Commentaires: Les examens par IRMf révèlent des anomalies dans le cerveau des personnes ayant un trouble de dépendance à 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.
Identifier
Institut de santé mentale, Deuxième hôpital du Xiangya, Université du Sud du Sud, Changsha, Hunan 410011, Chine.
Résumé:
Contexte:
Le trouble d'addition Internet (IAD) est en train de devenir un grave problème de santé mentale chez les adolescents chinois. La pathogénie de la DIA, cependant, reste incertaine. Le but de cette étude a appliqué la méthode d’homogénéité régionale (ReHo) à l’analyse des caractéristiques fonctionnelles encéphaliques des étudiants IAD en état de repos.
Méthodologie:
Une image de résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) a été réalisée chez des étudiants 19 IAD et des contrôles 19 à l’état de repos. La méthode ReHo a été utilisée pour analyser les différences entre le ReHo moyen dans deux groupes.
Résultats:
Les régions cérébrales ReHo augmentées suivantes ont été trouvées dans le groupe IAD par rapport au groupe témoin: cervelet, tronc cérébral, gyrus cingulaire droit, parahippocampe bilatéral, lobe frontal droit (gyrus rectal, gyrus frontal inférieur et central, gyrus frontal central moyen), gyrus frontal supérieur gauche, precuneus , gyrus postcentral droit, gyrus occipital moyen droit, gyrus temporal inférieur droit, gyrus temporal supérieur gauche et gyrus temporal moyen. La diminution des régions du cerveau ReHo n'a pas été trouvée dans le groupe IAD par rapport au groupe témoin.
Conclusions:
Il y a des anomalies dans l'homogénéité régionale des étudiants IAD comparés aux contrôles et une amélioration de la synchronisation dans la plupart des régions encéphaliques. Les résultats reflètent le changement fonctionnel du cerveau chez les étudiants IAD. Les liens entre l'amélioration de la synchronisation entre le cervelet, le tronc cérébral, le lobe limbique, le lobe frontal et le lobe apical peuvent être relatifs aux voies de récompense.
L’utilisation d’Internet a considérablement augmenté ces dernières années. Les données du centre d’information sur les réseaux Internet chinois (en date de décembre, 31, 2008) montraient que 298 millions de personnes étaient en ligne, dont 60% étaient des adolescents de moins de 30. Avec ce nombre croissant d’utilisateurs d’Internet, le problème du trouble de la dépendance à Internet a retenu l’attention des psychiatres, des éducateurs et du public. Le trouble d'addition Internet est en train de devenir un grave problème de santé mentale chez les adolescents chinois. Chou et Hsiao1 ont signalé que le taux d'incidence de la dépendance à Internet chez les étudiants taïwanais était de 5.9%. Wu et Zhu2 ont identifié 10.6% des étudiants chinois en addiction à Internet. La pathogénie de la DIA, cependant, reste incertaine.
Cependant, l'IRMf à l'état de repos a récemment attiré plus d'attention, car les participants à l'étude sont simplement priés de rester immobiles et de garder les yeux fermés pendant l'analyse IRMf. Par conséquent, l'IRMf à l'état de repos présente l'avantage pratique de l'application clinique. Dans l’étude IRMf à l’état actuel du repos, une méthode récemment rapportée d’homogénéité régionale (ReHo) a été utilisée pour analyser le signal du cerveau en fonction du taux d’oxygène dans le sang.3 Il est à espérer que l’IRMf à l’état de repos permettra de mieux comprendre la physiopathologie de la DIA.
MÉTHODES
Sujets
Selon les critères YDQ modifiés de Beard et Wolf, 3 de juillet 2008 à May 2009, 19 IAD (hommes 11 et femmes 8; âge moyen des années (21.0 ± 1.3) comprises entre 18 et 25), et sexe équivalent, les sujets (âge moyen de (19 ± 20.0) années comprises entre 1.8 et 18) ont été traités par IRMf à l'état de repos à notre hôpital. Les sujets étaient tous droitiers, selon l'inventaire d'Edimbourg. Aucun sujet n'a pris de médicaments pouvant affecter l'excitabilité cérébrale. Tous les sujets ont eu un examen neurologique normal. Ils remplissaient les critères d'inclusion suivants: 25). Les critères 1 les plus importants doivent être remplis dans le Questionnaire de diagnostic pour la dépendance à Internet (Beard5 - «Critères 3 + 5»), et aucun des trois critères restants. 1) la durée de l’attaque était ≥2 heures par jour pendant les mois 6. 3) une fonction sociale considérablement altérée, notamment une baisse des performances scolaires, incapable de maintenir un apprentissage scolaire normal. Les sujets n'ont signalé aucun antécédent de maladie neurologique liée à la schizophrénie, à la dépression et à la toxicomanie, ni à un trouble psychiatrique. Il n'y avait pas de différence statistiquement significative en termes d'âge, de sexe ou de niveau d'instruction entre le groupe IAD et le groupe témoin. L'étude a été approuvée par le comité de recherche du deuxième Xiangya Hosipital, affilié à la Central South University. Tous les sujets ont donné leur consentement éclairé écrit pour l'étude.
Dépistage par IRM
Les images ont été acquises sur un scanner Siemens Tesla Trio Tim 3.0T avec des gradients à haute vitesse. La tête du participant était positionnée avec une bobine de tête standard. Un rembourrage en mousse a été fourni pour limiter les mouvements de la tête. Des images axiales pondérées en T1 et T2 à haute résolution ont été obtenues chez chaque sujet. Pendant l'IRMf à l'état de repos, les sujets devaient garder les yeux fermés, rester immobiles ou ne rien penser de particulier. Les paramètres suivants ont été utilisés pour l'imagerie anatomique T1 axialement: 3080/12 ms (TR / TE), 36 coupes, matrice 256 × 256, champ de vision de 24 cm (FOV), épaisseur de coupe de 3 mm et écart de 0.9 mm, 1 NEX, angle de retournement = 90. Aux mêmes emplacements des coupes anatomiques, des images fonctionnelles ont été acquises en utilisant une séquence d'imagerie échoplanaire avec les paramètres suivants: 3000/30 ms (TR / TE), 36 coupes, matrice 64 × 64, champ de vision de 24 cm (FOV), Épaisseur de section de 3 mm et espace de 0.9 mm, 1 NEX, angle de basculement = 90. Chaque scan IRMf a duré 9 minutes.
analyses statistiques
Les données de l'IRMf de chaque sujet contenaient 180 points dans le temps. Les cinq premiers points temporels des données IRMf ont été rejetés en raison de l'instabilité du signal IRM initial et de l'adaptation des participants à la circonatance, laissant 175 volumes. Les 175 volumes restants ont été prétraités à l'aide du logiciel Statistical Parametric Mapping 2 (SPM2) (London University, Grande-Bretagne). Ils ont été corrigés en fonction du temps de tranche et alignés sur la première image de chaque session pour la correction de mouvement, normalisés spatialement à MNI et lissés avec un filtre gaussien de 8 mm pleine largeur à demi-maximum (FWHM) pour réduire le bruit et les différences résiduelles. en anatomie gyrale. Tous les sujets présentaient un déplacement maximal de moins de 0.5 mm en X, Y, Z et 1.0 ° de mouvement angylaire pendant toute l'IRMf. Aucun sujet n'a été exclu. Un filtre temporel (0.01 Hz <f <0.08 HZ) a été appliqué pour éliminer les dérives basse fréquence et le bruit physiologique haute fréquence.
Nous avons utilisé le coefficient de concordance de Kendall (KCC) 4 pour mesurer l'homogénéité régionale de la série chronologique d'un voxel donné avec son voxel voisin 26 le plus proche d'une manière voxel. Le KCC peut être calculé par la formule suivante:
Où W est le KCC d'un cluster, compris entre 0 et 1; Ri est le rang de somme du ième point temporel, n est le nombre de points temporels de chaque série temporelle voxel (ici n = 175); = ((n + 1)) / 2 est la moyenne des Ri; k est le nombre de voxels dans le cluster (ici k = 27). La carte W individuelle a été obtenue sur une base voxel par voxel pour chaque ensemble de données sujet. Le programme ci-dessus a été codé dans Matrix Laboratory (MATLAB, MathWorks Inc., Natick, USA)
Pour explorer la différence ReHo entre les IAD et les contrôles, un test t à deux échantillons à effet aléatoire de deuxième niveau a été effectué sur les cartes ReHo individuelles de manière voxel par voxel. La carte statistique résultante a été établie à un seuil combiné de P <0.001 et une taille de cluster minimale de 270 mm3, ce qui entraîne une correction du seuil de P <0.05.
RÉSULTATS
Pour tous les sujets, aucun changement pathologique significatif n'a été observé avec les IRM pondérées T1 et T2 à haute résolution. Le groupe IAD a montré une augmentation des régions cérébrales chez ReHo à l'état de repos par rapport aux témoins. L’augmentation de ReHo était répartie sur le cervelet, le tronc cérébral, le gyrus cingulaire droit, le parahippocampe bilatéral, le lobe frontal droit (gyrus rectal, le gyrus frontal inférieur et le gyrus moyen central), le gyrus frontal supérieur gauche, le précunus gauche, le gyrus postérieur droit, le gyrus postérieur central, le gyrus occipital droit , gyrus temporal inférieur droit, gyrus temporal supérieur gauche et gyrus temporal moyen. La diminution de ReHo dans le groupe IAD n'a pas été trouvée (Figure et Tableau).
Figure. Différentes zones du cerveau avec une augmentation de ReHo dans des images combinées de DAI et de contrôles obtenus par le logiciel SPM2. A: cervelet. B: tronc cérébral. C: gyrus cingulaire droit. D: parahippocampe droit. E: parahippocampe gauche. F: gyrus frontal supérieur gauche. Ces régions ont la valeur ReHo la plus élevée: IADs> contrôles. L: à gauche. R: c'est vrai. Les cruciformes bleus représentent les régions cérébrales d'activité. Un test t à un échantillon a été réalisé sur les cartes ReHo individuelles de manière voxel par voxel entre les IAD et les contrôles. Les données des deux groupes ont été testées en utilisant un test t à deux échantillons. La carte statistique finale a été fixée à un seuil combiné de P <0.001 et à une taille de cluster minimale de 270 mm3, ce qui se traduit par un seuil corrigé de P <0.05.
Table. Régions cérébrales présentant une homogénéité régionale anormale dans les IAD par rapport aux témoins
DISCUSSION
Méthode ReHo sur l'IRMf
La méthode ReHo, une nouvelle façon d’analyser les données IRMf dans l’état de repos.4 L’hypothèse théorique de base de la méthode ReHo est qu’un voxel donné est similaire dans le temps aux vecteurs. Il mesure le ReHo de la série temporelle du signal régional BOLD. Par conséquent, ReHo reflète l'homogénéité temporelle du signal BOLD régional plutôt que sa densité. ReHo peut détecter l'activité dans les différentes régions du cerveau. La méthode ReHo a déjà été appliquée avec succès à l'étude de Parkinson, d'Alzheimer, de la dépression, du trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention, de la schizophrénie et de l'épilepsie.5-10 Cependant, aucun n'a jamais détecté l'activité cérébrale de l'IAD en utilisant l'IRM à l'état de repos.
Caractéristiques et signification de l'augmentation du nombre de régions cérébrales ReHo dans l'IAD par rapport aux témoins
Par rapport aux témoins, le groupe expérimental a constaté que les régions cérébrales ReHo augmentées étaient réparties sur le cervelet, le tronc cérébral, le gyrus cingulaire droit, le parahippocampe bilatéral, le lobe frontal droit (gyrus rectal, gyrus frontal inférieur et central). , précunée gauche, gyrus postcentral droit, gyrus occipital moyen droit, gyrus temporal inférieur droit, gyrus temporal supérieur gauche et gyrus temporal moyen. Cela représente l'augmentation de l'activité nerveuse.
Des études ont montré que le cervelet avait des fonctions cognitives de haut niveau, 11-12 telles que la connaissance de la langue, etc. Il existe une connexion fonctionnelle étendue entre le cervelet et le cerveau, ce qui aide à réguler l'activité cognitive, la pensée et les émotions dans une certaine mesure. Il existe des articulations fibreuses entre le mésencéphale et le cervelet, le cervelet et le thalamus, le cervelet et le cerveau, par exemple le lobe préfrontal. Les chercheurs ont découvert les corrélations entre les anomalies structurelles cérébelleuses et la manifestation clinique de certaines maladies mentales.13 Des études ont montré que, chez les patients schizophrènes, le lien entre le lobe et le cervelet préfrontal et les liaisons cervelet et thalamus était affaibli, mais que la connexion entre le lobe préfrontal et le lobe était renforcée.14
Le gyrus cingulaire appartenant au système limbique est situé au sommet du corps calleux. Avec le gyrus parahippocampique, il était considéré comme une région de transition du cortex hétérotypique et du néocortex, également appelé mésocortex. Le cingutate antérieur régule les réactions et sert d’intégrateur sensoriel dans la régulation de la congestion. La fonction principale cingulée antérieure est la surveillance des conflits. Le cingulaire postérieur était impliqué dans le processus de perception visuelle et sensorimoteur.15-18
Les hippocampes du mésencéphale et du subiculum jouent un rôle impotant dans le système dopaminergique mésolimbique. Le noyau tegmental ventral est une partie importante de la voie de récompense et il existe de nombreuses connexions entre le mésencéphale et le cervelet, et le mésencéphale et le cerveau. L'amélioration de la synchronisation de la réactivité du mésencéphale, du cervelet, du gyrus cingulaire et du gyrus parahippocampique est compatible avec la voie de récompense de l'addition de substance. Il a indiqué que, dans une certaine mesure, les liens entre les parcours enrichissants de la DIA se sont améliorés.
L'étude a révélé une augmentation de ReHo dans la région temporale et dans la région occipitale, ce qui suggère une synchronisation accrue dans le groupe IAD par rapport au groupe témoin. Cela peut être dû au comportement du toxicomane, tel que le contact fréquent avec l’image réseau, la navigation dans la barre Internet bruyante ou dans le son du jeu. Le centre optique et auditif, qui a été stimulé de manière répétée pendant une longue période, devient facilement excité ou a une excitabilité élevée. La fonction principale du lobe temporal est de réguler la perception sensorielle, y compris le traitement visuel et auditif, à travers le cortex primaire et secondaire associé. L'augmentation de ReHo dans le cortex du lobe temporal sert de facteur d'intensification positif pour se révéler accro à Internet. Les comportements répétitifs de navigation sur Internet de la DIA méritent d’être approfondis.
Par IRMf, Bartzokis et al. 19 ont constaté que le volume du lobe frontal et du lobe temporal étaient considérablement réduits chez les personnes dépendant de la cocaïne et de l'amphétamine, tandis que la matière grise du lobe temporal chez les personnes dépendant de la cocaïne diminuait de manière évidente avec l'âge. Il a indiqué que la dépendance à la cocaïne pouvait accélérer la réduction de la substance grise du lobe temporal, et que la réduction du lobe frontal et du lobe temporal pouvait être le marqueur d'identification du comportement de dépendance. La variation de ReHo dans le cortex du lobe temporal de la dépendance à Internet peut être le signe précoce d'un changement de structure interne et peut, dans une certaine mesure, indiquer une anomalie de la fonction cérébrale. Modell et al. 20 ont découvert l'activation des noyaux caudés, des corps striés, des thalamencéphales, du cortex du lobe frontal de l'alcool et des toxicomanes par IRMf. Tremblay et Schultz21 ont constaté que la fonction du gyri orbital du lobe frontal et de la récompense, ainsi que la détérioration du gyri orbital du lobe frontal, pouvaient entraîner une diminution de l'inhibition et des impulsions.
Comparé à la personne normale, l'augmentation de ReHo dans certaines régions du lobe frontal et du lobe pariétal révèle une synchronisation plus avancée que celle observée normalement. Le cortex du lobe frontal, qui est la région du néocortex la plus complexe et la plus évoluée, accepte les fibres nerveuses afférentes du lobe pariétal, du lobe temporal, du lobe occipital et du cortex sensoriel latéral associé près de Brodman 1, 2 et 3. en tant que cortex latéro-association limbique, y compris le gyrus cingulaire, le gyrus parahippocampique et dont les fibres nerveuses efférentes font saillie vers le striatum et le pons. C’est l’espace cérébral essentiel pour le contrôle de l’impulsion.22-24
Diverses études ont montré que le lobe pariétal entretenait une relation concertée avec la tâche visuospatiale. Le changement de position de l'objet concerné pouvait entraîner une forte activation du cortex pariétal supérieur des deux côtés.25,26 Par IRMf, Zheng et al27 ont découvert que le lobe apical jouait un rôle dominant. rôle lorsque le cerveau a été confronté à la mémoire à court terme. La neuroanatomie a révélé que le lobe préfrontal dorsal acceptait la projection de la fibre d'association à partir du lobe apical et que le cortex visuel primaire transmettait les caractéristiques spatiales (dans l'informaton visuel transformé par la voie visuelle) au cortex associé du lobe apical et formait la perception spatiale à le même temps. Enfin, les informations spatiales intégrées sont transmises au lobe préfrontal dorsal pour former une mémoire spatiale. En un mot, l’information visuelle complète le traitement des relations de position et d’espace dans le cortex postérieur supérieur par la voie dorsale.28
Sur la base de la littérature disponible et des résultats de cette expérience, nous pensons que les images et le son sont entrés dans certaines voies de conduction auditive et visuelle. Des sens concrets tels que la couleur, la position spatiale relative et la perception de l'espace sont formés dans le lobe pariétal. En fin de compte, les signaux se propagent au lobe frontal pour poursuivre le traitement, comme la décision, la planification et l'exécution suivantes. L'activation fréquente de ces régions encéphaliques des toxicomanes sur Internet conduit à l'amélioration de la synchronisation dans ces régions. L'amélioration de la synchronisation entre le cervelet, le tronc cérébral, le lobe limbique, le lobe frontal et le lobe apical peut être associée à des voies de récompense, et ses mécanismes concrets doivent être confirmés par d'autres études.
En conclusion, cette recherche a appliqué la méthode IRMf à l'état de repos pour collecter des données et la méthode ReHo pour l'analyse des données. Nous avons découvert qu'il y avait des anomalies dans l'homogénéité régionale chez les étudiants de l'IAD par rapport au groupe témoin. Il y a amélioration de la synchronisation dans la plupart des régions du cerveau. Les résultats reflètent le changement fonctionnel du cerveau chez les étudiants IAD et l'amélioration de la synchronisation entre le cervelet, le tronc cérébral, le lobe limbique, le lobe frontal et le lobe apical peuvent être pertinents pour récompenser les voies d'accès. Cette étude fournit une nouvelle méthode et une nouvelle idée pour étudier l'étiologie de la DIA et confirme la possibilité d'appliquer ReHo simultanément à des études précliniques et cliniques sur la DIA.
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