Circuitos funcionales corticostriatales aberrantes en adolescentes con trastorno de adicción a Internet (2015)

Introducción

El trastorno de adicción a Internet (DIA), una preocupación de salud mental prevalente en todo el mundo, ha atraído una atención considerable por parte del público y la comunidad científica (Spada, 2014). En el apéndice del recientemente publicado Manual de Diagnóstico y Estadística de Trastornos Mentales, quinta edición (DSM-5), el trastorno de los juegos en Internet, un subtipo importante de DAI, se enumera como un trastorno que requiere estudio adicional (Petry et al., 2014). IAD lleva a consecuencias negativas en la vida cotidiana; sin embargo, poco se sabe acerca de los biomarcadores, la prevalencia, el curso y los resultados del tratamiento asociados con la IAD.

Para comprender los mecanismos neurobiológicos subyacentes a la IAD, se han realizado estudios de imagen para investigar anomalías estructurales y funcionales asociadas con la IAD. Los cambios estructurales y funcionales del cerebro asociados con la DIA han sido revisados ​​en estudios previos en otros lugares (Kuss y Griffiths, 2012; Ko et al., 2015; Lin y Lei, 2015). En resumen, se muestra constantemente que la corteza prefrontal (PFC) y el cuerpo estriado están implicados en la DIA. Los sujetos con DIA han reducido las densidades / volúmenes de materia gris (Yuan et al., 2011; Zhou et al., 2011; Weng et al., 2013), espesor cortical (Hong et al., 2013a; Yuan et al., 2013), metabolismo de la glucosa (Tian et al., 2014) y activación cerebral alterada (Dong et al., 2013a; Ko et al., 2014) en el PFC, incluido el PFC dorsolateral, la corteza orbitofrontal (OFC) y la corteza cinguada anterior (ACC). También se encontró que los adictos a la DIA tienen un nivel más bajo de receptores de dopamina D2 (Kim et al., 2011; Hou et al., 2012), alteración del metabolismo de la glucosa (Park et al., 2010a) y la activación cerebral (Ko et al., 2014; Li et al., 2014) en el cuerpo estriado. Estos hallazgos están en línea con el modelo fisiopatológico actual que enfatiza el papel prominente del estriado y el CPP en los trastornos de adicción (Goldstein y Volkow, 2011; Limbrick-Oldfield et al., 2013).

La conectividad funcional en estado de reposo (FC), que mide las correlaciones interregionales de la actividad cerebral espontánea a partir de señales de resonancia magnética funcional (IRM) dependiente del nivel de oxígeno en la sangre (MRI), se ha utilizado ampliamente para investigar la organización / conectividad funcional del cerebro. Con esta técnica, la evidencia sugiere que los circuitos funcionales corticostriatales son críticos para la aparición de conductas repetitivas y compulsivas, conductas habituales, conductas de búsqueda de recompensa y búsqueda de novedad, y conductas adictivas (Feil et al., 2010; Pastor, xnumx). Además, se encontraron circuitos funcionales corticostriatales alterados en el autismo (Di Martino et al., 2011), desorden obsesivo compulsivo (Harrison et al., 2009; Posner et al., 2014; Burguière et al., 2015), y trastorno de depresión mayor (Furman et al., 2011). También se ha informado de una red corticostriatal alterada en usuarios frecuentes de pornografía que estaban involucrados en conductas adictivas relacionadas con la recompensa (Kühn y Gallinat, 2014). Los estudios de imagen también han demostrado fuertes vínculos entre los trastornos por uso de sustancias y la disfunción dentro de los circuitos funcionales corticostriatales (Feil et al., 2010; Volkow et al., 2013).

Anatómicamente, el cuerpo estriado es una estructura heterogénea que se puede parcelar en subregiones, que está involucrada en los circuitos corticostriatales funcionalmente segregados que sostienen diferentes funciones cognitivas (Alexander et al., 1986; Choi et al., 2012; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015). Por ejemplo, al dividir el caudado y el putamen en tres regiones, respectivamente, Di Martino et al. (2008) Delinearon los patrones detallados de los circuitos funcionales corticostriatales que están involucrados en los procesos afectivos, motivacionales, cognitivos y motores (Di Martino et al., 2008). Se ha demostrado en estudios previos que la conectividad funcional / efectiva entre el cuerpo estriado y la corteza se reduce en sujetos con DAI (Hong et al., 2013b, 2015; Li et al., 2014; Wee et al., 2014). Sin embargo, la mayoría de estos estudios no investigaron cómo se ven afectados los circuitos corticostriatales funcionalmente segregados específicos de las subregiones del cuerpo estriado.

Por lo tanto, en el presente estudio, utilizamos un conjunto validado de seis semillas estriatales bilaterales (tres semillas en el caudado y tres semillas en el putamen) para explorar alternancias de circuitos funcionales corticostriatales específicos en adolescentes con DIA. Los objetivos son: (1) investigar las diferencias en la distribución topográfica de los circuitos funcionales corticostriatales entre adolescentes con DAI y controles sanos sin DAI; y (2) para iluminar las relaciones entre los circuitos funcionales corticostriatales y las medidas neuropsicológicas en sujetos con DIA.

Materiales y Métodos

Materias

El estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital RenJi de la Escuela de Medicina de la Universidad de Shanghai Jiao Tong. Los participantes y sus padres proporcionaron un consentimiento informado por escrito antes de los exámenes de resonancia magnética.

Dieciocho adolescentes diestros con IAD y 18, diestros, edad, género y controles saludables emparejados participaron en este estudio. El estándar de diagnóstico para DIA se estableció mediante el cuestionario de diagnóstico de Young modificado para los criterios de adicción a Internet por Beard y Wolf (Barba y lobo, 2001). Todos los sujetos fueron evaluados en busca de trastornos psiquiátricos con la Mini Entrevista Neuropsiquiátrica Internacional para Niños y Adolescentes (MINI-KID; Sheehan y otros, 2010). Los criterios de exclusión incluían un historial de abuso de sustancias o dependencia; un historial de trastornos psiquiátricos importantes, como esquizofrenia, depresión, trastorno de ansiedad, episodios psicóticos u hospitalización por trastornos psiquiátricos. Los sujetos de la IAD no recibieron tratamientos con medicamentos, mientras que una pequeña cantidad de personas con IAD recibieron psicoterapia. Los datos de IRM estructurales y de difusión de estos sujetos se han utilizado en nuestros estudios anteriores (Zhou et al., 2011; Lin y otros, 2012). Para este estudio, los datos rs-fMRI de tres controles y cuatro sujetos IAD se descartaron debido a un gran movimiento de la cabeza (consulte la sección Preproceso). Como resultado, en el estudio se utilizaron un total de quince controles y catorce sujetos con DAI. La información demográfica detallada para todos los temas se muestra en la Tabla 1.

  

Tabla 1. Características demográficas y de comportamiento de los sujetos utilizados en este estudio.

Evaluaciones neuropsicológicas

Seis cuestionarios, incluida la Escala de Adicción a Internet de Young (YIAS; Joven, xnumx), Cuestionario de Fortalezas y Dificultades (SDQ; Goodman, 1997), Escala de Disposición de Gestión de Tiempo (TMDS; Huang y Zhang, 2001), Barratt Impulsiveness Scale-11 (BIS; Patton et al., 1995), la pantalla para trastornos emocionales relacionados con la ansiedad infantil (SCARED; Birmaher et al., 1997) y dispositivo de evaluación familiar (FAD; Epstein et al., 1983), se utilizaron para evaluar las características neuropsicológicas de los participantes.

Adquisición de imágen

Las exploraciones de resonancia magnética funcional en estado de reposo se realizaron mediante una imagen eco planar en un escáner médico 3.0 Tesla Phillips Achieva con los siguientes parámetros: tiempo de repetición = 2000 ms; tiempo de eco = 30 ms; ángulo de giro = 90 °; matriz de adquisición = 64 × 64; campo de visión = 230 × 230 mm²; espesor de corte = 4 mm sin espacio. Cada volumen cerebral compuesto por cortes axiales 34 y cada ejecución contenía volúmenes 220. Durante la adquisición de datos, todos los sujetos recibieron instrucciones para descansar, mantener los ojos cerrados y no pensar en nada en particular.

Preprocesamiento de datos

El preprocesamiento de datos se realizó mediante SPM8.¹ Los primeros volúmenes 10 para cada sujeto se descartaron para evitar los efectos de la inestabilidad del sistema. Los volúmenes 210 restantes se corrigieron para el retraso de tiempo de adquisición y se volvieron a alinear con el primer volumen. Los sujetos con desplazamiento máximo en cualquier dirección mayor que 2.0 mm o con rotación de cabeza mayor que 2.0 ° fueron excluidos de este estudio. Como resultado, se excluyeron los datos de cuatro sujetos IAD y tres controles. Los resultados mostraron que no hubo diferencias en el movimiento de la cabeza entre dos grupos (p = 0.55 para movimiento de traslación y p = 0.43 para movimiento de rotación). Las imágenes realineadas se normalizaron espacialmente en el espacio del Instituto de Neurología de Montreal y se volvieron a muestrear en un vóxel isotrópico 3 mm. Las imágenes normalizadas se suavizaron con un ancho completo de 6 mm a la mitad del kernel gaussiano isotrópico máximo y varias fuentes de variaciones espurias, incluidos los parámetros de movimiento de la cabeza, deriva lineal, señales BOLD globales y señales BOLD en materia blanca y líquido cerebroespinal. eliminado mediante regresión lineal. Finalmente, el filtrado de paso de banda temporal (0.01 – 0.08 Hz) se realizó en la serie de tiempo de cada vóxel usando una ventana de rectángulo ideal.

Análisis de conectividad funcional

Empleamos seis regiones de interés estriadas bilaterales previamente validadas ("semillas"; Di Martino et al., 2008). Las semillas caudadas incluyeron el estriado ventral inferior (VSi, correspondiente al núcleo accumbens; ± 9, 9, −8), el estriado ventral superior (VSs; ± 10, 15, 0, 13, 15, 9, 20, 12, 3, 25 ). Las semillas de putamen incluyeron el putamen rostral ventral (VRP; ± 8, 6, −28), el putamen rostral dorsal (DRP; ± 1, 3, 6) y el putamen caudal dorsal (DCP; ± XNUMX, XNUMX, XNUMX). El radio para cada semilla es XNUMX mm. Las coordenadas para las semillas del hemisferio derecho e izquierdo se definieron en el espacio MNI. Estas semillas se validaron según las subdivisiones anatómicas y funcionales del estriado, y sus patrones de conectividad se han replicado de forma independiente (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015).

Para cada sujeto, primero se obtuvo un mapa de coeficientes de correlación cruzada para cada semilla mediante el cálculo del coeficiente de correlación cruzada entre los cursos de tiempo promedio de la subregión de semillas y el de cada vóxel de todo el cerebro a través de la regresión de los efectos del movimiento de la cabeza, lineal deriva, y la actividad cerebral de líquido cefalorraquídeo y materia blanca. Y luego el mapa de coeficientes de correlación cruzada se convirtió a zLos mapas de valores por la transformación r-to-z de Fisher para aproximarse a una distribución normal. los zLos mapas de valores se ingresaron en una muestra de voxel. t prueba para determinar los mapas del grupo FC con la altura (p <0.001) y extensión (p <0.001) umbrales corregidos a nivel de todo el cerebro (Greicius et al., 2007). Los mapas del grupo FC de sujetos IAD y controles sanos se combinaron mediante el uso de una operación "OR" para generar una máscara combinada, que se usó para restringir los análisis entre grupos subsiguientes. Entonces el zLos mapas de valor dentro de esta máscara se ingresaron en una muestra de dos voxeles. t prueba con la edad y el género como covariables para evaluar las diferencias de FC entre grupos. El umbral combinado de p <0.005 por cada vóxel y tamaño de grupo de 351 a 405 mm³ (izquierda (l) VSi: 351 mm³; derecha (r) VSi: 378 mm³; lVSs: 405 mm³; rVSs: 378 mm³; lDC: 405 mm³; rDC: 405 mm³; LDRP: 378 mm³; rDRP: 405 mm³; lDCP: 405 mm³; rDCP: 432 mm³; lVRP: 405 mm³; rVRP: 405 mm³), correspondiente a un corregido p Se usó <0.05 para obtener los mapas de diferencias de grupos entre FC significativos. Esta corrección se limitó a la máscara combinada y se determinó mediante 5000 simulaciones Monte Carlo utilizando el programa AFNI AlphaSim.²

Asociaciones de comportamiento cerebral

Se realizaron análisis de regresión múltiple paso a paso con una fuerza de FC promediada en las regiones que muestran las diferencias de FC entre grupos como variable dependiente y edad, género, educación, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS y BIS como variables independientes para verificar si Los circuitos funcionales modificados se correlacionan con las puntuaciones de comportamiento.

Resultados

Medidas demográficas y de comportamiento

Los participantes en el grupo IAD y el grupo de control normal se compararon en función de la edad, el sexo y los años de educación. No hubo diferencias significativas en el TMDS y el BIS entre los dos grupos, mientras que los sujetos con DIA tuvieron un YIAS más alto (p <0.0001), SDQ (p <0.0001), ASUSTADO (p <0.001) y FAD (p = 0.017) puntuaciones que los controles. Las características demográficas y las medidas de comportamiento para la IAD y los sujetos de control se enumeraron en la Tabla 1.

Circuitos funcionales corticostriatales

De acuerdo con los trabajos anteriores, los análisis de FC basados ​​en semillas proporcionaron mapas detallados de distintos circuitos funcionales para cada una de las seis semillas en el estriado por hemisferio. El patrón de FC para las semillas de caudado y putamen se mostró en las Figuras 1, 2, respectivamente. Nuestros hallazgos recapitularon estudios previos (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015) y fueron consistentes con la conectividad anatómica conocida (Haber, 2003) y la activación funcional adaptada de un metaanálisis de la literatura asignada (Postuma y Dagher, 2006). Aunque los patrones de FC estriatal para los sujetos con DAI y los controles normales fueron similares para cada una de las seis semillas estriatales, las extensiones del grupo de DAI se redujeron en comparación con las del grupo control. Los hallazgos específicos se exhiben en la figura. 3; Mesa 2 y se describen a continuación.

  

Figura 1. Mapas de conectividad funcional (FC) de las semillas de caudado para cada grupo. Los mapas de FC para adolescentes con trastorno de adicción a Internet (DAI) (rojo) y controles normales (HC; amarillo) se generaron por separado y luego se superponen para su visualización; el color púrpura claro indica áreas superpuestas para ambos grupos. La columna izquierda (derecha) indica los mapas FC generados por las semillas caudadas de la izquierda (derecha). La columna del medio indica las semillas caudadas. El lado izquierdo de la imagen corresponde al hemisferio izquierdo del cerebro. VSi, estriado ventral inferior; VSs, estriado ventral superior; DC, caudado dorsal.

  

Figura 2. Mapas de conectividad funcional (FC) de las semillas de putamen para cada grupo.. Los mapas de FC para adolescentes con DAI (rojo) y los controles normales (HC; amarillo) se generaron por separado y luego se superponen para su visualización; el color púrpura claro indica áreas superpuestas para ambos grupos. La columna de la izquierda (derecha) indica los mapas de FC generados por las semillas de putamen de la izquierda (derecha). La columna del medio indica las semillas de putamen. El lado izquierdo de la imagen corresponde al hemisferio izquierdo del cerebro. VRP, putamen rostral ventral; DRP, putamen rostral dorsal; DCP, putamen caudal dorsal.

  

Figura 3. Las áreas del cerebro mostraron diferencias significativas de FC entre los adolescentes con DAI y controles normales emparejados (p <0.05, AlphaSim corregido), cuando las regiones semilla estaban ubicadas en (A) lVSi, (B) rVSi, (C) lVSs, (D) rVSs, (E) lDC, (F) rDC, (G) lVRP, y (H) lDCP. Para obtener más detalles, consulte la Tabla 2. Los colores fríos y calientes indican que FC aumenta y disminuye en IAD en comparación con los controles.

  

Tabla 2. Regiones que muestran diferencias significativas de conectividad funcional entre adolescentes con trastorno de adicción a Internet (IAD) y sujetos de control emparejados (p <0.05, AlphaSim corregido).

Estriado ventral superior e inferior

Ambos grupos mostraron un gradiente de FC de ventromedial a dorsolateral divisiones de prefrontal y ACC pasando de VSi a VSs. Además, el VSi mostró una correlación positiva significativa con la corteza cingulada posterior (PCC). Cuando se compararon los mapas de FC entre los grupos, se observaron diferencias significativas para los VSi y los VS. Con respecto a la VSi, los adolescentes con DAI demostraron una reducción significativa de la FC con la cabeza de caudado y el ACC subcallosal bilateral. También se encontró una disminución de FC entre el VSi izquierdo y el PCC bilateralmente. Para la región de la semilla de VS, los sujetos con DAI exhibieron FC más baja con CAC dorsal / rostral y tálamo ventral anterior bilateralmente, y las áreas subcorticales izquierdas, incluyendo el putamen, el pálido, la ínsula y el giro frontal inferior (IFG).

Caudado dorsal

Tanto en sujetos con DAI como en controles sanos, el CD mostró relaciones positivas con las regiones del cerebro involucradas en el control cognitivo. Las comparaciones directas de los grupos revelaron que el DAI mostraba una FC disminuida entre el CD y el ACC dorsal / rostral bilateralmente. El CD izquierdo también mostró FC reducido con el tálamo lateral ventral izquierdo, así como el CD derecho mostró relaciones positivas más bajas con el IFG izquierdo en el IAD.

Dorsal Caudal y Putors Rostral Dorsal

Consistente con su papel en el control motor, las semillas de putamen dorsales mostraron relaciones positivas significativas con las áreas sensoriomotoras primarias y secundarias para la DAI y los sujetos sanos. Sin embargo, en relación con los controles sanos, la IAD mostró un aumento de FC entre el DCP izquierdo y el área motora del cingulado caudal bilateralmente.

Putamen Rostral Ventral

La semilla de VRP se correlacionó positivamente con el ACC rostral y el PFC lateral dorsal comúnmente asociados con el monitoreo de conflictos y los procesos relacionados con errores. Aunque la IAD mostró menos FC extensor con otra región del cerebro, solo FC entre el VRP izquierdo y el IFG derecho demostró diferencias significativas entre los grupos.

Asociaciones de comportamiento cerebral en la DAI

En sujetos con DAI, las puntuaciones más altas en el YIAS predijeron una menor fuerza de FC entre los VS de la derecha y el caudado dorsal bilateral (r = −0.560; p = 0.038; Figura 4A). Además, los puntajes SCARED más altos predijeron una menor fuerza de FC entre los VS de la derecha y el ACC rostral bilateral (r = −0.540; p = 0.046; Figura 4B), entre la DC izquierda y el ACC dorsal / rostral bilateral (r = −0.566; p = 0.035; Figura 4C), y entre el VRP izquierdo y el IFG derecho (r = −0.609; p = 0.021; Figura 4D). También utilizamos la correlación de spearman para detectar asociaciones entre el FC cambiado y las medidas de comportamiento. Los resultados de la regresión de spearman fueron similares a los de la regresión lineal. YIAS se correlacionó con la fuerza de FC entre la VS derecha y el caudado dorsal bilateral (r = −0.594; p = 0.025). Las puntuaciones de SCARED se asociaron con la fuerza de FC entre los VS de la derecha y el ACC rostral bilateral (r = −0.548; p = 0.042), y entre el VRP izquierdo y el IFG derecho (r = −0.666; p = 0.009). Las puntuaciones de SCARED tuvieron una tendencia correlacionada con la fuerza de FC entre la DC izquierda y el ACC dorsal / rostral bilateral (r = −0.464; p = 0.095).

  

Figura 4. Análisis de correlación entre la fuerza de FC y las medidas de comportamiento dentro del grupo IAD. (UNA) Correlaciones entre la fuerza del FC (indicado por el promedio z valor) del estriado ventral superior derecho (rVSs) al caudado dorsal y la escala de adicción a Internet de Young (YIAS; r = −0.560, p = 0.038). (B) Correlaciones entre la fuerza FC (indicado por promedio z valor) de los rVSs a la corteza cingulada anterior rostral (ACC) y la pantalla de trastornos emocionales relacionados con la ansiedad infantil (SCARED; r = −0.540, p = 0.046). (C) Correlaciones entre la fuerza FC (indicado por promedio z valor) del caudado dorsal izquierdo (CDI) al ACC rostral / dorsal y el ASUSTADO; (r = −0.566, p = 0.035). (D) Correlaciones entre la fuerza FC (indicado por promedio z valor) del putamen rostral ventral izquierdo (lVRP) al giro frontal inferior derecho (IFG) y el SCARED (r = −0.609, p = 0.021).

Discusión

Por lo que sabemos, este es el primer estudio que investiga la integridad de las redes funcionales corticostriatales y las relaciones entre las anomalías a nivel de circuito y las medidas clínicas en la DIA. Tanto para los sujetos de la DIA como para los controles, replicamos los resultados de Di Martino et al. (2008), observando patrones de conectividad consistentes con hipótesis afectivas y de motivación (estriado ventral inferior), cognitivas (putamen ventral, caudado dorsal, estriado ventral superior) y subdivisiones motoras (putamen dorsal) del estriado. Cuando se comparan con los controles, la IAD muestra patrones de conectividad similares pero fuerzas de conectividad alteradas para cada subregión del estriado, excepto el DRP. Además, encontramos que las puntuaciones YIAS se relacionaron negativamente con la fuerza de conectividad entre las VS derechas y el caudado dorsal de manera bilateral, y las puntuaciones SCARED se asociaron inversamente con las fortalezas de conectividad entre las VS derechas y el ACC rostral bilateral, entre la DC izquierda y la dorsal bilateral ACC rostral, así como entre el VRP izquierdo y el IFG derecho. Estas relaciones indican que cuanto más grave es la adicción a Internet, más débiles son las fortalezas de conectividad entre estas regiones. Nuestros hallazgos sugieren que los circuitos funcionales corticostriatales se pueden usar como biomarcadores calificados para comprender los mecanismos neuronales subyacentes de la lesión o para evaluar la efectividad de intervenciones tempranas específicas en la DIA.

Circuitos funcionales corticostriatales interrumpidos en DIA

En el estudio actual, la semilla VSi mostró una disminución de la conectividad con la cabeza de caudado, el ACC subgenual y el PCC en el grupo IAD, una conexión que se sabe que es importante para el procesamiento afectivo y motivacional (Johansen-Berg et al., 2008; Beckmann et al., 2009). El descubrimiento de una conectividad reducida entre el núcleo accumbens / VSi y la cabeza de caudado implica las funciones relacionadas con la recompensa modificada en la IAD, lo que indica que los adictos a Internet prefieren seleccionar recompensas inmediatas más pequeñas (es decir, efectos eufóricos inmediatos) en lugar de recompensas más grandes que se produzcan en el futuro , como la buena salud, las buenas relaciones o el éxito laboral (Irvine et al., 2013). Como se señaló, se observó una disminución de la activación en el caudado después de victorias continuas en IADDong et al., 2013b). El ACC subgenual, una alta probabilidad de conectividad con el núcleo accumbens / VSi, es un centro crítico dentro de las redes distribuidas a cargo de la activación o regulación emocional negativa (Johansen-Berg et al., 2008; Rudebeck et al., 2014). Estudios previos de imágenes cerebrales mostraron que el ACC subgenual está implicado en la experiencia de estados de ánimo negativos (Mayberg et al., 1999) y el ACC subgenual es un objetivo con estimulación cerebral profunda para el tratamiento de la depresión (Liston et al., 2014). Los estudios neuropsicológicos revelaron que se encontraron altas tasas de ansiedad y trastornos del estado de ánimo en sujetos con IAD (Bozkurt et al., 2013; Zhang et al., 2013). El PCC, una región central del cerebro de la red de modo predeterminado, está implicado en funciones autorreferenciales (Vogt et al., 2006). Densidad anormal de la materia gris (Zhou et al., 2011) y la microestructura de la materia blanca (Dong et al., 2012a) en el PCC se informaron en individuos con DAI. Los estudios psicológicos clínicos también encontraron que los estudiantes universitarios de adicción a Internet tienen puntajes de autodirección y cooperatividad más bajos (Dalbudak et al., 2013a), sugiriendo que los sujetos con DIA tienen un grado más bajo para funciones autorreferenciales. Tomados en conjunto, los hallazgos de la reducción de las conectividades entre la VSi y la cabeza de caudado, el ACC subgenual y el PCC indican que los adolescentes con DAI muestran un procesamiento afectivo y motivacional anormal.

Nuestro hallazgo de disminución de la conectividad entre el caudado (VSs y DC) y el ACC dorsal / rostral bilateral implica una disfunción del circuito croticostriatal-límbico involucrado en el control cognitivo y emocional (Botvinick y otros, 2004; Li y Sinha, 2008) en IAD. El ACC dorsal se ha asociado con el mantenimiento de la memoria de trabajo, el monitoreo de conflictos y el procesamiento de errores, así como el ACC rostral que está involucrado en el procesamiento afectivo y la regulación emocional (Bush et al., 2000). Como se señaló, en nuestros estudios anteriores se encontró una menor densidad de materia gris en el CAC dorsal izquierdo en la cohorte de datos de IRM estructurales (Zhou et al., 2011). Otra investigación mostró que la DIA tenía un volumen de materia gris disminuido en el ACC rostral (Yuan et al., 2011). También se reveló una mayor actividad en el ACC para la condición de interferencia del paradigma stroop (Dong et al., 2012b) y un metaanálisis mostró que la IAD tenía una hiperactivación significativa en la parte frontal media / ACC (Meng et al., 2014). Los sujetos con IAD también demostraron una capacidad de monitoreo de error disminuida en comparación con los controles, que se relacionó con la mayor actividad en el ACC dorsal en las respuestas de error (Dong et al., 2013a). Los estudios de comportamiento mostraron que los individuos con IAD se asociaron con un tiempo de reacción más prolongado y más errores de respuesta en condiciones incongruentes que los controles sin IAD (Dong et al., 2011). La conectividad reducida entre VS y la insula también se informó en la IAD. Anteriormente, se ha demostrado que la ínsula se activa constantemente durante la supervisión del rendimiento y está modulada por la detección de errores (Menon y Uddin, 2010). Un estudio de metaanálisis de imágenes cerebrales sugirió que la ínsula está involucrada en la toma de conciencia del error (Klein et al., 2007). Por lo tanto, la ínsula juega un papel importante en el procesamiento de errores en términos de ajuste del comportamiento humano. Como se señaló, los sujetos con DAI exhibieron una menor densidad de materia gris (Zhou et al., 2011) y disminución del grosor cortical (Yuan et al., 2013) en la ínsula. Además, la activación insular disminuida durante el procesamiento de errores se ha encontrado anteriormente en sujetos con IAD (Ko et al., 2014). Por lo tanto, al igual que la dependencia de sustancias, el control cognitivo interrumpido y el procesamiento del estrés emocional junto con el uso compulsivo de Internet constituyen el núcleo de las deficiencias funcionales croticostriatal-límbicas en los adictos a la DIA.

La IAD también demostró una disminución de la conectividad entre el cuerpo estriado (VS, DC y VRP) y el IFG, una conexión que se sabe que está involucrada en el control inhibitorio (Chambers et al., 2009; Swick et al., 2011). Las deficiencias en el control inhibitorio pueden contribuir a la pérdida de control sobre su uso de Internet y la persistencia en el uso de juegos en línea a pesar de la angustia personal, los síntomas de dependencia psicológica y las diversas consecuencias negativas. Los estudios epidemiológicos mostraron que los adolescentes con IAD exhibían más impulsividad (es decir, déficits en la inhibición de la respuesta) que los controles sin IAD (Cao et al., 2007; Dalbudak et al., 2013b). Un estudio neuropsicológico mostró una inhibición de la respuesta alterada en sujetos con DAI (Zhou et al., 2012). Otro potencial cerebral relacionado con el evento con el estudio de tareas Go / No-Go demostró que los estudiantes de IAD tenían menos eficiencia en el procesamiento de la información y un menor control de los impulsos que sus compañeros normales (Dong et al., 2010). Además, los sujetos con trastornos de los juegos de Internet mostraron una activación cerebral más alta al procesar la inhibición de la respuesta sobre el lóbulo frontal izquierdo que los controles (Ko et al., 2014). También se encontraron reducciones de conectividad entre el cuerpo estriado (VSs y DC) y el palidum y el tálamo en el grupo IAD. En los circuitos corticostriatales, el pálido es la salida del cuerpo estriado y el pálido se conecta al tálamo que se proyecta a la corteza (Alexander et al., 1986). Se piensa que estos circuitos son importantes para enfocar y mantener los comportamientos deseados mientras se suprimen los comportamientos no deseados (Haber y McFarland, 2001). Se sabe que los individuos con DIA tienen dificultades con la inhibición de la respuesta, lo que probablemente contribuye a su propensión a recaer en presencia de señales relacionadas con Internet. Por lo tanto, los hallazgos implican que un control inhibitorio deficiente, una capacidad disminuida para suprimir conductas automáticas y habituales, prevalece en sujetos con DAI.

Curiosamente, el IAD mostró una mayor conectividad entre la DCP izquierda y las áreas motoras de la cigula caudal caudal que a menudo se activan durante los movimientos simples del brazo (Shima y Tanji, 1998). Dado que los adictos a Internet pasan una tremenda cantidad de tiempo en línea y se vuelven sorprendentemente hábiles y precisos al hacer clic con el mouse y teclear (Kuss y Griffiths, 2012), es posible que tales procesos de entrenamiento puedan inducir cambios neuroplásticos en las áreas relacionadas con el motor del cigulo caudal.

Relaciones entre los circuitos funcionales corticostriatales y el comportamiento en la DIA

En este estudio, investigamos los correlatos conductuales de las alteraciones de los circuitos funcionales corticostriatales en adolescentes con DAI. La reducción de la fuerza de FC entre los VS de la derecha y el caudado dorsal bilateral de los sujetos con DIA se correlacionó significativamente con el aumento de la puntuación YIAS; mientras que un puntaje SCARED más alto parecía estar relacionado con menores fortalezas de FC entre los VS derecho y el ACC rostral bilateral, entre el DC izquierdo y el ACC dorsal / rostral bilateral, y entre el VRP izquierdo y el IFG derecho. El YIAS es un cuestionario ampliamente utilizado para evaluar la dependencia de Internet. Estudios psicométricos previos informaron que los sujetos con DIA tenían puntuaciones YIAS más altas que los que no tenían SAD (Cao y Su, 2007). Dado que se cree que la conectividad reducida indica una mayor dificultad para activar un circuito cuando es necesario, esta observación de la correlación negativa entre los puntajes YIAS y la fuerza de conectividad entre los VS derecho y el caudado dorsal bilateral implicaba que los sujetos con DAI con puntajes YIAS más altos parecían buscar el Estimulación suprafisiológica de internet sobre recompensas naturales. El SCARED es un cuestionario de autoinforme confiable y válido que mide los síntomas de los trastornos de ansiedad en los niños (Birmaher et al., 1997). Los estudios neuropsicológicos revelaron que los adolescentes con DIA tenían una puntuación SCARED significativamente mayor que aquellos sin DIA (Xiuqin y otros, 2010). La asociación negativa entre las puntuaciones de SCARED y las fortalezas de conectividad surgen de la disfunción de los circuitos corticostriatales que participan en la regulación del afecto. Además, los hallazgos de asociaciones significativas entre la fuerza de conectividad dentro de los circuitos corticostriatales y las características de comportamiento indican que las redes corticostriatales pueden servir como un predictor de abstinencia o un posible nuevo objetivo de tratamiento para la DIA.

Comparaciones con anomalías de los circuitos funcionales corticostriatales en la adicción a las drogas

Los estudios de FC en estado de reposo también han demostrado fuertes asociaciones entre la adicción a las drogas y las anomalías de los circuitos funcionales corticostriatales. Por ejemplo, se observó un aumento de FC entre el estriado ventral izquierdo y la OFC derecha, que se extiende hacia el ACC rostroventral en la adicción a la cocaína (Wilcox et al., 2011). La concentración de FC en el PFC estriado-dorsolateral se correlacionó positivamente con la cantidad de consumo de cocaína en los usuarios de cocaína, y el equilibrio entre el CAC estriado-dorsal y los circuitos del córtex prefrontal / orbitofrontal estriado-anterior se asoció significativamente con la pérdida de control sobre el consumo de cocaína (Hu et al., 2015). El abuso crónico de alcohol también tiene un efecto perjudicial sobre la función dentro de los circuitos corticostriatales. Por ejemplo, el estriado dorsal-mOFC FC estaba deteriorado (Lee et al., 2013) y la deficiente conectividad frontostriatal indujo una toma de decisiones anormal y una inhibición de recompensa y respuesta en la dependencia del alcohol (Park et al., 2010b; Courtney et al., 2013; Forbes et al., 2014). En cuanto a la adicción a la nicotina, la FC disminuida entre el estriado ventral y la corteza cingulada anterior dorsal se correlacionó negativamente con la gravedad de la dependencia de la nicotina (Hong et al., 2009). Además, se ha observado un aumento de FC entre el núcleo accumbens y el ACC ventral / rostral y la OFC, entre el caudado derecho y el giro frontal medio bilateral y el giro frontal superior derecho en usuarios crónicos de heroína (Ma et al., 2010; Wang et al., 2013). Por lo tanto, parece que la DAI y la adicción a las drogas están asociadas con, en cierta medida, anomalías anormales en los circuitos funcionales corticostriatales en el cerebro, que pueden constituir una firma neuronal para estas formas de adicción.

Limitaciones

Hay varias limitaciones que deben mencionarse en este estudio. En primer lugar, el diagnóstico de DIA se basó principalmente en los resultados de cuestionarios autoinformados, que en algunos casos pueden dar lugar a una clasificación de errores. Por lo tanto, el diagnóstico de IAD debe refinarse con herramientas de diagnóstico estandarizadas para mejorar la confiabilidad y la validez. En segundo lugar, el tamaño de la muestra en el estudio fue relativamente pequeño y la generalización de los hallazgos también debe ser cautelosa. Debido a esta limitación, los resultados deben considerarse preliminares y deben replicarse en estudios futuros con un tamaño de muestra más grande. En tercer lugar, excluimos los casos que fueron comórbidos con la sustancia y otros trastornos psiquiátricos importantes, y los resultados deben generalizarse con cautela a estos grupos con abuso de drogas comórbidas y otras enfermedades psiquiátricas. En cuarto lugar, los detalles de la duración de la enfermedad no se registraron en este estudio. Por lo tanto, no se pudo confirmar en este estudio cualquier asociación entre los déficits en los circuitos funcionales corticostriatales y la duración de la DIA. En quinto lugar, debido a la resolución limitada de los datos de IRMf en estado de reposo, examinamos la FC en función de un pequeño número de subregiones en el cuerpo estriado, lo que puede llevar a una representación incompleta de los circuitos funcionales corticostriatales. Por lo tanto, los datos de IRMF en estado de reposo de alta resolución debían usarse para resolver este problema en estudios futuros. Por último, sin investigaciones prospectivas, las relaciones causales entre las disfunciones de los circuitos funcionales corticostriatales y la DIA no pudieron responderse en este estudio. Los estudios futuros deben intentar identificar las relaciones causales entre la DAI y las vías funcionales corticostriatales alteradas.

Conclusión

En resumen, utilizamos el análisis de FC en estado de reposo para investigar la arquitectura funcional corticostriatal en adolescentes con DAI. Los resultados demuestran que la IAD se caracteriza por un deterioro de los circuitos funcionales corticostriatales que involucran el procesamiento afectivo y emocional, y el control cognitivo. Los hallazgos sugieren que la IAD puede compartir mecanismos psicológicos y neuronales con otros tipos de trastornos de control de impulsos y adicción a sustancias. Además, las asociaciones entre la fuerza de conectividad de los circuitos corticostriatales y las medidas de comportamiento indican que los circuitos corticostriatales pueden servir como un posible nuevo objetivo de tratamiento para la DAI, y la FC corticostriatal puede ser valiosa para proporcionar información sobre el pronóstico de la DAI. Nuestros resultados indican que el FC corticostriatal anormal en estado de reposo puede servir como un in vivo biomarcador para probar nuevas terapias de adicción a Internet potencialmente más efectivas.

Contribuciones de autor

FL, YZ, YD, JX y HL fueron responsables del concepto y diseño del estudio. YZ, LQ y ZZ contribuyeron a la adquisición de datos. FL ayudó con el análisis de datos y la interpretación de los resultados. FL redactó el manuscrito. FL y HL proporcionaron una revisión crítica del manuscrito para contenido intelectual importante. Todos los autores revisaron críticamente el contenido y aprobaron la versión final para su publicación.

Oportunidades

Este trabajo fue parcialmente financiado por el Programa Nacional de Investigación Básica de China (Programa 973), Beca No. 2011CB707802, y la Fundación de Ciencias Naturales de China (No. 21221064, 81171302 y 81171325), y la Beca del Programa Nacional de Investigación y Desarrollo de Tecnología Clave No. 2007BAI17B03.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Notas a pie de página

1. ^ http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
2. ^ http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/AlphaSim.pdf

Referencias

Editado por:

Charlotte A. Boettiger, Universidad de Carolina del Norte, EE.UU.

Revisado por:

Carol seger, Universidad Estatal de Colorado, EE.UU.
Sheng Zhang, Universidad de Yale, EE.UU.