Formation aux jeux vidéo et système de récompense (2015)

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Abstract

Les jeux vidéo contiennent des programmes élaborés de renforcement et de récompense susceptibles de maximiser la motivation. Des études de neuroimagerie suggèrent que les jeux vidéo pourraient avoir une influence sur le système de récompense. Cependant, il n'est pas clair si les propriétés liées aux récompenses constituent une condition préalable, qui pousse une personne à jouer à des jeux vidéo, ou si ces modifications sont le résultat de la lecture de jeux vidéo. Par conséquent, nous avons mené une étude longitudinale pour explorer les facteurs prédictifs fonctionnels liés aux récompenses en relation avec l'expérience de jeu vidéo ainsi que les changements fonctionnels dans le cerveau en réponse à la formation en jeu vidéo. Cinquante participants en bonne santé ont été assignés au hasard à une formation de jeu vidéo (TG) ou à un groupe témoin (CG). Avant et après la période d'entraînement / de contrôle, une imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) a été réalisée à l'aide d'une tâche de récompense non liée à un jeu vidéo. Au prétest, les deux groupes ont montré la plus forte activation dans le striatum ventral (VS) lors de l’anticipation des récompenses. Après le test, le TG a montré une activité de VS très similaire au test préalable. Dans le CG, l'activité VS a été significativement atténuée. Cette étude longitudinale a révélé que la formation en jeu vidéo peut préserver la réactivité de la récompense dans le SV lors d'une nouvelle tentative de test au fil du temps. Nous suggérons que les jeux vidéo permettent de garder les réponses striatales sous une récompense flexible, mécanisme qui pourrait avoir une valeur critique pour des applications telles que la formation cognitive thérapeutique.

Mots clés: jeux vidéo, formation, anticipation des récompenses, longitudinal, IRMf

INTRODUCTION

Au cours des dernières décennies, l’industrie du jeu vidéo est devenue l’une des plus grandes industries du multimédia au monde. De nombreuses personnes jouent à des jeux vidéo au quotidien. Par exemple, en Allemagne, 8 sur des personnes 10 âgées de 14 et 29 déclarées jouer à des jeux vidéo, et 44% des utilisateurs supérieurs à 29 jouent encore à des jeux vidéo. Au total, d'après des données d'enquête, environ plus de 25 millions de personnes âgées de plus de 14 (36%) jouent à des jeux vidéo en Allemagne (Illek, 2013).

Il semble que les êtres humains soient vraiment motivés à jouer à des jeux vidéo. Le plus souvent, les jeux vidéo sont joués dans le seul but de «s'amuser» et d'augmenter à court terme le bien-être subjectif (Przybylski et al., 2010). En effet, jouer à des jeux vidéo peut satisfaire différents besoins psychologiques de base, qui dépendent probablement aussi du jeu vidéo spécifique et de son genre. La satisfaction des besoins psychologiques, tels que la compétence (sentiment d’auto-efficacité et acquisition de nouvelles compétences), l’autonomie (comportement orienté vers un but personnel dans des environnements fictifs inédits) et la relation de proximité (interactions et comparaisons sociales) ont été associés au jeu vidéo (Przybylski et al., 2010). Plus précisément, la satisfaction des besoins psychologiques pourrait être principalement liée aux divers mécanismes de retour d’action fournis au joueur par le jeu. Ce programme élaboré de renforcement et de récompense a le potentiel de maximiser la motivation (Vert et Bavelier, 2012).

En raison de leur utilisation fréquente, les jeux vidéo sont devenus le thème de recherche de disciplines telles que la psychologie et les neurosciences. Il a été démontré que l’entraînement avec les jeux vidéo peut améliorer les performances cognitives (Vert et Bavelier, 2003, 2012; Basak et al., 2008) et dans les comportements liés à la santé (Baranowski et al., 2008; Primack et al., 2012). De plus, il a été démontré que les jeux vidéo peuvent être utilisés dans la formation des chirurgiens (Boyle et al., 2011), qu’ils sont associés à une meilleure qualité de vie psychologique chez les participants âgés (Allaire et al., 2013; Keogh et al., 2013) et qu’ils peuvent faciliter la perte de poids (Staiano et al., 2013). Bien que l'on sache que les jeux vidéo sont conçus pour être les plus gratifiants possibles pour les développeurs de jeux vidéo, les joueurs obtiennent des avantages psychologiques du jeu, mais les processus sous-jacents à l'origine de ces avantages psychologiques ne sont pas entièrement compris. Vert et Bavelier (2012) ont conclu de leurs recherches que, au-delà des améliorations des performances cognitives, «le véritable effet du jeu vidéo d'action est peut-être d'améliorer la capacité d'apprendre de nouvelles tâches». En d'autres termes, les effets de la formation en jeu vidéo pourraient ne pas être limités aux personnes formées. le jeu lui-même; cela peut favoriser l'apprentissage dans une variété de tâches ou de domaines. En fait, les joueurs de jeux vidéo ont appris à apprendre rapidement de nouvelles tâches et sont donc plus performants que les autres joueurs, du moins dans le domaine du contrôle de l'attention (Vert et Bavelier, 2012).

Les processus neurobiologiques sous-jacents associés aux jeux vidéo ont été étudiés à l'aide de différentes techniques d'imagerie et de conceptions expérimentales. Une étude de tomographie par émission de positrons (PET) au raclopride réalisée par Koepp et al. (1998) ont montré que les jeux vidéo (plus précisément une simulation de tank) sont associés à une libération endogène de dopamine dans le striatum ventral (VS). En outre, le niveau de potentiel de liaison à la dopamine a été lié aux performances dans le jeu (Koepp et al., 1998). Le SV fait partie des voies dopaminergiques et est associé au traitement de la récompense et à la motivation (Knutson et Greer, 2008) ainsi que l’acquisition d’apprentissage en termes de signal d’erreur de prédiction (O'Doherty et al., 2004; Atallah et al., 2006; Erickson et al., 2010). Utilisation de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour mesurer le volume de matière grise, Erickson et al. (2010) ont montré que le volume striatal ventral et dorsal pouvait prédire les gains de performance initiaux dans un jeu vidéo exigeant sur le plan cognitif (en particulier, une simulation de tir spatial en deux dimensions). Aditionellement, Kühn et al. (2011) ont constaté que, d'une part, les jeux vidéo fréquents comparés aux jeux peu fréquents étaient associés à un volume de matière grise structurel plus élevé et, d'autre part, à une activation fonctionnelle plus forte lors du traitement des pertes (Kühn et al., 2011). En outre, une activité d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) striatale au cours de la lecture active ou de la visualisation passive d’un jeu vidéo (simulation de tir spatial, Erickson et al., 2010) ou lors de l'exécution d'une tâche différente non liée au jeu vidéo (en particulier une tâche impaire), prédit l'amélioration ultérieure de l'entraînement (Vo et al., 2011). Prises ensemble, ces études montrent que les processus neuronaux associés au jeu vidéo sont probablement liés à des altérations du traitement neuronal dans la SV, la zone centrale du traitement de la récompense. De plus, le jeu vidéo semble être associé à des changements fonctionnels liés au traitement des récompenses et à la structure dans ce domaine. Cependant, il n’est pas clair si les propriétés structurelles et fonctionnelles liées au jeu vidéo observées dans des études antérieures représentent un condition préalable, qui pousse un individu à jouer à des jeux vidéo ou si ces changements sont la résultat de jouer à des jeux vidéo.

En résumé, les jeux vidéo sont très populaires et fréquemment utilisés. Une des raisons pourrait être que les jeux vidéo peuvent répondre aux besoins humains généraux (Przybylski et al., 2010). Les besoins satisfaits augmentent le bien-être psychologique, ce qui à son tour est probablement perçu comme enrichissant. Les études de neuroimagerie confirment ce point de vue en montrant que le jeu vidéo est associé à des altérations du système de récompenses striatales. Le traitement des récompenses, en revanche, est un mécanisme essentiel pour tout processus d’apprentissage de stimulus-réponse humain. Vert et Bavelier (2012) décrit la formation aux jeux vidéo comme une formation pour apprendre à apprendre (apprendre les schémas de réponse au stimulus est essentiel pour réussir un jeu vidéo). Nous pensons que la formation aux jeux vidéo cible le système de récompense striatale (entre autres) et peut entraîner des changements dans le traitement de la récompense. Par conséquent, dans cette étude, nous nous concentrons sur le traitement des récompenses striatales avant et après l’entraînement au jeu vidéo.

Ici, nous avons mené une étude longitudinale pour pouvoir explorer les prédicteurs fonctionnels liés aux récompenses en relation avec la performance et l'expérience du jeu, ainsi que les changements fonctionnels dans le cerveau en réponse à la formation en jeu vidéo. Nous avons utilisé un jeu vidéo commercial réussi, car les jeux commerciaux sont spécifiquement conçus pour améliorer le bien-être subjectif (Ryan et al., 2006) et, par conséquent, le plaisir du jeu et la récompense expérimentée pendant le jeu peuvent être maximisés. Selon l’hypothèse de prédiction, on s’attend à ce que la réponse striatale ventrale dans une tâche de récompense avant l’entraînement au jeu vidéo prédit la performance, comme cela a déjà été montré dans une étude précédente avec une tâche différente (Vo et al., 2011). En outre, nous souhaitons déterminer si la réactivité des récompenses striatales ventrales est liée au divertissement, au désir ou à la frustration vécus par le groupe d’entraînement pendant l’épisode d’entraînement. Pour étudier les effets de la formation sur les jeux vidéo, nous avons procédé à une seconde analyse IRM après la formation aux jeux vidéo. Sur la base des conclusions de Kühn et al. (2011) montrant le traitement altéré des récompenses dans les joueurs fréquents par rapport aux joueurs peu fréquents, nous nous attendions à une altération du signal de récompense striatale lors de l’anticipation des récompenses chez les participants ayant reçu une formation par rapport aux témoins. S'il y a des changements fonctionnels dans le système de récompense striatale, ceux-ci doivent être liés à l'effet de l'entraînement au jeu vidéo. Sinon, les modifications observées dans l'étude par Kühn et al. (2011) peut plutôt se rapporter à une condition préalable des joueurs fréquents de jeux vidéo.

Matériels et méthodes

PARTICIPANTS

Cinquante jeunes adultes en bonne santé ont été recrutés par le biais de publicités dans les journaux et sur Internet et attribués au hasard à un groupe de formation aux jeux vidéo (TG) ou à un groupe témoin (CG). De préférence, nous n'avons recruté que des participants qui ont joué à peu ou pas de jeux vidéo au cours des derniers mois 6. Aucun des participants n’a déclaré avoir joué à des jeux vidéo plus de 1 h par semaine au cours des derniers mois 6 (en moyenne X h (X = 0.7 par mois) et n’avait jamais joué au jeu d’entraînement [«Super Mario 1.97 (DS)»] auparavant. De plus, les participants étaient exempts de troubles mentaux (selon un entretien personnel avec Mini-International Neuropsychiatric Interview), droitiers et adaptés à la procédure de balayage IRM. L'étude a été approuvée par le comité d'éthique local de la Charité - Universitätsmedizin Berlin et un consentement éclairé écrit a été obtenu de tous les participants après que les participants eurent été pleinement informés des procédures de l'étude. Les données des cartes de la matière grise anatomique de ces participants ont déjà été publiées (Kühn et al., 2013).

PROCÉDURE DE FORMATION

Le TG (n = 25, âge moyen = années 23.8, SD = années 3.9, femmes 18) a été invité à jouer «Super Mario 64 DS» sur la console de poche «Nintendo Dual-Screen (DS) XXL» pendant au moins 30 par jour pendant au moins période de 2 mois. Ce jeu de plateforme extrêmement réussi a été choisi en raison de sa grande accessibilité pour les participants naïfs aux jeux vidéo, car il offre un bon équilibre entre la distribution de récompenses et la difficulté et est populaire parmi les participants hommes et femmes. Dans le jeu, le joueur doit naviguer dans un environnement 3D complexe en utilisant les boutons de la console utilisés pour le mouvement, le saut, le transport, la frappe, le vol, le piétinement, la lecture et des actions spécifiques au personnage. Avant la formation, les participants étaient familiarisés avec les mécanismes généraux de contrôle et de jeu de manière normalisée. Pendant la période de formation, nous avons proposé différents types d'assistance (téléphone, courrier électronique, etc.) en cas de frustration ou de difficultés pendant le jeu.

Le CG sans contact (n = 25, âge moyen = années 23.4, SD = années 3.7, femmes 18) n’avait aucune tâche en particulier, mais avait subi la même procédure de balayage que le TG. Tous les participants ont passé une analyse IRMf au début de l’étude (pré-test) et 2 mois après l’entraînement ou après une phase de retard passive (post-test). L'entraînement au jeu vidéo pour le TG a commencé immédiatement après la mesure avant le test et s'est terminé avant la mesure après le test.

QUESTIONNAIRES

Au cours de la formation, il a été demandé aux participants du TG d’enregistrer le temps de jeu quotidien. De plus, les participants ont noté le plaisir du jeu, la frustration et le désir de jouer pendant le jeu vidéo sur une échelle de Likert à points 7 une fois par semaine dans un document de traitement de texte (voir matériel supplémentaire pour plus de détails) et ont envoyé les fichiers de données électroniques par courrier électronique aux expérimentateurs. La récompense accomplie liée au jeu (étoiles collectées) a été évaluée de manière objective en vérifiant la console de jeux vidéo après la période d’entraînement. La quantité maximale absolue d'étoiles était 150.

PARADIGME DE MACHINE À SOUS

Pour étudier l’anticipation des récompenses, un paradigme de machine à sous légèrement modifié a été utilisé, évoquant une forte réponse striatale (Lorenz et al., 2014). Les participants devaient suivre le même paradigme de machine à sous avant et après la procédure de formation aux jeux vidéo. La machine à sous a été programmée à l'aide du logiciel de présentation (version 14.9, Neurobehavioral Systems Inc., Albany, Californie, États-Unis) et consistait en trois roues affichant deux types de fruits différents (fruits X et Y alternés). Aux deux moments de la mesure, une machine à sous avec des cerises (X) et des citrons (Y) ou des melons (X) et des bananes (Y) a été présentée de manière contrebalancée et également distribuée pour le TG et le CG. La couleur des deux barres horizontales (au-dessus et au-dessous de la machine à sous) indiquait les commandes permettant de démarrer et d’arrêter la machine.

Au début de chaque essai, les roues ne bougeaient pas et les barres grises indiquaient l'état inactif. Lorsque ces barres sont devenues bleues (indiquant le début d'un essai), le participant a été invité à démarrer la machine en appuyant sur un bouton de la main droite. Après avoir appuyé sur un bouton, les barres sont redevenues grises (état inactif) et les trois roues ont commencé à tourner verticalement avec des accélérations différentes (augmentant de façon exponentielle de gauche à droite). Lorsque la vitesse de rotation maximale des roues est atteinte (1.66 s après avoir appuyé sur un bouton), la couleur des barres devient verte. Ce changement de couleur indiquait que le participant pouvait arrêter la machine en appuyant de nouveau sur le bouton. Après une nouvelle pression sur un bouton, les trois roues ont cessé de tourner de gauche à droite. La roue gauche s’est arrêtée après un délai variable de 0.48 et de 0.61 après l’appui du bouton, alors que les roues centrale et droite tournaient toujours. La deuxième roue s’est arrêtée après un délai variable supplémentaire de 0.73 et de 1.18. La roue droite a cessé de tourner après la roue du milieu avec un retard variable de 2.63 et 3.24. L’arrêt de la troisième roue a mis fin à l’essai et un retour d’information sur le gain actuel et le montant total de la récompense a été affiché à l’écran. Pour le prochain essai, le bouton passait du gris au bleu et l’essai suivant commençait après un délai variable compris entre 4.0 et 7.73 et était caractérisé par une fonction décroissante exponentielle (voir Figure Figure11).

FIGURE 1 

Structure de la tâche de la machine à sous. L'analyse FMRI axée sur l'arrêt de 2nd roue, lorsque les deux premières roues affichent le même fruit (XX_) ou lorsque les deux premières roues affichent des fruits différents (XY_) alors que 3nd la roue tournait toujours.

L'expérience comportait au total des essais sur 60. La machine à sous a été déterminée avec une distribution pseudo-randomisée d'essais de gain 20 (XXX ou YYY), d'essais de perte 20 (XXY ou YYX) et d'essais de début de perte 20 (XYX, YXY, XYY ou YXX). Les participants ont commencé avec un montant de 6.00 euros représentant le pari de 0.10 euros par essai (essais 60 * 0.10 euro wager = 6.00 euro wager) et a gagné 0.50 euro par essai, lorsque tous les fruits de suite ont été de la même identité (XXX ou YYY); sinon, les participants n'ont pas gagné (XXY, YYX, XYX, YXY, XYY, YYX) et le pari a été soustrait du montant total de l'argent. Les participants n’ont aucune influence sur le gain ou la défaite et remportent le montant fixe de 10.00 euro (gain de 0.50 euro). * Essais de gain 20 = gain 10.00 en fin de tâche. Les participants ont été invités à jouer à la machine à sous 60 fois et le but de chaque essai est d'obtenir trois fruits du même type à la suite. De plus, les participants ont pratiqué la tâche de la machine à sous avant d'entrer dans le scanner pour les essais 3 – 5. Aucune information n'a été donnée que la tâche était un jeu de hasard ou une compétence était impliqué.

PROCEDURE DE BALAYAGE

Des scannages d'imagerie par résonance magnétique ont été effectués sur trois scanners Tesla Siemens Tri Trio (Siemens Healthcare, Erlangen, Allemagne), équipés d'une bobine de tête à réseau phasé 12. Via un vidéoprojecteur, le paradigme de la machine à sous a été présenté visuellement via un système de miroirs monté sur le dessus de la tête. Les images fonctionnelles ont été enregistrées avec T2 aligné axialement*écho planaire à gradient pondéré (EPI) avec les paramètres suivants: tranches 36, ordre croissant des tranches entrelacées, durée de répétition (TR) = 2 s, durée d 'écho (TE) = 30 ms, champ de vision (FoV) = 216 × 216, angle de basculement = 80 °, taille du voxel: 3 mm × 3 mm × 3.6 mm. Pour la référence anatomique, les images du cerveau entier anatomique 3D ont été obtenues par une séquence écho-gradient tridimensionnelle à pondération T1 préparée (MPRAGE; TR = 2500 ms; TE = 4.77 ms; temps d'inversion = 1100 ms, matrice d'acquisition = 256 × 256 × 176, angle d'inclinaison = 7 °, taille du voxel: 1 mm × 1 mm × 1 mm).

L'ANALYSE DES DONNÉES

Traitement d'image

Les données d'imagerie par résonance magnétique ont été analysées à l'aide d'un logiciel de cartographie statistique et paramétrique (SPM8, Département Wellcome du département Imaging Neuroscience, Londres, Royaume-Uni). Les EPI ont été corrigés en fonction du délai d’acquisition et du mouvement de la tête, puis transformés en l’espace standard normalisé en stéréotaxie de l’Institut de neuroimagerie de Montréal en utilisant l’algorithme de segmentation unifié mis en œuvre dans SPM8. Enfin, les EPI ont été rééchantillonnés (taille de voxel = 3 mm × 3 mm × 3 mm) et lissés spatialement avec un noyau gaussien 3D de 7 mm de largeur totale à mi-hauteur.

analyses statistiques

Un modèle linéaire général à effets mixtes (GLM) en deux étapes a été réalisé. Sur un seul sujet, le modèle contenait les données des deux mesures IRMf, ce qui a été réalisé en ajustant les données au cours de différentes sessions. Ce modèle GLM comprenait des régresseurs séparés par session pour l'anticipation du gain (XX_ et YY_) et l'absence d'anticipation du gain (XY_ et YX_), ainsi que les régresseurs sans intérêt suivants: gain (XXX et YYY), perte (XXY et YYX), perte précoce (XYX, XYY, YXY et YXX), des pressions sur les boutons (après le changement de barre en bleu et vert), le flux visuel (rotation des roues) et les six paramètres de mouvement du corps rigide. Des images de contraste différentielles pour une anticipation du gain par rapport à une anticipation sans gain (XX_ par rapport à XY_) ont été calculées pour les tests préalables et postérieurs et prises pour une analyse au niveau du groupe. Au deuxième niveau, ces différentiels TLes images de contraste ont été entrées dans une analyse factorielle flexible de la variance (ANOVA) avec le groupe de facteurs (TG contre CG) et le temps (avant / après le test).

Les effets sur le cerveau entier ont été corrigés pour permettre des comparaisons multiples à l’aide d’une correction de la taille des Song et al., 2011). Mille simulations de Monte Carlo ont révélé une probabilité d'erreur alpha correspondante de p <0.05, lors de l'utilisation d'une taille de cluster minimale de 16 voxels adjacents avec un seuil statistique de p <0.001. Selon une méta-analyse de Knutson et Greer (2008), des différences d’activation lors de l’anticipation des récompenses étaient attendues dans les SV. Sur la base de cette hypothèse a priori, nous avons en outre rapporté post hoc analyse au sein de cette zone du cerveau en utilisant une analyse de région d'intérêt (ROI). À cette fin, nous avons utilisé un retour sur investissement basé sur la littérature pour le VS (Schubert et al., 2008). Ces ROI ont été créés en combinant des résultats fonctionnels antérieurs concernant le traitement des récompenses (principalement des articles sur les tâches de délai d’incitation financière) avec des limites anatomiques au tissu cérébral de matière grise. Des informations détaillées sur le calcul du retour sur investissement de VS sont décrites dans les informations supplémentaires. De plus, nous avons effectué une analyse de contrôle avec les paramètres moyens extraits du cortex auditif primaire, car cette région devrait être indépendante de la manipulation expérimentale dans la tâche de récompense. Nous avons donc utilisé un retour sur investissement anatomique du gyri de Heschl décrit dans l’atlas cérébral de marquage anatomique (AAL) (Tzourio-Mazoyer et al., 2002).

RÉSULTATS

RÉSULTATS LIÉS À LA PRÉDICTION (PRETEST)

Réponse du cerveau pendant l'anticipation du gain

Lors du prétest, au cours de la tâche de la machine à sous dans les deux groupes, l’anticipation de gain (contre aucune anticipation de gain) a évoqué l’activation dans un réseau fronto-striatal comprenant des zones sous-corticales (VS bilatérale, thalamus), des zones préfrontales (zone motrice supplémentaire, gyrus précentral, et gyrus frontal, gyrus frontal supérieur) et cortex insulaire. De plus, une activation accrue dans les lobes occipitaux, pariétaux et temporaux a été observée. Toutes les régions du cerveau présentant des différences significatives sont répertoriées dans des tableaux supplémentaires. S1 (pour TG) et S2 (pour CG). Notez que les différences d’activation les plus fortes ont été observées dans les SV dans les deux groupes (voir lampe de table Table11; Figure Figure22). Pour le contraste TG> CG, une activation plus forte dans la zone motrice supplémentaire droite [SMA, taille de cluster 20 voxel, T(48) = 4.93, coordonnées MNI [xyz] = 9, 23, 49] et pour CG> TG une activation plus forte dans le pallidum droit (taille de cluster 20 voxel, T(48) = 5.66, coordonnées MNI [xyz] = 27, 8, 7) ont été observés. Les deux régions ne sont probablement pas associées aux fonctions liées à la récompense, comme le montre la méta-analyse par Liu et al. (2011) à travers les études de récompense 142.

Tableau 1 

Interaction Group by time (TG: Post> Pre)> (CG: Post> Pre) de l'effet d'anticipation de gain contre aucune anticipation de gain dans l'analyse du cerveau entier en utilisant le seuil de signification corrigé de Monte Carlo de p <0.05. TG, ...
FIGURE 2 

Prédicteurs de plaisir expérimenté. L’effet de l’anticipation du gain (XX_) sur l’absence d’anticipation du gain (XY_) est indiqué sur une coupe coronale (Y = 11) dans la rangée supérieure pour le groupe témoin (CG) et le groupe d'entraînement (TG). La comparaison de groupe (CG <> ...

Association entre l'activité striatale ventrale et le comportement de jeu vidéo associé

Pour tester l'hypothèse des propriétés prédictives du signal de récompense striatale vis-à-vis des jeux vidéo, le signal striatal ventral a été extrait individuellement à l'aide du retour sur investissement basé sur la littérature et mis en corrélation avec les éléments du questionnaire ainsi que le succès du jeu, qui a été évalué en consultant la console de jeux vidéo. En raison du manque de conformité des participants, les données du questionnaire hebdomadaire de quatre participants étaient manquantes. Questions hebdomadaires sur le plaisir expérimenté (M = 4.43, SD = 0.96), frustration (M = 3.8, SD = 1.03) et le désir de jeux vidéo (M = 1.94, SD = 0.93) ont été moyennés sur les mois 2. Les participants ont recueilli des étoiles 87 (SD = 42.76) en moyenne au cours de la période de formation.

En appliquant la correction de Bonferroni aux corrélations calculées (égales à un seuil de signification de p <0.006), aucune des corrélations n'était significative. Aucun désir de jeu vidéo [gauche VS: r(21) = 0.03, p = 0.886; à droite VS: r(21) = -0.12, p = 0.614] ni frustration [left VS: r(21) = -0.24, p = 0.293; à droite VS: r(21) = -0.325, p = 0.15], ni récompense liée au jeu accomplie [gauche VS: r(25) = -0.17, p = 0.423; à droite VS: r(25) = -0.09, p = 0.685] ont été corrélés à l’activité striatale liée à la récompense. Fait intéressant, lorsqu’on utilisait un seuil de signification non corrigé, le plaisir éprouvé pendant les jeux vidéo était corrélé positivement avec l’activité pendant l’anticipation du gain dans le SV adéquat [r(21) = 0.45, p = 0.039] et une tendance a été observée dans le VS gauche [r(21) = 0.37, p = 0.103] comme indiqué dans Figure Figure22 (panneau en bas à droite). Cependant, lors de l'application de la correction de Bonferroni à cette analyse exploratoire, les corrélations entre le plaisir expérimenté et l'activité striatale ventrale restaient non significatives.

Nous avons ensuite effectué une analyse de contrôle pour déterminer si cette constatation était spécifique à la SV. Nous avons corrélé les mêmes variables comportementales avec les estimations de paramètres extraits du gyri de Heschl (cortex auditif primaire). L’analyse n’a révélé aucune corrélation significative (tous les p's> 0.466).

EFFET DE LA FORMATION SUR LES JEUX VIDÉO (AVANT ET APRÈS)

L'analyse de l'anticipation du gain par rapport à l'absence d'anticipation du gain lors de la tâche de la machine à sous à post-test a révélé des différences d'activation du TG dans le même réseau fronto-striatal que celles observées lors du prétest (pour plus de détails, voir le tableau). S3). Dans le CG, cet effet était similaire mais atténué (voir Figure Figure33; Table S4). L’effet de l’interaction groupe par temps a révélé une différence significative entre les zones liées aux récompenses (VS droit et insula bilatéral / gyrus frontal inférieur, pars orbitalis) et les régions liées aux motrices (SMA droite et gyrus précentral droite), ce qui indique une activité préservée du SV dans la région. TG entre les points de temps, mais pas dans le CG. Post hoc L'analyse du retour sur investissement à l'aide du retour sur investissement VS basé sur la littérature a confirmé le résultat de l'interaction [Groupe d'interactions par heure: F(48,1) = 5.7, p = 0.021]. L'analyse du ROI dans la région de contrôle (gyri de Heschl) n'était pas significative. Additionnel tLes tests ont révélé une différence significative entre les points temporels au sein du groupe CG [t(24) = 4.6, p <0.001] ainsi qu'une différence significative entre les groupes au post-test [t(48) = 2.27, p = 0.028]. Les résultats pour l'interaction groupe par heure sont résumés dans lampe de table Table11 et sont illustrés dans Figure Figure33.

FIGURE 3 

Résultats de l'effet d'entraînement de jeu vidéo. Pour le post-test, l’effet de l’anticipation du gain (XX_) par rapport à l’absence d’anticipation du gain (XY_) est présenté à l’aide d’une coupe coronale (Y = 11) dans la rangée supérieure pour le groupe de contrôle (CG) et le groupe d’entraînement (TG). Résultats d'imagerie du ...

DISCUSSION

Le but de la présente étude était double: nous avions pour objectif de déterminer comment la réactivité des récompenses striatales prédit le comportement et l’expérience liés au jeu vidéo, ainsi que l’impact de la formation en jeu vidéo sur les aspects fonctionnels du système de récompense. En ce qui concerne la prédiction, nous avons trouvé une association positive entre le signal de récompense striatale lors du prétest et le plaisir éprouvé lors de la formation ultérieure en jeux vidéo. En ce qui concerne l'effet du jeu vidéo, une interaction significative groupe-temps a été observée, entraînée par une diminution du signal de récompense striatale dans le CG.

RÉPONSE STRIATAL DE RÉCOMPENSE ET SES PROPRIÉTÉS PRÉDICTIVES POUR L’EXPÉRIENCE DE JEUX VIDÉO

Une relation entre le signal de récompense striatale et les performances du jeu ou le désir et la frustration expérimentés n'a pas été observée. Cependant, nous avons pu démontrer une association positive du signal de récompense striatale avec du plaisir expérimenté au cours de la formation en jeu vidéo. Ainsi, nous pensons que l’ampleur de l’activité striatale au cours du traitement de la récompense dans une tâche de récompense non liée au jeu vidéo est prédictive du plaisir expérimenté au cours du jeu. Cependant, cette constatation doit être interprétée avec prudence, car la corrélation observée n'est pas restée significative après correction pour les tests multiples.

Une explication possible de la corrélation entre le signal de récompense striatale et le plaisir ressenti au cours du jeu vidéo pourrait être que le signal de récompense striatale mesuré pendant le jeu sur une machine à sous reflète la réactivité de la récompense des individus, qui peut être associée à une neurotransmission dopaminergique dans le striatum. En conséquence, des études antérieures ont montré que l’activité de la SV lors de l’anticipation de la récompense est liée à la libération de dopamine dans cette région (Schott et al., 2008; Buckholtz et al., 2010). Il a également été démontré que les jeux vidéo étaient également associés à la libération de dopamine dans la même région (Koepp et al., 1998). Ainsi, le SV semble être impliqué de manière cruciale dans le traitement des récompenses neuronales ainsi que dans les jeux vidéo, qui impliquent de nombreux facteurs de motivation et de récompense. Plus précisément, nous sommes convaincus que la relation observée entre l’activité de la SV et le plaisir ressenti pourrait être liée à une réactivité générale du système dopaminergique striatal lié à la récompense aux stimuli hédoniques. Le VS a été associé à des réactions de motivation et de plaisir dans une récente étude de Kringelbach et Berridge (2009). Ainsi, l’association observée entre l’activité striatale ventrale et le plaisir, qui renvoie à une expérience hédonique et liée au plaisir pendant le jeu, semble bien fondée. Des études futures devraient approfondir la relation entre la réactivité de la récompense striatale et le plaisir ressenti au cours du jeu vidéo afin d'explorer cette relation plus en profondeur.

Comme mentionné ci-dessus, la libération de dopamine dans le striatum (Koepp et al., 1998), le volume (Erickson et al., 2010) et l’activité pendant les jeux (Vo et al., 2011) étaient auparavant associées aux performances de jeu vidéo. Les résultats de la présente étude n’ont pas montré d’association entre la performance des jeux vidéo et l’activité VS. La récompense obtenue a été rendue opérationnelle par le nombre de missions / défis accomplis dans le jeu. Les missions typiques dans le jeu sont illustrées par la défaite d'un boss, la résolution de casse-têtes, la recherche d'endroits secrets, la course d'un adversaire ou la collecte de pièces d'argent. Ces missions représentent la progression du jeu plutôt que la performance réelle. Ainsi, ces variables peuvent ne pas être une variable dépendante de la performance suffisamment précise. Nous n'avons toutefois pas été en mesure de collecter davantage de variables liées au jeu, car «Super Mario 64 DS» est un jeu vidéo commercial et une manipulation de ce jeu vidéo autonome était impossible.

Nous avons également étudié la relation entre le signal de récompense striatal et le désir expérimenté de jouer pendant l’entraînement au jeu vidéo. Le désir dans ce contexte est probablement lié au besoin et aux attentes de la satisfaction et de la récompense potentielles du jeu vidéo. Le désir n'est pas clairement séparable du désir, car il survient généralement avec le désir. Neurobiologiquement, le fait de vouloir concerne non seulement le striatum, mais également les zones préfrontales liées au comportement orienté vers un objectif (Cardinal et al., 2002; Berridge et al., 2010). Par conséquent, une corrélation neuronale du désir pourrait ne pas être limitée à la zone de récompense striatale. Effectivement, Kühn et al. (2013) ont montré que les modifications structurelles du volume de la matière grise dans le cortex préfrontal dorsolatéral induites par l’entraînement au jeu vidéo sont associées positivement au sentiment subjectif de désir pendant l’entraînement au jeu vidéo. Ainsi, dans la présente étude, la réactivité à la récompense striatale pourrait ne pas être liée au désir, car le désir pourrait plutôt être associé à des corrélats neuronaux préfrontaux dirigés vers un objectif. Des études futures pourraient étudier cela en détail.

Nous nous attendions à une corrélation négative entre la réactivité à la récompense striatale et la frustration ressentie pendant l’entraînement au jeu vidéo, car l’activité de la SV est réduite lorsque la récompense est omise par rapport à la réception de la récompense (Abler et al., 2005). Cependant, cette relation n'a pas été observée. Des études antérieures ont montré que l'insula est activée sélectivement dans un contexte de frustration (Abler et al., 2005; Yu et al., 2014). Ainsi, des études futures pourraient également étudier l'activité insulaire dans le contexte de la récompense omise.

EFFET DE LA FORMATION DE JEUX VIDÉO SUR LE SYSTÈME DE RÉCOMPENSE

Kühn et al. (2011) a montré dans une étude transversale que les joueurs de jeux vidéo fréquents (> 9 h par semaine) ont démontré une plus grande activité liée à la récompense striatale par rapport aux joueurs de jeux vidéo peu fréquents. Cependant, la question restait de savoir si cette constatation était une prédisposition ou un résultat du jeu vidéo. Dans notre étude longitudinale actuelle, l'anticipation du gain pendant la tâche de la machine à sous a révélé une activité VS, qui a été préservée dans TG au cours des 2 mois, mais pas dans CG. Nous supposons que le signal de récompense striatal pourrait refléter l'engagement motivationnel pendant la tâche de la machine à sous, qui était encore élevé dans le TG au post-test. Les participants du TG pourraient préserver la réactivité dans le traitement des récompenses et la volonté de motivation pour terminer la tâche de la machine à sous au deuxième moment dans un état d'engagement similaire à celui de la première fois. Une explication de cette découverte pourrait être que l'entraînement au jeu vidéo a une influence sur le traitement des récompenses liées à la dopamine pendant le jeu (Koepp et al., 1998). Nos résultats corroborent ce point de vue, dans la mesure où cet effet pourrait ne pas se limiter temporairement à la session de jeu, mais plutôt influer sur la réactivité générale de la récompense striatale dans des situations enrichissantes non liées aux jeux vidéo. Kringelbach et Berridge (2009) ont montré que l'activité dans le système virtuel pouvait représenter une fonction amplificatrice de la récompense et que, par conséquent, les jeux vidéo pouvaient préserver la réactivité de la récompense pendant le jeu même, et même dans le contexte d'autres tâches enrichissantes via l'amplification d'activités liées au plaisir. Ainsi, la formation aux jeux vidéo pourrait être considérée comme une intervention ciblant le système de neurotransmetteurs dopaminergiques, qui pourrait être étudiée à l’avenir. Il est prouvé que les interventions dopaminergiques dans le cadre d'études pharmacologiques peuvent avoir un caractère de comportement thérapeutique changeant. Une étude pharmacologique récente utilisant une intervention dopaminergique chez les adultes sains âgés Chowdhury et al. (2013) ont montré que le traitement du traitement de la récompense striatale liée à l'âge pouvait être rétabli par des médicaments à base de dopamine. Les futures études devraient étudier les effets thérapeutiques potentiels de la formation en jeux vidéo sur des tâches exigeantes sur le plan cognitif impliquant un signal striatal dopaminergique. Il serait très utile de découvrir l’effet spécifique des jeux vidéo dans les circuits fronto-striataux. Nos résultats suggèrent un effet sur le traitement des récompenses, qui est à son tour essentiel pour façonner un comportement orienté vers un objectif et une adaptation flexible à des environnements instables (Cools, 2008). Par conséquent, les tâches impliquant des décisions liées aux récompenses, telles que l’apprentissage par inversion, devraient être examinées lors de futures études longitudinales combinées à une formation en jeu vidéo. Plusieurs études pharmacologiques ont montré qu'une manipulation dopaminergique pouvait entraîner une augmentation ou une diminution des performances d'apprentissage par inversion, qui dépend probablement de la demande en tâches et des niveaux de base individuels de dopamine (Klanker et al., 2013).

L'effet observé de la formation de jeu vidéo sur le système de récompense était également lié à une diminution de l'activité striatale dans le CG pendant le post-test, ce qui peut s'expliquer en partie par un déclin de la motivation dans la volonté de terminer la tâche de la machine à sous lors du re-test. . Une étude de Shao et al. (2013) ont démontré que même une seule séance d’entraînement avec une tâche de machine à sous avant la séance d’analyse réelle entraînait une diminution de l’activité de récompense striatale au cours du traitement des gains par rapport à un groupe qui n’avait pas suivi de séance d’entraînement. Une autre étude de Fliessbach et al. (2010) ont étudié la fiabilité du test supplémentaire de trois tâches de récompense et ont montré que la fiabilité du test secondaire dans le SV lors de l'anticipation du gain était plutôt médiocre, contrairement aux fiabilités liées à la motricité dans le cortex moteur primaire qui étaient qualifiées de bonnes. Une explication possible de ces résultats pourrait être la nature de ces tâches de récompense. La récompense identique aux deux moments peut ne pas conduire au même signal de récompense lors de la seconde exécution de la tâche, car le sentiment de récompense subjective peut être atténué par un manque de nouveauté.

Évidemment, dans la présente étude, le nouveau test a été complété par les deux groupes, mais la diminution de l'activité de récompense striatale n'a été observée que dans le GC, pas dans le TG. Ce résultat de préservation dans le TG peut être en partie lié à la formation au jeu vidéo, comme indiqué ci-dessus. Néanmoins, le GC n'était pas un groupe de contact et ne remplissait pas une condition de contrôle actif. Par conséquent, les résultats pourraient également représenter un effet purement similaire à un placebo dans le TG. Cependant, même si la formation du jeu vidéo en elle-même n’était pas la principale raison de la réponse préservée au striatum, notre étude peut être interprétée comme une preuve indiquant que les jeux vidéo entraînent un effet assez puissant de type placebo dans un contexte thérapeutique ou axé sur la formation. Si les jeux vidéo auraient un effet placebo plus fort que les médicaments placebo ou d'autres tâches analogues à celles d'un placebo, la question reste ouverte. De plus, au cours de la session de numérisation, les participants se trouvaient dans la même situation que le scanner et on peut s’attendre à ce que les deux groupes produisent les mêmes effets de désirabilité sociale. Néanmoins, l’effet de préservation doit être interprété avec beaucoup de soin, car l’effet placebo pourrait fausser le résultat (Boot et al., 2011). Les futures études portant sur le système de récompense devraient inclure une condition de contrôle actif dans la conception de l'étude.

Une autre limitation possible de l’étude est peut-être que nous n’avons pas contrôlé le comportement du CG en matière de jeu vidéo. Nous avons demandé aux participants du CG de ne pas modifier leur comportement de jeu vidéo pendant la période d'attente ni de jouer à Super Mario 64 (DS). Cependant, le comportement de jeu vidéo dans le CG pourrait avoir changé et affecter les résultats. Les futures études devraient inclure des groupes de contrôle actifs et évaluer en détail le comportement du jeu vidéo pendant la période de l'étude.

Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur le VS. Néanmoins, nous avons observé un effet significatif lié à la formation également dans les cortex insulaires, le SMA et le gyrus précentral. Une méta-analyse récente de Liu et al. (2011) Des études de récompense, y compris 142, ont montré qu’en plus de la «zone centrale de récompense», VS également l’insula, le cortex préfrontal ventromédial, le cortex cingulaire antérieur, le cortex préfrontal dorsolatéral et le lobule pariétal inférieur font partie du réseau de récompenses pendant l’anticipation de la récompense. L’insula participe à l’intégration subjective de l’information affective, par exemple lors d’un apprentissage basé sur les erreurs dans le contexte de la stimulation et de la conscience émotionnelles (Craig, 2009; Singer et al., 2009). L'activation lors de l'anticipation des récompenses dans la tâche de la machine à sous peut refléter un éveil subjectif et un engagement motivationnel dans la tâche. Nous pensons que cet effet d'entraînement important dans l'insula pourrait - tout comme dans VS - représenter un engagement de motivation qui a été préservé dans le TG lors du post-test. Des études futures pourraient tester cela, par exemple, en appliquant des échelles d'évaluation d'éveil et en corrélant ces valeurs avec l'activité insulaire. Compte tenu des différences de SMA et de gyrus précentral, nous souhaitons souligner le fait que ces zones pourraient ne pas être impliquées dans l’anticipation des récompenses, car elles ne font pas partie du réseau suggéré de la méta-analyse mentionnée (Liu et al., 2011). Au lieu de cela, la SMA est impliquée dans l’apprentissage des associations motrices-réponses reliées au moteur, entre autres fonctions (Nachev et al., 2008). En ce qui concerne l’étude actuelle, l’activité SMA peut refléter un processus de mise à jour du stimulus (machine à sous à trois roues tournantes) - réponse (appui sur un bouton pour arrêter la machine à sous) - conséquence (mise à jour d’arrêt de la deuxième roue: XX_ et XY_) - chaîne. De manière spéculative, les participants du groupe de formation comprennent la machine à sous après la formation en tant que jeu vidéo, dans lequel ils pourraient améliorer leurs performances, par exemple en appuyant sur le bouton au bon moment. En d'autres termes, les participants au TG auraient pu penser qu'ils pourraient influer sur le résultat de la machine à sous en adaptant leur modèle de réponse. Veuillez noter que les participants n'étaient pas au courant que la machine à sous avait un caractère déterministe. Comme le gyrus précentral fait également partie du système moteur, l'interprétation de la signification fonctionnelle de la conclusion SMA peut également être valable pour le gyrus précentral. Des études futures pourraient confirmer ces interprétations des différences SMA et d'activation précentrale en faisant systématiquement varier les associations réponse-conséquence-conséquences.

JEUX VIDÉO, SUPER MARIO, MOTIVATION, BIEN ÊTRE SUBJECTIF ET SYSTÈME DE RÉCOMPENSE

D'un point de vue psychologique, les jeux vidéo joyeux offrent un programme de récompenses très efficace, un niveau de difficulté parfaitement ajusté et un engagement fort (Vert et Bavelier, 2012). Ces propriétés spécifiques offrent potentiellement la possibilité de satisfaire des besoins psychologiques de base tels que la compétence, l’autonomie et la proximité (Przybylski et al., 2010). Une étude de Ryan et al. (2006) a montré que les participants se sentant volontairement motivés par une séance d’entraînement 20 min de Super Mario 64 avaient un bien-être accru après avoir joué. Cette augmentation du bien-être était en outre associée à une augmentation du sentiment de compétence (par exemple, de l'auto-efficacité vécue) et de l'autonomie (par exemple, d'agir en fonction des intérêts). Parallèlement à la découverte actuelle de la préservation du signal de récompense dans une tâche non entraînée, nous pensons que les jeux vidéo recèlent le potentiel d'un puissant outil d'entraînement spécifique (cognitif). Selon le genre de jeu vidéo et les propriétés individuelles du jeu, ceux-ci exigent des interactions cognitives et motrices très complexes de la part des joueurs pour pouvoir atteindre l'objectif du jeu et, partant, un effet d'entraînement spécifique. La nature enrichissante des jeux vidéo peut conduire à un niveau de motivation élevé et constant au cours de la session de formation.

CONCLUSION

L’étude actuelle a montré que la réactivité à la récompense striatale prédit l’amusement ultérieur du jeu vidéo, suggérant que des différences individuelles dans la réactivité à la récompense pourraient affecter l’engagement motivationnel du jeu vidéo, mais cette interprétation doit être confirmée dans les études ultérieures. En outre, cette étude longitudinale a révélé que la formation en jeu vidéo peut préserver la réactivité de la récompense dans le SV lors d’un nouveau test. Nous pensons que les jeux vidéo sont capables de maintenir la flexibilité des réponses striatales, un mécanisme qui pourrait être extrêmement important pour maintenir la motivation élevée, et pourrait donc présenter une valeur critique pour de nombreuses applications différentes, y compris l'entraînement cognitif et les possibilités thérapeutiques. Les recherches futures devraient donc examiner si la formation en jeux vidéo pourrait avoir un effet sur la prise de décision basée sur les récompenses, qui est une capacité importante dans la vie quotidienne.

Déclaration de conflit d'intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l'absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un conflit d'intérêts potentiel.

Remerciements

Cette étude a été financée par le ministère allemand de l'Éducation et de la Recherche (BMBF 01GQ0914), la Fondation allemande pour la recherche (DFG GA707 / 6-1) et une subvention de la Fondation allemande pour l'enseignement universitaire à la RCL. Nous sommes reconnaissants à Sonali Beckmann pour son assistance dans l’utilisation du scanner, ainsi qu’à David Steiniger et Kim-John Schlüter, qui ont testé les participants.

MATÉRIEL COMPLÉMENTAIRE

Le matériel supplémentaire pour cet article est disponible en ligne à l'adresse suivante: http://www.frontiersin.org/journal/10.3389/fnhum.2015.00040/abstract

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