá, že jednotlivci IGD mají v kaudátu zvýšený objem šedé hmoty a zhoršenou výkonnost kognitivní kontroly (47). Dong a kol. (17) uvedli sníženou aktivaci kaudátu u jednotlivců se závislostí na internetu během rozhodování v souvislosti s „nepřetržitými“ výhrami, což naznačuje nedostatečnou pozornost na předchozí výběr chování a jejich výsledky.

Aktivace mozku v reakci na pozitivní zpětnou vazbu byly hlášeny jak v jádru caudate, tak vmPFC, zejména pokud zpětná vazba obsahuje informace o budoucím chování (49). Ukázalo se, že anatomická síla spojení caudate-vmPFC předpovídá flexibilitu akce zaměřené na cíl (50). Zhoršená funkční komunikace mezi dorzálním striatem a vmPFC nalezená ve skupině IGO této studie naznačuje, že by mělo dojít k abnormálnímu rozhodování nebo selhání přizpůsobení chování za peněžní odměnu, zejména proto, že podobné nálezy byly hlášeny pro jiné typy závislosti. Například Lee et al. (51) uvedli sníženou funkční vazbu mezi hřbetním striatem a orbitofrontální oblastí obklopující vmPFC během úkolu Odd-Even-Pass u osob s závislostí na alkoholu, v souvislosti s jejich trvalým výběrem maladaptivních možností. Nenašli jsme však spojení mezi slabou konektivitou IGO na dorzálním striatu vmPFC a výkonem učení za peněžní odměnu.

Silnější vmPFC propojení s jádrem accumbens

Na rozdíl od konektivity jádra vmPFC-caudát byla ve skupině IGO vylepšena konektivita vmPFC-NAcc. NAcc, jako jedna z hlavních složek ventrálního striata, bylo navrženo, aby se podílela na přiřazování pobídkových výdobytků odměňujícímu stimulu. Obvod vmPFC-NAcc byl navržen jako neuropatologický mechanismus závislosti (52). Například existuje zvýšená funkční konektivita mezi ventrálním striatem a vmPFC u jedinců závislých na heroinu během klidového stavu (53). Zvýšená konektivita vmPFC-NAcc byla také hlášena u mladých dospělých závislých na alkoholu během zpracování odměn a individuální rozdíly v této konektivitě byly spojeny s frekvencí konzumace alkoholu (54).

Naše zjištění jsou v souladu se závěry Volkow a kol. (55), který navrhl, že závislost souvisí s obvody „TEĎ“, přičemž zvýšený obvod vmPFC / NAcc dává přednost okamžité odměně. Současné zjištění vazby vmPFC-NAcc ve skupině IGO je v souladu s patologickými změnami v neuronálních mechanismech zapojených do zpracování hodnoty odměny v závislosti na návykových látkách, zejména v „nechtěných“ obvodech.

Přestože mezi funkční konektivitou vmPFC-NAcc a mírou správného pobytu u peněžní odměny byla negativní korelace, při interpretaci tohoto zjištění je třeba postupovat opatrně. Všimněte si, že dva jedinci ze skupiny IGO, jejichž silné stránky funkční konektivity vmPFC-NAcc byly během doručování peněžní odměny vysoce zvýšeny, vykazovaly nejnižší míru správného pobytu. Zejména jeden účastník ve skupině IGO mohl být identifikován jako statistická odlehlá hodnota [metoda Cookovy vzdálenosti; (56)]. Negativní korelace původně nalezená ve skupině IGO [r₍₁₆₎ = -0.516, p = 0.028] již není významný, pokud je tento odlehlý údaj odstraněn z analýzy [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Alternativně si myslíme, že tato odlehlá hodnota je jen extrémním příkladem tohoto negativního vztahu, ve kterém by účastník s nejpropracovanějším funkčním spojením vmPFC-NAcc za peněžní odměnu zažil největší kognitivní interference při zpracování zpětné vazby odměny. Nízký výkon tohoto účastníka byl specifický pouze pro peněžní odměnu (0.65: průměrná míra správného pobytu skupiny IGO = 0.941; SD = 0.094), nikoli na symbolickou odměnu (0.77: průměrná míra správného pobytu skupiny IGO = 0.822; SD = 0.179). To naznačuje, že špatný behaviorální výkon odlehlé hodnoty nebyl spojen s nepochopením pokynů k úkolu nebo obecně se špatnou schopností učení. Podobný trend negativního vztahu navíc existoval i v normální kontrolní skupině [r₍₁₈₎ = -0.440, p = 0.052], což naznačuje, že zvýšená funkční vazba vmPFC-NAcc byla spojena se špatným výkonem učení za peněžní odměnu, bez ohledu na problémy IGO. Tato interpretace je podporována předchozí zprávou, že mezi zdravými účastníky jednotlivci se zvýšenou konektivitou ventrálního striatum-vmPFC vykazovali během implantačního zpoždění větší impulzivní behaviorální tendenci (57). Současné zjištění posílené funkční konektivity vmPFC-NAcc ve skupině IGO lze chápat jako podobný patologický mechanismus zvýšeného výběžku v „nechtěných“ obvodech (58). Jinými slovy, rozšířená vazba vmPFC-NAcc pro motivaci odměny u jednotlivců IGO může souviset s větší odezvou na odměnu, což může být možným základním mechanismem problematického chování nadměrného používání internetu pro významné pobídky.

Slabší konektivita VS s hřbetní přední cingulační kůrou

Naše zkoumání funkční konektivity VS založené na úkolech odhalilo, že jednotlivci IGO mají slabší vazbu VS-dACC ve srovnání s kontrolní skupinou. Tato snížená funkční vazba mezi ventrálním striatem a dACC je v souladu s předchozími nálezy. Bylo prokázáno, že vnitřní konektivita ventrálního striata-dACC je spojena s větší závažností nikotinu (59) a závislost na kokainu (60). Také Crane a kol. (61) uvedli, že vysoce riziková skupina poruch užívání alkoholu (tj. pijáci alkoholu) mají potíže se zapojením této sítě během zpracování odměn.

V souvislosti s učením má dACC důležitou roli při kódování asociací akcí a výsledků, včetně integrace historie odměňování, která řídí rozhodnutí o potenciálních odměnách (62, 63). Bylo také navrženo, aby se zapojilo do signalizování potřeby pozornosti během učení (64). Byly hlášeny abnormality ve funkci dACC pro zpracování zpětné vazby u jedinců IGD. Yau a kol. (65) poznamenali, že adolescenti s problematickým používáním internetu mají během riskování otupenou negativitu související s zpětnou vazbou a amplitudy P300, což svědčí o abnormální funkci ACC v časném a pozdním zpracování zpětné vazby. Vzhledem k tomu, že VS je také kritickou oblastí mozku pro učení spojené s odměnami (66) a také za zpracování odměn (67), funkční vazba mezi VS a dACC musí mít rozhodující roli při učení zpětné vazby, v níž jsou aktualizovány výstupní hodnoty pro vybrané odpovědi. Změněné funkční spojení VS-dACC ve skupině IGO by proto mohlo naznačovat obtíž v reprezentaci hodnotových signálů připojených ke vztahům akce a výsledku, což by zase mohlo vést k problémům s učením, i když u peněžní odměny nebyl pozorován zhoršený výkon učení.

Slabší konektivita VS s dalšími kortikálními a subkortikálními oblastmi

Ve spojení s IGO jsme zjistili rozšířené abnormální funkční vazby ve vlPFC, precuneus a lingválním gyrusu. Tyto regiony jsou zapojeny do různých kognitivních kontrol během učení se zpětnou vazbou. Například vlPFC je známý tím, že řídí flexibilní cílené chování integrováním motivačních informací z subkortikálních oblastí (68, 69). Precuneus a lingvální gyrus jsou aktivováni v odezvě na peněžní odměnu během reverzního učení, když odměna je dána jako signál k obrácení rolí (70). Podle Dong et al. (71), dochází k rizikové nižší aktivaci frontální kůry u jedinců IGD. Snížená funkční konektivita mezi VS a různými kortikálními regiony ve skupině IGO současné studie naznačuje narušené kognitivní kontroly zpracování zpětné vazby, když je peněžní odměna poskytnuta jako pozitivní zpětná vazba.

Zjistili jsme také, že skupina IGO vykazovala během zpracování peněžních odměn slabší funkční propojení VS s pallidem. Palidum přijímá efferentní spojení z ventrálního striata, zejména z NAcc, a vysílá signál do kůry prostřednictvím relé prostřednictvím thalamu (72). Je známo, že pallidum je spojeno s motorickými funkcemi, ale role ve zpracování odměn byla také široce diskutována (73). Zhai a kol. (74) uvedli, že IGD je spojena se sníženou účinností bílé hmoty v pallidu. VS a pallidum jsou zapojeny do hedonického dopadu závislosti, o kterém se předpokládá, že je zprostředkován opioidními systémy (75), uvažujeme, že snížená funkční konektivita VS-Pallidum u jednotlivců IGO může odrážet snížené hedonické potěšení za peněžní odměnu. Tato interpretace je v souladu s teoretickým modelem závislosti, který zahrnuje snížené hedonické nastavené hodnoty (76).

Proč jsou účinky na funkční připojení pouze za finanční odměnu?

Pouze pro peněžní odměnu vykázala skupina IGO pozměněné funkční konektivity se slabšími silnějšími nebo silnějšími vzory. Během učení zpětné vazby si účastníci byli vědomi toho, že správná odpověď může vést k peněžní nebo symbolické odměně. Protože nebyli informováni o tom, po kterém stimulu učení má následovat peněžní, na rozdíl od symbolické odměny, mělo by dodání peněžní odměny větší motivační vyhlídku ve srovnání se symbolickou odměnou. To, že se tyto účinky omezovaly na skupinu IGO, naznačuje, že tato význačnost měla větší dopad na jednotlivce IGO než na kontroly.

Přes funkční efekty konektivity pozorované u jednotlivců IGO za peněžní odměnu jsme nezjistili poruchu učení za peněžní odměnu ve skupině IGO ve srovnání s kontrolami. Jedním z možných důvodů by mohl být stropní efekt. V tomto paradigmatu učení zpětné vazby, kde byla každá zpětná vazba poskytnuta na základě deterministického podnětu-výsledku, byla průměrná míra správného pobytu za peněžní odměnu v obou skupinách velmi vysoká (skupina IGO: M = 0.94, SD = 0.09; kontrolní skupina: M = 0.95, SD = 0.04). V důsledku toho by bylo obtížné vyřešit jakoukoli poruchu učení pro poučení z peněžní odměny, a to i ve skupině IGO. Další možností je, že jednotlivci IGO se mohou při učení asociací SR spoléhat na jiné kompenzační kognitivní zdroje, což má za následek výkon podobný kontrolám. Nenašli jsme však žádné důkazy, které by podporovaly kompenzační hypotézu, protože většina zkoumaných funkčních sítí byla ve skupině IGO slabší než v kontrolách. Pro jediný případ zvýšené funkční konektivity ve skupině IGO (tj. Vazba vmPFC-NAcc) byl vztah s behaviorálním výkonem opakem očekávání: jedinci se silnější vazbou vmPFC-NAcc za peněžní odměnu vykazovali sníženou tendenci k výběru stejná odpověď v dalších příležitostech. Pokud tedy existuje kompenzační mechanismus pro překonání poruchy učení za zpětnou vazbu odměny v IGO, musí existovat mimo vazebné sítě vmPFC nebo VS. Nakonec bychom měli zvážit možnost, že kompenzační mechanismy IGO se nevyskytují během doby zpracování zpětné vazby, jak je zkoumáno v současné studii, ale během inter-intervalového intervalu (strategie pracovní paměti) nebo během výběru podnětu / odpovědi. V souladu s touto myšlenkou předchozí zpráva (1) navrhuje, aby jednotlivci IGO najali strategii pracovní paměti, konkrétně za peněžní odměnu, aby kompenzovali své zhoršení schopnosti učit se.

Upozornění a omezení

Přestože jsme ve skupině IGO pozorovali různé funkční vzory konektivity VS a vmPFC, míra těchto abnormalit nebyla spojena se závažností příznaků závislosti na internetovém hraní. Abnormality nalezené ve funkčních sítích podílejících se na zpracování informací o odměnách mohou vyplývat z intenzivního používání internetového hraní jednotlivců IGO. Tuto možnost však naše data nepodporovala, protože jsme nenašli žádnou korelaci mezi časem stráveným hraním her a silnými stránkami připojení. Alternativní možností je, že závažnost závislosti nemusí vykazovat lineární vztah se stupněm abnormalit při zpracování odměn. Dalším důvodem je, že u osob s určitými inherentními, již existujícími funkčními síťovými funkcemi pravděpodobně spadne do problémů s nadužíváním her. Například příležitostná herní aktivita se může stát problematickou pro ty, kteří jsou relativně neefektivní ve zpracování kognitivních / pozorovacích požadavků na ovládání prostředí, když zažívají potěšení z vysoce významných odměn, což ohrožuje tyto jinak normální jedince pro IGD. K řešení dlouhodobých účinků používání internetových her nebo rizikových faktorů při zpracování informací budou zapotřebí longitudinální studie.

Deprese a porucha pozornosti / hyperaktivita (ADHD) byly zapojeny do zpracování odměn (77, 78), obě jsou také dobře známými psychiatrickými komorbiditami IGD (79). Změny ve vzorcích funkční konektivity, které jsme pozorovali ve skupině IGO, nebyly spojeny s žádnou z komorbidit IGD, jako je deprese nebo impulzivita. Protože ve funkčních mozkových sítích, o nichž je známo, že se podílejí na výběrech a kognitivní kontrole odměny, byly pozorovány skupinové rozdíly za peněžní odměnu, lze rozumně předpokládat, že tyto rozdíly souvisí se zpracováním informací o odměnách. Proto jsou rozdíly ve zpracování informací za peněžní odměnu pravděpodobně kritickými vlastnostmi IGD, ke kterým může dojít nezávisle na osobnostních vlastnostech nebo emocionálních poruchách.

Je důležité diskutovat o několika omezeních této zprávy. Naše skupina IGO se skládala z mladých mužů, kteří byli považováni za „ohrožené“ IGD. Při zobecňování našich zjištění u žen IGO nebo u mužů nebo žen klinicky diagnostikovaných IGD je třeba postupovat opatrně (80). Dalším problémem je použití fixního interstimulačního intervalu mezi učícími se stimuly a zobrazením zpětné vazby, jak je typické pro paradigmata asociačních učení SR. Tento pevný interval by mohl způsobit, že obrazová data pro aktivaci související se zpětnou vazbou budou ovlivněna zbytkovou aktivitou z doby předpovědi zpětné vazby (tj. Prezentace podnětu nebo iniciace odpovědi). Předchozí studie zkoumající chybu predikce odměny v IGD odhalila oslabenou aktivaci VS během zpracování cue (81). Nakonec je třeba mít na paměti, že funkční přístupový přístup neodhaluje přímé ani příčinné vztahy mezi dvěma regiony, přestože některé z našich interpretací byly informovány specifickými anatomickými propojeními zjištěnými ve studiích na zvířatech.