Biomed Res Int. 2015; 2015: 378675. Epub 2015 Mar 24.
Volume 2015 (2015), Artikel-ID 378675, 9-Seiten
http://dx.doi.org/10.1155/2015/378675
Yunqi Zhu, 1,2,3,4 Hong Zhang, 1,2,3,4 und Mei Tian1,2,3,4
1Department für Nuklearmedizin, Das Zweite Krankenhaus der Medizinischen Fakultät der Zhejiang University, 88 Jiefang Road, Hangzhou, Zhejiang 310009, China
Medizinisches PET-Zentrum der Universität 2Zhejiang, Hangzhou 310009, China
3Institut für Nuklearmedizin und molekulare Bildgebung, Zhejiang University, Hangzhou 310009, China
4Key Laboratorium für medizinische molekulare Bildgebung der Provinz Zhejiang, Hangzhou 310009, China
18 im Juli erhalten 2014; Akzeptierte 8 Oktober 2014
Akademischer Herausgeber: Ali Cahid Civelek
Copyright © 2015 Yunqi Zhu et al. Dies ist ein Open Access-Artikel, der unter der Creative Commons Attribution License vertrieben wird und die uneingeschränkte Verwendung, Verbreitung und Vervielfältigung in jedem Medium gestattet, sofern das Originalwerk ordnungsgemäß zitiert wird.
Abstrakt
Eine missbräuchliche Verwendung des Internets führt zu Internetsucht (IA), die mit verschiedenen negativen Folgen verbunden ist. Molekulare und funktionelle Bildgebungstechniken wurden zunehmend zur Analyse neurobiologischer Veränderungen und neurochemischer Korrelate von IA eingesetzt. Dieser Aufsatz fasst molekulare und funktionelle Bildgebungsergebnisse zu neurobiologischen Mechanismen der IA zusammen und konzentriert sich dabei auf die Magnetresonanztomographie (MRI) und nukleare Bildgebungsmodalitäten, einschließlich Positronenemissionstomographie (PET) und Einzelphotonenemissions-Computertomographie (SPECT). MRT-Studien zeigen, dass strukturelle Veränderungen im Frontalkortex mit funktionellen Anomalien bei Internet-abhängigen Probanden zusammenhängen. Ergebnisse der nuklearen Bildgebung deuten darauf hin, dass IA mit einer Funktionsstörung der dopaminergen Systeme im Gehirn zusammenhängt. Eine abnorme Dopaminregulation des präfrontalen Kortex (PFC) könnte dem verbesserten Motivationswert und dem unkontrollierten Verhalten gegenüber Internet-Überbeanspruchungen bei süchtigen Personen zugrunde liegen. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um bestimmte Veränderungen im Internet-süchtig machenden Gehirn sowie deren Auswirkungen auf Verhalten und Wahrnehmung zu ermitteln.
1. Einleitung
Die Abhängigkeit von Substanzen oder Aktivitäten kann die Gesundheit der Menschen stark beeinträchtigen und manchmal zu schwerwiegenden sozialen Problemen führen [1 – 3]. Beispielsweise kann eine missbräuchliche Nutzung des Internet zur Entwicklung einer Verhaltensabhängigkeit führen, was zu erheblichen klinischen Beeinträchtigungen oder Belastungen führt [4]. Vor kurzem hat die Forschung über Internetabhängigkeit (IA), insbesondere die Internet-Gaming-Störung (IGD), sowohl quantitativ als auch qualitativ zugenommen [5, 6]. IA wird in der Regel als Unfähigkeit von Individuen definiert, ihre Internetnutzung zu kontrollieren, was zu erheblichen psychischen, sozialen und / oder arbeitsbedingten Schwierigkeiten führt [7]. IA ist mit verschiedenen negativen Konsequenzen verbunden, z. B. mit Opfern realer Aktivitäten, mangelnder Aufmerksamkeit, Aggression und Feindseligkeit, Stress, dysfunktionellem Bewältigen, schlechterer akademischer Leistung, geringem Wohlbefinden und hoher Einsamkeit [5].
Während IA die wachsende Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Welt auf sich gezogen hat, gibt es derzeit keine Standard-Diagnosekriterien. Zur Quantifizierung der Folgenabschätzung wurden mehrere Diagnosekriterien vorgeschlagen. Das am häufigsten verwendete Diagnosekriterium ist der Young's Diagnostic Questionnaire [8 – 10]. Basierend auf dem Diagnose- und Statistikhandbuch für psychische Störungen (DSM-IV) entwickelte Young zunächst einen kurzen acht Punkte umfassenden Fragebogen, in dem die Folgenabschätzung [8] bewertet wurde. Bei der Anwendung dieser Kriterien wurden Teilnehmer mit fünf oder mehr der acht in den letzten 6-Monaten vorgestellten Kriterien als IA eingestuft. Young erstellte außerdem einen Fragebogen zum 20-Artikel, den Internet Addiction Test [10]. Im 20-Item-Fragebogen basiert jeder Artikel auf einer 5-Punkt-Likert-Skala, die den Grad der durch die Internetnutzung verursachten Probleme auswertet. Scores über 50 weisen auf gelegentliche oder häufige Internetprobleme hin und Scores über 80 auf signifikante IA-bedingte Lebensprobleme [10]. Der Internet-Abhängigkeitstest erwies sich als gültiges und zuverlässiges Instrument zur Klassifizierung von IA [11]. Weitere diagnostische Kriterien und Screening-Instrumente wurden ebenfalls erstellt und zur Bewertung der IA [12-16] verwendet.
Als wichtiger Untertyp von IA hat die IGD immer mehr Aufmerksamkeit von der ganzen Welt gewonnen. IGD wurde in den Anhang des DSM-V aufgenommen, um zusätzliche Studien zu fördern [4]. Das DSM-V beschreibt IGD als "dauerhafte und wiederkehrende Nutzung des Internets für Spiele, oft mit anderen Spielern, die zu klinisch signifikanten Beeinträchtigungen oder Leiden führen, wie durch fünf oder mehr (Kriterien) in einem 12-Monat angegeben wird". 5].
In den letzten Jahren wurden zunehmend molekulare und funktionelle Bildgebungstechniken eingesetzt, um den neurobiologischen Mechanismus der IA zu untersuchen. Die molekulare Bildgebung ist ein sich rasch entwickelndes Gebiet, das krankheitsspezifische molekulare Informationen durch diagnostische Bildgebungsstudien bereitstellt [17]. Der Begriff molekulare Bildgebung kann als In-vivo-Charakterisierung und Messung biologischer Prozesse auf zellulärer und molekularer Ebene definiert werden [18]. Um die Folgenabschätzung zu verhindern und zu behandeln, ist es wichtig, die zugrunde liegenden Mechanismen genau zu verstehen. Technologische Fortschritte haben dazu geführt, dass sowohl strukturelle als auch funktionelle Gehirnbildgebungsmodalitäten, z. B. Magnetresonanztomographie (MRI), Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT), bei der Diagnose verschiedener eingesetzt werden klinische Erkrankungen sowie die Studie von IA. Hier betrachten wir die neuesten molekularen und funktionalen Bildgebungsstudien, die einen Einblick in die neurobiologischen Mechanismen von IA gegeben haben und sich insbesondere auf MRI- und PET-Bildgebungsverfahren konzentrieren.
2. MRI-Befunde
MRI ist eine sehr vielseitige Bildgebungsmodalität, die Magnet- und Hochfrequenzenergie verwendet, um die innere Struktur und die Gewebemorphologie des Körpers zu visualisieren [19]. Der Hauptvorteil der MRI als molekulare Bildgebungsmodalität ist die hohe räumliche Auflösung (Mikrometer), mit der physiologische und anatomische Informationen gleichzeitig extrahiert werden können. Bei der funktionellen MRI (fMRI) handelt es sich um eine nichtinvasive Technik, mit der Änderungen der metabolischen Aktivität im Gehirn überwacht werden können (20). Es wurde nachgewiesen, dass eine Erhöhung der neuronalen Aktivität in einer bestimmten Hirnregion zu einer Nettoerhöhung des sauerstoffhaltigen Blutflusses in dieser spezifischen Region führt [21]. Da desoxygeniertes Hämoglobin paramagnetisch und das sauerstoffhaltige Hämoglobin diamagnetisch ist, ermöglicht der Blutsauerstoffspiegel-abhängige (BOLD) -Kontrast die Untersuchung der regionalen Gehirnfunktion in verschiedenen Kontexten und kognitiven Anforderungen.
2.1. Strukturelle Veränderungen
Mittels MRI haben einige Studien gezeigt, dass strukturelle Veränderungen des Gehirns mit IA zusammenhängen. Unter Verwendung des Stroop-Farbworttests [22], der häufig zur Beurteilung der inhibitorischen Kontrolle verwendet wurde, wurde in einer Studie berichtet, dass Jugendliche mit IGD eine eingeschränkte Fähigkeit zur kognitiven Kontrolle [23] zeigten. Imaging-Ergebnisse zeigten, dass die mit der Exekutivfunktion assoziierten Gehirnregionen, z. B. der linke laterale Orbitofrontalkortex (OFC), der Insula-Cortex und der Entorhinalcortex, bei IGD-Probanden im Vergleich zu den Kontrollen eine verringerte Corticondicke aufwiesen (Abbildung 1). Darüber hinaus berichteten die Autoren, dass die verringerte kortikale Dicke der linken lateralen OFC mit der beeinträchtigten kognitiven Kontrollfähigkeit bei Jugendlichen mit IGD korrelierte. In einer anderen Studie wurde auch eine reduzierte Dicke der OFC von süchtigen Jugendlichen im Internet berichtet [24]. In Anbetracht der Ansicht, dass die OFC in die Pathologie von Drogen- und Verhaltensabhängigkeiten involviert ist [25, 26], legen die Autoren nahe, dass IA ähnliche neurobiologische Mechanismen mit anderen Abhängigkeiten teilt. Abgesehen von der geringeren Kortikalisdicke wurde auch eine erhöhte Kortikalisdicke im linken präzentralen Kortex, Precuneus, im mittleren Frontalkortex und im unteren temporalen und mittleren temporalen Kortikal [23] beobachtet (Abbildung 1). Der Precuneus ist mit visuellen Bildern, Aufmerksamkeit und Speicherabrufen verbunden [27]. Es wurde gezeigt, dass der inferiore temporale Kortex und der mittlere frontale Kortex am Verlangen durch Drogenkurse beteiligt sind [28, 29]. Daher deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die erhöhten kortikalen Dickenbereiche bei IGD mit dem Verlangen nach Spielereignissen zusammenhängen können.
Abbildung 1: Kortikale Dickenunterschiede bei Jugendlichen mit IGD im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. Bei Jugendlichen mit IGD wurde im Vergleich zu gesunden Kontrollen eine erhöhte Kortikalisdicke in mehreren Regionen beobachtet, d. H. Der linke präzentrale Kortex, der Precuneus, der mittlere frontale Kortex und der untere temporale und mittlere temporale Cortex. Eine reduzierte kortikale Dicke in der linken lateralen OFC, der Insula cortex und des lingualen Gyrus wurde zusammen mit dem rechten postzentralen Gyrus, dem entorhinalen Kortex und dem unteren parietalen Kortex bei Jugendlichen mit IGD nachgewiesen [23].
Die Voxel-basierte Morphometrie ist eine unverzerrte Methode zur Charakterisierung von Unterschieden im Gehirnvolumen und der Gewebekonzentration in strukturellen Magnetresonanzbildern [30, 31]. Die Voxel-basierte Morphometrie war hilfreich bei der Erkennung subtiler struktureller Anomalien bei einer Vielzahl neurologischer Erkrankungen. Voxel-basierte Morphometriestudien zeigten, dass IGD-Jugendliche im linken vorderen cingulären Cortex (ACC), im linken hinteren cingulate Cortex (PCC), in der linken Insula und im linken Lingualgyrus [32] eine geringere Dichte der grauen Substanz aufwiesen. Unter Verwendung der gleichen Technik wurde ein vermindertes Volumen der grauen Substanz im bilateralen dorsolateralen PFC, im ergänzenden motorischen Bereich, in OFC, Kleinhirn und im linken Rostral-ACC bei einer anderen Gruppe von internetabhängigen Jugendlichen gefunden [33]. In einer dritten Voxel-basierten Morphometriestudie wurde eine Atrophie der grauen Substanz in der rechten OFC, der bilateralen Insula und dem rechten ergänzenden motorischen Bereich der IGD [34] berichtet. Die Ergebnisse der grauen Substanzatrophie dieser Studien waren nicht konsistent, was möglicherweise auf unterschiedliche Datenverarbeitungsmethoden zurückzuführen ist. Die PFC wurde in die Planung von komplexen kognitiven Verhaltensweisen, Persönlichkeitsausdrücken und Entscheidungsfindung einbezogen, die aus den dorsolateralen PFC, ACC und OFC [35] bestehen. Zahlreiche Imaging-Studien haben die Rolle des PFC in der Sucht ans Licht gebracht [36]. Es ist allgemein bekannt, dass der OFC eine Schlüsselrolle bei der Impulskontrolle und Entscheidungsfindung spielt [26, 37]. Untersuchungen zur funktionellen Bildgebung des Gehirns haben gezeigt, dass der dorsolaterale PFC und der rostrale ACC an der kognitiven Kontrolle beteiligt waren [38, 39]. Das reduzierte Volumen der grauen Substanz im PFC kann mit unkontrolliertem Verhalten bei Internetsüchtigen zusammenhängen, was grundlegende Symptome der Folgenabschätzung erklären kann. Es wurde vorgeschlagen, dass die Insula eine entscheidende Rolle bei der Sucht spielt [40]. Einige funktionelle Bildgebungsstudien belegen, dass die Insula für die explizite Motivation der Einnahme von Medikamenten erforderlich ist, und diese Funktion ist bei Drogenabhängigen üblich [41, 42]. Daher stimmen diese Ergebnisse mit früheren Befunden überein und verifizieren die notwendige Rolle des PFC und der Insula für die Sucht.
Diffusionstensor Imaging (DTI) ist ein Ansatz, um Fasern der weißen Substanz im Gehirn nichtinvasiv zu verfolgen. Die Diffusion von Wassermolekülen war entlang der Fasern der weißen Substanz viel schneller als senkrecht zu ihnen. Der Unterschied zwischen diesen beiden Bewegungen ist die Basis von DTI [43, 44]. DTI bietet einen Rahmen für die Erfassung, Analyse und Quantifizierung der Diffusionseigenschaften der weißen Substanz. Zusätzlich zu Anomalien der grauen Substanz wurden bei der IGD auch Anomalien der weißen Substanz vorgeschlagen. Eine Studie untersuchte mithilfe von DTI die Integrität der weißen Substanz bei Personen mit IGD [45]. Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen wurde im Thalamus eine erhöhte fraktionale Anisotropie und im IGD verbliebene PCC beobachtet. Darüber hinaus war eine höhere fraktionale Anisotropie im Thalamus mit einer größeren Schwere der IGD verbunden. In anderen Studien wurden auch Anomalien der weißen Substanz in anderen Hirnregionen berichtet. In einer Studie wurde beispielsweise sowohl eine verstärkte als auch eine verringerte fraktale Anisotropie berichtet, wobei die erhöhte fraktale Anisotropie im linken hinteren Teil der inneren Kapsel und die fraktale Anisotropie im rechten parahippocampalen Gyrus [33] verringert war. In einer anderen Studie wurde im Gehirn von Internetabhängigen, einschließlich PFC und ACC [46], eine signifikant niedrigere fraktionale Anisotropie berichtet. Es wurden jedoch keine Bereiche mit höherer fraktionaler Anisotropie gefunden. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei einer anderen Gruppe von Jugendlichen mit IGD [34] berichtet. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die IA-Störung weit verbreitete Anomalien der weißen Substanz aufweist, die mit einer gewissen Verhaltensstörung zusammenhängen können. Es ist zu beachten, dass die fraktionalen Anisotropieänderungen in den Gehirnbereichen in diesen Studien nicht konsistent sind, und die Inkonsistenz in diesen Studien bedarf weiterer Untersuchung.
2.2. Funktionelle Anomalien
Unter Verwendung der arteriellen Spinmarkierungsperfusion fMRI haben Feng et al. untersuchten die Auswirkungen der IGD auf den zerebralen Blutfluss im Ruhestand bei Jugendlichen [47]. Im Vergleich zu Kontrollpersonen zeigten Jugendliche mit IGD einen signifikant höheren globalen zerebralen Blutfluss im linken unteren Schläfenlappen / fusiförmigen Gyrus, linken parahippocampalen Gyrus / Amygdala, rechter medialer Frontallappen / ACC, linke Insula, rechte Insula, rechte mittlere Schläfengyrus, rechts präzentraler Gyrus, linker ergänzender motorischer Bereich, linker Kinguliergyrus und rechter unterer Parietallappen. Die meisten dieser Bereiche wurden in ein von Volkow et al. Vorgeschlagenes Modell aufgenommen. in denen Sucht ein Ungleichgewicht in der Informationsverarbeitung und Integration zwischen verschiedenen Gehirnkreisen und -funktionen darstellt [48]. Unter diesen Hirnarealen sind Amygdala und Hippocampus Teil eines Kreislaufs, der an Lernen und Gedächtnis beteiligt ist und mit Verlangen als Reaktion auf medikamentenassoziierte Anzeichen in Verbindung gebracht wurde [49]. Es ist bekannt, dass sowohl die Insula als auch die PFC eine entscheidende Rolle bei der Sucht spielen [36, 40]. Ein verminderter zerebraler Blutfluss wurde im linken mittleren Schläfengyrus, im linken mittleren Okzipitalgyrus und im rechten Cinguli-Gyrus bei IGD-Jugendlichen gefunden. Die Ergebnisse zeigen, dass IGD die Verteilung des zerebralen Blutflusses im Gehirn von Jugendlichen verändert. Es ist jedoch nicht klar, ob diese Veränderungen des zerebralen Blutflusses hauptsächlich neurologische Läsionen oder sekundäre Veränderungen widerspiegeln, um solche Schäden zu kompensieren.
Funktionelle Konnektivitätsstörungen werden auch bei Patienten mit IA beobachtet. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass Personen mit IGD im Vergleich zur Kontrollgruppe [50] eine erhöhte funktionelle Konnektivität im bilateralen Hinterhirn des Kleinhirns und im mittleren Schläfengyrus aufwiesen. Der bilaterale inferiore Parietallappen und der rechte untere Gyrus inferior zeigten eine verminderte Konnektivität. Eine andere Studie berichtete, dass Jugendliche mit IA eine verminderte funktionelle Konnektivität aufwiesen, die hauptsächlich kortiko-subkortikale Schaltkreise betraf, und bilaterale Putamen die am stärksten involvierte subkortikale Gehirnregion waren [51]. Diese Ergebnisse legen nahe, dass IA mit einer weit verbreiteten und signifikanten Abnahme der funktionalen Konnektivität eines verteilten Netzwerks verbunden ist.
Es wurde berichtet, dass Impulsivität mit IA [52] zusammenhängt. Die Fähigkeit, eine geplante motorische Reaktion zu unterdrücken, wird normalerweise mit Stop-Signal- oder Go / No-Go-Paradigmen untersucht [53]. Eine kürzlich durchgeführte Studie untersuchte die Antworthemmung und Fehlerverarbeitung bei Patienten mit IGD [54]. Alle Probanden führten ereignisbezogene Go / No-Go-Aufgaben unter fMRI durch und füllten Fragebogen zu IA und Impulsivität aus. Die IGD-Gruppe erhielt eine höhere Punktzahl für Impulsivität und zeigte eine höhere Gehirnaktivierung bei der Verarbeitung der Antworthemmung über den linken OFC und den beidseitigen Caudatkern als die Kontrollgruppe. Die OFC wurde mit einer Antworthemmung in Zusammenhang gebracht [37, 55]. Daher unterstützen diese Ergebnisse die Tatsache, dass das fronto-striatale Netzwerk eine Antworthemmung betraf. Eine ähnliche Studie untersuchte die neuronalen Korrelationen der Antworthemmung bei Männern mit IA unter Verwendung einer ereignisbezogenen fMRI-Stroop-Farbwortaufgabe [56]. Die IA-Gruppe zeigte im Vergleich zu gesunden Kontrollen eine signifikant höhere Aktivität bezüglich des „Stroop-Effekts“ in ACC und PCC. Es wurde gezeigt, dass das ACC an der Konfliktüberwachung und kognitiven Kontrolle beteiligt ist [57, 58]. Die verstärkte Rekrutierung von ACC während der Farbwortaufgabe von Stroop spiegelt möglicherweise die verringerte „kognitive Effizienz“ in der IA-Gruppe wider. Der PCC ist ein zentraler Bestandteil des Standardmodus-Netzwerks und wurde in Aufmerksamkeitsprozesse eingebunden [59]. Die stärkere Aktivierung in der PCC könnte auf eine unvollständige Deaktivierung des Netzwerks im Standardmodus hindeuten, was dazu führen kann, dass aufgabenbezogene Aufmerksamkeitsressourcen in der IA-Gruppe nicht optimiert werden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Individuen mit IA eine verringerte Effizienz der Antwort-Inhibierungsprozesse aufweisen.
Regionale Homogenität ist eine weit verbreitete Methode in fMRI-Studien, die die funktionale Kohärenz eines bestimmten Voxels mit seinen nächsten Nachbarn misst. Mit dieser Methode können Gehirnaktivitäten im Ruhezustand basierend auf der Hypothese bewertet werden, dass räumlich benachbarte Voxel ähnliche zeitliche Muster haben sollten. 60]. IGD-Probanden zeigten einen signifikanten Anstieg der regionalen Homogenität im unteren Parietallappen, im linken hinteren Cerebellum und im linken mittleren Frontalgyrus und verringerten die regionale Homogenität in den zeitlichen, okzipitalen und parietalen Gehirnregionen im Vergleich zu gesunden Kontrollen [61]. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Spielen mit langjährigen Online-Spielen die Gehirnsynchronisation in sensorisch-motorischen Koordinationsbereichen verbessert und die Erregbarkeit in visuell und auditorisch verwandten Gehirnregionen verringert.
Mehrere Studien untersuchten Hirnareale, die mit Cue-induzierten Spieltrieben in Zusammenhang stehen [62-65]. Den Teilnehmern wurden während der fMRT Spielbilder präsentiert. Diese Studien zeigten eine erhöhte Signalaktivität in verteilten Hirnarealen (z. B. dorsolaterale PFC, inferiorer Parietallappen, ACC, Gyrus parahippocampus, OFC und PCC) in einer mit der Kontrollgruppe verglichenen Gruppe. Die aktivierten Hirnregionen korrelierten positiv mit dem selbstberichteten Spielverhalten. Abnormalitäten in diesen Gehirnregionen wurden durch zahlreiche Studien in Abhängigkeit gebracht und können zu Funktionsstörungen bei kognitiver Kontrolle, Verlangen, zielgerichtetem Verhalten und Arbeitsgedächtnis bei IGD-Patienten [66] führen.
Eine interessante Studie verglich IGD-Probanden mit Probanden in Remission von IGD und Kontrollen in Cue-induzierten Verlangen nach Online-Spielen [67]. Bilaterale dorsolaterale PFC, Precuneus, linker parahippocampaler Gyrus, PCC und rechter ACC wurden im Vergleich zu der Kontrollgruppe als Reaktion auf Spielereignisse in der IGD-Gruppe aktiviert. Diese aktivierten Gehirnregionen stellen einen Gehirnkreislauf dar, der dem Mechanismus der Substanzabhängigkeit entspricht [38, 39, 59]. Darüber hinaus zeigte die Remissionsgruppe eine verringerte Aktivierung gegenüber dem rechten dorsolateralen PFC und dem linken parahippocampalen Gyrus als die IGD-Gruppe. Daher schlagen die Autoren vor, dass die beiden Bereiche Kandidaten für die derzeitige Abhängigkeit von Online-Spielen wären.
MRI wurde auch verwendet, um die therapeutischen Wirkungen einer spezifischen pharmakologischen Behandlung auf die Folgenabschätzung zu bewerten. Bupropion ist ein Noradrenalin-Dopamin-Wiederaufnahmehemmer, der bei der Behandlung von Patienten mit Drogenmissbrauch eingesetzt wurde. Eine Studie untersuchte die mögliche Wirksamkeit von Bupropion und bewertete die Gehirnaktivität als Reaktion auf Spielhinweise unter Verwendung von fMRI [68]. IGD zeigte eine höhere Aktivierung im linken Hinterkopflappen, im linken dorsolateralen PFC und im linken parahippocampalen Gyrus als bei den Kontrollen. Nach den 6-Wochen der Bupropion-Behandlung waren das Verlangen und die Gesamtzeit für das Spielen geringer. Die durch Cue induzierte Gehirnaktivität in dorsolateralen PFC war ebenfalls verringert, was darauf hinweist, dass Bupropion wirksam ist. Wie bereits erwähnt, zeigten IGD-Patienten in Remission eine verringerte Aktivierung gegenüber dem rechten dorsolateralen PFC und dem linken parahippocampalen Gyrus [67]. Daher hat die molekulare Bildgebung das Potenzial, Kliniker bei der Bestimmung der für den einzelnen Patienten am besten geeigneten Behandlung zu unterstützen und ihren Fortschritt in Richtung Genesung zu überwachen.
3. Ergebnisse der nuklearen Bildgebung
Nuclear Imaging-Ansätze, zu denen SPECT und PET zählen, haben die Vorteile einer hohen intrinsischen Empfindlichkeit, einer uneingeschränkten Tiefenpenetration und eines breiten Spektrums klinisch verfügbarer molekularer Imaging-Mittel [70]. SPECT und PET geben Einblick in den Energiestoffwechsel in vivo, indem der Glukoseverbrauch, die zerebrale Perfusion und der Sauerstoffverbrauch quantifiziert werden. In der neurowissenschaftlichen Forschung ermöglicht dies die Untersuchung der neuronalen Aktivität sowie der Krankheitsprozesse basierend auf dem Stoffwechsel und der Funktion des Gehirns [71]. PET hat die zusätzlichen Vorteile einer höheren räumlichen Auflösung als SPECT. Zusätzlich zu den Messungen des zerebralen Metabolismus ermöglichen PET und SPECT auch spezifischere Analysen der Neurotransmitter-Bindungsstellendichte durch Verwendung spezifischer Neurorezeptor-Radiotracer [72].
3.1. PET-Bildgebung von Stoffwechselveränderungen im Gehirn
In einer Studie mit PET-Imaging von 18F-Fluordesoxyglucose (18F-FDG) wurden die Unterschiede des zerebralen Glucosestoffwechsels im Ruhezustand zwischen jungen Patienten mit IGD und normalgebrauchten Personen untersucht [73]. Imaging-Ergebnisse zeigten, dass IGD den Glucosestoffwechsel im rechten mittleren OFC, im linken Caudatkern und in der rechten Insula erhöht und den Metabolismus im bilateralen postzentralen Gyrus, im linken präzentralen Gyrus und im bilateralen Occipitalbereich im Vergleich zu normalen Benutzern erhöht hat. Die Ergebnisse legen nahe, dass IGD mit einer neurobiologischen Abnormalität in den OFC-, Striatum- und sensorischen Regionen in Verbindung gebracht werden kann, die mit der Impulskontrolle, der Belohnungsverarbeitung und der somatischen Darstellung früherer Erfahrungen zusammenhängen.
3.2. Nuclear Imaging von Neurorezeptor-Anomalien
Neue Erkenntnisse haben gezeigt, dass das dopaminerge System an der Drogensucht beteiligt ist [74, 75]. Eine Pilotstudie von Koepp et al. verwendeten 11C-markierte Racloprid- und PET-Scans zur Untersuchung der endogenen Dopaminfreisetzung im menschlichen Striatum während eines Videospiels [76]. Die Bindung des Radioliganden 11C-Racloprid an Dopamin-D2-Rezeptoren ist empfindlich gegenüber endogenem Dopamin, was als Änderungen des Bindungspotenzials des Radioliganden nachgewiesen werden kann. Die Autoren berichteten, dass die Bindung von 11C-Racloprid an Dopaminrezeptoren im Striatum während des Videospiels im Vergleich zu den Baseline-Bindungswerten signifikant reduziert war, was auf eine erhöhte Freisetzung und Bindung von Dopamin an seine Rezeptoren hindeutete. Darüber hinaus zeigten sie, dass zwischen dem Leistungsniveau während der Aufgabe und dem reduzierten 11C-Racloprid-Bindungspotenzial im Striatum eine signifikante Korrelation besteht. Ähnliche Ergebnisse wurden bei Menschen mit IA [77] berichtet. Patienten mit IA hatten im Vergleich zu Kontrollen eine reduzierte Verfügbarkeit des Dopamin-D2-Rezeptors im Striatum. Darüber hinaus gab es eine negative Korrelation der Verfügbarkeit von Dopaminrezeptoren mit dem IA-Schweregrad. Diese Ergebnisse stützen Han et al. der die genetischen Polymorphismen des dopaminergen Systems in einer Gruppe exzessiver Internet-Spieler untersucht hat [78]. Sie berichteten, dass Personen mit erhöhten genetischen Polymorphismen in Genen, die für den Dopamin-D2-Rezeptor und das Dopamin-Abbauenzym kodieren, gegenüber übermäßigem Internet-Gaming anfälliger waren als Alterskontrollen.
Dopamin-Transporter ist ein Plasmamembranprotein, das freigesetztes Dopamin aktiv aus dem extrazellulären Raum in die präsynaptischen Neuronen transloziert [79]. Es wurde bereits über eine veränderte Dopamin-Transporter-Konzentration im Striatum nach chronischer Substanzgabe berichtet [80, 81]. Mit SPECT und dem Radiotracer 99mTc-TRODAT-1 untersuchte unsere Gruppe die Dichte des Dopamintransporters bei IA-Probanden, um mögliche präsynaptische Anomalien zu identifizieren [82]. Wir haben gezeigt, dass das Dopamin-Transporter-Expressionsniveau signifikant verringert ist und dass Volumen, Gewicht und 99mTc-TRODAT-1-Aufnahmeverhältnis des Corpus striatum bei Patienten mit IA im Vergleich zu den Kontrollen stark reduziert waren. Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass IA mit einer Funktionsstörung der dopaminergen Systeme im Gehirn verbunden ist.
In einer eingehenderen Studie untersuchte unsere Gruppe sowohl den Dopamin-D2-Rezeptor als auch den Glucosemetabolismus bei den gleichen Individuen unter Verwendung von PET mit 11C-N-Methylspiperon (11C-NMSP) und 18F-FDG in beiden Zuständen der Ruhe- und Internet-Gaming-Aufgabe. 69]. Eine signifikante Abnahme des Glukosestoffwechsels wurde in den präfrontalen, temporalen und limbischen Systemen von IGD-Patienten beobachtet. Im Ruhezustand wurde bei den IGD-Probanden im Vergleich zu normalen Kontrollen ein niedriger Anteil der 11C-NMSP-Bindung im rechten unteren Gyrus inferior festgestellt (Abbildung 2 (a)). Nach der Internet-Gaming-Aufgabe war das 11C-NMSP-Bindungspotenzial im Striatum bei IGD-Patienten im Vergleich zu den Kontrollen signifikant niedriger, was auf einen verringerten Spiegel des Dopamin-D2-Rezeptors hinweist (Abbildung 2 (b)). Die Fehlregulation des Dopamin-D2-Rezeptors korrelierte mit der jahrelangen Internetnutzung (Abbildung 2 (d)). Wichtig ist, dass bei IGD-Probanden der niedrige Dopamin-D2-Rezeptor im Striatum mit einem verringerten Glucosestoffwechsel in der OFC korreliert war. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Dopamin-D2-Rezeptor-vermittelte Dysregulation der OFC einem Mechanismus für Kontrollverlust und zwanghaftes Verhalten bei IGD-Patienten zugrunde liegen könnte.
Abbildung 2: 11C-NMSP PET-Bildgebung der Verfügbarkeit von Dopamin-D2-Rezeptoren bei IGD-Patienten. (a) Im Ruhezustand wurde bei den IGD-Probanden im Vergleich zu den Kontrollen (gelbe Farbe) (unkorrigiert) ein niedriger Anteil der 11C-NMSP-Bindung im rechten unteren Gyrus inferior gefunden. (b) Im Game-Task-Zustand war die 11C-NMSP-Bindung im Putamen in der IGD-Gruppe signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe, insbesondere in der rechten Seite (gelbe Farbe) (nicht korrigiert). (c) Sowohl das 11C-NMSP-Bindungspotential (,) des rechten (,) als auch des linken Putamen korrelierte negativ mit dem Young-Score bei den IGD-Patienten. (d) Das Verhältnis der linken OFC zum Kleinhirn-Verhältnis der 11C-NMSP-Bindung korrelierte negativ mit der Dauer der Internetüberlastung (,) [69].
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass IA ähnliche neurobiologische Mechanismen mit der Drogensucht teilt. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass sich die neurobiologischen Mechanismen der unterschiedlichen Drogenabhängigkeit erheblich unterscheiden [83]. In einem perspektivischen Artikel schlagen Badiani et al. erbrachten den Nachweis, dass die Opiatabhängigkeit und die Psychostimulansabhängigkeit verhaltensmäßig und neurobiologisch unterschiedlich sind, und diese Unterschiede könnten auch für andere Abhängigkeiten gelten [83]. Daher ist das Verständnis der neurobiologischen Mechanismen, die der IA zugrunde liegen, für die Entwicklung spezifischer und wirksamer Behandlungsansätze unerlässlich.
4. Schlussfolgerungen und Zukunftsperspektiven
Neue Erkenntnisse haben gezeigt, dass Änderungen in der Gehirnstruktur und -aktivität im Zusammenhang mit IA für Hirnregionen relevant sind, die an Belohnung, Motivation und Gedächtnis beteiligt sind, sowie für die kognitive Kontrolle. Molekulare und funktionelle Bildgebungstechniken werden zunehmend in der IA-Forschung eingesetzt und tragen wesentlich zum Verständnis des neurobiologischen Mechanismus bei. Die meisten der vorangegangenen Literaturen haben IA-Individuen nur im Ruhezustand untersucht, strukturelle und funktionelle Anomalien in OFC, dorsolateralen PFC, ACC und PCC nachgewiesen. Diese Regionen spielen möglicherweise eine entscheidende Rolle bei der Zuweisung von Salienz, der hemmenden Kontrolle und der Entscheidungsfindung. Bisher wurde nur eine PET-Studie mit 11C-NMSP und 18F-FDG in denselben Individuen (sowohl mit oder ohne IGD) als auch mit Ruhezuständen für das Spielen im Internet durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass eine Dopamin-D2-Rezeptor-vermittelte Dysregulation der OFC möglicherweise zugrunde liegt Mechanismus für Kontrollverlust und zwanghaftes Verhalten bei IGD-Probanden.
Da sich IA weltweit zu einem ernsthaften Problem entwickelt hat, wird die Notwendigkeit einer wirksamen Behandlung immer dringlicher. Sowohl psychologische als auch pharmakologische Behandlungsansätze wurden zur Behandlung von IA angewendet. Es hat sich gezeigt, dass mehrere Arzneimittel bei der Behandlung von IA vielversprechend sind, beispielsweise Antidepressiva, Antipsychotika und Opioidrezeptorantagonisten [84]. Die Behandlung mit kognitivem Verhalten wurde angewendet, um den Missbrauch von Drogen zu behandeln [85]. Da die Interaktion von IA anscheinend einen ähnlichen Mechanismus mit dem Missbrauch von Substanzen aufweist, hat sich auch gezeigt, dass die kognitive Verhaltenstherapie bei der Behandlung von IA wirksam ist [86]. Weitere Forschungen mit verschiedenen spezifischen Radiotracern, um auf andere von IA betroffene Neurotransmittersysteme zu zielen, werden ein vollständigeres Bild des neurobiologischen Mechanismus liefern, der der IA zugrunde liegt. Darüber hinaus könnten spezifische Radiotracer verwendet werden, um die therapeutischen Wirkungen einer spezifischen pharmakologischen Behandlung zu beurteilen, beispielsweise mit 11C-Carfentanil, um die Verfügbarkeit des Mu-Opioidrezeptors zu untersuchen, die Behandlungsergebnisse von Opioidrezeptorantagonisten vorherzusagen und den Ärzten dabei zu helfen, die für den einzelnen Patienten am besten geeignete Behandlung zu bestimmen .
Interessenkonflikt
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt hinsichtlich der Veröffentlichung dieses Papiers besteht.
Anerkennungen
Diese Arbeit wird zum Teil von Zuschüssen des Nationalen Schlüsselforschungsprogramms (2013CB329506), der National Science Foundation (NSFC) (81271601) und des chinesischen Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (2011CB504400) gesponsert.
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