El uso excesivo de juegos de Internet está asociado con una alteración de la conectividad funcional de Fronto-Striatal durante el procesamiento de comentarios de recompensa (2018)

Conectividad vmPFC más débil con el núcleo caudado

Se sabe que vmPFC está involucrado en la traducción de recompensas a representaciones de valor subjetivo (39, 42). Tiene conexiones recíprocas con el estriado para funciones cognitivas y afectivas / emocionales (43, 44). Nuestros hallazgos revelan un acoplamiento funcional disociado de la vmPFC con subregiones del estriado asociadas con la OIG: conectividad funcional más débil con el estriado dorsal (es decir, el núcleo caudado) y una conectividad más fuerte con el estriado ventral (es decir, el NAcc).

El núcleo caudado es la región objetivo de las neuronas de proyección de dopamina en la sustancia negra, y se sabe que está involucrado en la codificación de las asociaciones acción-resultado durante el aprendizaje por recompensa (45). Es una de las regiones del cerebro donde las anomalías asociadas a la IGD se han informado ampliamente en el mundo molecular (46), estructural (47, 48), y estudios funcionales (17). Por ejemplo, los adultos jóvenes con adicción a internet muestran una disponibilidad reducida del receptor D2 de dopamina en el caudado dorsal bilateral, y la gravedad de la adicción a Internet medida por las escalas de IAT se asocia negativamente con la disponibilidad del receptor D2 de dopamina en el caudado izquierdo (46). Además, los individuos con IGD parecen tener un mayor volumen de materia gris en el caudado, junto con un rendimiento deficiente del control cognitivo (47). Dong et al. (17) han reportado una reducción en la activación de caudados en individuos con adicción a internet durante la toma de decisiones en el contexto de victorias "continuas", lo que sugiere una atención insuficiente a las selecciones de comportamiento anteriores y sus resultados.

Se han informado activaciones cerebrales en respuesta a una retroalimentación positiva tanto en el núcleo caudado como en vmPFC, especialmente cuando la retroalimentación contiene información para el comportamiento futuro (49). Se ha demostrado que la fuerza anatómica de la conexión caudate-vmPFC predice la flexibilidad de la acción dirigida hacia el objetivo (50). El deterioro de la comunicación funcional entre el cuerpo estriado dorsal y el vmPFC encontrado en el grupo de IGO de este estudio implica que debería haber una toma de decisiones anormal o una falla en el ajuste del comportamiento para la recompensa monetaria, particularmente porque se han informado hallazgos similares para otros tipos de adicción. Por ejemplo, Lee et al. (51) informaron una reducción del acoplamiento funcional entre el cuerpo estriado dorsal y la región orbitofrontal que rodea el vmPFC durante una tarea de paso impar en individuos con dependencia del alcohol, en asociación con su selección persistente de opciones de mala adaptación. Sin embargo, no encontramos un vínculo entre la débil conectividad del cuerpo estriado vmPFC-dorsal de la OIG y el rendimiento de aprendizaje para la recompensa monetaria.

Conectividad vmPFC más fuerte con el núcleo accumbens

En contraste con la conectividad del núcleo caudado de vmPFC, la conectividad vmPFC-NAcc se mejoró en el grupo IGO. Se ha sugerido que la NAcc, como uno de los componentes principales del estriado ventral, participa en la asignación de la atención de incentivo a un estímulo gratificante. El circuito vmPFC-NAcc ha sido propuesto como un mecanismo neuropatológico de la adicción (52). Por ejemplo, hay una mayor conectividad funcional entre el cuerpo estriado ventral y el vmPFC en individuos dependientes de heroína durante el estado de reposo (53). También se informó un aumento en la conectividad vmPFC-NAcc en adultos jóvenes dependientes del alcohol durante el procesamiento de la recompensa, y las diferencias individuales en esta conectividad se asociaron con la frecuencia del consumo de alcohol (54).

Nuestros hallazgos están en línea con las conclusiones de Volkow et al. (55), quien propuso que la adicción está relacionada con los circuitos "AHORA", en donde el circuito vmPFC / NAcc elevado favorece la elección de una recompensa inmediata. El hallazgo actual del acoplamiento vmPFC-NAcc en el grupo de IGO es consistente con los cambios patológicos en los mecanismos neuronales involucrados en el procesamiento del valor de recompensa en la adicción a sustancias, particularmente dentro de los circuitos "deseados".

Aunque hubo una correlación negativa entre la conectividad funcional vmPFC-NAcc y la tasa de estancia correcta para la recompensa monetaria, se debe tener cuidado al interpretar este hallazgo. Tenga en cuenta que dos personas del grupo IGO cuyas fortalezas de la conectividad funcional vmPFC-NAcc se mejoraron mucho durante la entrega de recompensas monetarias mostraron la tasa más baja de estancia correcta. En particular, un participante en el grupo OIG podría identificarse como un valor atípico estadístico [método de la distancia de Cook; (56)]. La correlación negativa encontrada originalmente en el grupo IGO [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] ya no es significativo si este valor atípico se elimina del análisis [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Alternativamente, creemos que este valor atípico es solo el ejemplo extremo de esta relación negativa, en la que el participante con el acoplamiento funcional vmPFC-NAcc más mejorado para la recompensa monetaria experimentaría la mayor interferencia cognitiva en el procesamiento de retroalimentación de recompensa. El bajo desempeño de este participante fue específico solo para la recompensa monetaria (0.65: tasa promedio de estadía correcta del grupo IGO = 0.941; SD = 0.094), no a recompensa simbólica (0.77: tasa promedia de permanencia correcta del grupo IGO = 0.822; SD = 0.179). Esto sugiere que el bajo rendimiento conductual del valor atípico no se asoció con una mala comprensión de las instrucciones de la tarea o una capacidad de aprendizaje deficiente en general. Además, existía una tendencia similar de relación negativa incluso en el grupo de control normal [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], lo que indica que el aumento del acoplamiento funcional vmPFC-NAcc se asoció con un bajo rendimiento de aprendizaje para la recompensa monetaria, independientemente de los problemas de IGO. Esta interpretación está respaldada por un informe anterior de que entre los participantes sanos los individuos con una mayor conectividad ventral estriado-vmPFC mostraron una mayor tendencia conductual impulsiva durante una tarea de descuento por retraso (57). El hallazgo actual de la conectividad funcional vmPFC-NAcc reforzada en el grupo de IGO se puede entender como un mecanismo patológico similar de mayor prominencia dentro de los circuitos "deseados" (58). En otras palabras, el acoplamiento mejorado vmPFC-NAcc para el incentivo de recompensa en personas con OIG puede estar relacionado con una mayor respuesta de saliencia para la recompensa, que puede ser un posible mecanismo subyacente del comportamiento problemático de uso excesivo de Internet para los incentivos destacados.

Conectividad VS más débil con la corteza cingulada anterior dorsal

Nuestro examen de la conectividad funcional de VS basada en tareas reveló que los individuos de IGO tienen un acoplamiento VS-dACC más débil en relación con el grupo de control. Este acoplamiento funcional reducido entre el cuerpo estriado ventral y el dACC es consistente con los hallazgos anteriores. Se ha demostrado que la conectividad intrínseca del cuerpo estriado-dACC ventral se asocia con una mayor severidad de la nicotina (59) y la adicción a la cocaína (60). Además, Crane et al. (61) han informado que el grupo de alto riesgo en el trastorno por consumo de alcohol (es decir, bebedores compulsivos) tiene dificultades para participar en esta red durante el procesamiento de la recompensa.

En el contexto del aprendizaje, el dACC tiene un papel importante en la codificación de las asociaciones de acción-resultado, incluida la integración del historial de recompensas para guiar las decisiones de recompensas potenciales (62, 63). También se ha sugerido que se involucre en señalar la necesidad de atención durante el aprendizaje (64). Se han reportado anomalías en la función dACC para el procesamiento de retroalimentación en individuos con IGD. Yau et al. (65) notó que los adolescentes con un uso problemático de Internet han mitigado la negatividad relacionada con la retroalimentación y las amplitudes de P300 durante la toma de riesgos, lo que sugiere una función anormal del ACC en el procesamiento temprano y tardío de la retroalimentación. Dado que VS es también una región cerebral crítica para el aprendizaje asociado a la recompensa (66) así como para el procesamiento de recompensas (67), el acoplamiento funcional entre VS y dACC debe tener un papel crítico en el aprendizaje por retroalimentación, en el que se actualizan los valores de resultado para las respuestas seleccionadas. Por lo tanto, el acoplamiento funcional de VS-dACC alterado en el grupo de IGO podría indicar una dificultad para representar las señales de valor asociadas a las relaciones de acción-resultado, lo que a su vez podría conducir a problemas de aprendizaje, aunque no se observó un rendimiento de aprendizaje deficiente para la recompensa monetaria.

Conectividad VS más débil con otras regiones corticales y subcorticales

Encontramos acoplamientos funcionales anormales generalizados en vlPFC, precuneus y giro lingual en asociación con IGO. Estas regiones están involucradas en varios controles cognitivos durante el aprendizaje por retroalimentación. Por ejemplo, el vlPFC es conocido por guiar el comportamiento flexible dirigido a objetivos al integrar información de motivación de áreas subcorticales (68, 69). El giro precuneus y lingual se activan en respuesta a la recompensa monetaria durante el aprendizaje inverso cuando se da una recompensa como una señal para revertir los roles (70). Según Dong et al. (71), hay una reducción en la activación de la corteza frontal inferior en individuos con IGD cuando se toman decisiones arriesgadas. La conectividad funcional reducida entre VS y las diversas regiones corticales en el grupo de IGO del estudio actual sugiere controles cognitivos deteriorados en el procesamiento de retroalimentación cuando se otorga una recompensa monetaria como retroalimentación positiva.

También encontramos que el grupo IGO exhibió una conectividad funcional VS más débil con el palidum durante el procesamiento de recompensas monetarias. El pálido recibe conexiones eferentes del estriado ventral, especialmente del NAcc, y envía una señal a la corteza a través de los relés a través del tálamo (72). Se sabe que el pallidum está asociado principalmente con las funciones motoras, pero también se ha discutido ampliamente un papel en el procesamiento de recompensas (73). Zhai et al. (74) informó que la IGD se asocia con una reducción de la eficiencia de la sustancia blanca en el palidum. Tanto el VS como el pálido están implicados en el impacto hedónico de la adicción, que se cree que está mediada por sistemas opioides (75), especulamos que la reducida conectividad funcional VS-Pallidum en individuos con OIG puede reflejar un placer hedónico reducido por la recompensa monetaria. Esta interpretación está en línea con un modelo teórico de adicción que incorpora puntos de ajuste hedónicos disminuidos (76).

¿Por qué los efectos en la conectividad funcional son solo para la recompensa monetaria?

Solo por recompensa monetaria, el grupo IGO mostró conectividad funcional alterada, con patrones más débiles o más fuertes. Durante el aprendizaje por retroalimentación, los participantes sabían que una respuesta correcta podría resultar en una recompensa monetaria o simbólica. Debido a que no se les había informado sobre qué estímulo de aprendizaje iba a ser seguido por una recompensa monetaria, en lugar de una recompensa simbólica, la entrega de una recompensa monetaria habría tenido mayor relevancia motivacional en relación con una recompensa simbólica. El hecho de que estos efectos se limitaran al grupo OIG sugiere que esta relevancia tuvo más impacto en los individuos OIG que en los controles.

A pesar de los efectos de conectividad funcional observados en individuos con OIG para la recompensa monetaria, no detectamos un deterioro en el aprendizaje para la recompensa monetaria en el grupo de la OIG en relación con los controles. Una posible razón para esto podría ser un efecto techo. En este paradigma de aprendizaje de retroalimentación, donde cada retroalimentación se proporcionó en función de una contingencia determinista de estímulo-resultado, la tasa promedio de estancia correcta para la recompensa monetaria fue muy alta en ambos grupos (grupo IGO: M = 0.94, SD = 0.09; grupo de control: M = 0.95, SD = 0.04). En consecuencia, sería difícil resolver cualquier problema de aprendizaje para aprender de la recompensa monetaria, incluso en el grupo de IGO. Otra posibilidad es que los individuos de IGO puedan confiar en otros recursos cognitivos compensatorios para aprender las asociaciones de SR, lo que resulta en un desempeño similar al de los controles. Sin embargo, no encontramos pruebas que respalden la hipótesis compensatoria, porque la mayoría de las redes funcionales investigadas eran más débiles en el grupo de IGO que en los controles. Para la única instancia de mayor conectividad funcional en el grupo de IGO (es decir, acoplamiento vmPFC-NAcc), la relación con el comportamiento del comportamiento fue lo opuesto a la expectativa: los individuos con un acoplamiento más fuerte vmPFC-NAcc para la recompensa monetaria mostraron una tendencia reducida a elegir Misma respuesta en posteriores ocasiones. Por lo tanto, si existe un mecanismo compensatorio para superar el deterioro del aprendizaje para la retroalimentación de recompensa en IGO, debe existir fuera de las redes de acoplamiento vmPFC o VS. Finalmente, debemos considerar la posibilidad de que los mecanismos compensatorios de la OIG no se produzcan durante el proceso de retroalimentación, como se investigó en el estudio actual, sino durante el intervalo entre ensayos (estrategia de memoria de trabajo) o durante la selección de la presentación / respuesta del estímulo. De acuerdo con esta idea, un informe anterior (1) sugiere que los individuos de IGO reclutaron una estrategia de memoria de trabajo específicamente para la recompensa monetaria con el fin de compensar su deterioro del aprendizaje por recompensa.

Advertencias y limitaciones

Aunque observamos diferentes patrones de conectividad funcional de VS y vmPFC en el grupo IGO, el grado de estas anomalías no se asoció con la gravedad de los síntomas de la adicción a los juegos de Internet. Las anomalías encontradas en las redes funcionales involucradas en el procesamiento de la información de recompensas podrían resultar del uso intensivo de los juegos de Internet por parte de las OIG. Sin embargo, esta posibilidad no ha sido respaldada por nuestros datos, ya que no pudimos encontrar ninguna correlación entre el tiempo dedicado a los juegos y las fortalezas de la conectividad. Una posibilidad alternativa es que la gravedad de la adicción no muestre una relación lineal con el grado de anomalías en el procesamiento de la recompensa. Otra es que las personas con ciertas características de red funcionales preexistentes e inherentes pueden tener más probabilidades de caer en problemas de uso excesivo de los juegos. Por ejemplo, la actividad de juego casual puede volverse problemática para aquellos que son relativamente ineficientes en el procesamiento de las demandas cognitivas / atencionales para controlar el entorno cuando experimentan placer por recompensas muy destacadas, lo que pone a individuos normales en riesgo de IGD. Se necesitarán estudios longitudinales para abordar los efectos a largo plazo del uso de los juegos de Internet o los factores de riesgo en el procesamiento de la información.

La depresión y el trastorno por déficit de atención / hiperactividad (TDAH) se han implicado en el procesamiento de recompensas (77, 78), que también son comorbilidades psiquiátricas bien conocidas de IGD (79). Los cambios en los patrones de conectividad funcional que observamos en el grupo de IGO no se asociaron con ninguna de las comorbilidades de la IGD, como la depresión o la impulsividad. Dado que las diferencias de grupo para la recompensa monetaria se observaron en redes cerebrales funcionales que se sabe están involucradas en la prominencia y el control cognitivo de la recompensa, es razonable suponer que estas diferencias están relacionadas con el procesamiento de la información de recompensa. Por lo tanto, las diferencias en el procesamiento de la información para la recompensa monetaria son probablemente características críticas de la IGD que pueden ocurrir independientemente de los rasgos de personalidad o trastornos emocionales.

Es importante discutir un par de limitaciones de este informe. Nuestro grupo de IGO estaba formado por hombres jóvenes que se consideraban "en riesgo" de IGD. Se debe tener cuidado al generalizar nuestros hallazgos a mujeres con OIG, o a hombres o mujeres con diagnóstico clínico de IGD (80). Otro problema es nuestro uso de un intervalo fijo de estímulo entre los estímulos de aprendizaje y la visualización de retroalimentación, como es típico de los paradigmas de aprendizaje de la asociación SR. Este intervalo fijo podría haber provocado que los datos de imágenes para la activación relacionada con la retroalimentación se vieran afectados por la actividad residual del período de anticipación de la retroalimentación (es decir, presentación de referencia o inicio de respuesta). De hecho, un estudio anterior que examinó el error de predicción de la recompensa en la IGD reveló una activación de VS debilitada durante el procesamiento de la señal (81). Finalmente, se debe tener en cuenta que el enfoque de conectividad funcional no revela relaciones directas o causales entre dos regiones, a pesar de que algunas de nuestras interpretaciones han sido informadas por interconexiones anatómicas específicas encontradas en estudios con animales.