Internet-Game-Overuse ist mit einer Änderung der funktionellen Funktion des Fronto-Striatums während der Feedback-Feedback-Verarbeitung (2018) verbunden

Schwächere vmPFC-Konnektivität mit dem Caudatkern

Es ist bekannt, dass vmPFC an der Übersetzung von Belohnungen in Repräsentationen des subjektiven Werts beteiligt ist (39, 42). Es hat wechselseitige Verbindungen mit dem Striatum für kognitive und affektive / emotionale Funktionen (43, 44). Unsere Ergebnisse zeigen eine dissoziierte funktionelle Kopplung des vmPFC mit mit IGO assoziierten Unterregionen des Striatum: schwächere funktionelle Konnektivität mit dem dorsalen Striatum (dh dem Nucleus caudatus) und stärkere Konnektivität mit dem ventralen Striatum (dh NAcc).

Der Nucleus caudatus ist die Zielregion von Dopamin-Projektionsneuronen in der Substantia nigra und ist dafür bekannt, dass er während des Belohnungslernens an der Kodierung von Aktions-Ergebnis-Assoziationen beteiligt ist (45). Es ist eine der Gehirnregionen, in denen IGD-assoziierte Anomalien in molekularen (46), strukturell (47, 48) und Funktionsstudien (17). Beispielsweise zeigen junge Erwachsene mit Internetsucht eine verminderte Verfügbarkeit des Dopamin-D2-Rezeptors im bilateralen Dorsalkaudat, und die anhand der IAT-Skalen gemessene Schwere der Internetsucht hängt negativ mit der Verfügbarkeit des Dopamin-D2-Rezeptors im linken Caudat zusammen (46). IGD-Individuen scheinen auch ein erhöhtes Volumen der grauen Substanz im Caudat zu haben, zusammen mit einer beeinträchtigten kognitiven Kontrollleistung (47). Dong et al. (17) berichteten über eine verringerte Aktivierung von Caudat bei Personen mit Internetsucht während der Entscheidungsfindung im Zusammenhang mit "kontinuierlichen" Gewinnen, was auf eine unzureichende Aufmerksamkeit gegenüber früheren Verhaltensweisen und deren Ergebnissen schließen lässt.

Sowohl im Caudat-Kern als auch im vmPFC wurde über Gehirnaktivierungen als Reaktion auf positives Feedback berichtet, insbesondere wenn Feedback Informationen für zukünftiges Verhalten enthält (49). Es wurde gezeigt, dass die anatomische Stärke der Verbindung zwischen Caudat und vmPFC die Flexibilität der zielgerichteten Aktion vorhersagt (50). Die in der IGO-Gruppe dieser Studie gefundene beeinträchtigte funktionale Kommunikation zwischen dem dorsalen Striatum und vmPFC impliziert, dass eine anormale Entscheidungsfindung oder ein Versagen der Verhaltensanpassung für die monetäre Belohnung eintreten sollte, zumal ähnliche Ergebnisse bei anderen Suchttypen berichtet wurden. Zum Beispiel haben Lee et al. (51) berichteten über eine reduzierte funktionelle Kopplung zwischen dem dorsalen Striatum und der orbitofrontalen Region, die den vmPFC umgibt, während einer Odd-Even-Pass-Aufgabe bei Personen mit Alkoholabhängigkeit in Verbindung mit ihrer dauerhaften Auswahl an maladaptiven Entscheidungen. Es wurde jedoch kein Zusammenhang zwischen der schwachen vMPFC-Dorsalstriatum-Konnektivität von IGO und der Lernleistung zur monetären Belohnung gefunden.

Stärkere vmPFC-Konnektivität mit dem Nukleus Accumbens

Im Gegensatz zur vmPFC-Caudat-Nukleus-Konnektivität wurde die vmPFC-NAcc-Konnektivität in der IGO-Gruppe erhöht. Es wurde vorgeschlagen, dass der NAcc als einer der Hauptbestandteile des ventralen Striatum daran beteiligt ist, Anreizwirkung einem lohnenden Stimulus zuzuordnen. Es wurde vorgeschlagen, dass der vmPFC-NAcc-Kreislauf ein neuropathologischer Suchmechanismus ist (52). Zum Beispiel besteht eine erhöhte funktionelle Konnektivität zwischen dem ventralen Striatum und dem vmPFC bei heroinabhängigen Personen im Ruhezustand (53). Eine erhöhte vmPFC-NAcc-Konnektivität wurde auch bei alkoholabhängigen jungen Erwachsenen während der Belohnungsverarbeitung berichtet, und individuelle Unterschiede in dieser Konnektivität wurden mit der Häufigkeit des Alkoholkonsums in Verbindung gebracht (54).

Unsere Ergebnisse stimmen mit den Schlussfolgerungen von Volkow et al. (55), der vorschlug, dass die Sucht sich auf "JETZT" -Schaltkreise bezieht, wobei ein erhöhter vmPFC / NAcc-Schaltkreis die Wahl einer unmittelbaren Belohnung bevorzugt. Der aktuelle Befund der vmPFC-NAcc-Kopplung in der IGO-Gruppe steht im Einklang mit den pathologischen Veränderungen der neuronalen Mechanismen, die an der Belohnungswertverarbeitung in der Substanzabhängigkeit beteiligt sind, insbesondere innerhalb der "fehlenden" Schaltkreise.

Obwohl eine negative Korrelation zwischen der funktionalen Konnektivität von vmPFC-NAcc und der korrekten Aufenthaltsrate für die monetäre Belohnung bestand, sollte bei der Interpretation dieses Befundes mit Vorsicht vorgegangen werden. Beachten Sie, dass zwei Personen der IGO-Gruppe, deren Stärken der funktionellen Konnektivität von vmPFC-NAcc während der Bereitstellung der Geldprämie stark verbessert wurden, die niedrigste Rate für den korrekten Aufenthalt aufwiesen. Insbesondere könnte ein Teilnehmer der IGO-Gruppe als statistischer Ausreißer identifiziert werden [Cook's Distance-Methode; ((56)]. Die negative Korrelation, die ursprünglich in der IGO-Gruppe gefunden wurde [r₍₁₆₎ = -0.516, p = 0.028] ist nicht mehr von Bedeutung, wenn dieser Ausreißer aus der Analyse entfernt wird [r₍₁₅₎= -0.233, p = 0.369]. Alternativ denken wir, dass dieser Ausreißer nur das extreme Beispiel für diese negative Beziehung ist, in der der Teilnehmer mit der am besten verbesserten vmPFC-NAcc-Funktionskopplung für die monetäre Belohnung die größte kognitive Störung bei der Verarbeitung von Belohnungsrückmeldungen erfahren würde. Die geringe Leistung dieses Teilnehmers war nur für die finanzielle Belohnung spezifisch (0.65: gemittelte korrekte Aufenthaltsrate der IGO-Gruppe = 0.941; SD = 0.094), nicht zur symbolischen Belohnung (0.77: gemittelte Rate des richtigen Aufenthalts der IGO-Gruppe = 0.822; SD = 0.179). Dies deutet darauf hin, dass die schlechte Verhaltensleistung des Ausreißers nicht mit einem Missverständnis der Aufgabenanweisungen oder einer schlechten Lernfähigkeit im Allgemeinen verbunden war. Darüber hinaus bestand ein ähnlicher Trend einer negativen Beziehung auch in der normalen Kontrollgruppe [r₍₁₈₎ = -0.440, p = 0.052], was darauf hinweist, dass die erhöhte vmPFC-NAcc-Funktionskopplung unabhängig von IGO-Problemen mit einer geringen Lernleistung für die finanzielle Belohnung verbunden war. Diese Interpretation wird durch einen früheren Bericht gestützt, der besagt, dass bei gesunden Teilnehmern Personen mit erhöhter ventraler Striatum-vmPFC-Konnektivität während einer Verzögerungsrabattierungsaufgabe eine stärkere impulsive Verhaltenstendenz zeigten (57). Der derzeitige Befund einer verstärkten funktionalen Konnektivität von vmPFC-NAcc in der IGO-Gruppe kann als ein ähnlicher pathologischer Mechanismus für eine gesteigerte Salienz innerhalb "fehlender" Schaltkreise verstanden werden (58). Mit anderen Worten, die verbesserte vmPFC-NAcc-Kopplung für den Belohnungsanreiz bei IGO-Individuen kann mit einer stärkeren Ausprägungsreaktion für die Belohnung zusammenhängen, die einen möglichen zugrundeliegenden Mechanismus eines problematischen Internet-Überbeanspruchungsverhaltens für herausragende Anreize darstellen kann.

Schwächere VS-Konnektivität mit dem dorsalen anterioren cingulären Cortex

Unsere Untersuchung der aufgabenbasierten funktionellen VS-Konnektivität ergab, dass IGO-Individuen im Vergleich zur Kontrollgruppe eine schwächere VS-dACC-Kopplung aufweisen. Diese reduzierte funktionale Kopplung zwischen ventralem Striatum und dACC stimmt mit früheren Befunden überein. Es wurde gezeigt, dass die intrinsische Konnektivität des ventralen Striatum-dACC mit einem höheren Schweregrad des Nikotins zusammenhängt (59) und Kokainsucht (60). Auch Crane et al. (61) haben berichtet, dass die Hochrisikogruppe bei Alkoholmissbrauch (z. B. Binge-Drinker) Schwierigkeiten hat, dieses Netzwerk während der Belohnungsverarbeitung zu nutzen.

Im Rahmen des Lernens spielt der dACC eine wichtige Rolle bei der Kodierung von Action-Outcome-Assoziationen, einschließlich der Integration der Belohnungsgeschichte, um Entscheidungen für mögliche Belohnungen zu treffen (62, 63). Es wurde auch vorgeschlagen, daran mitzuwirken, dass während des Lernens Aufmerksamkeit erforderlich ist (64). Es wurden Anomalien in der dACC-Funktion für die Feedback-Verarbeitung bei IGD-Personen berichtet. Yau et al. (65) stellten fest, dass Jugendliche mit problematischer Internetnutzung die negative Negativität und die P300-Amplituden während der Risikobereitschaft abgestumpft haben, was auf eine anomale ACC-Funktion in der frühen und späten Feedbackverarbeitung hindeutet. Da VS auch eine kritische Hirnregion für belohnungsbezogenes Lernen ist (66) sowie für die Prämienbearbeitung (67) muss die funktionale Kopplung zwischen VS und dACC eine entscheidende Rolle beim Feedback-Lernen spielen, bei dem die Ergebniswerte für ausgewählte Antworten aktualisiert werden. Eine veränderte VS-dACC-Funktionskopplung in der IGO-Gruppe könnte daher auf eine Schwierigkeit bei der Darstellung von Wertsignalen hindeuten, die an Action-Outcome-Beziehungen gebunden sind, was wiederum zu Lernproblemen führen kann, obwohl eine Beeinträchtigung der Lernleistung für die monetäre Belohnung nicht beobachtet wurde.

Schwächere VS-Konnektivität mit anderen kortikalen und subkortikalen Regionen

In Verbindung mit IGO fanden wir im vlPFC, Precuneus und lingualen Gyrus weitverbreitete abnormale funktionelle Kopplungen. Diese Regionen sind beim Feedback-Lernen an verschiedenen kognitiven Kontrollen beteiligt. Der vlPFC ist beispielsweise dafür bekannt, flexibles zielgerichtetes Verhalten durch die Integration von Motivationsinformationen aus subkortikalen Bereichen zu lenken (68, 69). Der Precuneus und der Lingualgyrus werden als Reaktion auf die monetäre Belohnung während des Umkehrlernens aktiviert, wenn eine Belohnung als ein Signal zum Umkehren der Rollen gegeben wird (70). Nach Dong et al. (71) Bei IGD-Patienten ist die Aktivierung des unteren Frontalkortex reduziert, wenn riskante Entscheidungen getroffen werden. Die reduzierte funktionale Konnektivität zwischen VS und den verschiedenen kortikalen Regionen in der IGO-Gruppe der aktuellen Studie deutet auf eine eingeschränkte kognitive Kontrolle der Feedbackverarbeitung hin, wenn eine monetäre Belohnung als positives Feedback gegeben wird.

Wir fanden auch heraus, dass die IGO-Gruppe während der monetären Belohnungsverarbeitung eine schwächere funktionelle VS-Verbindung mit dem Pallidum aufwies. Das Pallidum erhält efferente Verbindungen vom ventralen Striatum, insbesondere vom NAcc, und sendet über Relais durch den Thalamus ein Signal an den Cortex (72). Es ist bekannt, dass das Pallidum hauptsächlich mit motorischen Funktionen zusammenhängt, aber auch eine Rolle bei der Verarbeitung von Belohnungen wurde ausführlich diskutiert (73). Zhai et al. (74) berichteten, dass IGD mit einer verminderten Effizienz der weißen Substanz im Pallidum zusammenhängt. VS und Pallidum sind beide an der hedonischen Wirkung der Sucht beteiligt, von der angenommen wird, dass sie durch Opioidsysteme vermittelt wird (75), spekulieren wir, dass eine reduzierte funktionelle VS-Pallidum-Konnektivität bei IGO-Individuen möglicherweise ein geringeres hedonisches Vergnügen als monetäre Belohnung widerspiegelt. Diese Interpretation steht im Einklang mit einem theoretischen Suchtmodell, das verringerte hedonische Sollwerte beinhaltet (76).

Warum sind Auswirkungen auf die funktionale Konnektivität nur für die finanzielle Belohnung?

Nur für die finanzielle Belohnung zeigte die IGO-Gruppe veränderte funktionale Konnektivitäten mit entweder schwächeren, stärkeren oder stärkeren Mustern. Während des Feedback-Lernens waren sich die Teilnehmer bewusst, dass eine korrekte Antwort entweder zu einer finanziellen oder zu einer symbolischen Belohnung führen kann. Da sie nicht darüber informiert worden waren, auf welchen Lernreiz eine monetäre Belohnung im Gegensatz zu einer symbolischen Belohnung folgen sollte, hätte die Lieferung einer monetären Belohnung im Vergleich zu einer symbolischen Belohnung eine größere Motivationskraft gehabt. Dass diese Effekte auf die IGO-Gruppe beschränkt waren, deutet darauf hin, dass diese Ausprägung mehr Einfluss auf IGO-Individuen als auf Kontrollen hatte.

Trotz der bei IGO-Individuen beobachteten funktionalen Konnektivitätseffekte zur monetären Belohnung konnten wir in der IGO-Gruppe keine Lernbeeinträchtigung hinsichtlich der monetären Belohnung im Vergleich zu Kontrollen feststellen. Ein möglicher Grund dafür könnte ein Deckeneffekt sein. In diesem Feedback-Lernparadigma, bei dem jedes Feedback auf einer deterministischen Kontingenz zwischen Stimulus und Ergebnis beruhte, war die durchschnittliche Rate des korrekten Aufenthalts für die monetäre Belohnung in beiden Gruppen sehr hoch (IGO-Gruppe: M = 0.94, SD = 0.09; Kontrollgruppe: M = 0.95, SD = 0.04). Folglich wäre es schwierig, eine Lernbeeinträchtigung für das Lernen aus monetärer Belohnung zu lösen, selbst in der IGO-Gruppe. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass IGO-Individuen sich auf andere kompensatorische kognitive Ressourcen verlassen können, um die SR-Assoziationen zu lernen, was zu einer ähnlichen Leistung führt wie die Kontrollen. Wir fanden jedoch keine Belege für die Kompensationshypothese, da die meisten untersuchten funktionellen Netzwerke in der IGO-Gruppe schwächer waren als in Kontrollen. Für den einzigen Fall einer erhöhten funktionalen Konnektivität in der IGO-Gruppe (dh vmPFC-NAcc-Kopplung) war der Zusammenhang mit der Verhaltensleistung das Gegenteil der Erwartung: Personen mit einer stärkeren vmPFC-NAcc-Kopplung für die monetäre Belohnung zeigten eine verringerte Tendenz zur Wahl des gleiche Antwort in späteren Anlässen. Wenn es einen kompensatorischen Mechanismus für die Überwindung von Lernbeeinträchtigungen für die Belohnungsrückmeldung in IGO gibt, muss dieser außerhalb der vmPFC- oder VS-Kopplungsnetzwerke vorhanden sein. Abschließend sollte die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, dass kompensatorische Mechanismen von IGO nicht während der in der aktuellen Studie untersuchten Zeit der Feedbackverarbeitung auftreten, sondern während des Intervalls zwischen den Studien (Arbeitsgedächtnisstrategie) oder während der Stimuluspräsentation / Antwortauswahl. In Übereinstimmung mit dieser Idee wurde ein früherer Bericht (1) schlägt vor, dass IGO-Individuen eine Arbeitsgedächtnisstrategie speziell für die monetäre Belohnung rekrutierten, um die Beeinträchtigung der Belohnung für das Lernen auszugleichen.

Vorbehalte und Einschränkungen

Obwohl wir in der IGO-Gruppe unterschiedliche funktionale Konnektivitätsmuster von VS und vmPFC beobachteten, war der Grad dieser Anomalien nicht mit der Schwere der Symptome der Internet-Spielsucht verbunden. Die Anomalien in den funktionalen Netzwerken, die an der Verarbeitung von Belohnungsinformationen beteiligt sind, könnten auf die starke Nutzung von Internet-Spielen durch die IGO-Personen zurückzuführen sein. Diese Möglichkeit wurde jedoch von unseren Daten nicht unterstützt, da wir keine Korrelation zwischen der für Spiele aufgewendeten Zeit und den Konnektivitätsstärken feststellen konnten. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, dass die Schwere der Sucht möglicherweise keine lineare Beziehung zum Grad der Anomalien bei der Belohnungsverarbeitung aufweist. Ein weiterer Grund ist, dass Personen mit bestimmten inhärenten, bereits vorhandenen funktionalen Netzwerkfunktionen möglicherweise häufiger in Probleme mit übermäßiger Nutzung von Spielen geraten. Zum Beispiel kann Gelegenheitsspielaktivitäten für diejenigen problematisch werden, die bei der Verarbeitung kognitiver / Aufmerksamkeitsanforderungen zur Kontrolle der Umgebung relativ ineffizient sind, wenn sie Freude an herausragenden Belohnungen haben, wodurch solche ansonsten normalen Personen einem Risiko für IGD ausgesetzt werden. Längsschnittstudien sind erforderlich, um die langfristigen Auswirkungen der Nutzung von Internetspielen oder Risikofaktoren bei der Informationsverarbeitung zu untersuchen.

Depression und Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wurden in die Belohnungsverarbeitung einbezogen (77, 78), die beide auch bekannte psychiatrische Begleiterkrankungen von IGD sind (79). Die Veränderungen in den funktionellen Konnektivitätsmustern, die wir in der IGO-Gruppe beobachteten, standen in keinem Zusammenhang mit den Begleiterkrankungen von IGD, wie Depressionen oder Impulsivität. Da bei funktionalen Gehirnnetzwerken Gruppenunterschiede für die monetäre Belohnung beobachtet wurden, von denen bekannt ist, dass sie an der Ausprägung und der kognitiven Kontrolle der Belohnung beteiligt sind, ist es vernünftig anzunehmen, dass diese Unterschiede mit der Verarbeitung von Belohnungsinformationen zusammenhängen. Daher sind die Unterschiede in der Informationsverarbeitung zur monetären Belohnung wahrscheinlich kritische IGD-Merkmale, die unabhängig von Persönlichkeitsmerkmalen oder emotionalen Störungen auftreten können.

Es ist wichtig, einige Einschränkungen dieses Berichts zu diskutieren. Unsere IGO-Gruppe bestand aus jungen Männern, die als "gefährdet" von IGD angesehen wurden. Bei der Verallgemeinerung unserer Ergebnisse auf IGO-Frauen oder auf Männer oder Frauen, die klinisch mit IGD diagnostiziert werden, ist Vorsicht geboten (80). Ein weiteres Problem ist die Verwendung eines festen Intervalls zwischen den Stimuli und der Rückmeldungsanzeige, wie es für SR-Assoziationslernparadigmen typisch ist. Dieses festgelegte Intervall könnte dazu geführt haben, dass die Bildgebungsdaten für die rückkopplungsbezogene Aktivierung durch die Restaktivität aus der Rückkopplungsvoraussetzungsperiode (dh Ankündigungspräsentation oder Reaktionsbeginn) beeinflusst werden. In einer früheren Studie, die den Belohnungsprädiktionsfehler in der IGD untersuchte, ergab sich eine abgestumpfte VS-Aktivierung während der Cue-Verarbeitung (81). Schließlich sollte man bedenken, dass der Ansatz der funktionalen Konnektivität keine direkten oder kausalen Beziehungen zwischen zwei Regionen aufzeigt, obwohl einige unserer Interpretationen auf spezifische anatomische Zusammenhänge in Tierstudien zurückzuführen sind.