Commentaires: Comme les études précédentes, les analyses du cerveau ont révélé des changements structurels analogues à ceux de la dépendance chez les personnes ayant une dépendance à Internet. Des anomalies de la matière blanche et grise se retrouvent également chez les toxicomanes.
Contexte
Le trouble de la dépendance à Internet (IAD) est en train de devenir un grave problème de santé mentale dans le monde entier. Les études antérieures concernant la DIA étaient principalement axées sur les examens psychologiques associés. Cependant, il existe peu d'études sur la structure et le fonctionnement du cerveau à propos de la DIA. Dans cette étude, nous avons utilisé l'imagerie par tenseur de diffusion (DTI) pour étudier l'intégrité de la substance blanche chez les adolescents atteints de DIA.
Méthodologie / Principales constatations
Dix-sept sujets IAD et seize témoins sains sans IAD ont participé à cette étude. L'anisotropie fractionnée (FA) du cerveau entier par voxel a été réalisée par des statistiques spatiales basées sur les tractus (TBSS) pour localiser les régions anormales de substance blanche entre les groupes. Le TBSS a démontré que la DAI avait une FA significativement plus faible que les témoins dans tout le cerveau, y compris la substance blanche orbito-frontale, le corps calleux, le cingulum, le fascicule fronto-occipital inférieur et le rayonnement corona, les capsules internes et externes, tout en ne présentant aucune zone de FA plus élevée. L'analyse du volume d'intérêt (VOI) a été utilisée pour détecter les changements d'indices de diffusivité dans les régions présentant des anomalies FA. Dans la plupart des VOI, les réductions de FA ont été causées par une augmentation de la diffusivité radiale sans modification de la diffusivité axiale. Une analyse de corrélation a été réalisée pour évaluer la relation entre l'AF et les mesures comportementales au sein du groupe IAD. Des corrélations significativement négatives ont été trouvées entre les valeurs d'AF dans le genre gauche du corpus callosum et le Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorders, et entre les valeurs d'AF dans la capsule externe gauche et l'échelle de dépendance à Internet de Young.
Conclusions
Nos résultats suggèrent que l'IAD a démontré une réduction généralisée de l'AF dans les principales voies de la substance blanche et qu'une telle structure anormale de la substance blanche pourrait être liée à certaines altérations du comportement. De plus, l’intégrité de la substance blanche peut servir de nouvelle cible potentielle de traitement et l’AF peut être un biomarqueur qualifié pour comprendre les mécanismes neuronaux sous-jacents de la blessure ou pour évaluer l’efficacité d’interventions précoces spécifiques dans le cadre de la DIA.
Citation: Lin F, Zhou Y, Du Y, Qin L, Zhao Z, et al. (2012) Intégrité anormale de la matière blanche chez les adolescents ayant un trouble de dépendance à Internet: une étude de statistiques spatiales basée sur un tract. PLoS ONE 7 (1): e30253. doi: 10.1371 / journal.pone.0030253
Editeur: Martin Gerbert Frasch, Université de Montréal, Canada
Reçu: 4 octobre 2011; Accepté: 15 décembre 2011; Publié: 11 janvier 2012
Droits d'auteur: © 2012 Lin et al. Il s'agit d'un article en libre accès distribué sous les termes de la licence d'attribution Creative Commons, qui permet une utilisation, une distribution et une reproduction sans restriction sur tout support, à condition que l'auteur et la source d'origine soient crédités.
Financement: Ce travail a été partiellement financé par la Natural Science Foundation of China (nos 30800252 et 20921004), le programme national de recherche fondamentale de Chine (973 Program) Grant No. 2011CB707802, et le Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences, et un excellent doctorat Programme de thèse de l'Académie chinoise des sciences. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.
Intérêts concurrents: les auteurs ont déclaré qu'il n'y avait pas d'intérêts concurrents.
* Email: [email protected] (JX); [email protected] (HL)
# Ces auteurs ont participé à ce travail à part égale.
Le trouble de dépendance à Internet (SAI), également appelé utilisation problématique ou pathologique d'Internet, se caractérise par l'incapacité d'un individu à contrôler son utilisation d'Internet, ce qui peut éventuellement entraîner une détresse marquée et des déficiences fonctionnelles de la vie générale telles que les performances scolaires, les interaction, intérêt professionnel et problèmes de comportement . La description de la DIA est basée sur la définition de la dépendance à une substance ou du jeu pathologique, qui partage des propriétés de dépendance à une substance telles que la préoccupation, le changement d'humeur, la tolérance, le retrait, la détresse et les déficiences fonctionnelles , . Avec le nombre croissant d’internautes, le problème de la DIA a suscité une attention considérable de la part des psychiatres, des éducateurs et du public; par conséquent, la SAI est en train de devenir un grave problème de santé mentale dans le monde , , .
Les études actuelles sur la DIA se sont concentrées sur les résumés de cas, les composantes comportementales, les conséquences négatives sur la vie quotidienne, ainsi que sur le diagnostic clinique, l'épidémiologie, les facteurs psychosociaux associés, la gestion des symptômes, la comorbidité psychiatrique et les résultats du traitement. , , , , . Ces études sont principalement basées sur des questionnaires psychologiques autodéclarés et rapportent systématiquement qu'une forte surutilisation d'Internet peut avoir des effets potentiels sur les problèmes psychologiques et les déficiences cognitives des individus.
À ce jour, seules quelques études de neuroimagerie ont été réalisées pour étudier les modifications structurelles et fonctionnelles du cerveau associées à la DIA. Une étude antérieure sur la morphométrie à base de voxel (VBM) a signalé une diminution de la densité de la matière grise dans le cortex cingulaire antérieur gauche, le cortex cingulaire postérieur, l'insula et le gyrus lingual des adolescents IAD . Yuan et ses collègues ont constaté que les sujets IAD avaient de multiples changements structurels dans le cerveau, et que ces changements étaient en corrélation significative avec la durée de la dépendance à Internet. . Une étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) à l'état de repos a démontré que les étudiants d'université de l'IAD avaient accru l'homogénéité régionale dans plusieurs régions du cerveau, notamment le cervelet, le tronc cérébral, le lobe limbique, le lobe frontal et le lobe apical. . Deux études IRMf axées sur les tâches menées auprès d'individus ayant une dépendance aux jeux en ligne ont indiqué que l'activation induite par un signal en réponse à un stimuli de jeu vidéo sur Internet est similaire à celle observée lors de la présentation d'un signal chez des personnes ayant une dépendance à une substance ou au jeu pathologique. , . Dong et al. ont signalé que les étudiants de l'IAD avaient une activation plus faible au stade de détection de conflit, et montraient une efficacité de traitement de l'information et un contrôle des impulsions moins efficace que les contrôles normaux en enregistrant les potentiels cérébraux liés aux événements au cours d'une tâche Aller / Non-Aller. En outre, une étude par tomographie à émission de positons (TEP) a révélé que la surutilisation de jeux Internet partageait des mécanismes psychologiques et neuronaux avec d'autres types de troubles du contrôle de l'impulsion et de toxicomanie liée ou non à une substance. . Pris ensemble, ces résultats indiquent que les sujets IAD sont associés à des changements structurels et fonctionnels dans les régions du cerveau impliquant le traitement des émotions, l'attention exécutive, la prise de décision et le contrôle cognitif.
Nous émettons l'hypothèse que les sujets IAD sont également associés à des altérations des fibres de la substance blanche reliant ces régions et que de tels changements peuvent être détectés par l'imagerie du tenseur de diffusion (DTI), une technique d'IRM non invasive pouvant fournir une mesure quantitative des dommages de la substance blanche. . Le DTI est sensible aux caractéristiques de diffusion de l'eau et a été développé comme outil pour étudier les propriétés locales de la substance blanche du cerveau. . Quatre paramètres de diffusion quantitatifs fréquemment utilisés peuvent être dérivés des données DTI: 1), une anisotropie fractionnelle (AF), reflétant la directionnalité de la diffusion de l’eau et la cohérence des faisceaux de fibres de matière blanche; 2) diffusivité moyenne (DM), quantifiant la magnitude globale de la diffusion de l’eau; 3) diffusivité axiale (Da) mesurant l’importance de la diffusivité dans la direction de diffusion principale; et 4) diffusivité radiale (Dr) reflétant la magnitude de la diffusivité perpendiculaire à la direction de diffusion principale , . Ces mesures sont liées à l'organisation microstructurale de la substance blanche et permettent d'inférer les caractéristiques structurelles de l'environnement tissulaire local.
Dans cette étude, nous avons utilisé le DTI pour étudier l'intégrité de la substance blanche chez les adolescents atteints de DIA. Une méthode d'analyse des statistiques spatiales basées sur les voies (TBSS) indépendante de l'observateur a été utilisée pour analyser les données DTI. Cette méthode conserve les points forts de l'analyse à base de voxel tout en abordant certains de ses inconvénients, tels que l'alignement d'images de plusieurs sujets et l'arbitraire du choix du lissage spatial. . Les objectifs de l'étude sont 1) d'étudier les différences dans la distribution topographique de l'intégrité de la substance blanche entre les adolescents atteints de DAI et les témoins sains sans DAI, en ne faisant aucune hypothèse a priori sur la localisation des anomalies possibles, et 2) pour déterminer s'il y avait relation entre l'intégrité de la substance blanche et les mesures neurophysiologiques chez les sujets IAD.
Sujets
Dix-huit adolescents atteints de DAI ont été recrutés dans le département de psychiatrie de l'enfant et de l'adolescent du centre de santé mentale de Shanghai, qui répondaient tous au questionnaire de diagnostic de Young modifié pour les critères de dépendance à Internet par Beard et Wolf. . Dix-huit ans, sexe et années d'études correspondant à des sujets normaux sans IAD ont été sélectionnés comme témoins. Tous les sujets étaient droitiers et évalués par un questionnaire à partir de l'inventaire d'Edimbourg . Les données de structure IRM de ces sujets avaient été utilisées dans notre précédente étude VBM . Pour cette étude, les données d'imagerie de deux contrôles et d'un sujet de l'IAD ont dû être écartées à cause d'artefacts de mouvement importants. En conséquence, un total de seize témoins (tranche d'âge: 15 – 24) et dix-sept sujets IAD (tranche d'âge: 14 – 24) ont été inclus.. Les informations démographiques des sujets inclus sont listées dans Tableau 1.
Tableau 1. Caractéristiques démographiques et comportementales des participants inclus.
doi: 10.1371 / journal.pone.0030253.t001
L'étude a été approuvée par le comité d'éthique de l'école de médecine de l'Université Jiao Tong de l'hôpital RenJi de Shanghai. Les participants et leurs parents / tuteurs légaux ont été informés des objectifs de notre étude avant les examens IRM. Un consentement éclairé écrit complet a été obtenu des parents / tuteurs de chaque participant.
Critères d'inclusion et d'exclusion
Tous les sujets ont subi un simple examen physique, y compris des mesures de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque, et ont été interrogés par un psychiatre sur leurs antécédents médicaux concernant les systèmes nerveux, mobile, digestif, respiratoire, de circulation, endocrinien, urinaire et reproducteur. Ils ont ensuite été dépistés pour des troubles psychiatriques avec la Mini-entrevue neuropsychiatrique internationale pour enfants et adolescents (MINI-KID) . Les critères d'exclusion comprenaient des antécédents de toxicomanie ou de dépendance à une substance; une histoire de désordres psychiatriques majeurs, tels que la schizophrénie, la dépression, le désordre d'inquiétude, les épisodes psychotiques, ou l'hospitalisation pour les désordres psychiatriques. Les sujets de la SAI n'ont pas été traités avec des médicaments. Cependant, un petit nombre de sujets IAD ont reçu une psychothérapie.
La norme de diagnostic pour la DAI a été adaptée du questionnaire de diagnostic de Young modifié pour les critères de dépendance à Internet par Beard et Wolf . Le critère consistant en huit éléments «oui» ou «non» a été traduit en chinois. Cela inclut les questions suivantes: (1) Vous sentez-vous préoccupé par Internet (pensez-vous à une activité en ligne antérieure ou anticipez-vous la prochaine session en ligne)? (2) Pensez-vous qu'il est nécessaire d'utiliser Internet de plus en plus longtemps pour obtenir satisfaction? (3) Avez-vous souvent tenté sans succès de contrôler, réduire ou arrêter l'utilisation d'Internet? (4) Vous sentez-vous agité, déprimé ou irritable lorsque vous essayez de réduire ou d'arrêter l'utilisation d'Internet? (5) Restez-vous en ligne plus longtemps que prévu? (6) Avez-vous compromis ou risqué-t-il la perte d'une relation significative, d'un emploi, d'une formation ou d'une opportunité de carrière à cause d'Internet? (7) Avez-vous menti à des membres de votre famille, à un thérapeute ou à d'autres personnes pour dissimuler l'étendue de votre implication sur Internet? (8) Utilisez-vous Internet pour échapper à des problèmes ou pour soulager une humeur angoissée (p. Ex. Sentiment d'impuissance, de culpabilité, d'anxiété et de dépression)? Les participants qui ont répondu «oui» aux éléments de 1 à 5 et au moins à l’un quelconque des trois éléments restants ont été classés comme souffrant de DIA.
Évaluations comportementales
Six questionnaires ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques comportementales des participants, à savoir l'échelle Young's Internet Addiction Scale (YIAS) , Échelle de gestion des temps (TMDS) Questionnaire sur les forces et les difficultés (SDQ) , Echelle d'impulsion de Barratt-11 (BIS) , le dépistage des troubles émotionnels liés à l'anxiété chez l'enfant (SCARED) et dispositif d'évaluation de la famille (FAD) . Tous les questionnaires ont été initialement construits en anglais et traduits en chinois.
Acquisition d'image
L'imagerie par tenseur de diffusion a été réalisée sur un scanner médical 3.0-Tesla Phillips Achieva. Une imagerie pondérée en diffusion écho planaire à coup unique avec alignement du plan des commissures antéro-postérieures a été réalisée selon les paramètres suivants: temps de répétition = 8,044 ms; temps d'écho = 68 ms; Facteur SENSE = 2; matrice d'acquisition = 128 × 128 rempli de zéro en 256 × 256; champ de vision = 256 × 256 mm2; épaisseur de coupe = 4 mm sans espace. Un total de sections 34 couvrait tout le cerveau, y compris le cervelet. Les gradients de sensibilisation à la diffusion ont été appliqués le long des directions de codage de gradient non colinéaires 15 avec b = 800 s / mm2. Une image supplémentaire sans gradients de diffusion (b = 0 s / mm2) a également été acquise. Pour améliorer le rapport signal sur bruit, l’imagerie a été répétée trois fois.
Pré-traitement des données
Toutes les données DTI ont été prétraitées par la Diffusion Toolbox (FDT) du FMRIB au sein de la bibliothèque de logiciels de FMRIB (FSL; http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl). Tout d’abord, les volumes pondérés en fonction de la diffusion ont été alignés sur les valeurs correspondantes non pondérées en fonction de la diffusion (b0) image avec transformation affine pour réduire au minimum la distorsion de l’image provoquée par les courants de Foucault et pour réduire les mouvements simples de la tête. Ensuite, le tissu non cérébral et le bruit de fond ont été supprimés0 image en utilisant l'outil d'extraction de cerveau. Après ces étapes, le tenseur de diffusion de chaque voxel a été estimé par l’algorithme d’ajustement linéaire multivarié et la matrice du tenseur a été diagonalisée pour obtenir ses trois paires de valeurs propres (λ1, λ2, λ3) et des vecteurs propres. Et puis les valeurs voxelwise de FA, MD, Da (Da = λ1) et Dr (Dr = (λ2+ λ3) / 2) ont été calculés.
Analyse TBSS
L'analyse du cerveau entier d'images FA a été réalisée à l'aide de TBSS , qui a été implémenté en FSL. En bref, les cartes FA de tous les sujets ont d'abord été réalignées sur une cible commune, puis les volumes FA alignés ont été normalisés à un 1 × 1 × 1 mm3 Espace standard de l'Institut neurologique de Montréal (MNI152) via le modèle FMRIB58_FA. Ensuite, les images FA enregistrées ont été moyennées pour générer une image FA moyenne entre sujets, puis l'image FA moyenne a été appliquée pour créer un squelette FA moyen qui représente les principales pistes de fibres et le centre de tous les faisceaux de fibres communs au groupe. Le squelette FA moyen était en outre limité par une valeur FA de 0.2 pour exclure les voies périphériques dans lesquelles il existait une variabilité inter-sujet significative et / ou des effets de volume partiels avec la matière grise. Après le seuillage du squelette FA moyen, les données FA alignées de chaque participant ont été projetées sur le squelette moyen pour créer une carte FA squelette, en recherchant la zone autour du squelette dans la direction perpendiculaire à chaque trait et en recherchant le plus haut niveau de FA local. valeur, puis en affectant cette valeur à la structure squelettique correspondante.
Pour identifier les différences d'AF entre les sujets d'IAD et les témoins normaux, les données d'AF squelettées ont été intégrées à l'analyse statistique par voxel, basée sur une approche non paramétrique utilisant la théorie du test de permutation. Les tests ont été effectués par le programme de randomisation FSL, qui utilise des permutations aléatoires 5000. Deux contrastes ont été estimés: sujets IAD supérieurs aux contrôles et témoins supérieurs aux sujets IAD. L'âge a été entré dans l'analyse à titre de covariable pour garantir que toute différence observée d'AF entre les groupes était indépendante des changements liés à l'âge. Amélioration de cluster sans seuil (TFCE) , une alternative au seuillage conventionnel basé sur les grappes qui est normalement compromis par la définition arbitraire du seuil de formation des grappes, a été utilisée pour obtenir les différences significatives entre deux groupes à p <0.01, après prise en compte des comparaisons multiples en contrôlant l'erreur familiale (FWE) taux. À partir des résultats des comparaisons de groupes voxel, les régions squelettiques présentant des différences inter-groupes significatives ont été localisées et étiquetées anatomiquement en cartographiant la carte statistique corrigée FWE de p <0.01 à l'Université Johns Hopkins (JHU) -ICBM-DTI-81 la matière blanche (MW) étiquette l'atlas et l'atlas de tractographie JHU-WM dans l'espace MNI.
Analyse du volume d'intérêt des indices de diffusion
Afin d'explorer les mécanismes microstructuraux des changements de FA observés, une analyse du volume d'intérêt (VOI) a été réalisée pour étudier les changements des indices de diffusivité (Da, Dr et MD) dans les régions présentant des anomalies de FA. Pour ce faire, les masques VOI ont d'abord été extraits sur la base des grappes montrant des différences significatives de FA entre les groupes. Ces masques VOI ont ensuite été rétroprojectés sur les images originales de chaque sujet, et les valeurs moyennes des indices de diffusion dans les VOI ont été calculées. Après confirmation de la distribution normale des données par un test de Kolmogorov-Smirnov à un échantillon, une analyse unidirectionnelle de la covariance (ANCOVA) avec le groupe comme variable indépendante et les indices de diffusion comme variables dépendantes a été réalisée, en contrôlant l'âge des sujets. Un niveau de signification statistique de p <0.05 (correction de Bonferroni pour les comparaisons multiples) a été utilisé.
Des analyses de corrélation de Pearson ont été utilisées pour tester les corrélations entre les changements d'AF dans les VOI et les mesures comportementales. Un p <0.05 (non corrigé) était considéré comme statistiquement significatif. Des analyses de régression multiple par étapes avec des valeurs moyennes de FA dans les VOI en tant que variable dépendante et l'âge, l'éducation, le sexe, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS et BIS en tant que variables indépendantes ont été effectuées pour vérifier si le FA le plus faible trouvé dans les VOI pouvait être prédits par les scores des tests comportementaux.
Mesures démographiques et comportementales
Tableau 1 énumère les mesures démographiques et comportementales des sujets IAD et témoins. Il n'y avait aucune différence significative dans la répartition de l'âge, du sexe et des années de scolarité entre les deux groupes. Les sujets IAD ont montré des scores YIAS (p <0.0001), SDQ (p <0.001), SCARED (p <0.0001) et FAD (p = 0.016) plus élevés que les témoins. Aucune différence dans les scores TMDS et BIS n'a été trouvée entre les groupes.
Résultats TBSS
Une valeur de 0.2 a été utilisée pour déterminer le volume squelette FA moyen, de sorte qu'un total de voxels 131962 a été entré dans l'analyse TBSS par voxel. La distribution spatiale des régions du cerveau montrant une FA réduite dans le groupe IAD est présentée dans Fig. 1 et Tableau 2. Par rapport aux sujets témoins, les sujets IAD avaient significativement réduit l'AF (p <0.01; corrigé par TFCE) dans la substance blanche orbito-frontale bilatérale, le corps calleux, les fibres d'association avec l'implication du fascicule bilatéral avant-occipital inférieur et le cingulum antérieur bilatéral, fibres de projection constituées du rayonnement corona bilatéral antérieur, supérieur et postérieur, du membre antérieur bilatéral de la capsule interne, de la capsule externe bilatérale et du gyrus précentral gauche. Il n'y avait pas de régions de substance blanche où les témoins avaient des valeurs de FA significativement plus faibles que les participants à la SAI.
Figure 1. Analyse TBSS des volumes d'anisotropie fractionnelle (FA).
Les zones en rouge sont les régions où l'AF était significativement plus faible (p <0.01, corrigé par TFCE) chez les adolescents atteints de trouble de dépendance à Internet (IAD) par rapport aux témoins normaux sans IAD. Pour faciliter la visualisation, les régions affichant une FA réduite (rouge) sont épaissies à l'aide du script tbss_fill implémenté dans FSL. Résultats sont superposés sur le modèle MNI152-T1 et le squelette FA moyen (vert). Le côté gauche de l'image correspond à l'hémisphère droit du cerveau.
doi: 10.1371 / journal.pone.0030253.g001
Tableau 2. Régions neuroanatomiques avec réduction de l'AF chez les adolescents présentant un trouble de dépendance à Internet par rapport aux témoins normaux. (p <0.01, TFCE corrigé).
doi: 10.1371 / journal.pone.0030253.t002
Résultats VOI
Les régions du cerveau 22 présentant une FA significativement réduite dans le groupe IAD ont été extraites pour une analyse basée sur VOI d'autres indices de diffusion. Les résultats sont listés dans Tableau 3. Dix-sept des 22 VOI ont montré une augmentation significative de Dr (p <0.05, correction de Bonferroni pour 22 comparaisons). Aucune différence significative n'a été détectée dans Da dans aucun des VOI.
Tableau 3. Différences de groupe dans les indices de diffusivité par rapport au volume d’intérêt (corrigées en fonction de l’âge).
doi: 10.1371 / journal.pone.0030253.t003
Pour les 22 VOI, l'analyse de corrélation de Pearson a démontré des corrélations significativement négatives entre les valeurs de FA dans le genre gauche du corps calleux et SCARED (r = −0.621, p = 0.008, non corrigé; Figure 2A), et entre les valeurs de FA dans la capsule externe gauche et YIAS (r = −0.566, p = 0.018, non corrigé;Figure 2B) dans les matières IAD. L'analyse de régression linéaire multiple a montré que les effets de SCARED sur l'AF dans le genre gauche du corpus callosum étaient statistiquement significatifs (β standardisé = −0.621, t = −3.07, p = 0.008), mais pas ceux de l'âge, du sexe, de l'éducation et d'autres variables psychométriques. L'analyse de régression linéaire multiple a également démontré que les effets de YIAS sur l'AF dans la capsule externe gauche étaient statistiquement significatifs (β standardisé = −0.566, t = −2.66, p = 0.018), mais pas ceux de l'âge, du sexe, de l'éducation et autres variables psychométriques.
Figure 2. Analyse de corrélation entre l'anisotropie fractionnelle (FA) et les mesures comportementales au sein du groupe des troubles de la dépendance à Internet (IAD).
Pour faciliter la visualisation, les régions présentant des corrélations significatives (en rouge) sont épaissies à l'aide du script tbss_fill implémenté dans FSL. Figure 2A montre les valeurs de FA dans le genu gauche du corps calleux en corrélation négative avec le dépistage des troubles émotionnels liés à l'anxiété chez l'enfant (SCARED) (r = −0.621, p = 0.008). Figure 2B montre que les valeurs de FA dans la capsule externe gauche sont négativement corrélées avec l'échelle de dépendance à Internet de Young (YIAS) (r = −0.566, p = 0.018).
doi: 10.1371 / journal.pone.0030253.g002
a lieu
Dans cette étude, nous avons utilisé le DTI pour étudier l’intégrité de la substance blanche chez les adolescents de la DIA au moyen de l’analyse par TBSS du cerveau entier du cerveau entier, indépendante de l’observateur. Par rapport aux témoins appariés selon l'âge, le sexe et le niveau d'éducation, les sujets traités par l'IAD avaient une réduction significative de l'AF dans la substance blanche orbito-frontale, ainsi que du cingulum, des fibres commissurales du corps calleux, des fibres d'association comprenant le fascicule occipital avant inférieur et des fibres de projection comprenant le rayonnement corona, la capsule interne et la capsule externe (Figure 1 et Tableau 2). Ces résultats fournissent des preuves de déficits généralisés en matière d’intégrité de la substance blanche et reflètent une perturbation de l’organisation des voies de la substance blanche dans la DIA.. L’analyse VOI a montré que la diminution de l’AF constatée dans l’IAD était principalement due à une diffusivité radiale accrue (Tableau 3), peut-être une manifestation de démyélinisation. En outre, les résultats des analyses de corrélation ont montré que FA dans le gène à gauche du corps calleux était négativement corrélé avec SCARED, et que FA dans la capsule externe gauche était négativement corrélé avec YIAS (Figure 2). Ces résultats suggèrent que l'intégrité de la substance blanche pourrait constituer une nouvelle cible potentielle pour le traitement de la DIA, et que l'AF pourrait servir de biomarqueur qualifié pour comprendre les mécanismes neuronaux sous-jacents de la blessure ou pour évaluer l'efficacité d'interventions précoces spécifiques dans la DIA.
Intégrité anormale de la substance blanche dans l'IAD
Le cortex orbito-frontal possède de nombreuses connexions avec les régions préfrontale, viscéromotrice et limbique, ainsi qu'avec les zones d'association de chaque modalité sensorielle. . Il joue un rôle essentiel dans le traitement des émotions et les phénomènes liés à la toxicomanie, tels que l'état de manque, les comportements compulsifs et répétitifs et la prise de décisions mésadaptée. , . Des études antérieures ont montré qu'une intégrité anormale de la substance blanche dans le cortex orbito-frontal était fréquemment observée chez les sujets exposés à des substances addictives, telles que l'alcool cocaïne , , la marijuana méthamphétamine et de la kétamine . Notre conclusion selon laquelle l'IAD est associée à une altération de l'intégrité de la substance blanche dans les régions orbito-frontales est cohérente avec ces résultats précédents.
Le cortex cingulaire antérieur (ACC) se connecte aux lobes frontaux et au système limbique, jouant un rôle essentiel dans le contrôle cognitif, le traitement des émotions et les états de manque . Une intégrité anormale de la substance blanche dans le cingulum antérieur a également été régulièrement observée dans d'autres formes de dépendance, telles que l'alcoolisme dépendance à l'héroïne et dépendance à la cocaïne . L'observation d'une diminution de l'AF dans le cingulum antérieur de sujets IAD est cohérente avec ces résultats antérieurs et avec le rapport selon lequel une utilisation excessive d'Internet est associé à un contrôle cognitif altéré. Plus intéressant encore, il a été démontré que le même groupe de sujets IAD avait considérablement réduit la densité de la matière grise dans l’ACC gauche, par rapport au groupe témoin. . Des résultats similaires ont également été rapportés par un autre groupe .
Le corpus callosum, qui est le plus grand faisceau de fibres de matière blanche reliant le néocortex des deux hémisphères, est une autre structure majeure montrant une FA réduite chez le sujet IAD. . Les parties antérieures du corps calleux relient les cortex frontaux, tandis que le corps et le splénium relient les régions homotopiques pariétales, temporales et occipitales. . La connectivité des fibres au sein du corps calleux est une conclusion fréquente chez les sujets présentant une dépendance à une substance . Chez les sujets dépendants à la cocaïne, réduction significative de l’AF dans le genu et le corps rostral et le corps et le splénium du corps calleux ont été rapportés. Les utilisateurs de méthamphétamine ont montré une intégrité réduite de la substance blanche dans le genu et corps rostral du corps calleux. L’alcoolisme est également associé à une diminution de l’AF dans le corps, le corps et le splénium du corps calleux. , . Plus récemment, Bora et al. des réductions des FA observées dans le genu et l'isthme du corps calleux chez des patients dépendants aux opiacés. Nos découvertes de réduction de l’AF principalement dans le gène et le corps bilatéraux du corps calleux chez les sujets IAD suggèrent qu’un usage excessif d’Internet, semblable à une toxicomanie, peut endommager la microstructure de la substance blanche du corps calleux.
Par rapport aux témoins, les sujets IAD ont également présenté une diminution significative de la FA dans le membre antérieur de la capsule interne, de la capsule externe, du rayonnement corona, du fascicule fronto-occipital inférieur et du gyrus précentral. De nouveau, des anomalies similaires de la substance blanche ont également été observées dans d'autres formes de toxicomanie. Par exemple, des altérations de la substance blanche du membre antérieur de la capsule interne et de la capsule externe ont été rapportées dans des cas d'abus d'alcool. , et dépendance aux opiacés . Les diminutions de FA dans le membre antérieur de la capsule interne peuvent indiquer des modifications des circuits sous-corticaux frontaux. Cette voie établit des connexions entre le thalamus / striatum et les régions corticales frontales et comprend un système jouant un rôle dans le traitement des récompenses et des émotions. . Une capsule externe relie le cortex préfrontal ventral et médial au striatum. La corona radiata est composée de fibres de matière blanche reliant le cortex cérébral à la capsule interne et assure des liaisons importantes entre les lobes frontal, pariétal, temporal et occipital. . Une intégrité anormale de la substance blanche dans la corona radiata a déjà été observée dans de la cocaïne et l'abus de méthamphétamine et dépendance à l'alcool . Le fascicule fronto-occipital inférieur est un faisceau d’association reliant le front aux lobes pariétal et occipital. Comparativement aux buveurs légers, les alcooliques ont une FA inférieure dans cette région. . Un gyrus précentral anormal a également été rapporté dans la dépendance à l'héroïne et adolescents marijuana et alcooliques .
Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que l’IAD a une intégrité anormale de la substance blanche dans les régions du cerveau impliquant la génération et le traitement émotionnels, l’attention des dirigeants, la prise de décision et le contrôle cognitif. Les résultats suggèrent également que la DIA pourrait partager des mécanismes psychologiques et neuronaux avec d'autres types de toxicomanie et de troubles du contrôle des impulsions.
Mécanismes sous-jacents pouvant diminuer la FA
Bien que la diminution de l'AF soit un biomarqueur bien établi pour l'intégrité altérée de la substance blanche, sa signification neurobiologique exacte reste à comprendre complètement. La FA des fibres / faisceaux de matière blanche peut être affectée par de nombreux facteurs, notamment la myélinisation, la taille et la densité des axones, la géométrie de la trajectoire et l'espace hydrique extracellulaire entre les fibres. . Dans cette étude, nous avons constaté que la réduction de la FA dans le cerveau des sujets IAD était principalement due à une augmentation de la diffusivité radiale, sans beaucoup de changements observés dans la diffusivité axiale (Tableau 3). Cela semble également être vrai dans d'autres formes de dépendance à une substance, telles que la cocaïne , opiacé et abus de méthamphétamine / toxicomanie . Bien qu’il fasse encore l’objet de débats, il est généralement admis que la diffusivité radiale reflète principalement l'intégrité et l'épaisseur des feuilles de myéline recouvrant les axones [22], alors que la diffusivité axiale peut indexer l’organisation de la structure de la fibre et l’intégrité de l’axone . Si cette hypothèse est vraie dans notre cas, on peut alors en conclure que la réduction de l'AF observée dans le cerveau des sujets IAD est très probablement une manifestation de l'intégrité perturbée de la myéline dans les régions du cerveau touchées.
Relation entre l'AF et les mesures comportementales dans la DIA
L'évaluation comportementale a démontré que les sujets IAD avaient des scores significativement plus élevés sur YIAS, SDQ, SCARED et FAD, par rapport au contrôle. Ces résultats sont en accord avec les résultats d’études neuropsychologiques antérieures sur des sujets IAD , . Comprendre les associations entre l'intégrité de la substance blanche et les caractéristiques comportementales fournit des informations importantes sur les mécanismes neurobiologiques sous-jacents aux différents aspects des symptômes de dépendance. Par exemple, Pfefferbaum et ses collègues ont rapporté une corrélation positive entre les valeurs de FA dans le splénium et la mémoire de travail chez les alcooliques chroniques. Dans la dépendance à la cocaïne, une corrélation négative significative entre l'AF dans le corps calleux antérieur et l'impulsivité, ainsi qu'une corrélation positive entre l'AF et la discriminabilité ont été observées . La FA dans le sous-gyral frontal droit des sujets dépendants à l'héroïne s'est révélée négativement corrélée à la durée de consommation d'héroïne . Un contrôle cognitif plus faible était associé à une FA plus faible dans le genu du corps calleux chez les consommateurs de méthamphétamine .
Dans cette étude, nous étudions les corrélats comportementaux de la réduction des AF dans les régions du cerveau touchées chez les sujets IAD. La réduction de FA dans le gène gauche du corps calleux des sujets IAD était en corrélation significative avec une augmentation du score SCARED; alors que des scores YIAS plus élevés semblaient associés à une atteinte plus grave de l'intégrité de la substance blanche dans la capsule externe gauche.
SCARED est un questionnaire d'auto-évaluation fiable et valide qui mesure les symptômes de troubles anxieux chez l'enfant . Des études neuropsychologiques ont révélé que les adolescents IAD avaient un score SCARED significativement plus élevé que ceux sans IAD . L'association négative entre les scores SCARED et FA dans le génome gauche du corps calleux peut résulter d'une connexion de rupture entre les cortex préfrontaux bilatéraux impliqués dans les troubles anxieux. YIAS évalue dans quelle mesure l'utilisation intensive d'Internet a un impact négatif sur le fonctionnement et les relations sociales ; et c’est un instrument largement utilisé pour évaluer la dépendance d’Internet. Des études psychométriques antérieures avaient montré que les sujets de la DIA présentaient des scores YIAS plus élevés que ceux sans . La corrélation négative entre les scores YIAS et les valeurs FA dans la capsule externe gauche impliquait que les sujets IAD avec des scores YIAS plus élevés semblaient avoir une intégrité inférieure de la substance blanche dans la voie fronto-temporale connectée via la capsule externe.
De plus, les associations entre l’intégrité de la substance blanche et les caractéristiques comportementales indiquent une nouvelle cible potentielle pour le traitement des sujets IAD, ce qui est conforme aux appels récents à se concentrer sur l’amélioration cognitive parmi les populations de toxicomanes, y compris les sujets IAD. , . Des études récentes ont montré que des traitements physiques ou pharmacologiques peuvent améliorer l'intégrité de la substance blanche. Par exemple, Schlaug et ses collègues ont indiqué que la thérapie physique pouvait améliorer l'intégrité de la substance blanche dans la bonne langue et améliorer la parole chez les patients aphasiques présentant des lésions dans la région de gauche. . Par conséquent, les résultats d'associations significatives entre une intégrité altérée de la substance blanche dans de vastes régions et des mesures neuropshychologiques plus médiocres chez les sujets atteints de DIA suggèrent que l'intégrité de la substance blanche pourrait servir de prédicteur de l'abstinence ou de nouvelle cible potentielle de traitement pour l'IAD.
TBSS vs. VBM
Notre précédente étude a montré qu’il n’y avait pas d’atrophie de la substance blanche dans la même cohorte de sujets IAD , et cela peut sembler incompatible avec les conclusions de cette étude. La densité de matière grise ou blanche mesurée par VBM est définie comme la concentration relative de structures de matière grise ou blanche dans des images normalisées spatialement (c'est-à-dire la proportion de matière grise ou blanche dans tous les types de tissus d'une région), qui ne doit pas être confondue avec les cellules. densité d'emballage mesurée cytoarchitectoniquement ” . Dans l'analyse DTI / TBSS, la valeur FA est utilisée comme substitut de l'intégrité structurelle de la substance blanche, qui peut provenir de facteurs tels que la myélinisation, la taille et la densité des axones, la géométrie du chemin et l'espace entre les fibres . Par conséquent, la densité et l'intégrité structurelle dérivées du VBM mesurées par DTI représentent différents aspects de la substance blanche. Il peut y avoir des régions de matière blanche ne présentant pas d’atrophie due au VBM, mais dont la structure est altérée, comme le détectent les mesures de FA (c’est-à-dire que c’est exactement le cas dans notre étude de l’IAD), et inversement. En combinant les résultats des deux études, on peut conclure que la DIA à l'adolescence n'est pas associée à des modifications morphologiques de la substance blanche au niveau macroscopique, mais plutôt à une altération de l'intégrité microstructurale de la substance blanche, qui pourrait être attribuée à la démyélinisation.
Limites de l'étude
Plusieurs limitations doivent être mentionnées dans cette étude. Premièrement, le diagnostic de la DIA était principalement basé sur les résultats de questionnaires autodéclarés, qui pourraient entraîner une classification d'erreur. Par conséquent, le diagnostic de l'IAD doit être affiné avec des outils de diagnostic standardisés pour améliorer la fiabilité et la validité. Deuxièmement, bien que nous ayons fait de notre mieux pour exclure les comorbidités et les troubles psychiatriques, il est reconnu que cela n’a peut-être pas été fait suffisamment (c’est-à-dire qu’aucun test d’urine n’a été effectué, que les habitudes et les horaires de sommeil et la somnolence quotidienne n’ont pas été maîtrisés dans le plan d’expérience). , de sorte que les modifications observées de la substance blanche ne peuvent pas être attribuées à la DIA en soi. Il est également admis qu'il ne s'agit pas d'une étude contrôlée des effets de l'utilisation d'Internet sur la structure du cerveau. Troisièmement, la taille de l’échantillon dans cette étude était relativement petite, ce qui pourrait réduire l’importance de la signification statistique et de la généralisation des résultats. En raison de cette limitation, ces résultats doivent être considérés comme préliminaires et doivent être reproduits dans les études futures avec un échantillon de plus grande taille. Enfin, en tant qu’étude transversale, nos résultats ne démontrent pas clairement si les caractéristiques psychologiques ont précédé le développement de la DIA ou étaient une conséquence de la surutilisation d’Internet. Par conséquent, les futures études devraient tenter d'identifier les relations causales entre la DIA et les mesures psychologiques.
En conclusion, nous avons utilisé l'analyse DTI avec TBSS pour étudier la microstructure de la substance blanche chez les adolescents IAD. Les résultats démontrent que la DIA est caractérisée par une dégradation des fibres de matière blanche reliant les régions du cerveau impliquées dans la génération et le traitement émotionnels, l'attention des dirigeants, la prise de décision et le contrôle cognitif. Les résultats suggèrent également que la DIA pourrait partager des mécanismes psychologiques et neuronaux avec d'autres types de troubles du contrôle de l'impulsion et de toxicomanie. En outre, les associations entre les valeurs de l'AF dans les régions de la substance blanche et les mesures comportementales indiquent que l'intégrité de la substance blanche pourrait constituer une nouvelle cible potentielle du traitement de la DIA, et que la DTI peut être utile pour fournir des informations sur le pronostic de la DIA, et que l'AF peut être un agent qualifié. biomarqueur pour évaluer l'efficacité d'interventions précoces spécifiques dans le cadre de la DIA.
Remerciements
Nous remercions les deux relecteurs anonymes pour leurs remarques et suggestions constructives. Nous remercions également les étudiants adolescents et les familles qui ont si volontiers participé à cette étude.
Contributions d'auteur
Conçu et conçu les expériences: FL YZ YD JX HL. Effectué les expériences: YZ LQ ZZ. Analysé les données: FL HL. Réactifs, matériaux et outils d’analyse: YZ YD FL. A écrit le papier: FL HL.
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