Aumento de la homogeneidad regional en el trastorno de adicción a internet, un estudio de imágenes de resonancia magnética funcional en estado de reposo (2009)

Comentarios: las imágenes de resonancia magnética nuclear detectan anomalías en los cerebros de las personas con trastorno de adicción a Internet.


Chin Med J (Engl). 2010 Jul; 123 (14): 1904-8.

Liu J, Gao XP, Osunde I, Li X, Zhou SK, Zheng HR, Li LJ.

Estudio completo: aumento de la homogeneidad regional en el trastorno de adicción a internet, un estudio de imágenes de resonancia magnética funcional en estado de reposo.

Fuente

Instituto de Salud Mental, el Segundo Hosipital Xiangya, Universidad del Sur Central, Changsha, Hunan 410011, China.

Abstracto:

Antecedentes:

El trastorno de la adición de Internet (DIA) se está convirtiendo en un grave problema de salud mental entre los adolescentes chinos. La patogenia de la DIA, sin embargo, sigue sin estar clara. El propósito de este estudio aplicó el método de homogeneidad regional (ReHo) para analizar las características funcionales encefálicas de estudiantes universitarios de IAD en estado de reposo.

Métodos:

La imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) se realizó en estudiantes universitarios de 19 IAD y controles de 19 en estado de reposo. El método ReHo se utilizó para analizar las diferencias entre el ReHo promedio en dos grupos.

Resultados:

Se encontraron las siguientes regiones de cerebro ReHo aumentadas en el grupo IAD en comparación con el grupo control: cerebelo, tronco cerebral, giro cingulado derecho, parahipocampo bilateral, lóbulo frontal derecho (giro rectal, giro frontal inferior y giro frontal medio), giro frontal superior izquierdo, precuno izquierdo , giro derecho postcentral, giro occipital medio derecho, giro temporal inferior derecho, giro temporal superior izquierdo y giro temporal medio. La disminución de las regiones del cerebro de ReHo no se encontraron en el grupo de IAD en comparación con el grupo de control.

conclusiones:

Existen anomalías en la homogeneidad regional en los estudiantes universitarios de DIA en comparación con los controles y se puede encontrar una mejora de la sincronización en la mayoría de las regiones encefálicas. Los resultados reflejan el cambio funcional del cerebro en estudiantes universitarios DIA. Las conexiones entre la mejora de la sincronización entre el cerebelo, el tronco encefálico, el lóbulo límbico, el lóbulo frontal y el lóbulo apical pueden ser relativas a las vías de recompensa.

El uso de Internet ha aumentado considerablemente en los últimos años. Los datos del Centro de Información de la Red de Internet de China (a partir de diciembre 31, 2008) mostraron que 298 millones de personas se habían conectado, de las cuales 60% eran adolescentes menores de 30 años. Con este número creciente de usuarios de Internet, el problema del trastorno de adicción a Internet ha atraído la atención de psiquiatras, educadores y el público. El trastorno de la adición de Internet se está convirtiendo en un grave problema de salud mental entre los adolescentes chinos. Chou y Hsiao1 informaron que la tasa de incidencia de adicción a Internet entre los estudiantes universitarios de Taiwán fue de 5.9%. Wu y Zhu2 identificaron a 10.6% de estudiantes universitarios chinos como adictos a Internet. La patogenia de la DIA, sin embargo, sigue sin estar clara.

Sin embargo, la fMRI en estado de reposo ha atraído más atención recientemente porque a los participantes del estudio se les ordena simplemente que permanezcan inmóviles y que mantengan los ojos cerrados durante la exploración de fMRI. Por lo tanto, el estado de reposo fMRI tiene la ventaja práctica de la aplicación clínica. En el presente estudio de IRMf en estado de reposo, se utilizó un método de homogeneidad regional (ReHo) recientemente informado para analizar la señal del cerebro dependiente del nivel de oxígeno (NEGRA). Se espera que el IRMF en estado de reposo permita una nueva visión del Fisiopatología de la DAI.

FORMAS DE PAGO

Materias

De acuerdo con los criterios de YDQ modificados de Beard y Wolf, 3 de julio 2008 a mayo 2009, 19 IAD (hombres 11 y mujeres 8; edad promedio de (21.0 ± 1.3) años con un rango de 18 a 25 años) y 19 sex-matched los sujetos (edad media de (20.0 ± 1.8) años con rango de 18 a 25 años) se sometieron a IRMf en estado de reposo en nuestro hospital. Los sujetos fueron todos diestros según lo medido por el Inventario de Edimburgo. Ningún sujeto tomó ningún medicamento que pudiera afectar la excitabilidad del cerebro. Todos los sujetos tuvieron un examen neurológico normal. Cumplieron con los siguientes criterios de inclusión: 1) los criterios principales de 5 se deben cumplir en el Cuestionario de diagnóstico para adicción a Internet (Beard3 - "Criterios de 5 + 1"), y cumplen con cualquiera de los tres criterios restantes. 2) la duración del ataque fue de ≥6 horas por día durante 3 meses. 3) la función social se deterioró significativamente, incluida la disminución del rendimiento académico, incapaz de mantener el aprendizaje escolar normal. Los sujetos no informaron antecedentes de enfermedad neurológica de esquizofrenia, depresión y dependencia de sustancias o trastorno psiquiátrico. No hubo diferencias estadísticamente significativas en la edad, el género o los niveles educativos entre el grupo de IAD y el grupo de control. El Comité de Investigación del Segundo Hosipital de Xiangya, afiliado a la Universidad Central del Sur, aprobó el estudio. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito para el estudio.

Examen de resonancia magnética

Las imágenes se adquirieron en un escáner Siemens Tesla Trio Tim 3.0T con gradientes de alta velocidad. La cabeza del participante se colocó con una bobina de cabeza estándar. Se proporcionó un acolchado de espuma para restringir el movimiento de la cabeza. En todos los sujetos se obtuvieron imágenes axiales ponderadas en T1 y T2 de alta resolución. Durante la resonancia magnética funcional en estado de reposo, se indicó a los sujetos que mantuvieran los ojos cerrados, que permanecieran inmóviles o no pensaran en nada en particular. Se utilizaron los siguientes parámetros para la obtención de imágenes anatómicas en T1 axialmente: 3080/12 ms (TR / TE), 36 cortes, matriz de 256 × 256, campo de visión de 24 cm (FOV), espesor de sección de 3 mm y espacio de 0.9 mm, 1 NEX, ángulo de giro = 90. En las mismas ubicaciones que los cortes anatómicos, las imágenes funcionales se adquirieron mediante el uso de una secuencia de imagen ecoplanar con los siguientes parámetros: 3000/30 ms (TR / TE), 36 cortes, matriz de 64 × 64, campo de visión de 24 cm (FOV), Espesor de sección de 3 mm y espacio de 0.9 mm, 1 NEX, ángulo de giro = 90. Cada exploración de fMRI duró 9 minutos.

análisis estadístico

Los datos de fMRI de cada sujeto contenían 180 puntos de tiempo. Los primeros cinco puntos de tiempo de los datos de la resonancia magnética funcional se descartaron debido a la inestabilidad de la señal de resonancia magnética inicial y la adaptación de los participantes a la circumatancia, dejando 175 volúmenes. Los 175 volúmenes restantes se preprocesaron utilizando el software Statistical Parametric Mapping 2 (SPM2) (Universidad de Londres, Gran Bretaña). Se corrigieron el tiempo de corte y se alinearon con la primera imagen de cada sesión para la corrección de movimiento, se normalizaron espacialmente a MNI y se suavizaron con un filtro gaussiano de 8 mm de ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) para reducir el ruido y las diferencias residuales. en anatomía gyral. Todos los sujetos tenían un desplazamiento máximo de menos de 0.5 mm en X, Y, Z y 1.0 ° de movimiento angilar durante toda la exploración de fMRI. No se excluyó ningún sujeto. Se aplicó un filtro temporal (0.01Hz <f <0.08HZ) para eliminar las desviaciones de baja frecuencia y el ruido fisiológico de alta frecuencia.

Usamos el coeficiente de concordancia de Kendall (KCC) 4 para medir la homogeneidad regional de la serie de tiempo de un vóxel dado con sus 26 vóxeles vecinos más cercanos en forma de voxel. El KCC se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Donde W es el KCC de un grupo, varió de 0 a 1; Ri es el rango de suma del i-ésimo punto de tiempo, n es el número de puntos de tiempo de cada serie de tiempo de vóxeles (aquí n = 175); = ((n + 1)) / 2 es la media de las Ri; k es el número de vóxeles en el grupo (aquí k = 27). El mapa de W individual se obtuvo vóxel por vóxel para cada conjunto de datos de sujetos. El programa anterior se codificó en Matrix Laboratory (MATLAB, MathWorks Inc., Natick, EE. UU.)

Para explorar la diferencia de ReHo entre los IAD y los controles, se realizó una prueba t de dos muestras de efecto aleatorio de segundo nivel en los mapas de ReHo individuales de una manera vóxel por vóxel. El mapa estadístico resultante se estableció en un umbral combinado de P <0.001 y un tamaño de agrupación mínimo de 270 mm3, lo que da como resultado un umbral corregido de P <0.05.

RESULTADOS

Para todos los sujetos, no se encontraron cambios patológicos significativos con la RMN ponderada por T1 y T2 de alta resolución. El grupo IAD mostró un aumento de las regiones cerebrales en ReHo en estado de reposo en comparación con los controles. El aumento de ReHo se distribuyó sobre el cerebelo, el tronco encefálico, el giro cingulado derecho, el parahipocampo bilateral, el lóbulo frontal derecho (giro rectal, el giro frontal inferior y el giro frontal medio), el giro frontal superior izquierdo, el precuneus izquierdo, el giro postcentral derecho, el giro occipital medio derecho , giro temporal inferior derecho, giro temporal superior izquierdo y giro temporal medio. No se encontró la disminución de ReHo en el grupo IAD (Figura y Tabla).

Figura. Diferentes áreas del cerebro con ReHo aumentado en imágenes combinadas de IAD y controles obtenidos por el software SPM2. A: cerebelo. B: tronco encefálico. C: circunvolución cingulada derecha. D: parahipocampo derecho. E: parahipocampo izquierdo. F: circunvolución frontal superior izquierda. Estas regiones tienen el valor ReHo más alto: IADs> controles. L: izquierda. R: correcto. El cruciforme azul representa la actividad de las regiones del cerebro. Se realizó una prueba t de una muestra en los mapas de ReHo individuales en una forma vóxel por vóxel entre los IAD y los controles. Los datos de los dos grupos se probaron mediante la prueba t de dos muestras. El mapa estadístico final se estableció en un umbral combinado de P <0.001 y un tamaño mínimo del grupo de 270 mm3, lo que da como resultado un umbral corregido de P <0.05.

Mesa. Regiones del cerebro con homogeneidad regional anormal en DAI en comparación con los controles

DISCUSIÓN

ReHo método sobre fMRI

El método ReHo, una nueva forma de analizar los datos de fMRI bajo el estado de reposo.4 La hipótesis de la teoría básica del método ReHo es que un voxel dado es temporalmente similar a sus vecinos. Mide el ReHo de la serie temporal de la señal BOLD regional. Por lo tanto, ReHo refleja la homogeneidad temporal de la señal BOLD regional en lugar de su densidad. ReHo puede detectar la actividad en las diferentes regiones del cerebro. El método ReHo ya se ha aplicado con éxito en el estudio del Parkinson, el Alzheimer, la depresión, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad, la esquizofrenia y la epilepsia. 5-10 Sin embargo, ninguno ha detectado la actividad cerebral de la IAD mediante el uso de la RMF en estado de reposo.

Características y significado del aumento de las regiones cerebrales ReHo en IAD en comparación con los controles

En comparación con los controles, el grupo experimental encontró que las regiones cerebrales ReHo aumentadas se distribuyeron sobre el cerebelo, el tronco encefálico, el giro cingulado derecho, el parahipocampo bilateral, el lóbulo frontal derecho (giro rectal, giro frontal inferior y giro frontal medio), giro frontal superior izquierdo , precuneus izquierdo, giro postcentral derecho, giro occipital medio derecho, giro temporal inferior derecho, giro temporal superior izquierdo y giro temporal medio. Representa el aumento de la actividad nerviosa.

Los estudios han demostrado que el cerebelo tiene funciones cognitivas de alto nivel, 11-12, como la conciencia del lenguaje, etc. Existe una extensa conexión funcional entre el cerebelo y el cerebro, que ayuda a regular la actividad cognitiva, el pensamiento y las emociones en cierta medida. Hay una articulación fibrosa entre el mesencéfalo y el cerebelo, el cerebelo y el tálamo, el cerebelo y el cerebro, por ejemplo, el lóbulo prefrontal. Los investigadores descubrieron las correlaciones entre las anomalías estructurales del cerebelo y la manifestación clínica de ciertas enfermedades mentales. Los estudios con 13 han encontrado en pacientes con esquizofrenia que el lóbulo prefrontal-cerebelo y las conexiones entre el cerebelo y el tálamo se debilitaron, pero la conexión entre el tálamo y el lóbulo prefrontal mejoró

El giro cingulado que pertenece al sistema límbico se encuentra en la parte superior del cuerpo calloso. Junto con el giro parahipocampal, se consideraba una región de transición de corteza heterotípica y neocortex, que también se conocía como mesocortex. El cingutado anterior regula las reacciones y sirve como integrador sensorial en la regulación del congreso. La función primaria cingulada anterior es la vigilancia del conflicto. El cingulado posterior estuvo involucrado en el proceso del sentido visual y sensoriomotor. 15-18

El mesencéfalo y el hipocampo del subículo desempeñan un papel importante en el sistema dopaminérgico mesolímbico. El núcleo tegmental ventral es una parte importante de la vía de recompensa y hay conexiones extensas entre el mesencéfalo y el cerebelo, y el mesencéfalo y el cerebro. La mejora de la sincronización de reactividad del mesencéfalo, cerebelo, giro cingulado y giro parahipocampal es consistente con la vía de recompensa de adición de sustancia. Indicó que, en cierta medida, las conexiones de la vía de recompensa en la IAD mejoraron.

El estudio encontró un aumento de ReHo en la región temporal y en la región occipital, lo que sugiere una mayor sincronización en el grupo IAD que en el grupo control. Esto puede ser causado por el comportamiento del adicto, como ponerse en contacto con la imagen de la red con frecuencia, disfrutar de la ruidosa barra de Internet o del sonido del juego. El centro óptico y auditivo, que se ha estimulado repetidamente durante mucho tiempo, se excita fácilmente o aumenta la excitabilidad. La función principal del lóbulo temporal es regular la percepción sensorial, incluido el procesamiento visual y auditivo a través de la corteza primaria y secundaria asociada. El aumento de ReHo en la corteza del lóbulo temporal, sirve como factor de intensificación positivo para revelarse como un adicto a Internet. Los comportamientos repetitivos que navegan en Internet de la DIA merecen más investigación.

Por fMRI, Bartzokis et al19 encontraron que el volumen del lóbulo frontal y el lóbulo temporal se redujeron significativamente en las personas dependientes de la cocaína y la anfetamina, mientras que la materia gris del lóbulo temporal en las personas dependientes de la cocaína se redujo de manera obvia con el aumento de la edad. Indicó que la dependencia de la cocaína puede acelerar la reducción de la materia gris del lóbulo temporal, y la reducción del lóbulo frontal y el lóbulo temporal puede ser el marcador de identificación del comportamiento de la adicción. La varación de ReHo en la corteza del lóbulo temporal del adicto a Internet puede ser el signo temprano del cambio de la estructura de Barin y, en cierta medida, puede significar la anormalidad de la función cerebral. Modell et al. 20 descubrieron la activación entre el núcleo caudado, los cuerpos estriados, el talamencefal, la corteza del lóbulo frontal en alcohol y el adicto a las drogas mediante fMRI. Tremblay y Schultz21 encontraron que la función de los giros orbitales del lóbulo frontal y la recompensa estaba relacionada, y el daño a los giros orbitales del lóbulo frontal podría conducir a una disminución de la inhibición y el impulso.

En comparación con la persona normal, el aumento de ReHo en ciertas regiones del lóbulo frontal y el lóbulo parietal revela una sincronización avanzada de lo que normalmente se ve. La corteza del lóbulo frontal, que es la región neocórtex más compleja y altamente evolucionada, acepta las fibras nerviosas aferentes del lóbulo parietal, el lóbulo temporal, el lóbulo occipital y la corteza latero-asociativa sensorial cerca de Brodman 1, 2 y 3, también. como córtex lumbal-asociativo, incluyendo la circunvolución cingulada, la circunvolución parahipocampal y cuyas fibras nerviosas eferentes se proyectan hacia el estriado y la protuberancia. Es el área esencial del cerebro para el control de impulsión. 22-24

Varios estudios encontraron que el lóbulo parietal tenía una relación concertada con la tarea visuoespacial. El cambio de posición del objeto en cuestión podría llevar a una fuerte activación de la corteza parietal superior en ambos lados. 25,26 Por RMN, Zheng et al. 27 descubrieron que el lóbulo apical jugaba un papel dominante. papel cuando el cerebro estaba tratando con la memoria a corto plazo. La neuroanatomía encontró que el lóbulo prefrontal dorsal aceptaba la proyección de la fibra de asociación del lóbulo apical, y la corteza visual primaria transmitía las características espaciales (en la información visual transformada por vía visual) a la corteza asociada del lóbulo apical, y formaba una percepción espacial en al mismo tiempo. Finalmente, la información espacial integrada se transmite al lóbulo prefrontal dorsal para formar una memoria espacial. En una palabra, la información visual completó el procesamiento de la relación posicional y espacial en la corteza posterior superior por vía dorsal. 28

Con base en la literatura disponible y los resultados de este experimento, creemos que las imágenes y el sonido son introducidos por ciertas vías auditivas y de conducción visual. Los sentidos concretos, como el color, la posición espacial relativa y la percepción del espacio, se forman en el lóbulo parietal. Al final, las señales se propagan al lóbulo frontal para continuar con el procesamiento, como la siguiente decisión, planificación y ejecución. La activación frecuente de estas regiones encefálicas de los adictos a Internet conduce a la mejora de la sincronización en estas regiones. La mejora de la sincronización entre el cerebelo, el tronco encefálico, el lóbulo límbico, el lóbulo frontal y el lóbulo apical puede asociarse con vías de recompensa, y sus mecanismos concretos deben ser confirmados por estudios adicionales.

En conclusión, esta investigación aplicó el método de fMRI de estado de reposo para recopilar datos y el método ReHo para analizar datos. Descubrimos que había anomalías en la homogeneidad regional en los estudiantes universitarios de DIA en comparación con el grupo de control. Hay una mejora de la sincronización en la mayoría de las regiones del cerebro. Los resultados reflejan el cambio funcional del cerebro en los estudiantes universitarios de DAI y la mejora de la sincronización entre el cerebelo, el tronco cerebral, el lóbulo límbico, el lóbulo frontal y el lóbulo apical pueden ser relevantes para recompensar las vías. Este estudio proporciona un nuevo método e idea para estudiar la etiología de la DAI y confirma la posibilidad de aplicar ReHo a los estudios clínicos y preclínicos de DAI al mismo tiempo.

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