La surutilisation de jeux Internet est associée à une altération de la connectivité fonctionnelle transfrontalière lors du traitement du retour d'informations sur les récompenses (2018)

Connectivité vmPFC plus faible avec le noyau caudé

La vmPFC est connue pour être impliquée dans la traduction des récompenses en représentations de valeur subjective (39, 42). Il a des connexions réciproques avec le striatum pour les fonctions cognitives et affectives / émotionnelles (43, 44). Nos résultats révèlent un couplage fonctionnel dissocié de la vmPFC avec des sous-régions du striatum associé à une OIG: connectivité fonctionnelle plus faible avec le striatum dorsal (c.-à-d. Le noyau caudé) et connexion plus forte avec le striatum ventral (c.-à-d. Le NAcc).

Le noyau caudé est la région cible des neurones de projection de dopamine dans la substantia nigra et est connu pour être impliqué dans le codage des associations action-résultat lors de l'apprentissage par récompense (45). C’est l’une des régions du cerveau où les anomalies associées à l’IGD ont été largement rapportées dans les processus moléculaires (46) structurelle (47, 48) et des études fonctionnelles (17). Par exemple, les jeunes adultes ayant une dépendance à Internet présentent une disponibilité réduite des récepteurs D2 de la dopamine dans le caudé dorsal bilatéral, et la sévérité de la dépendance à Internet mesurée aux échelles de TAI est associée négativement à la disponibilité du récepteur D2 de la dopamine dans le caudé gauche (46). De plus, les individus atteints d'IGD semblent avoir augmenté le volume de matière grise chez le caudé, ainsi que les performances de contrôle cognitif altérées (47). Dong et al. (17) ont signalé une activation réduite des caudés chez les personnes ayant une dépendance à Internet lors de la prise de décision dans le contexte de victoires «continues», suggérant une attention insuffisante accordée aux sélections de comportement précédentes et à leurs résultats.

Des activations cérébrales en réponse à une rétroaction positive ont été rapportées à la fois dans le noyau caudé et dans vmPFC, en particulier lorsque la rétroaction contient des informations relatives à un comportement futur (49). La force anatomique de la connexion caudate-vmPFC permet de prédire la souplesse de l’action dirigée vers un objectif (50). La communication fonctionnelle altérée entre le striatum dorsal et la vmPFC constatée dans le groupe des OIG de cette étude implique qu'il devrait exister une prise de décision anormale ou un échec de l'ajustement comportemental en vue d'obtenir une récompense monétaire, d'autant plus que des résultats similaires ont été rapportés pour d'autres types de dépendance. Par exemple, Lee et al. (51) ont signalé une réduction du couplage fonctionnel entre le striatum dorsal et la région orbitofrontale entourant la vmPFC au cours d’une tâche impaire-pair-passe chez des individus dépendants de l’alcool, en association avec leur choix persistant de choix mésadaptés. Cependant, nous n'avons pas trouvé de lien entre la faible connectivité entre les organisations intergouvernementales et le striatum vmPFC-dorsal et les performances d'apprentissage pour une récompense monétaire.

Connectivité vmPFC plus forte avec le noyau accumbens

Contrairement à la connectivité du noyau vmPFC-caudate, la connectivité vmPFC-NAcc a été améliorée dans le groupe IGO. Le CNRC, en tant que l’un des composants principaux du striatum ventral, a été suggéré pour être impliqué dans l’attribution d’une saillie incitative à un stimulus gratifiant. Le circuit vmPFC-NAcc a été proposé comme mécanisme neuropathologique de la dépendance (52). Par exemple, il existe une connectivité fonctionnelle accrue entre le striatum ventral et le vmPFC chez les individus dépendants de l'héroïne au cours de l'état de repos (53). Une augmentation de la connectivité vmPFC-NAcc a également été rapportée chez les jeunes adultes dépendants de l’alcool lors du traitement des récompenses, et les différences individuelles dans cette connectivité étaient associées à la fréquence de consommation d’alcool (54).

Nos résultats sont conformes aux conclusions de Volkow et al. (55), qui a proposé que la dépendance soit liée aux circuits «NOW», le circuit vmPFC / NAcc élevé favorisant le choix d’une récompense immédiate. La découverte actuelle du couplage vmPFC-NAcc dans le groupe IGO est cohérente avec les changements pathologiques dans les mécanismes neuronaux impliqués dans le traitement de la valeur de récompense dans la toxicomanie, en particulier dans les circuits «manquants».

Bien qu'il y ait une corrélation négative entre la connectivité fonctionnelle vmPFC-NAcc et le taux de séjour correct pour la récompense monétaire, la prudence doit être exercée dans l'interprétation de ce résultat. Notez que deux personnes du groupe IGO dont les forces de la connectivité fonctionnelle vmPFC-NAcc ont été fortement améliorées lors de la remise de récompenses monétaires ont montré le taux de séjour correct le plus bas. En particulier, un participant du groupe OIG pourrait être identifié comme une valeur aberrante statistique [méthode de Cook's Distance; (56)]. La corrélation négative trouvée initialement dans le groupe IGO [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] n'est plus significatif si cette valeur aberrante est supprimée de l'analyse [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Alternativement, nous pensons que cette valeur aberrante n'est que l'exemple extrême de cette relation négative, dans laquelle le participant avec le couplage fonctionnel vmPFC-NAcc le plus amélioré pour la récompense monétaire subirait la plus grande interférence cognitive dans le traitement de la rétroaction des récompenses. La faible performance de ce participant était spécifique uniquement à la récompense monétaire (0.65: taux moyen de séjour correct du groupe IGO = 0.941; SD = 0.094), pas une récompense symbolique (0.77: taux moyen de séjour correct du groupe IGO = 0.822; SD = 0.179). Cela suggère que la mauvaise performance comportementale de la valeur aberrante n'était pas associée à une mauvaise compréhension des instructions de tâche ou à une faible capacité d'apprentissage en général. De plus, une tendance similaire à une relation négative existait même dans le groupe témoin normal [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], indiquant que le couplage fonctionnel accru vmPFC-NAcc était associé à de faibles performances d'apprentissage pour une récompense monétaire, quels que soient les problèmes liés aux IGO. Cette interprétation est corroborée par un précédent rapport selon lequel, chez les participants en bonne santé, les individus présentant une connectivité accrue entre le striatum et le vmPFC ventral présentaient une plus grande tendance comportementale impulsive au cours d'une tâche de réduction de délai (57). La découverte actuelle de la connectivité fonctionnelle renforcée vmPFC-NAcc dans le groupe des OIG peut être comprise comme un mécanisme pathologique similaire d’augmentation de la saillance au sein de circuits «manquants» (58). En d’autres termes, le couplage vmPFC-NAcc amélioré pour l’incitation à la récompense chez les IGOs ​​peut être lié à une réponse plus saillante à la récompense, ce qui pourrait constituer un mécanisme sous-jacent au comportement problématique de surutilisation d’Internet pour les incitations saillantes.

Connectivité VS plus faible avec le cortex cingulaire antérieur dorsal

Notre examen de la connectivité fonctionnelle VS basée sur les tâches a révélé que les IGOs ​​ont un couplage VS-dACC plus faible que le groupe témoin. Ce couplage fonctionnel réduit entre le striatum ventral et le dACC est cohérent avec les résultats antérieurs. La connectivité intrinsèque du striatum ventral-dACC s’est avérée associée à une sévérité accrue de la nicotine (59) et la dépendance à la cocaïne (60). Aussi, Crane et al. (61) ont signalé que le groupe à risque élevé de troubles liés à l’alcool (c’est-à-dire les grands buveurs) a de la difficulté à s’engager avec ce réseau lors du traitement de la récompense.

Dans le contexte de l'apprentissage, le dACC joue un rôle important dans le codage des associations action-résultat, notamment en intégrant l'historique des récompenses afin d'orienter les décisions en matière de récompenses potentielles (62, 63). Il a également été suggéré d’intervenir pour signaler le besoin d’attention pendant l’apprentissage (64). Des anomalies dans la fonction de dACC pour le traitement de la rétroaction chez les individus IGD ont été rapportées. Yau et al. (65) ont noté que les adolescents ayant des problèmes d’utilisation d’Internet avaient émoussé la négativité liée au retour d’information et les amplitudes P300 lors de la prise de risque, suggérant une fonction anormale de l’ACC lors du traitement du retour d’information précoce et tardif. Étant donné que le SV est également une région cérébrale essentielle à l’apprentissage associé à la récompense (66) ainsi que pour le traitement de la récompense (67), le couplage fonctionnel entre VS et dACC doit jouer un rôle essentiel dans l’apprentissage par rétroaction, dans lequel les valeurs des résultats pour les réponses sélectionnées sont mises à jour. Par conséquent, une modification du couplage fonctionnel VS-dACC dans le groupe des OIG pourrait indiquer une difficulté à représenter les signaux de valeur liés aux relations action-résultat, ce qui pourrait conduire à des problèmes d'apprentissage, même si les performances d'apprentissage ne sont pas altérées.

Connectivité VS plus faible avec les autres régions corticales et sous-corticales

Nous avons trouvé des couplages fonctionnels anormaux très répandus dans les gyrus lingual vlPFC, precuneus et lingual en association avec IGO. Ces régions sont impliquées dans divers contrôles cognitifs lors de l'apprentissage par rétroaction. Par exemple, la vlPFC est connue pour guider un comportement flexible orienté vers un objectif en intégrant des informations de motivation provenant de zones sous-corticales (68, 69). Les gyrus linguaux et précunaires sont activés en réponse à une récompense monétaire lors de l’apprentissage par inversion, quand une récompense est donnée comme un signal pour inverser les rôles (70). Selon Dong et al. (71), l'activation du cortex frontal inférieur chez les individus IGD est réduite lors de choix risqués. La connectivité fonctionnelle réduite entre le SV et les diverses régions corticales du groupe des OIG de la présente étude suggère des contrôles cognitifs altérés du traitement du retour d'information lorsqu'une récompense monétaire est donnée comme retour positif.

Nous avons également constaté que le groupe IGO présentait une connectivité fonctionnelle VS plus faible avec le pallidum lors du traitement de la récompense monétaire. Le pallidum reçoit des connexions efférentes du striatum ventral, en particulier du NAcc, et envoie un signal au cortex via des relais à travers le thalamus (72). Le pallidum est principalement associé aux fonctions motrices, mais un rôle dans le traitement des récompenses a également été largement débattu (73). Zhai et al. (74) a signalé que l’IGD est associé à une réduction de l’efficacité de la matière blanche dans le pallidum. Le VS et le pallidum sont tous deux impliqués dans l’impact hédonique de la toxicomanie, qui serait médiée par les systèmes opioïdes (75), nous pensons que la connectivité fonctionnelle réduite de VS-Pallidum chez les individus OIG pourrait refléter un plaisir hédonique réduit pour une récompense monétaire. Cette interprétation est conforme à un modèle théorique de toxicomanie qui incorpore des points de consigne hédoniques diminués (76).

Pourquoi les effets sur la connectivité fonctionnelle ne sont-ils que des récompenses monétaires?

Pour la récompense monétaire uniquement, le groupe IGO a montré une connectivité fonctionnelle modifiée, avec des modèles plus faibles ou plus forts. Au cours de l'apprentissage par rétroaction, les participants étaient conscients qu'une réponse correcte pouvait se traduire par une récompense monétaire ou symbolique. Parce qu'ils n'avaient pas été informés du stimulus d'apprentissage qui devait être suivi par une récompense monétaire, par opposition à une récompense symbolique, la remise d'une récompense monétaire aurait eu une plus grande importance motivationnelle par rapport à une récompense symbolique. Le fait que ces effets aient été confinés au groupe OIG suggère que cette saillance a eu plus d'impact sur les individus OIG que sur les contrôles.

En dépit des effets de connectivité fonctionnelle observés chez les individus OIG pour une récompense monétaire, nous n'avons pas détecté un trouble d'apprentissage de la récompense monétaire dans le groupe des OIG par rapport aux contrôles. Une des raisons possibles pourrait être un effet de plafond. Dans ce paradigme d’apprentissage par rétroaction, où chaque rétroaction était donnée sur la base d’une contingence déterministe relance-résultat, le taux moyen de séjour correct pour la récompense monétaire était très élevé dans les deux groupes (groupe d’organisations intergouvernementales: M = 0.94, SD = 0.09; groupe témoin: M = 0.95, SD = 0.04). Par conséquent, il serait difficile de résoudre tout problème d’apprentissage en tirant profit d’une récompense monétaire, même au sein du groupe des OIG. Une autre possibilité est que les IGO puissent s’appuyer sur d’autres ressources cognitives compensatoires pour apprendre les associations de RS, ce qui donne des performances similaires à celles des contrôles. Cependant, nous n’avons trouvé aucune preuve à l’appui de l’hypothèse compensatoire, car la plupart des réseaux fonctionnels étudiés étaient plus faibles dans le groupe des OIG que dans les groupes de contrôle. Pour le seul cas d’accroissement de la connectivité fonctionnelle dans le groupe IGO (à savoir, le couplage vmPFC-NAcc), la relation avec la performance comportementale était le contraire des attentes: les individus avec un couplage plus fort vmPFC-NAcc pour la récompense monétaire manifestaient une tendance réduite à choisir même réponse lors d'occasions ultérieures. Ainsi, s’il existe un mécanisme compensatoire permettant de surmonter les difficultés d’apprentissage pour obtenir un retour de récompense dans une organisation intergouvernementale, il doit exister en dehors des réseaux de couplage vmPFC ou VS. Enfin, nous devrions envisager la possibilité que des mécanismes compensatoires d’IGI n’apparaissent pas pendant le traitement du feedback, comme le montre l’étude actuelle, mais au cours de l’intervalle entre essais (stratégie de mémoire de travail) ou lors de la sélection du stimulus / de la réponse. Conformément à cette idée, un rapport précédent (1) suggère que les IGO ont recruté une stratégie de mémoire de travail spécialement pour les récompenses monétaires afin de compenser leurs difficultés d'apprentissage.

Mises en garde et limitations

Bien que nous ayons observé différents modèles de connectivité fonctionnelle de VS et de vmPFC dans le groupe IGO, le degré de ces anomalies n'était pas associé à la gravité des symptômes de la dépendance aux jeux sur Internet. Les anomalies constatées dans les réseaux fonctionnels impliqués dans le traitement des informations sur les récompenses pourraient résulter de l'utilisation intensive des jeux sur Internet par les individus IGO. Cependant, cette possibilité n'a pas été prise en charge par nos données, car nous n'avons pas trouvé de corrélation entre le temps passé à jouer et les points forts de la connectivité. Une autre possibilité est que la gravité de la dépendance ne montre pas de relation linéaire avec le degré d'anomalies dans le traitement des récompenses. Un autre est que les personnes ayant certaines caractéristiques de réseau fonctionnelles inhérentes et préexistantes peuvent être plus susceptibles de tomber dans des problèmes de surutilisation des jeux. Par exemple, les activités de jeu occasionnelles peuvent devenir problématiques pour ceux qui sont relativement inefficaces dans le traitement des demandes cognitives / attentionnelles pour contrôler l'environnement lorsqu'ils éprouvent du plaisir pour des récompenses très saillantes, mettant ces individus par ailleurs normaux à risque d'IGD. Des études longitudinales seront nécessaires pour examiner les effets à long terme de l'utilisation des jeux sur Internet ou les facteurs de risque dans le traitement de l'information.

La dépression et le trouble déficit de l'attention / hyperactivité (TDAH) ont été impliqués dans le traitement des récompenses (77, 78), qui sont également des comorbidités psychiatriques bien connues de la IGD (79). Les changements dans les modèles de connectivité fonctionnelle que nous avons observés dans le groupe IGO n'étaient associés à aucune des comorbidités de l'IGD, telles que la dépression ou l'impulsivité. Étant donné que des différences de groupe en termes de récompense monétaire ont été observées dans des réseaux cérébraux fonctionnels connus pour être impliqués dans la saillance et le contrôle cognitif de la récompense, il est raisonnable de supposer que ces différences sont liées au traitement des informations de récompense. Par conséquent, les différences dans le traitement de l'information pour la récompense monétaire sont probablement des caractéristiques IGD critiques qui peuvent se produire indépendamment des traits de personnalité ou des troubles émotionnels.

Il est important de discuter de quelques limites de ce rapport. Notre groupe d’organisations intergouvernementales était composé de jeunes hommes considérés comme «à risque» d’IGD. Il faut faire preuve de prudence en généralisant nos conclusions aux femmes IGO, ou aux hommes ou aux femmes cliniquement diagnostiqués comme ayant une IGD (80). Un autre problème est notre utilisation d'un intervalle inter-stimulus fixe entre les stimuli d'apprentissage et l'affichage du retour d'informations, comme cela est typique des paradigmes d'apprentissage des associations de RS. Cet intervalle fixe aurait pu avoir pour effet que les données d'imagerie pour l'activation liée à la rétroaction soient affectées par l'activité résiduelle de la période d'anticipation de la rétroaction (c'est-à-dire, présentation de la mémoire ou déclenchement de la réponse). En effet, une étude précédente examinant l’erreur de prédiction de récompense dans IGD révélait une activation de VS émoussée pendant le traitement du signal (81). Enfin, il convient de garder à l’esprit que l’approche de la connectivité fonctionnelle ne révèle pas de relations directes ou causales entre deux régions, même si certaines de nos interprétations ont été éclairées par des interconnexions anatomiques spécifiques trouvées dans des études sur des animaux.