Bare det er ikke nok at se spillet: striatal fMRI belønner svar på succeser og fiaskoer i et videospil under aktiv og vicarious playing (2013)

Introduktion

Videospil er iboende motiverende (jf. Ryan og Deci, 2000): de fleste spiller videospil, fordi de iboende er interessante og underholdende snarere end fordi de giver økonomiske belønninger eller andre eksterne resultater (Ryan et al., 2006; Przybylski et al. ., 2009, 2010). Følgelig har hjernebilledundersøgelser vist, at videospil spiller engagerer de vigtigste motiverende systemer i hjernen, hvilket fremgår af stigninger i frigivelse af dopamin (Koepp et al., 1998) og hæmodynamiske aktiveringer (Hoeft et al., 2008) i striatum (se også Kätsyri et al., 2012). Større motiverende begivenheder under gameplayet består af succeser og manglende opfyldelse af specifikke spilmål, såsom at klare at eliminere sine modstandere eller undgå at blive elimineret selv. Succeser og fiaskoer er blandt de mest potente udløsere for behagelige og ubehagelige følelser (Nummenmaa og Niemi, 2004), og deres affektive opmærksomhed forstærkes, når de kan tilskrives intern (som under aktiv gameplay) snarere end eksterne årsager (Weiner, 1985) . I tråd med dette har hjernebilledundersøgelser vist, at selv erhvervede belønninger - som dem, der er afhængige af korrekte motoriske reaktioner - snarere end dem, der leveres tilfældigt, fremkalder stærkere neurale reaktioner i striatum (f.eks. Zink et al., 2004). Derfor er det muligt, at motiverende træk ved videospil kunne forklares med de forstærkede belønningssvar udløst af aktivt at opnå belønninger under gameplay. Her testede vi denne hypotese ved at kontrastere belønningskredsløbssvar på succes- og fiaskorelaterede spilbegivenheder under aktivt og stedfortrædende videospil - det vil sige situationer, hvor spillerne har fuldstændig versus ingen kontrol over deres spilkarakter.

Succes- og fiaskorelaterede spilbegivenheder opfylder de tre karakteristika ved belønninger og straf, der overvejes i dyreindlæring (Schultz, 2004, 2006; Berridge og Kringelbach, 2008). For det første bidrager de til læring ved at give direkte feedback om spillernes præstationer. For det andet er de forbundet med tilgangs- og tilbagetrækningsadfærd, da spillerne stræber efter at få succes og undgår at fejle i spillet (se Clarke og Duimering, 2006). For det tredje er succeser generelt forbundet med behagelige og fiaskoer med ubehagelige følelsesmæssige reaktioner - selvom denne kortlægning i nogle spil kan være mere kompleks (Ravaja et al., 2006, 2008). Dopaminerge veje, der strækker sig fra midthjernen (ventralt tegmentalt område og substantia nigra, VTA / SN) til det ventrale og dorsale striatum (nucleus accumbens, caudate nucleus og putamen) og frontal cortex (orbitomedial og medial prefrontal cortex; omPFC og vmPFC) er involveret ved behandling af belønninger og straffe (Kelley, 2004; O'Doherty, 2004; Bressan og Crippa, 2005; Knutson og Cooper, 2005; Schultz, 2006; Berridge og Kringelbach, 2008; Hikosaka et al., 2008; Haber og Knutson, 2010 ; Koob og Volkow, 2010). Dette dopaminerge kredsløb bidrager sandsynligvis også til kodning af succeser og fiaskoer under videospil. For eksempel er neuroner i abes laterale PFC differentieret aktiveret af succeser og fiaskoer i et konkurrencedygtigt skydespil (Hosokawa og Watanabe, 2012). Desuden har funktionelle magnetiske resonansbilleddannelse (fMRI) undersøgelser hos mennesker vist, at succeser i et videospil fremkalder stærkere aktiveringer end fejl i nucleus accumbens, caudate og anterior putamen samt mPFC (Mathiak et al., 2011; Kätsyri et. al., 2012; Klasen et al., 2012), og at de mest anteroventrale striatale aktiveringer korrelerer med spillernes selvbedømte hedoniske oplevelser under disse begivenheder (Kätsyri et al., 2012).

Striatum er i vid udstrækning forbundet med associative, motoriske og limbiske kredsløb og er derved i en ideel anatomisk position til at kombinere både motorisk og affektiv information (Haber og Knutson, 2010). Både dyreforsøg og menneskelige studier har konsekvent indikeret, at striatale belønningsresponser er afhængige af selve belønningerne samt de handlinger, der er udført for at erhverve dem (jf. Delgado, 2007). Abekaudatneuroner affyrer oftere under motoriske handlinger, der fører til forventede belønninger end under ikke-belønnede handlinger (Kawagoe et al., 1998; Schultz et al., 2000). Menneskelige fMRI-undersøgelser har ligeledes vist beredskab mellem handling og belønning i striatum. For eksempel reagerer dorsal kaudat differentielt på belønninger og straf, når de opfattes at være betinget af deltagernes knaptryk (Tricomi et al., 2004). På samme måde hæves belønningsaktiveringer i putamen kun, når belønningen er afhængig af knaptryk (Elliott et al., 2004). Desuden er der fundet aktiveringer i hele striatum for knaptryk, der blev udført for at opnå belønninger eller for at undgå straf (Guitart-Masip et al., 2011). Især viser det ventrale striatum øget aktivering efter verbal feedback efter vellykket motorisk præstation, både i fravær og tilstedeværelse af monetære belønninger (Lutz et al., 2012). I modsætning til striatum belønner omPFC-processerne uafhængigt af motoriske handlinger både hos aber (Schultz et al., 2000) og mennesker (Elliott et al., 2004). Efter disse fund bør succeser fremkalde stærkere aktiveringer i striatum end kun fiaskoer under aktivt videospil, mens omPFC skal vise stærkere aktiveringer af succeser både under aktivt og stedfortrædende spil.

Aktuelt har få hjerneafbildningsstudier sammenlignet neurale aktiveringer under aktiv og sædvanlig videospil. En undersøgelse ved hjælp af elektroencefalografi viste, at aktiv versus vicarious spiller fremkalder forøget forop parietal cortical aktivering sammen med højere selvrapporteret rumlig tilstedeværelse i spillet (Havranek et al., 2012). Hæmodynamiske reaktioner på aktiv og sædvanlig afspilning er udtrykkeligt sammenlignet i en enkelt undersøgelse (Cole et al., 2012): starten af ​​videospil aktiverede striatumet (nucleus accumbens, caudate og putamen) og frontal noder støder op til mPFC (dvs. anterior cingulate cortex), med stærkere aktivering under aktiv end vicarious gameplay. De striatale aktiveringer faldt efter forskydningen af ​​spillet. FMRI-svarene på succeshændelser i spillet skete dog ikke mellem aktiv og sædvanlig spiller; Endvidere var fejlfejl ikke inkluderet i spillet. Det er muligt, at det anvendte mellem-emne-design (dvs. sammenligning mellem deltagergrupper, der spiller og ser et videospil) ikke var stærkt nok til at afsløre succesrelaterede forskelle mellem aktiv og vicarious spil. Desuden beder undersøgelsen naturligvis spørgsmålet om, hvorvidt fejlsituationer ville fremkalde differentierede aktiveringer under aktiv og vicarious gameplay.

Her undersøgte vi, om belønningssystemaktiveringerne, der blev fremkaldt af succeser og fiaskoer i et konkurrencedygtigt videospil, ville variere mellem aktivt og stedfortrædende videospil, der spillede i et fuldt design inden for fag. Vi brugte et forenklet tankskydespil, der var tilpasset til fMRI-indstillingen (jf. Kätsyri et al., 2012). De største succes- og fiaskohændelser i spillet bestod af sejre (eliminering af modstanderen) og tab (at blive elimineret selv) mod ens modstander. Vi genanalyserede dele af vores tidligere offentliggjorte data om aktiv gameplay (Kätsyri et al., 2012) og sammenlignede dem med nye data fra at se det samme spil. I modsætning til i vores tidligere analyse af aktive gameplay-data kontrasterede vi nu sejr- og tabshændelser separat, i betragtning af at nylige beviser tyder på, at striatale aktiveringer falder både under sejre og tab under aktiv gameplay (Mathiak et al., 2011). Vi parrede sejr- og tabshændelser med symmetriske monetære belønninger og straffe under både aktivt og stedfortrædende spil, så den eksterne belønning for sejre og tab forblev identisk under begge forhold. Baseret på den tidligere litteratur forudsagde vi, at striatum (især nucleus accumbens, ventral caudate og anterior putamen) ville vise en stærkere forskel mellem sejre og tab under aktiv end stedfortrædende gameplay, og at disse effekter ville være forbundet med tilsvarende forstærkede oplevelser af behagelige og ubehagelige følelser. Vi forudsagde også, at sejre ville fremkalde større svar i mPFC (især omPFC) end tab både under aktivt og stedfortrædende spil, og at disse differentielle aktiveringer ville korrelere med egenvurderet behagelighed og ubehagevurderinger.

Materialer og Metoder
Deltagere

Deltagerne var elleve højrehåndede mandlige frivillige med en gennemsnitlig alder på 25.6 år (område 22-33 år) og med rigelig oplevelse i spil (gennemsnitlig 7.8 h / uge, interval 1-20 h / uge). Yderligere seks deltagere blev scannet, men udelukket fra analysen på grund af tekniske problemer (en deltager), afvigende spilstrategier (omfattende knappresning, en deltager) eller for store hovedbevægelser (fire deltagere). Den samlede spilletid rapporteret af alle deltagere var under 30 h / week, hvilket er et ofte brugt kriterium for vanedannende videospil (Ko et al., 2009; Han et al., 2010). Ingen af ​​deltagerne havde tidligere erfaring med spillet spillet i den nuværende undersøgelse. Alle undtagen én deltager rapporterede regelmæssigt at spille første person shooter-spil med beskedne ugentlige afspilningstider (gennemsnit 3.2 h / week, interval 0.5-10 h / uge). Alle deltagere var finske under- eller postgraduate universitetsstuderende. Kun mandlige deltagere blev rekrutteret, fordi mænd typisk har mere erfaring med videospil, er generelt mere motiverede af sådanne spil og viser højere præference end kvinder til konkurrencedygtige videospil (Lucas, 2004). Deltagerne med selvrapporteret historie om neurologiske eller psykiatriske lidelser blev udelukket. Alle deltagere fremlagde skriftligt informeret samtykke som led i en protokol godkendt af Etikudvalget i Helsinki og Uusimaa Universitetsdistriktet og modtog monetær kompensation for deres mistede arbejdstid.
Statistisk magt

Til statistiske effektberegninger anvendte vi tidligere aktive gameplaydata (N = 43-deltagere) fra Cole et al. (2012). I betragtning af at deres eksperiment ikke indeholdt eksplicit sammenligning mellem sejre og tab under aktiv versus vicarious gameplay, har vi i stedet vedtaget deres rapporterede statistikker om NAcc-svar på aktive gameplay-start (M = 0.234 og SD = 0.2015). Ved hjælp af G * Power-softwaren (Faul et al., 2007) vurderede vi den a priori statistiske effekt af det foreliggende eksperiment til at detektere lignende effektstørrelser (γ = 0.234 / 0.2015 = 1.16). Den anslåede effekt var 93%, som blev anset for tilfredsstillende til nærværende formål.
Eksperimentel procedure

Vores eksperimentelle indstilling er blevet beskrevet detaljeret tidligere (Kätsyri et al., 2012). Kort under afspilning deltog deltagerne to sessioner af et førstepersons tankskytespil "BZFlag" (en intern modificeret version af 2.0.14; http://bzflag.org) mod henholdsvis påståede menneskelige og computer modstandere og så på en forudindspillet gameplay-video. Sessioner varede 10 min hver og blev præsenteret i en modbalanceret rækkefølge. For at undgå mulige belønningsresponsforudsigelser på grund af at konkurrere mod et andet menneske (jf. Kätsyri et al., 2012) analyserede vi her kun computer-modstandssessionen. En deltager, hvis videoafspillingsdata manglede, blev erstattet af en ny deltager; ellers var computer-modstandsdataene identiske med vores tidligere data (Kätsyri et al., 2012).

Effekter af aktiv versus stedfortrædende gameplay på vind- og tabsrelaterede aktiveringer blev evalueret i et 2 (sejr versus tabt) × 2 (leg vs. ur) inden for emnes design. Under aktiv spil var deltagerens opgave at søge og ødelægge modstanderens tank fra slagmarken uden selv at blive ødelagt (figur 1). De tilsvarende gevinst- og tabshændelser samt joystick-bevægelser blev henvist til tid til fMRI-scanninger og logget automatisk til statistiske analyser. Under stedfortrædende gameplay var deltagerens opgave at følge en gameplay-video optaget med videooptagelsessoftwaren FRAPS (http://www.fraps.com) fra en spiller, der ikke deltog i selve undersøgelsen. Frekvenser af gevinster og tab i gameplayvideoen svarede til dem i gameplay-sessionerne (jf. Tabel 1). Den endelige video havde lignende opløsning (video: 1024 × 768 pixels, der blev samplet ved 30 fps, lyd samplet ved 48 kHz) og visuel kvalitet (15 Mbit / s efter videokomprimering med XVID-codec; http://www.xvid.com) som det egentlige videospil. Gameplayvideoen blev præsenteret ved hjælp af præsentationssoftware (http://www.neurobs.com).
FIGUR 1
www.frontiersin.org

Figur 1. En prøvesekvens af gameplayhændelser: Spilleren springer i et tilfældigt sted på slagmarken og begynder at søge modstanderen (A), spilleren og modstanderen indgriber hinanden (B), indtil spilleren enten klarer at fjerne modstanderen (C) eller bliver elimineret selv (D).
TABEL 1
www.frontiersin.org

Tabel 1. Betyd ± SEM-adfærdsmæssige og selvrapporterende foranstaltninger fra aktive (legende) og vikariske (se) videospilsspil.

For at kontrollere for den eksterne belønning kontekst for aktive og sædvanlige spilleforhold, introducerede vi symmetriske pengepræmier og straffe til henholdsvis sejre og tab. Deltagerne blev fortalt, at de foruden en fast kompensation (20 Euros) ville vinde penge (+ 0.33 Euros), når de vinder og taber penge (-0.33 Euros), når de taber under gameplayet eller når man ser spilleren, der vinder eller taber på videoen . I virkeligheden modtog alle deltagere en ensartet monetær kompensation (30 Euro), som oversteg det beløb, som nogen af ​​dem ellers ville have opnået.
Selvstændige rapporter

Før eksperimentet fyldte deltagerne et spørgeskema med egenevaluering af 20-elementet i forbindelse med deres dispositionelle adfærdsmæssige inhiberings- og aktiveringssystem (BIS / BAS) -følsomheder (Carver og White, 1994). BIS og BAS regulerer afersive og appetitiv motivation, modulerende adfærdsmæssige og affektive responser mod straffer og belønninger (henholdsvis Carver og White, 1994). BIS-skalaen består af syv ting (f.eks. "Jeg føler mig temmelig bekymret eller ked af det, når jeg tror eller ved, at nogen er vred på mig"). BAS-skalaen består af tre abonnementer: Drev (4-emner, f.eks. "Jeg går ud af min måde for at få ting, jeg vil have"), belønner lydhørhed (5-emner, f.eks. "Når jeg får noget, jeg vil have, føler jeg mig begejstret og energi ") og sjovsøgning (4-genstande, f.eks." Jeg ønsker spænding og nye fornemmelser "). Hver enkelt vare blev vurderet på en 4-punktskala, der spænder fra 1 (meget falsk med mig) til 4 (meget sandt for mig). Instrumentets psykometriske egenskaber har vist sig at være acceptable (Carver og White, 1994).

For at vurdere deltagernes subjektive oplevelser under aktiv og stedfortrædende spil, bad vi dem om at udfylde en række selvrapporter efter begge gameplay-sessioner. Rækkefølgen af ​​spørgsmål blev randomiseret, og svarene blev givet ved at flytte joysticket. Vi brugte Game Experience-spørgeskemaet (Ijsselsteijn et al., 2008) til at kvantificere følgende facetter af spiloplevelse: udfordring, kompetence, flow, positiv påvirkning, negativ påvirkning, nedsænkning og spænding (to punkter pr. Skala). Rumlig tilstedeværelse - oplevelsen af ​​at være fysisk til stede i spilmiljøet (Lombard og Ditton, 1997) - blev målt med skalaen for rumlig tilstedeværelse i ITC Sense of Presence Inventory (Lessiter et al., 2001). Spatial Presence-skalaen består af 19 emner (f.eks. "Jeg havde en følelse af at være med i spilscenerne"). For at måle deltagernes oplevelse af at deltage i en social interaktion med deres modstander brugte vi Social Presence in Gaming Questionnaire (de Kort et al., 2007), som består af 17 emner relateret til empati (f.eks. ”Jeg har empati med den anden ”), involvering i den anden spillers handlinger (f.eks.“ Mine handlinger var afhængige af den andres handlinger ”) og negative følelser over for ham (f.eks.“ Jeg følte mig hævnfuld ”). To yderligere spørgsmål blev brugt til at evaluere den samlede behagelighed for alle gevinster og alle tabshændelser under en session på en skala fra 1 (ekstremt ubehagelig) til 5 (hverken behagelig eller ubehagelig) til 9 (ekstremt behagelig).
Joystick Regressors

Horisontale og lodrette joystick-koordinater blev digitaliseret ved 200 Hz og kollapsede i euklidiske afstande fra joystickets centrale position. Resulterende position og hastighed (dvs. det første afledte af position) spor blev lavpasfiltreret ved 5 Hz under anvendelse af et første ordens udjævningsfilter (Savitzky og Golay, 1964). Gennemsnitlig joystickposition og hastighedsværdier blev ekstraheret separat for hver fMRI-scanning af hver deltager. Endelig for at fjerne enhver overlapning mellem disse tidsforløb blev joystickets hastighedstidsforløb ortogonaliseret med hensyn til joystickets positionsspor. Derfor målte joystickpositionens regressor den samlede tankbevægelse, mens joystickets hastighedsregressor målte, hvor meget spilleren udøvede kontrol over tankens bevægelse under hver fMRI-scanning. Lignende regressorer blev ekstraheret til at se tilstanden fra spilleloggen for den spiller, hvis gameplay-session blev vist på videoen. Disse variabler blev efterfølgende brugt som generende kovariater i fMRI-dataanalysen.

Erhvervelse og analyse af fMRI Data
Dataindsamling og forbehandling

Funktionelle og anatomiske mængder blev samlet sammen med en General Electric Signa 3.0 T MRI scanner ved Aalto Universitets Advanced Magnetic Imaging Center. Hele hjernens funktionelle billeder blev erhvervet ved hjælp af vægtet gradient-ekko planbilleddannelse, følsom over for BOLD-signalkontrast (35 skrå skiver uden huller, skive tykkelse = 4 mm, TR = 2070 ms, TE = 32 ms, FOV = 220 mm, flip vinkel = 75 °, interleaved skiveoptagelse, 293-volumener pr. Session med en opløsning på 3.4 × 3.4 mm2). De første tre volumener blev kasseret for at muliggøre ligevægtseffekter. T1-vægtede strukturelle billeder blev erhvervet ved en opløsning af 1 × 1 × 1 mm3 ved anvendelse af en sekvens med ASSET-kalibrering.

Forbehandling og analyse af fMRI-data blev udført ved hjælp af SPM8-softwarepakke (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London) i Matlab (version 7.11). EPI-billederne blev interpoleret med tiden for at korrigere for tidsforskelle i udsnit og blev tilpasset til den første scanning ved stive kropstransformationer for at korrigere for hovedbevægelser. ArtRepair-værktøjskasse (version 4; http://spnl.stanford.edu/tools/ArtRepair; Mazaika et al., 2009) blev brugt til at korrigere for bevægelsesgenstande. Omjusterede funktionelle volumener blev først bevægelsesjusteret, og outliervolumener (hovedpositionskift på mere end 0.5 mm eller globalt gennemsnit BOLD-signalændring på mere end 1.3%) blev derefter erstattet af lineær interpolation mellem de nærmeste ikke-outliervolumener. Fire deltagere med mere end 10% outliervolumener blev fjernet fra yderligere analyse. I gennemsnit blev 2.5% af diskenhederne under videospil-sessionen og 1.5% af diskenhederne under videospillet klassificeret som outliers - antallet af outliers var ikke signifikant forskelligt mellem disse forhold (Wilcoxons T (10) = 0.77, p = ns). EPI og strukturelle billeder blev korregistreret og normaliseret til ICBM152-standardskabelonen i Montreal Neurological Institute (MNI) -rum (opløsning 2 × 2 × 2 mm3) ved hjælp af lineære og ikke-lineære transformationer og udglattet rumligt med en Gaussisk isotrop kerne på 6 mm fuld bredde maksimum. De funktionelle data blev filtreret midlertidigt ved hjælp af en autoregressiv model (AR-1) og et højpasfilter med 171.5 s cut-off (svarende til varigheden af ​​de længste spilrunder).
Statistiske analyser

Vi analyserede vores ubegrænsede videospil-afspilningsdata ved hjælp af begivenhedsrelateret fMRI ved at fokusere analyserne på gevinst- og tabshændelser, hvis tidsindstillinger automatisk blev kommenteret for hver deltager. Specifikt blev en tilfældig effektmodel implementeret ved hjælp af en totrinsproces. På det første niveau blev hver deltagers hæmodynamiske respons på sejre og tab under aktivt og stedfortrædende spil modelleret som delta (stick) -funktioner, som var indviklet i den hæmodynamiske responsfunktion (HRF). Joystickposition og hastighedstidsforløb blev inkluderet som generende regressorer - hovedbevægelsesregressorer var ikke inkluderet i betragtning af at bevægelsesjusteringsproceduren i ArtRepair-værktøjskassen (Mazaika et al., 2009) allerede havde taget højde for disse. Der blev derefter genereret individuelle kontrastbilleder for betingelserne "vinder mens du spiller", "vinder mens du ser", "taber mens du spiller" og "taber mens du ser". På det andet niveau blev kontrastbillederne på første niveau udsat for en 2 (sejr vs. tab) × 2 (leg mod ur) faktoriel analyse, forudsat afhængighed og ulige afvigelser mellem niveauerne for begge variabler. Med afbalancerede designs på det første niveau (dvs. lignende begivenheder for hvert emne, i lignende antal), tilnærmede denne anden-niveau analyse nøje et ægte mix-effekter design, med både inden for og mellem-emnets variation. På andet niveau testede vi hovedeffekterne af kontraster "win> loss", "loss> win", "play> watch" og "watch> play" med t-tests. For at identificere hjerneregioner, der viser forskellige følsomheder over for sejre og tab under aktiv og stedfortrædende spil, specificerede vi yderligere interaktionskontraster "(play: win> loss)> (watch: win> loss)" og "(play: loss> win)> ( se: tab> vind). ” Statistisk tærskel i disse analyser blev indstillet til familievis fejl (FWE) korrigeret P <0.05.

Vi definerede a priori regioner af interesse (ROI) til test af aktiveringer inden for mesiale, striatale og frontale dele af belønningskredsløbet (figur 2). I betragtning af at striatumet omfatter flere anatomisk og funktionelt adskilte regioner (jf. Haber og Knutson, 2010), delte vi det i følgende seks underregioner ved hjælp af den samme klassifikation som i vores tidligere undersøgelse (Kätsyri et al., 2012): nucleus accumbens ( NAcc), ventral caudat (vCaud), dorsal caudate (dCaud), ventral anterior putamen (vaPut), dorsal anterior putamen (daPut) og posterior putamen (pPut). En sfærisk 10 mm ROI blev defineret for VTA / SN (MNI-koordinater 0, -22, -18) baseret på en tidligere undersøgelse (O'Doherty et al., 2002). En sfærisk 10 mm ROI blev afledt for vmPFC (MNI 0, 46, 18) baseret på en tidligere metaanalyse (Steele og Lawrie, 2004). I betragtning af at nogle fMRI-undersøgelser af belønningsbehandling har rapporteret om mindre ringe belønningsfølsomme aktiveringsklynger, blev der ekstraheret en yderligere 10 mm sfærisk ROI til omPFC (MNI 0, 58, -6) fra en tidligere undersøgelse (Xue et al., 2009 ).
FIGUR 2
www.frontiersin.org

Figur 2. Områder af interesse (ROI) i (A) striatum, og (B) midbrain og frontal cortex. NAcc, nucleus accumbens; vCaud, ventral caudate; dCaud, dorsal caudate; vaPut, ventral anterior putamen; daPut, dorsal anterior putamen; pPut, posterior putamen; VTA / SN, ventral tegmental område / substantia nigra; omPFC, orbitomedial prefrontal cortex; vmPFC, ventromedial prefrontal cortex.

Korrelationer mellem selvvurderinger og gennemsnitlige beta-responser i vores foruddefinerede ROI'er under aktiv versus stedfortrædende spil blev testet med ikke-parametrisk Spearmans rangkorrelationstest. Korrelationer mellem behagelighedsvurderinger til specifikke spilbegivenheder og samlede spiloplevelsesevalueringer blev testet på samme måde. Til disse analyser blev forskelsresultater først beregnet mellem spille- og betragtningsforholdene for de pågældende variabler, og korrelationer mellem dem (RPlay-Watch) blev derefter testet. I betragtning af at sådanne forskelsscorer kan producere falske korrelationer (Cohen et al., 1983), beregnede vi desuden separate korrelationskoefficienter for variablerne, der udgør forskelsscorerne (RPlay og RWatch) og satte et kriterium for, at deres relative størrelser skulle følge forskellens scores (dvs. RPlay> RWatch når RPlay-Watch> 0; og RPlay <RWatch når RPlay-Watch <0) for at en korrelation mellem forskellen kan betragtes som signifikant. Signifikansniveautærskelværdier for korrelationer til forskelsscore, når de ikke var planlagt, blev justeret ved hjælp af falsk opdagelsesrate (FDR) korrektion (Benjamini og Hochberg, 1995) ved P <0.05.

Resultater
Adfærdsmæssige vurderinger

Tabel 1 viser resultater fra selvrapporter for aktive og stedfortrædende spilleforhold. Behagelighedsvurderinger for sejre og tab var signifikant forskellige fra skalaens midterpunkt (neutral følelsesmæssig tilstand) både under aktiv (Wilcoxon underskrev rangtests: Z = 3.0 og -2.8, P = 0.003 og 0.004; effektstørrelser: Pearsons R = 0.64 og - 0.61) og stedfortrædende spil (Z = 2.9 og -2.9, P = 0.004 og 0.004, R = 0.62 og -0.61). Aktivt versus stedfortrædende spil var ikke forskelligt med hensyn til antal gevinster (R = -0.31), antal tab (R = -0.35) eller slutresultater i spillet (antal sejre minus tab; R = 0.01). Disse manipulationskontroller bekræftede, at spillere tilknyttede henholdsvis sejre og tab med belønninger og straf, og at antallet af sejre og tab ikke var forskellige mellem aktive og stedfortrædende spilleforhold.

I modsætning til ovenstående mål var deltagernes oplevelser klart forskellige under aktiv og stedfortrædende gameplay med højere flowoplevelse (R = 0.57), lavere negativ påvirkning (R = -0.52), højere nedsænkning (R = 0.49) og højere rumlig tilstedeværelse (R = 0.57) under aktiv afspilning. Tilsvarende vurderede spillere tabshændelser som mere ubehagelige under aktivt end stedfortrædende spil (R = 0.57). Efter de generelle retningslinjer fra Cohen (1992) repræsenterer disse resultater medium (R> 0.3) til store effektstørrelser (R> 0.5). Derudover observerede vi grænseeffekter (P <0.10) for højere udfordring (R = 0.41) og højere positiv påvirkning (R = 0.38) under aktiv leg med mellemstore effektstørrelser. I modsætning hertil rapporterede spillerne ikke signifikant forskellig social tilstedeværelse mellem aktivt og stedfortrædende spil (R = 0.08 for empati, 0.32 for involvering og 0.18 for negative følelser) - tilsyneladende var det at se spillet og spille det mod en påstået computerstyret modstander. forbundet med lignende lave niveauer af social tilstedeværelse.

Vi testede også, om deltagernes behagelighedsevalueringer for specifikke spilbegivenheder under aktive versus stedfortrædende spilleforhold var forbundet med deres samlede spiloplevelser eller BIS / BAS-score. Resultaterne viste, at behagelighed forskel score for vinde begivenheder (aktiv minus stedfortrædende spil) var korreleret positivt med BAS sjov søger scores (RPlay-Watch = 0.79, P = 0.004, FDR-korrigeret Pthr = 0.010), og at korrelationer for bestanddelen score var meningsfulde (RPlay = 0.74> RWatch = -0.21). Der blev også observeret signifikante forskelle-score-korrelationer mellem behagelighedsevalueringer for vindhændelser og kompetence, negativ påvirkning og positiv påvirkning; disse fund blev imidlertid afvist som falske i betragtning af, at deres sammensatte score viste sammenhænge, ​​hvis relative størrelse var modsat forventet.
Fuld volumen analyse af fMRI data

Kontrasterende stedfortrædende med aktivt spil afslørede aktiveringsklynger i det bilaterale striatum, mellemhjerne (inklusive VTA / SN), sensorimotoriske kortikser (præ- og postcentral gyri) og ventral visuel strøm (fx ringere temporal gyrus; figur 3 og tabel 2). For at teste, om disse klynger afspejlede aktiveringer under aktiv afspilning eller deaktivering under stedfortrædende spil (eller begge dele), definerede vi kontraster for disse effekter (dvs. ”watch +” og “play-”) og brugte dem som implicitte masker (P <0.001) til kontrasten mellem stedfortrædende og aktivt spil. Alle de identificerede klynger i tabel 2 overlevede implicit maskering ved deaktivering under aktivt spil ("play-"), hvorimod ingen af ​​dem overlevede implicit maskering ved aktiveringer under vicarious playing ("watch +"), hvilket bekræfter, at resultaterne afspejler systematisk deaktivering under aktiv spilbegivenheder.
FIGUR 3
www.frontiersin.org

Figur 3. Hjerneregioner, der viser signifikant stærkere effekter under stedfortrædende end aktivt spil (under gameplaybegivenheder med gevinst eller tab). Dataene er blevet tærsklet ved P <0.05 (FWE-korrigeret; min. Klyngestørrelse 50 voxels). Sort vandret linje på farvebjælken (til højre) illustrerer den laveste signifikante T-værdi. Midt, mellemhjerne; ITG, ringere temporal gyrus; Put, putamen; PoG, post-central gyrus.
TABEL 2
www.frontiersin.org

Tabel 2. Hjernegrupper reagerer på vicarious versus aktiv spiller (samlet over både win og tab events).

Ingen signifikante aktiverings- eller deaktiveringsklynger blev observeret ved anvendelse af tærsklen for a priori-betydning for hovedeffekterne af at vinde versus tabe eller omvendt eller til interaktionseffekterne mellem sejre versus tab og aktiv versus vicarious spil eller omvendt. Ved at bruge en korrektion med små volumener til vores a priori-regioner af interesse (FWE-korrigeret tærskel P <0.05 på klyngeniveau) og en lidt mere mild tærskel P <0.001 (ukorrigeret) på voxel-niveau, fandt vi stærkere aktiveringer for vinder versus tab i omPFC og bilateral ventral striatum. Desuden var ventrale striatale aktiveringer for sejre versus tab stærkere under aktivt end stedfortrædende spil (tabel 3). Ved hjælp af en lignende maskeringsprocedure som ovenfor fandt vi, at selvom sejre fremkaldte relativt stærkere svar end tab under aktiv gameplay, begge begivenheder fremkaldte BOLD signal falder i forhold til den aktive gameplaybaseline. Dernæst brugte vi detaljerede regioninteresseanalyser som beskrevet nedenfor for at nedbryde disse effekter.
TABEL 3
www.frontiersin.org

Tabel 3. Hjernegrupper, der viser statistisk signifikante aktiveringsklynger efter småvolumenkorrektion for alle interesserede regioner.
Region-of-Interest Analyse i Belønningskredsløbet

Vi beregnede gennemsnitlige beta-værdier i vores a priori ROI'er og udsatte dem for variansanalyser (ANOVA'er). Først brugte vi omnibusanalyse med 9 (Region: alle striatale, frontale og mesiale ROI'er) × 2 (Aktivitet: at spille, se) × 2 (Begivenhed: sejr, tab) gentagne mål ANOVA for at bekræfte, at følgende interaktioner med region var statistisk signifikante: region × aktivitet (F (8, 80) = 12.08, P <0.001, η2 = 0.07), region × begivenhed [F (8, 80) = 8.89, P <0.001, η2 = 0.06] og region × aktivitet × begivenhed [F (8, 80) = 3.45, P = 0.002, η2 = 0.01]. For at nedbryde disse regionale interaktioner gennemførte vi 2 (aktivitet) × 2 (begivenhed) gentagne mål ANOVA'er separat i alle regioner.

Figur 4 viser gennemsnitlige beta-svar for sejr- og tabshændelser under aktive og stedfortrædende spilleforhold i alle ROI'er. Individuelle søjlediagrammer illustrerer aktiveringsanvisningerne (dvs. aktiveringer eller deaktiveringer) under sejr- og tabshændelser, og stjerner fremhæver betydelige forskelle mellem sejre og tab. Sejre versus tab fremkaldte signifikant større effekter, uanset aktivitet, i NAcc [spil: F (1, 10) = 6.01, P = 0.03, η2 = 0.34; ser: F (1, 10) = 6.14, P = 0.03, η2 = 0.31] og omPFC [afspilning: F (1, 10) = 8.85, P = 0.014, η2 = 0.69; ser: F (1, 10) = 24.77, P = 0.001, η2 = 0.71]. I modsætning hertil fremkaldte gevinster mod tab kun signifikant større effekter under aktivt spil i vaPut [F (1, 10) = 44.22, P <0.001, η2 = 0.77] og daPut [F (1, 10) = 70.08, P <0.001, η2 = 0.81]. Interaktion mellem handling og hændelse nåede statistisk signifikans i vaPut [F (1, 10) = 8.09, P = 0.02, η2 = 0.03] og daPut [F (1, 10) = 13.35, P = 0.004, η2 = 0.04]. Hovedeffekten af ​​aktivitet var signifikant i alle striatale regioner (Fs> 11.45, Ps <0.007, η2> 0.38), og som det kan ses i figur 4, resulterede dette tydeligt fra deaktiveringer under aktiv afspilning. En lignende tendens var tydelig også i VTA / SN [F (1, 10) = 5.08, P = 0.048, η2 = 0.23]. Samlet set viser disse resultater, at selvom både sejr- og tabshændelser fremkaldte deaktiveringer i striatum under aktivt spil, vendte aktiveringer i NAcc og aPut (både vaPut og daPut) tættere på baseline-niveauer under sejrbegivenheder; desuden fremkaldte sejre versus tab større aktiveringsændringer i aPut under aktivt end stedfortrædende spil. Inspektion af individuelle gennemsnitlige beta-responser viste, at sidstnævnte resultat var robust; det vil sige, at de gennemsnitlige beta-svar på sejre versus tab i aPut var større under aktivt end vikarierende spil med ni ud af elleve deltagere. I modsætning til aPut-regionen viste omPFC større aktiveringer under sejrbegivenheder uanset aktivt og stedfortrædende spil.
FIGUR 4
www.frontiersin.org

Figur 4. Interesseanalyser i striatal (øverste række) og mesiale og frontale knudepunkter (nederste række) i belønningskredsløbet. Fejllinjer angiver 95% konfidensintervaller. Stjerner angiver væsentlige enkle effekter (signifikante forskelle mellem sejre versus tab under enten at spille eller se) eller signifikante interaktioner mellem spilbegivenheder og aktiviteter. * P <0.05. ** P <0.001. *** P <0.001. NAcc, nucleus accumbens; vCaud, ventralt kaudat; dCaud, dorsal caudate; vaPut, forreste ventrale putamen; daPut, anterior dorsal putamen; pPut, posterior putamen; VTA / SN, ventralt tegmentalt område og substantia nigra; vmPFC, ventromedial præfrontal cortex; omPFC, orbitomedial præfrontal cortex.
Korrelationer mellem adfærdsmæssige og fMRI-reaktioner

Vi forudsagde, at spillernes egenevalueringer for behagelighed af sejre versus tab under aktiv versus vicarious spil ville være forbundet med de tilsvarende BOLD-signalændringer i striatum. For at teste denne hypotese, beregnede vi forskelle mellem gevinster og tab under aktiv versus stedfortrædende spil [dvs. kontrast “(play: win> loss)> (watch: win> loss)”] både for behagelighedsklasser og gennemsnitlige beta-værdier. I modsætning til vores forudsigelser blev der ikke fundet nogen statistisk signifikante korrelationer mellem disse variabler i nogen striatal region (Rs <0.51; Ps> 0.11). Tilsvarende lykkedes det os ikke at finde statistisk signifikante sammenhænge mellem behagelighedsvurderinger og gennemsnitlige beta-værdier for sejre versus tab, samlet over aktivt og stedfortrædende spil i en af ​​de frontale ROI (Rs <0.18, Ps> 0.59).

En mulighed for at forklare de systematiske deaktiveringer i mellemhjernen og striatum under aktiv versus stedfortrædende spil (jf. Figur 4) er, at deres aktiveringer forblev forhøjede i hele det aktive gameplay på grund af forudgående eller hedonisk belønningsproces, men vendte tættere på baseline-niveauer under både sejr og tab begivenheder. For at teste dette, beregnede vi forskelsresultater mellem aktivt og stedfortrædende spil for positive og negative påvirkningsmål og sammenlignede dem med gennemsnitlige beta-værdier for aktiv versus stedfortrædende spil (samlet over sejre og tab) i vores foruddefinerede ROI'er. Konsekvent viste positive påvirkningsforskel score en signifikant korrelation med deaktiveringsstyrker i VTA / SN, dCaud og vaPut og en marginalt signifikant korrelation med deaktiveringer i vCaud (tabel 4); alle disse effekter var store (R> 0.50). Når de blev beregnet separat, var korrelationskoefficienterne i disse ROI'er mere negative under aktivt end stedfortrædende spil (dvs. RPlay <RWatch). Bivariate spredningsdiagrammer for disse sammenhænge er vist i figur 5. Med andre ord, jo større deaktivering disse regioner udviste under sejr- og tabspilbegivenhederne, jo højere påvirker de spillere, der er rapporteret efter aktiv end vikarierende spil.
TABEL 4
www.frontiersin.org

Tabel 4. Korrelationer mellem forskels scores (aktiv minus vicarious play) for positive og negative påvirkningstiltag og gennemsnitlige beta værdier (aktiv versus vicarious play) i mesial og striatal regioner (RPlay-Watch).
FIGUR 5
www.frontiersin.org

Figur 5. Bivariate scatter plots for positiv påvirkning evalueringer versus gennemsnitlige beta svar i regioner af interesse for aktive og sædvanlige spilleforhold. De faste og stiplede linjer afbilder de bedste lineære passager til dataene. VTA / SN, ventral tegmental område og substantia nigra; NAcc, nucleus accumbens; vCaud, ventral caudate; dCaud, dorsal caudate; vaPut, anterior ventral putamen; daPut, anterior dorsal putamen; pPut, posterior putamen.

Diskussion

I den nuværende undersøgelse undersøgte vi fMRI-reaktioner på win- og tabspilhændelser (i forhold til aktiveringsniveauer under generisk videospil) under aktiv og stedfortrædende gameplay. Vores resultater afslørede to hovedeffekter i striatum. For det første reproducerede lignende tidligere fund (Mathiak et al., 2011), både sejr- og tabshændelser, deaktiverede med hensyn til generiske gameplayniveauer under aktiv, men ikke under stedfortrædende spil. For det andet, ud over denne hovedeffekt af gameplayaktivitet, fremkaldte win-begivenheder højere aktiveringsniveauer (dvs. svagere deaktiveringer under aktivt spil og stærkere aktiveringer under vicarious playing) end tabshændelser. Desuden viste vores resultater en interaktion mellem disse to effekter; dvs. aktiveringsændringer på grund af sejre versus tab i striatum, især i den forreste putamen, var større under aktivt spil end stedfortrædende spil. Denne interaktionseffekt demonstrerer for første gang, at vinde versus tabe i et komplekst videospil fremkalder stærkere effekter i striatum under aktiv end stedfortrædende gameplay. Dette fund er i overensstemmelse med både dyreelektrofysiologi (Kawagoe et al., 1998; Schultz et al., 2000) og human neuroimaging (Elliott et al., 2004; O'Doherty et al., 2004; Tricomi et al., 2004; Zink et al., 2004; Guitart-Masip et al., 2011), der viser, at striatal belønningssvar afhænger kritisk af modtagerens egne handlinger. Disse tidligere undersøgelser har anvendt enkle opgaver, hvor belønninger var forbundet med specifikke motoriske handlinger (f.eks. Ved at trykke på en af ​​to knapper), mens den nuværende undersøgelse udvider disse fund ved at demonstrere handling-belønning beredskab i striatum under en kompleks, økologisk gyldig opgave (video spil), der simulerer fritgående menneskelig motiveret adfærd.

Vi var også i stand til at adskille kodningen af ​​aktivt versus passivt opnåede belønninger i striatum og frontale cortex: mens de forreste putamen var mere følsomme over sejre end tab kun under aktiv gameplay, viste omPFC stærkere aktivering til at vinde end tabe under både aktive og vicarious lege. Action-uafhængige belønningsaktiveringer i omPFC er blevet observeret tidligere i både dyr (Schultz et al., 2000) og humane neuroimaging-undersøgelser (Elliott et al., 2004). I betragtning af at win-and-loss-begivenhederne var forbundet med eksterne monetære gevinster og straffe, er omPFC-aktiveringen også i overensstemmelse med den kendte rolle som omPFC i behandling af monetære gevinster og andre sekundære gevinster (Xue et al., 2009). Nucleus accumbens i striatum viste imidlertid også større aktiveringer til sejre end tab under både aktiv og sædvanlig gameplay. Det er muligt, at nucleus accumbens i modsætning til de anterior putamen generelt var følsomme over for at modtage belønninger på samme måde som omPFC. De dissocierbare responsmønstre af anterior putamen og nucleus accumbens resultater kunne stamme af de forskellige forbindelsesmønstre af ventromedial striatum (herunder nucleus accumbens) og dorsolateral striatum (herunder putamen): mens den ventromediale striatum modtager viscerale afferenter, jo mere dorsolaterale regioner er overvejende forbundet med højere ordens associative og sensorimotoriske regioner (Voorn et al., 2004).

De observerede striataleaktivering under både sejre og tab under aktiv afspilning udbrød væsentligt vores tidligere resultater (Kätsyri et al., 2012). Selv om lignende striataldeaktivering er blevet observeret tidligere (Mathiak et al., 2011), garanterer belønningskredsløbsaktivering i forbindelse med givende gameplayhændelser overvejelser. En mulig forklaring er, at striatumet viste toniske aktiveringer, da spilleren aktivt konkurrerede mod sin modstander, og at disse aktiveringer vendte tilbage tættere på basislinieniveauer, når en pause i spillet hindrede ham i at forfølge dette mål. det vil sige, både efter at han blev uarbejdsdygtig (tabshændelser) og efter at han formåede at fjerne sin modstander (sejr begivenheder). Desværre var vi ikke i stand til at teste denne hypotese direkte: da styrken af ​​et rå BOLD-signal er vilkårligt, ville sammenligning af aflytninger af uafhængigt scannede aktive og vicarious spille-sessioner have været ubemærket. Tidligere fMRI- og PET-undersøgelser har dog allerede vist, at aktiv gameplay fremkalder toniske forøgelser i striatalaktivering (Koepp et al., 1998; Hoeft et al., 2008), og et tidligere studie har vist, at aktive gameplay-start og offsets fremkalder striatal fMRI aktiveringer og deaktiveringer (Cole et al., 2012).

Ovenfor foreslog vi, at striatale deaktiveringer, der finder sted på tidspunkterne for sejre og tab, kunne være forårsaget af toniske aktiveringsniveauer under generisk gameplay, som vendte tættere på baseline-niveauer, da gameplayaktiviteten blev afbrudt. Selv om dette forslag er spekulativt, er der mindst to mulige forklaringer på, hvorfor videospil ville fremkalde toniske aktiveringer i striatum. For det første kunne sådanne aktiveringer, især under aktivt spil, afspejle den iboende givende karakter af at spille i sig selv (jf. Przybylski et al., 2010; se også Koepp et al., 1998). Vores resultater understøtter foreløbigt denne opfattelse, i betragtning af at de striatale og mesiale deaktiveringer forårsaget af spilbegivenheder (sejre og tab) under aktiv versus stedfortrædende gameplay var korreleret med spillernes positive påvirkning af selvvurderinger for de tilsvarende hele sessioner. For det andet er det muligt, at toniske striatale aktiveringer vil afspejle vedvarende forventningsfulde snarere end hedoniske belønningsprocesser - det vil sige 'ønsker' snarere end at 'lide' komponenter i belønning (se Berridge, 2007; Diekhof et al., 2012). Dette er en plausibel forklaring i betragtning af, at i vores hurtige videospil (med 20-30 s. Gennemsnitlige rundevarigheder; se tabel 1), alle aktiviteter efter starten af ​​en ny spilrunde (dvs. at finde og engagere modstanderen) blev i sidste ende forbundet med belønningssøgning. Det er dog usikkert, hvorfor sådanne foregribende svar skal være større under aktivt end stedfortrædende spil. Desuden var anterior putamen (under aktivt spil) og nucleus accumbens (under både aktivt og stedfortrædende spil) følsomme også for at belønne resultater, da deres svar var større for sejre end tab. Forslagene om striatale reaktioner på forventede og opnåede belønninger udelukker ikke hinanden. Faktisk viste en nylig metaanalyse af hjernebilledundersøgelser, at ventral striatum, i modsætning til mPFC, er følsom over for både forventede og modtagne belønninger (Diekhof et al., 2012).

Ud over affektive evalueringer fremkaldte aktive og sædvanlige spilleforhold forskellige differentierede rumlige tilstedeværelse og flowoplevelser. Rumlig tilstedeværelse er blevet forbundet med aktiveringer i et bredt netværk, herunder ventral visuel strøm, parietal cortex, premotorisk cortex og hjernestammen (Jäncke et al., 2009). Interessant nok viste vores resultater, at ud over striatumet også disse regioner viste stærke deaktiveringer under vind- og tabshændelser under aktiv afspilning (jf. Tabel 2). Det er derfor muligt, at også netværket, der bidrager til oplevelsen af ​​rumlig tilstedeværelse, viste toniske aktiveringer under aktiv afspilning, som vendte tilbage til basislinjeniveau efter vind- og tabshændelser. Ikke desto mindre er det klart, at fremtidige undersøgelser er nødvendige for at sprede toniske og fasiske fMRI-aktiveringer og deres adfærdsmæssige korrelater (fx rumlig tilstedeværelse) under videospil.

I tråd med tilskrivningsteorien (Weiner, 1985) bekræftede spilleres selvvurderinger, at tab blev opfattet som mere ubehagelige under aktivt end vikarierende spil, selvom de eksterne monetære belønninger og straffe for sejre og tab var identiske under aktivt og stedfortrædende spil betingelser. Den opfattede behagelighed af win-events under aktivt spil var også knyttet til individuelle forskelle i appetitlig motivation (dvs. tendens til sjovssøgning). Vores resultater tilvejebragte ikke desto mindre bevis for associering mellem spilleres behagelige selvvurderinger og deres fMRI-reaktioner på sejr- og tabshændelser generelt eller mellem de aktive og stedfortrædende spilleaktiviteter. Det skal dog bemærkes, at spillerne kun foretog to evalueringer med hensyn til henholdsvis alle sejrs- og tabshændelser i et spil, og det er muligt, at sådanne samlede evalueringer muligvis ikke har været så nøjagtige som post-hoc-evalueringer for alle spilbegivenheder ville have været. I fremtiden kunne dette problem løses ved at vise deltagerne videooptagelse af deres gameplay-sessioner og bede dem om løbende at bedømme deres følelsesmæssige følelser under gameplayet; denne teknik har vist sig at være vellykket f.eks. når man studerer hjernebasis af følelser fremkaldt af film (Nummenmaa et al., 2012) og allerede anvendt i tidligere fMRI-spilundersøgelser (Klasen et al., 2008).

Vores fagpersoner brugte præcisionshåndhandlinger til at manipulere joysticket, og det er derfor afgørende at kontrollere sensorimotoriske processer relateret til erhvervelse af belønninger, især fordi striatum også er involveret i sensorimotorisk kontrol over korrigerende håndbevægelser (Siebner et al., 2001; Turner et al., 2003). Dette problem er især vigtigt for vind- og tabshændelser, da disse hændelser typisk efterfølges af forskellige ændringer i bevægelseskrav (fx fortsættelse af gameplay vs. total immobilitet). Efter vores viden har tidligere hjernedannelsesstudier imidlertid ikke eksplicit forsøgt at kontrollere joystickbevægelsen. Selv efter at vi inkluderede kontinuerlige konfronteregressorer både for overordnede bevægelser og for bevægelsesretningsændringer, viste vores resultater tydeligt lignende striatale effekter for videospilspilhændelser som tidligere rapporteret (Klasen et al., 2012), hvilket indebærer, at sådanne resultater ikke kan redegøres for sensorimotoriske effekter. Ikke desto mindre kan virkningerne af forskellige bevægelseskrav efter gevinst og tabshændelser studeres mere eksplicit i fremtiden; for eksempel ved at manipulere om afspilleren er i stand til at bevæge sig efter bestemte spilbegivenheder eller ej. Fremtidige undersøgelser med eksplicit fokus på at teste rollen som belønningsforventning i forhold til belønning modtagelse i striatal respons bør også gennemføres. Sådanne undersøgelser bør udnytte langsommere spil med tilstrækkelig lang varighed mellem kritiske handlinger (såsom optagelse) og deres resultater.

Selvom den foreliggende prøvestørrelse var sammenlignelig med de af flere nyere fMRI-undersøgelser, der benyttede videospilstimuli (Mathiak og Weber, 2006; Weber et al., 2006; Mobbs et al., 2007; Ko et al., 2009; Mathiak et al. , 2011; Klasen et al., 2012) skal fremtidige undersøgelser overveje at anvende større stikstørrelser for at opdage potentielt mere finkornede forskelle mellem aktiv og sædvanlig gameplay. Vi gennemførte retrospektiv effektanalyse for vores data ved hjælp af G * Power-software (Faul et al., 2007) for at estimere de minimale stikstørrelser, der skal anvendes i fremtidige studier inden for emner for at opdage lignende effekter med 80% statistisk effekt (ved 5% signifikansniveau). Disse beregninger viste, at fem deltagere ville være tilstrækkelige til at detektere lignende gevinst kontra tabsresponser i de ventrale anterior putamen (M = 1.90, SD = 0.95 og γ = 2.0). For at replikere differensgevinsten i forhold til tabsreaktioner under aktiv versus vicarious spil i samme region, skal der imidlertid anvendes en større prøve på mindst 13 deltagere (M = 1.16, SD = 1.35, γ = 0.86). Som den foreliggende undersøgelse har vist, muliggør automatisk annotering af gameplayhændelser let erhvervelse af store datasæt fra naturalistiske videospilafspilningsopgaver.

Afslutningsvis har vi vist ved hjælp af nye opgaver til videospil at striatale og frontale dopaminerge belønningskredsløbsknuder reagerer forskelligt på sejre og tab under aktiv og stedfortrædende gameplay. Specifikt var den striatale knude (især anterior putamen) mere følsom over for sejre end tab kun under aktivt spil, mens frontknuden (omPFC) viste stærkere svar på sejre end tab uanset aktivitet. Disse resultater fremhæver striatumets rolle i kodning af selv erhvervet versus passivt opnåede belønninger under fritgående motiveret adfærd. Selvom den audiovisuelle stimulering fra moderne videospil kan være givende i sig selv, afhænger den neurale understøttelse af hedoniske og aversive oplevelser under videospil også klart af spillernes aktive engagement i spillet. Det striatal belønningsproces kredsløb, der er undersøgt i den nuværende undersøgelse, bidrager sandsynligvis til det motiverende træk ved videospil.

Interessekonflikterklæring

Forfatterne erklærer, at forskningen blev gennemført i mangel af kommercielle eller økonomiske forhold, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
Tak

Vi takker Marita Kattelus for hendes hjælp med fMRI dataindsamling og de frivillige deltagere for at gøre denne undersøgelse mulig. Dette arbejde har modtaget finansiel støtte fra Aalto-universitetets aivoAALTO-forskningsprojekt, Finlands Akademi (bevillingsnumre #129678, #131483 til Riitta Hari, #251125 til Lauri Nummenmaa), Det Europæiske Forskningsråd (#232946 til Riitta Hari) og Emil Aaltonen Foundation (#595100 til Jari Kätsyri).

Referencer