Podélné změny v neuronové konektivitě u pacientů s onemocněním v oblasti herního prostředí: Studie soudržnosti EEG soudržnosti v klidu (2018)

Přední psychiatrie. 2018 Jun 7; 9: 252. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00252.

PMID: 29930524

PMCID: PMC5999751

DOI: 10.3389 / fpsyt.2018.00252

Sunyoung Park¹, Hyera Ryu¹, Ji-Yoon Lee¹, Aruem Choi¹, Dai-Jin Kim², Sung Nyun Kim^3* a Jung-Seok Choi^1,4*

Cíle:

Tato studie zkoumala nervovou konektivitu spojenou s léčebnými odpověďmi u pacientů s poruchou internetového hraní (IGD) pomocí koherenční analýzy elektroencefalografie v klidovém stavu (EEG).

Metody:

Zahrnovali jsme pacienty 30 s zdravými kontrolními subjekty IGD a 32 (HC). Z pacientů s IGD 18 dokončil ambulantní léčbu, která zahrnovala farmakoterapii selektivními inhibitory zpětného vychytávání serotoninu po dobu 6 měsíců. K vyhodnocení klinických a psychologických charakteristik před a po léčbě byly použity dotazníky koherence EEG v klidovém stavu a dotazníky pro vlastní hlášení a data byla analyzována pomocí zobecněných odhadovacích rovnic.

výsledky:

Ve srovnání s HCs vykazovali pacienti s IGD zvýšenou intrahemispherickou koherenci beta a gama a zvýšenou intrahemispherickou koherenci delta delta na pravé hemisféře na počátku. Po 6 měsících ambulantní léčby vykazovali pacienti s IGD ve srovnání s výchozími hodnotami příznaky IGD, ale ve srovnání s HCs nadále vykazovali zvýšenou intrahemisferickou koherenci beta a gama. V žádném pásmu ve skupině IGD nebyly zjištěny žádné významné změny koherence EEG mezi hodnocením před a po ošetření.

Závěr:

Tato zjištění naznačují, že významně vyšší intrahemispherická vysokofrekvenční koherence může být důležitým neurofyziologickým znakem u pacientů s IGD.

Úvod

Porucha internetových her (IGD) je charakterizována vzorem nadměrného a opakovaného používání internetových her (1). IGD získala zvýšenou pozornost kvůli různým negativním důsledkům ovlivňujícím běžný každodenní život, akademický a pracovní výkon a psychologické fungování (1, 2). Pacienti se závislostí na chování, jako je IGD, sdílejí určité klinické rysy, včetně impulzivity, touhy a neschopnosti kontrolovat škodlivé chování (3, 4). Nedávné studie použily neuroimaging a neurofyziologické techniky ke zkoumání strukturálních a funkčních změn v mozku spojených s impulsivitou nebo inhibicí odezvy, aby se zlepšilo naše porozumění charakteristikám IGD (5-7).

Několik neuroimaging studií zkoumalo dysfunkční konektivitu u pacientů s IGD. Například Zhang (8) uváděli sníženou amplitudu nízkých fluktuací v orbitofrontální kůře a zadní kůře cingulátu u mladých dospělých s IGD ve srovnání s kontrolami. Zjistili také, že pacienti s IGD vykazovali lepší interakce ve výchozím režimu a výkonné kontrolní sítě ve srovnání s kontrolami. Kromě toho pacienti s IGD vykazovali zvýšenou konektivitu v senzorimotorických mozkových sítích a změnili interhemispherické funkční konjunkturální funkční spojení v prefrontálním laloku, včetně dvoustranného nadřazeného frontálního gyru, dolního frontálního gyru a středního frontálního gyru (9, 10). Tato zjištění naznačují, že pacienti s IGD mají poruchy ve zpracování souvisejícím s odměnami, obecnou kognitivní funkcí a kontrolou impulzů.

Přestože neuroimagingové studie identifikovaly mozkové struktury zapojené do aktivit v klidovém stavu, poskytují omezené informace, pokud jde o časovou dynamiku nervových sítí v mozku. Elektroencefalografická (EEG) koherence je užitečná pro měření abnormalit ve funkční mozkové organizaci s vysokým časovým rozlišením (11). EEG koherence měří konzistenci fázových rozdílů ve dvou oblastech mozku a odráží synchronizaci mezi nervovými populacemi a kortikální konektivitou (12). Zvýšená koherence mezi dvěma elektrodami EEG naznačuje funkční integraci dvou oblastí mozku, zatímco snížená koherence odráží nesouvisející aktivity dvou nervových populací (13, 14).

Několik studií, které zkoumaly mozkovou konektivitu pomocí EEG v klidovém stavu, uvádělo, že adolescenti s internetovou závislostí vykázali zvýšenou koherenci gama mezi parietálními, pravými časovými a okcipitálními oblastmi ve srovnání se zdravými kontrolami (HC) (15). Pacienti s IGD také vykazovali zvýšenou intrahemispherickou gama koherenci ve srovnání s kontrolami (16). Zvýšená intrahemispherická konektivita v oblasti fronto-temporal může být spojena s opakovanými online hrami (17). Tato konzistentní zjištění ukazují, že změněná gama fázová synchronizace je spojena s hyperarousalem v senzorickém systému i s abnormálním excitačním systémem. Zůstává však nejasné, zda změněná nervová konektivita u pacientů s IGD je znakem nebo stavovým znakem spojeným se závažností IGD. Několik studií využívajících koherenci EEG ukázalo abnormality v mozkové konektivitě u jedinců s poruchou užívání návykových látek (SUD), která má mozkový mechanismus podobný mechanismu IGD (7, 18, 19). Například dlouhodobě abstinentní i abstinentní účastníci závislí na alkoholu vykazovali zvýšenou dvoustrannou, intrahemispherickou a zadní koherenci EEG (18). Podobně abstinující jedinci závislí na heroinu vykazovali zvýšenou levou intrahemisferickou gama koherenci ve srovnání s HC (19). Tato zjištění naznačují, že zvýšená nervová konektivita není normalizována po dlouhém období abstinence nebo léčby a může odrážet endofenotyp pro SUD. Proto by nám dlouhodobé studie s pacienty s IGD mohly pomoci pochopit patofyziologii a rozvíjet léčebné intervence pro IGD.

Podle našich nejlepších znalostí žádné studie nezkoumaly podélné změny v koherenci EEG v klidovém stavu po léčbě pacientů s IGD. Zkoumali jsme tedy kortikální konektivitu spojenou s léčebnými odpověďmi u pacientů s IGD, abychom pochopili její základní mechanismus a objasnili, zda je změněná fázová synchronizace u jedinců s IGD stavem nebo znakovým znakem. Na základě předchozích zjištění (16, 17, 20), předpokládali jsme, že u pacientů s IGD by se na počátku objevila zvýšená vysokofrekvenční koherence a že tento neurofyziologický index by byl udržen, i když se jejich příznaky IGD zlepšily po 6 měsících ambulantní léčby.

Materiály a metody

Účastníci

Tato longitudinální studie zahrnovala účastníky mužského pohlaví 62 ve věku 18 – 38, kteří byli přijati z lékařského centra Boramae SMG-SNU a okolní komunity v korejské Soulu. Třicet pacientů bylo klasifikováno jako IGD na základě kritérií Diagnostického a statistického manuálu duševních poruch, pátého vydání a diagnostikovaných klinicky zkušeným psychiatrem (1). Třicet dva účastníků sloužilo jako HC. Tato studie zahrnovala pouze ty pacienty, kteří strávili hraním internetových her více než 4 hodiny denně a / nebo 30 hodin týdně. K posouzení závažnosti příznaků IGD byl navíc použit Youngův test závislosti na internetu (Y-IAT) (21). U všech účastníků bylo provedeno základní klinické hodnocení a EEG sken. Od výchozího hodnocení pokračovalo 18 z 30 pacientů s IGD, kteří měli komorbidní depresivní nebo úzkostné příznaky, farmakoterapii inhibitory zpětného vychytávání serotoninu (SSRI) s použitím průměrných denních dávek: escitalopram v dávce 15.83 ± 9.17 mg, fluoxetin v dávce 50.00 ± 9.17 mg nebo paroxetin v dávce 30.00 ± 14.14 mg. V této studii nebyly použity žádné jiné léky než SSRI. Po 6 měsících pokračující léčby dokončili následné hodnocení včetně klinických opatření a záznamu EEG. Výsledkem primární léčby byla změna skóre IAT z doby před a po léčbě. Účastníci HC, kteří hráli internetové hry <2 h / den, byli rekrutováni přímo z místních komunit. Žádný z účastníků neměl anamnézu mentálního postižení, psychotické poruchy nebo neurologické poruchy a všichni byli praváci. Účastníci s odhadovaným IQ <80 byli vyloučeni.

Tuto studii schválila Rada pro institucionální přezkum Lékařského centra Boramae SMG-SNU v Korejské republice. Všichni účastníci poskytli písemný informovaný souhlas poté, co obdrželi informace o studii.

Záznamy EEG

Sběr dat EEG

Podrobné informace o záznamech EEG a postupu sběru dat byly uvedeny v naší předchozí studii (16). EEG v klidovém stavu se zaznamenával po dobu 10 minut (4 minuty se zavřenýma očima, 2 minuty se zavřenýma očima a 4 minuty se zavřenýma očima) v elektricky stíněné a zvukotěsné místnosti se slabým osvětlením. Účastníci byli instruováni, aby se uvolnili a vyhnuli se jakýmkoli pohybům těla a ospalosti. Aktivita EEG byla zaznamenána ze 64 elektrod na základě upraveného systému International 10–20 ve spojení s vertikálními a horizontálními elektrooculogramy a mastoidní referenční elektrodou. Zemnící kanál byl umístěn mezi elektrodami FPz a Fz. Signály EEG byly zaznamenávány kontinuálně pomocí 0.1–60 Hz online pásmového filtru a 0.1–50 Hz offline pásmového filtru při vzorkovací frekvenci 1,000 5 Hz. Impedance elektrod byly udržovány na <XNUMX KΩ.

Všechna data EEG byla analyzována pomocí softwaru NeuroGuide (NG Deluxe 2.6.1, Applied Neuroscience; St. Petersburg, FL, USA) pro koherenční analýzu, a 19 kanálů 64 byly řízeny montážní sadou NeuroGuide takto: FP1, FP2, F7 , F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 a O2. Artefakty způsobené mrkáním očí a pohyby během záznamu EEG byly eliminovány automatickým systémem NG Deluxe 2.6.1 a byly vizuálně detekovány.

Soudržnost

Metody koherenční analýzy byly uvedeny v Park et al. (16). Abychom to shrnuli, data EEG v klidovém stavu byla transformována do frekvenční oblasti pomocí algoritmu rychlé Fourierovy transformace s následujícími parametry: epocha = 2 s, vzorkovací frekvence = vzorky 128 / s (digitální časové body 256), frekvenční rozsah = 0.5 – 40 Hz a rozlišení 0.5 Hz s kosinusovým zúžením pro minimalizaci úniku. Pro získání koherenčních hodnot byl použit program NG 2.6.1. Přijaté epochy dat EEG byly vypočteny pro každé z následujících frekvenčních pásem: delta (1 – 4 Hz), theta (4 – 8 Hz), alfa (8 – 12 Hz), beta (12 – 25 Hz) a gama (30 – 40 Hz). Dále byla zkoumána intrahemispherická koherence pro každé pásmo pomocí párů elektrod F3 – C3, F3 – T3, F3 – P3, C3 – T3, C3 – P3 a T3 – P3 a F4 – F4 Dvojice elektrod T4, F4 – P4, C4 – T4, C4 – P4 a T4 – P4 na pravé polokouli. Mezi dvojicemi elektrod F4 – F3, C4 – C3, T4 – T3 a P4 – P3 byla vypočtena interhemispherická koherence.

Psychologická hodnocení

Wechsler Adult Intelligence Scale

Všem účastníkům byla spravována korejská verze stupnice Wechsler Adult Intelligence Scale pro výpočet jejich IQ (22-24).

Dotazníky

Korejská verze všech dotazníků byla ověřena (25-28).

Young's IAT (Y-IAT)

Y-IAT byl použit k měření závažnosti závislosti na internetu. Všechny položky 20 jsou hodnoceny v pětibodové stupnici od 1 do 5. Celkové skóre se tedy pohybuje od 20 do 100 (21, 28). Cronbachova alfa pro tuto studii byla 0.97.

Beck deprese inventář-II (BDI-II)

BDI-II byl podáván k posouzení závažnosti depresivních symptomů (26, 29). Každá položka je hodnocena na čtyřbodové stupnici od 0 do 3 a celkové skóre u všech 21 položek se může pohybovat od 0 do 63. Cronbachova alfa pro tuto studii byla 0.95.

Beckův seznam úzkosti (BAI)

BAI zahrnuje celkem 21 položek a řeší intenzitu příznaků úzkosti (25, 30). Odpovědi jsou hodnoceny na čtyřbodové stupnici a skóre se pohybuje od 0 do 3. Celkové skóre BAI, které se pohybuje od 0 do 63, se získá sečtením všech 21 položek. Cronbachova alfa pro tuto studii byla 0.94.

Stupnice impulsivity bez bariér-11 (BIS-11)

BIS-11, který byl použit k měření impulsivity (27, 31), je 30položkový dotazník se samostatnou zprávou, který obsahuje tři subškály, které měří impulzivitu (pozornost, motorika a neplánování). Každá položka je hodnocena na čtyřbodové stupnici od 1 do 4. Cronbachova alfa pro tuto studii byla 0.79.

Statistická analýza

Základní demografické a psychologické proměnné byly analyzovány nezávisle t- testy, zatímco rozdíly v psychologických proměnných před a po léčbě byly analyzovány párem t-testy. Pro vyhodnocení skupinových efektů v EEG datech pro každé frekvenční pásmo byly použity samostatné zobecněné odhadovací rovnice (GEE) pro zkoumání korelací mezi opakovanými měřeními (32, 33). Hodnoty intra- a interhemispherické koherence byly analyzovány pomocí GEE s použitím následujících faktorů na začátku a na konci období 6-měsíční ambulantní léčby: intrahemispherická koherence byla analyzována podle skupiny (IGD a HC) × regionu (fronto-centrální , fronto-temporální, fronto-parietální, centro-temporální, centro-parietální a temporo-parietální) × polokoule (vlevo a vpravo); a interhemisferická koherence byla hodnocena podle skupiny (IGD a HC) × region (frontální, centrální, temporální a parietální). V těchto analýzách jsme kontrolovali vzdělání a BDI-II, BAI a BIS-11 skóre pro identifikaci skupinových rozdílů. Všechny statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

výsledky

Demografické a psychologické proměnné před a po léčbě

Pacienti s IGD se nelišili od HC z hlediska věku nebo IQ. Mezi oběma skupinami však byly pozorovány významné rozdíly ve vzdělání, skóre BDI-II, BAI a BIS-11. Demografické a psychologické charakteristiky skupin IGD a HC jsou uvedeny v tabulce 1. Po 6 měsících léčby měli pacienti s IGD významně nižší skóre Y-IAT, ale nikoli nižší skóre BDI-II, BAI nebo BIS-11 ve srovnání s výchozími údaji (tabulka) 2).

   

Tabulka 1. Demografické a psychologické charakteristiky studijních skupin na začátku.

   

Tabulka 2. Změny klinických charakteristik pacientů s poruchou internetového hraní (IGD) před a po léčbě.

Soudržnost EEG

Základní data EEG koherence

Statistická analýza s použitím GEE intrahemispherické koherence odhalila významné hlavní účinky skupiny v beta a gama pásmech na začátku po úpravě o demografické a psychologické proměnné (tabulka 3). Konkrétně pacienti s IGD [M (standardní chyba průměru; SEM) = 48.95 (69.463)] vykazovali významně zvýšenou beta intrahemisferickou koherenci než HCs [M (SEM) = 41.68 (70.187)]. Pacienti s IGD [M (SEM) = 58.65 (111.862)] také vykazovali významně vyšší koherenci v gama pásmu než HCs [M (SEM) = 46.03 (113.029)]. Kromě toho byl odhalen interakční účinek pro hemisféru skupiny ×. Skupina IGD [M (SEM) = 49.11 (68.393)] významně zvýšila delta intrahemispherickou koherenci v pravé hemisféře ve srovnání se skupinou HC [M (SEM) = 42.36 (69.106)]. Analýza interhemisferické koherence neodrážela významný hlavní účinek skupiny, interakční účinek skupiny × regionu nebo skupiny × hemisféry.

   

Tabulka 3. Účinky na EEG intrahemisferickou koherenci kontrolující účinky demografických (vzdělávacích) a psychologických (skóre na BDI-II, BAI a BIS-11) před a po léčbě.

Změny údajů o koherenci EEG po léčbě

Nebyly pozorovány žádné významné změny koherence EEG v žádném z pásů před ošetřením nebo po léčbě ve skupině IGD. Při hodnocení po léčbě byl však hlavní účinek skupiny pozorován v koherenci beta a gama (tabulka č 3 a Obrázek 1). Konkrétně pacienti s IGD [M (SEM) = 53.66 (75.338)] vykázali zvýšenou beta intrahemisferickou koherenci ve srovnání s HCs [M (SEM) = 40.54 (77.143)]. Intrahemisferická koherence pro gama pásmo byla při hodnocení po léčbě významně vyšší u pacientů s IGD [M (SEM) = 61.41 (126.700)] než HCs [M (SEM) = 46.51 (129.734)]. Navíc, podle post hoc analýzy, došlo k interakčnímu účinku skupiny x regionu v alfa koherenci, ale žádné významné skupinové rozdíly.

   

Obrázek 1. Hlavní účinky na EEG intrahemispheric (A) beta a (B) gama koherence před a po léčbě. *P <0.05.

Diskuse

Podle našich znalostí je to první studie, která zkoumá podélné změny nervové konektivity měřené koherencí EEG u pacientů s IGD. Účastníci s IGD vykazovali zvýšenou intrahemispherickou EEG koherenci v beta a gama pásmech na začátku. Tyto abnormální synchronní fázové vzorce však nebyly normalizovány po 6 měsících farmakoterapie, přestože pacienti s IGD vykazovali významné zlepšení jejich příznaků IGD. Naše výsledky tedy ukazují, že zvýšená koherence beta a gama během klidového stavu může být důležitým neurofyziologickým znakem u pacientů s IGD.

Skupina IGD vykazovala významně vyšší rychlou intrahmosférickou koherenci rychleji než skupina HC na počátku. Aktivita beta pásma na klidovém EEG je považována za predispozici pacienta k užívání návykových látek a je elektrofyziologickým ukazatelem hyperexcitability v důsledku excitačně-inhibiční nerovnováhy v mozku (34, 35). Zvýšená intrahemispherická beta koherence souvisí s faktorem zranitelnosti IGD (17, 36). Například Youh et al. (17) ukázali, že zvýšená koherence beta v frontotemporální oblasti byla častější u pacientů s komorbidní IGD a závažnou depresivní poruchou (MDD) ve srovnání s pacienty pouze s MDD. Autoři navrhli, že zvýšená koherence beta může odrážet nadměrné hraní online a naznačovat změněnou nervovou synchronizaci mezi oblastmi mozku u pacientů s IGD.

Zvýšená koherence EEG gama před léčbou je v souladu s předchozí studií (16). Gama aktivita je obyčejně myšlenka odrážet paletu nervových funkcí, včetně inhibice odezvy a distribuce zdrojů pozornosti (37-40). Naše výzkumná skupina uvedla, že zvýšená gama intrahemisferická koherence souvisí s dysfunkční kontrolou impulzů, systémem odměňování a závažností symptomů IGD (16). Dále Choi a kol. (41) zjistili, že zvýšená aktivita gama během klidového stavu souvisí s inhibičním poškozením a impulzivitou rysů u pacientů s IGD. Celkově tato zjištění naznačují neefektivní neurální synchronizaci a funkční konektivitu u pacientů s IGD.

Po 6 měsících ambulantní léčby vykazovali pacienti s IGD ve srovnání s výchozími hodnotami zlepšení jejich příznaků IGD, ale stále vykazovali zvýšenou intrahemisferickou koherenci beta a gama ve srovnání s HC. Několik studií provedených s použitím SSRI uvádí, že farmakoterapie snižuje příznaky IGD (20, 42). Serotonin je považován za důležitou roli při depresi, úzkosti a impulzivitě (43). Zdá se tedy, že léčba SSRI je účinná při snižování závažnosti IGD. Tato studie však nezjistila zlepšení ve změněné intrahemispherické koherenci v beta a gama pásmech po 6 měsících léčby SSRI. Tato zjištění naznačují, že zvýšená rychlá koherence rychlostí může být považována spíše za potenciální znak IGD než za stavový marker.

Tato studie podléhala určitým omezením. Za prvé, naše výsledky mohou mít omezenou zobecnitelnost, protože počet účastníků této studie byl relativně malý a byli zahrnuti pouze muži. Za druhé, tato studie využívala typickou ambulantní péči spíše než dobře organizované způsoby léčby. Tato studie se však zaměřila spíše na změny ve fázových synchronních vzorcích u pacientů s IGD než na účinky léčby. Budou tedy zapotřebí další studie k objasnění účinku specifické farmakoterapeutické léčby na neurofyziologické markery pacientů s IGD. Zatřetí, všichni pacienti s IGD zahrnutými v této studii měli komorbidní symptomy deprese nebo úzkosti, což mohlo mít matoucí účinky. Psychologické covariaty byly tedy v konečné analýze kontrolovány, aby byly kontrolovány tyto symptomy.

Celkově tato studie zjistila, že na počátku měli pacienti s IGD zvýšenou intrahemisferickou koherenci v rychlém pásmu ve srovnání se skupinou HC. Tato abnormální nervová konektivita však přetrvávala i po 6 měsících ambulantní léčby, což ukazuje, že zvýšená koherence beta a gama během klidového stavu může být považována za neurobiologický marker pro patofyziologii IGD. Současný výzkum přispěje k lepšímu pochopení neurofyziologických sítí, na nichž je založena IGD.

Autorské příspěvky

Návrh a koncepce studie provedli J-SC a SK. SP provedl analýzy a vedl psaní rukopisu. J-SC vedl a dohlížel na psaní rukopisu. K provedení studie přispěly HR, J-YL, AC a D-JK.

Financování

Tato studie byla financována Korejskou národní výzkumnou nadací (2014M3C7A1062894).

Prohlášení o konfliktu zájmů

Autoři prohlašují, že výzkum byl proveden bez obchodních či finančních vztahů, které by mohly být považovány za potenciální střet zájmů.

Reference