Disminución da conectividade funcional do cerebro en adolescentes con adicción a Internet (2013)

introdución

A adicción a Internet foi cada vez máis recoñecida tanto no público como na comunidade científica en todo o mundo [1]Aínda que se trata dunha condición relativamente nova e as súas características psicopatolóxicas e mecanismos neurobiolóxicos seguen mal comprendidas. Estudos recentes de neuroimagens reportaron cambios significativos na función cerebral e na estrutura asociada á dependencia de internet. A maioría destes estudos utilizaron imaxes de resonancia magnética funcional (RMN) realizadas durante as tarefas e implicaron rexións frontais e estriais e, en menor medida, a córtex parietal e insular. [2]-[5]. Adicionalmente, empregando tomografía de emisión de positrones (PET), Kim et al. (2011) atopou a diminución da dispoñibilidade de receptor da dopamina D2 en caudato bilateral e putamen dereito [6], e Hou et al. (2012) usando tomografía computada con emisión de fotóns (SPECT) atopou un nivel de expresión do transportador de dopamina estriatal reducido en adultos con adicción a internet [7]. Estes resultados coinciden cos modelos teóricos actuais dos trastornos da adicción, que inclúen non só a adicción a substancias, senón tamén a adicción ao comportamento (por exemplo, o xogo patolóxico), que destacan a patoloxía dos circuítos frontal-estriatais. [8], así como a insula [9], [10]. Estudos de resonancia magnética estruturais de Zhou et al. (2011) e Yuan et al. (2011) suxeriron xuntos anormalidades da materia gris nas rexións cerebrais, incluída a córtex prefrontal [11], [12], e un estudo de imaxe de tensor de difusión de Lin et al. (2012) informou de anormalidades xeneralizadas da materia branca en adolescentes con adicción a internet [13]. Por último, Liu et al. (2010) atopou unha homoxeneidade rexional alterada na adicción a internet [14], que é o que sabemos o único achado de resonancia magnética en estado de repouso da literatura sobre este trastorno [15]. Os autores investigaron a homoxeneidade temporal no sinal de nivel de osíxeno-dependente (BOLD) de cada voxel coas dos seus máis próximos vexeles 26 de xeito voxel.

O IRMF en estado de repouso é unha técnica de imaxe relativamente nova para investigar correlacións interrexionais da actividade cerebral espontánea, gravado como alguén xace en silencio no escáner sen estar implicado nunha tarefa específica [16]. O enfoque proporciona un método robusto para mapear sistemas funcionais ben definidos [17], [18]. As medidas de estado de repouso son fiables [19], [20], baixo control xenético [21]-[23], e pensou en indexar unha propiedade intrínseca da organización funcional do cerebro [24], suxeito a certas advertencias [25]. En combinación coas técnicas teóricas dos grafos, a fMRI en estado de repouso ofrece un poderoso medio para investigar a organización a grande escala das dinámicas funcionais do cerebro e a súa interrupción en condicións psicopatolóxicas [26].

Neste estudo, utilizamos datos de fMRI en estado de repouso para mapear diferenzas na conectividade funcional entre un conxunto completo de rexións cerebrais e subcortical distintas de 90 en individuos sans e adolescentes con adicción a Internet, centrándose en persoas que participan en xogos en liña excesivos entre os subtipos propostos. desta enfermidade [27]. Tamén realizamos unha análise das perturbacións topolóxicas da rede [28] para avaliar se hai algunha diferenza entre os grupos na forza de conectividade asociada a unha reconfiguración global das interaccións funcionais [26], como se informou en moitos outros trastornos psiquiátricos [29], [30].

Baseado en resultados da neuroimagen estructural e funcional anteriores na adicción a internet [3], [4], [6], [7], [15], xunto cos modelos teóricos establecidos dos trastornos da dependencia [8], [9], pensamos que os adolescentes con adicción a Internet mostrarían unha conectividade interregional alterada entre as rexións frontal e estriatal, cunha posible implicación adicional do córtex parietal e da insula.

Materiais e Métodos

Declaración de ética

Este estudo foi aprobado polo comité de revisión institucional de individuos humanos na Universidade Nacional de Seúl. Todos os adolescentes e os seus pais proporcionaron un consentimento informado por escrito antes da entrada no estudo. O estudo foi realizado de acordo coa Declaración de Helsinki.

os participantes

Doce adolescentes machos de dereita con adicción a Internet e 11 diestros e de sexo [31] Neste estudo participaron controis sans. O diagnóstico de adicción a Internet estableceuse a través da Escala de Adicción á Internet Novo (YIAS), que consiste en elementos 20, cada un baseado nunha escala Likert de punto 5 que evalúa o grao de problemas causados ​​polo uso de internet. [32], e o Kiddie-Schedule para trastornos afectivos e esquizofrenia-presente e vida útil (K-SADS-PL), unha ferramenta de entrevista de diagnóstico semi-estructurada con validez e fiabilidade establecidas, o que nos permitiu excluír outros trastornos psiquiátricos [33], [34]. Os participantes con adicción a Internet foron confinados a aqueles que informaron de ter experimentado compoñentes típicos da adicción (ie, tolerancia, retirada, preocupación por xogar xogos online, repetidos intentos sen éxito de reducir ou parar o xogo en liña, influír negativamente no momento de tentar reducir o xogo en liña e neglixencia de relacións ou actividades importantes por mor de xogos en liña) [35], [36]. Todos os participantes con adicción a Internet reportaron un xogo en liña excesivo entre os subtipos propostos deste trastorno. Os mesmos instrumentos aplicáronse ao recrutar adolescentes sans. Tamén se valorou o cociente de información demográfica e intelixencia (QI) de todos os participantes (ver Táboa 1).

Descarga: 

 

• Ppt

  Diapositiva de PowerPoint

• PNG

  agrandar imaxe (21KB)

• TIFF

  imaxe orixinal (58KB)

Táboa 1. Características demográficas e clínicas dos participantes.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.t001

Adquisición de datos e procesado de imaxes

As imaxes de fMRI en estado de repouso adquiríronse nun escáner 3T Siemens (Siemens Magnetom Trio Tim Syngo MR B17, Alemania) cos seguintes parámetros: tempo de repetición (TR) 2700 ms; tempo de eco (TE) 30 ms; matriz de adquisición 64 × 64; campo de visión (FOV) 192 × 192 mm²; ángulo de xiro 90 °; tamaño voxel 3.0 mm × 3.0 mm × 3.0 mm; cortes 40. O tempo total da adquisición foi 6 min 45 seg. Empregouse unha bobina de cabeza e minimizouse o movemento da cabeza enchendo o espazo baleiro ao redor da cabeza con material esponxoso e fixando a mandíbula inferior cunha cinta.

O preproceso de imaxes fMRI realizouse utilizando o Asistente de procesamento de datos para fMRI de estado de repouso (DPARSF) [37], que está baseado no mapeo paramétrico estatístico (SPM8) e no instrumento de análise de datos de fMRI de estado de repouso (REST). Descartáronse as primeiras imaxes 5 en cada asunto e as imaxes 145 restantes foron corrixidas para a sincronización de franxas e reacomodadas co primeiro volume para corrixir artefactos de movemento. Todos os participantes mostraron menos de 0.5 mm de desprazamento e 0.5 ° de rotación nos seus parámetros de movemento de cabeza 6. Ademais, os dous grupos non foron significativamente diferentes (p<0.05) nos catro parámetros de movemento da cabeza suxeridos recentemente por Van Dijk et al. [38]: é dicir, desprazamento medio da cabeza (adicción a internet: 0.04 ± 0.01 mm, control: 0.04 ± 0.01 mm), desprazamento máximo da cabeza (adicción a internet: 0.18 ± 0.14 mm, control: 0.17 ± 0.07 mm), número de micro (> 0.1 mm ) movementos (non máis de 2 para todos os participantes, excepto para dous individuos do grupo de adicción a internet que teñen 5 e 6 micro movementos) e rotación da cabeza (adicción a internet: 0.04 ± 0.01 °, control: 0.04 ± 0.00 °). Antes da normalización espacial, creábase un modelo cerebral coincidente coa idade e o xénero baseado en datos do Estudo de desenvolvemento cerebral normal NIH MRI, empregando Template-O-Matic [39]. As nosas imaxes de fMRI normalizáronse utilizando este modelo personalizado e suavizadas cun núcleo gaussiano de 6 mm a metade do ancho máximo. Os datos foron detrás e as filtracións de baixa frecuencia (0.01-0.08 Hz) filtráronse para detectar sinais de materia gris e reducir o efecto do ruído. Seis parámetros de movemento da cabeza, sinais de materia branca e sinais de líquido cefalorraquídeo foron retrocedidos a partir do sinal BOLD filtrado. Finalmente, os residuos desta regresión extrañáronse das rexións cerebrais (nodos) 90 en base ao atlas de Etiquetado Anatómico Automatizado (AAL) [40], e as asociacións por parellas calculáronse resultando nunha matriz de conectividade 90 por 90 por cada suxeito. O coeficiente de correlación de Pearson (lag cero) empregouse para cuantificar cada asociación parella. Teña en conta que o sinal global non se incluíu como covariable de molestias, asegurando que a proporción de correlacións negativas foi mínima.

Análise de Datos

A estatística baseada na rede (NBS) [41], [42] empregouse para identificar redes cerebrais rexionais que mostran unha diferenza significativa entre grupos na conectividade funcional interregional. Especificamente, realizouse unha proba t para probar unha diferenza entre o grupo no coeficiente de correlación en cada un dos 90 × (90-1) / 2 = 4005. Redes interconectadas, formalmente coñecidas como compoñentes do gráfico, entón identificáronse entre as conexións cunha estatística t superando un limiar de t = 3.0. Calculouse un valor p corrixido de erro familiar (FWE) para o tamaño de cada compoñente resultante usando probas de permutación (permutacións 20000). Cada permutação implicaba arrastrar ao azar as etiquetas do grupo e identificar o tamaño da etiqueta maior rede interconectada, dando así unha distribución nula empírica dos tamaños dos compoñentes máximos [43]. Estimouse un valor p corrixido por FWE para cada rede interconectada como a proporción de permutacións que deron unha rede interconectada máis grande ou unha de igual tamaño. As dúas hipóteses alternativas (adicción> controis e adicción <controis) foron avaliadas de forma independente. Todos estes pasos realizáronse empregando o paquete de software NBS, que se distribúe libremente como parte da caixa de ferramentas de conectividade cerebral (http://www.brain-connectivity-toolbox.net/) ou NITRC (http://www.nitrc.org/projects/nbs/). Avaliar a reprodución de calquera descubrimento significativo en atlas alternativos [44], a análise anterior repetíase por separado co atlas AAL substituído por dous atlas alternativos para a parcela da cortiza en rexións non superpuestas; é dicir, o atlas estructural do Instituto Neurológico de Montreal (MNI)http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/data/atlas-descriptions.html) e unha parcelación aleatoria que comprende rexións 120 [45]. O atlas MNI é unha parcelación groseira que representa oito rexións anatómicas por hemisferio cerebral, facilitando así a caracterización da conectividade inter-lobar.

A continuación probamos as diferenzas entre grupos nas medidas de rede baseadas en gráficos [28]; é dicir, o coeficiente de agrupamento medio, a lonxitude característica do camiño e a relación pequena-mundial. A interpretación destas medidas en termos de complexidade e organización do cerebro pódese atopar en moitas literatura recentes [26], [30], [46]-[49]. As matrices de conectividade foron binarizadas primeiro con respecto a un conxunto de densidades de conexión fixas, que varían de 10% a 30% [28]. As medidas de rede calculáronse en cada densidade empregando a función apropiada proporcionada na Caixa de ferramentas de conectividade cerebral. O coeficiente de agrupamento e o trazado característico normalizáronse con respecto a un conxunto de redes aleatorias 20 xeradas usando o algoritmo de re-cableado Maslov-Sneppen [50]. As diferenzas entre os grupos foron entón valoradas a cada densidade mediante un test de dous lados.

Finalmente, o coeficiente de agrupamento e a lonxitude do camiño foron calculados localmente para cada unha das rexións 90. Tamén se usou unha proba t bilateral para probar as diferenzas entre os grupos nestas medidas específicas para a rexión. A taxa de descubrimento falso (FDR) [51] empregouse para corrixir comparacións múltiples en toda a familia de densidades de rede e rexións.

Resultados

Características do participante

Todos os participantes eran machos dereito. Non se atopou ningunha diferenza significativa na idade e no coeficiente intelectual entre os dous grupos, e a puntuación de YIAS foi significativamente maior no grupo de adicción a Internet (Táboa 1).

Agrupar diferenzas na conectividade funcional

A NBS identificou unha rede única que mostra significativamente (p<0.05, corrixido por FWE) diminuíu a conectividade en adolescentes con adicción a internet en comparación cos controis. Esta rede afectada comprendía 59 ligazóns, que implicaban 38 rexións cerebrais diferentes (figura 1). A rede replicouse amplamente cando o atlas AAL foi substituído por dous atlas alternativos para parcelizar o córtex en rexións non superpuestas. Figura S1). A pesar dunha considerable variación no número total de rexións que conteñen estes atlas (AAL: 90, MNI: 16, aleatoria: 120), a consistencia notable era evidente na estrutura global da rede. O tamaño da rede aumentou esperado coa resolución do atlas (é dicir, o número total de rexións), dando lugar a unha configuración máis complexa. Non obstante, as rexións corticales e sub-corticales (e os lóbulos correspondentes) implicados replicáronse en xeral a través dos tres atlas. As figuras foron visualizadas co BrainNet Viewer (http://www.nitrc.org/projects/bnv/).

Descarga: 

• Ppt

  Diapositiva de PowerPoint

• PNG

  agrandar imaxe (3.47MB)

• TIFF

  imaxe orixinal (3.16MB)

Figura 1. Rede de conectividade funcional diminuída do cerebro en adolescentes con adicción a Internet.

Os puntos vermellos representan os centroides estereotácticos das rexións cerebrais (nodos) definidos polo atlas de Etiquetado Anatómico Automatizado (AAL), e as liñas azuis representan ligazóns de orixe suprarrenal (t = 3.0) que comprende a rede afectada identificada coa estatística baseada na rede (NBS) (pA vista axial ilustra a participación das conexións interhemisféricas (é dicir, conexións que se cruzan entre o hemisferio dereito e o esquerdo). A vista sagital ilustra a implicación dos lóbulos frontais, temporais e parietais na rede afectada.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g001

Seguindo con Fornito et al. [52]As rexións AAL clasificáronse en lóbulos principais correspondentes (por exemplo, frontal, temporal, parietal) ea proporción de conexións que unían estas divisións a gran escala foi cuantificada para cada par de lóbulos. Atopáronse conexións temporo-parietales fronto-afectadas, pero o lóbulo occipital non se incluíu na rede afectada. A maioría das conexións que se reduciron no grupo de adicción a internet implicaban ligazóns entre rexións subcorticales e corticas frontales (~ 24%) e parietal (~ 27%) (figura 2). Para comprender mellor cales son as rexións subcorticales que están a contribuír a este descubrimento, examinamos a conectividade entre cada lobo cortical e cada rexión subcortical por separado na rede NBS (Figura S2). Esta análise revelou que as rexións subcorticales incluían o hipocampo, o globus pallidus e o putamen. A amígdala eo núcleo caudado non se incluíron na rede afectada. O putamen bilateral foi a rexión subcortical máis involucrada, mostrando unha diminución das conexións cos tres lóbulos cerebrais principais implicados. Este patrón replicouse usando o atlas MNI, do que a rede resultante incluía só o putamen e o insula, ademais dos lóbulos frontal, parietal e temporal; o núcleo caudado e o lóbulo occipital non se incluíron na rede afectada.

Descarga:  

 

• Ppt

  Diapositiva de PowerPoint

• PNG

  agrandar imaxe (153KB)

• TIFF

  imaxe orixinal (508KB)

Figura 2. Proporción de conexións afectadas na adicción a internet que une distintas parellas de grandes divisións cerebrais.

O número de enlaces que implican cada par de divisións normalízase polo número total de ligazóns por pares. Observa que o hipocampo, o globus pallidus e o putamen foron asignados á categoría subcortical, e o xiro cingulado anterior foi asignado á categoría frontal. A amígdala eo núcleo caudado non se incluíron na rede interrompida e, polo tanto, non era necesario asignar estas rexións a un lóbulo. O putamen, bilateralmente, foi a rexión subcortical máis involucrada, mostrando unha diminución das conexións cos tres lóbulos cerebrais principais implicados.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g002

Non identificamos ningunha rede con maior conectividade no grupo de adicción a Internet. Non se atopou unha correlación significativa entre a conectividade funcional na rede identificada e a puntuación de YIAS, tanto no grupo de adicción a Internet ou nos controis.

Diferenzas de grupo na topoloxía de rede

Non se observou ningunha diferenza entre os grupos no coeficiente de agrupamento medio, a lonxitude do camiño característico ou a relación pequena-mundial en calquera das densidades de rede investigadas (p<0.05, corrixido por FDR) (figura 3). Ademais, ningunha diferenza entre os grupos nas medidas locais (específicas de rexión) correspondentes sobreviviu á corrección de FDR para comparacións múltiples. Aplicar unha corrección falsa menos rigorosa p<(1/90) = 0.011 [53] para explorar os efectos de nivel de tendencia produciron diferenzas entre o grupo no coeficiente de agrupación local e a lonxitude do camiño local aparecendo predominantemente nos lóbulos occipitales (Táboas S1 S2).

Descarga: 

 

• Ppt

  Diapositiva de PowerPoint

• PNG

  agrandar imaxe (1.57MB)

• TIFF

  imaxe orixinal (1.87MB)

Figura 3. Parámetros do mundo pequeno da conectividade funcional do cerebro en adolescentes con adicción a Internet.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g003

Conversa

Atopáronse evidencias de diminución da conectividade funcional do cerebro en adolescentes con adicción a Internet. Consistente cos modelos actuais enfatizando o papel da patoloxía cortico-subcortical en dependencia [54], O 24% das conexións na rede alterada que diferencian os individuos adictos e os controis saudables implicaron as conexións entre as rexións frontal e subcortical. Outro% de 27 ligou as áreas subcortical e parietal, con evidencias máis limitadas da implicación do insula, de novo consistente coas probas recentes dunha implicación destas rexións en adicción. Nótese que a nosa análise proporciona unha proba rigorosa de modelos de dependencia cortico-subcortical, xa que inclúe medidas de conectividade funcional entre pares entre rexións 90 diferentes distribuídas por todo o cerebro. O feito de que os sistemas cortico-subcorticales xurdise como unha patoloxía destacada mediante esta análise completamente baseada en datos proporciona un forte apoio para a implicación destes sistemas na adicción a internet. Ademais, os nosos resultados indican que o vicio en internet comparte características neurobiolóxicas en común con outros trastornos adictivos e que as rexións subcorticales en particular poden representar os principais núcleos da patoloxía da rede cerebral. Unha nota importante é a visión do Instituto Nacional de Abuso de Drogas que as adiccións comportamentais poden ser modelos relativamente puros de adicción, tendo en conta que estas condicións non están contaminadas polos efectos das substancias. [55]. Mentres que o estudo de moitos outros trastornos de dependencia está invariablemente confundido por efectos de toxicidade secundaria do abuso de substancias, o vicio de internet é diagnosticado de forma comportamental e, polo tanto, proporciona un modelo máis específico para estudar a adicción libre de efectos de drogas a longo prazo.

Neste estudo, utilizouse o NBS co tamaño da rede medido en función da súa extensión; é dicir, o número total de conexións que integran a rede. Esta medida de tamaño non é adecuada para detectar efectos focais que inclúen conexións illadas que non forman unha rede colectiva. Para probar estes tipos de diferenzas focais entre os grupos, a análise de NBS foi repetido probando as diferenzas na masa dos compoñentes en lugar do tamaño. A estatística de masas proporciona unha maior sensibilidade aos efectos intensos focais que as probas para as diferenzas no tamaño dos compoñentes. Ademais, tamén estabeleceu comparacións de bordo usando o FDR, que será moi sensible aos efectos focais de alta intensidade. Non se observaron diferenzas significativas entre os grupos co FDR ou as estatísticas de masas, o que suxire que a conectividade aberente na adicción a Internet abarca unha rede distribuída que involucra a varias rexións cortical e subcortical.

Dado que se sabe que as propiedades da rede cerebral son sensibles á elección do modelo de parcelación, investigamos varios esquemas de parcelización alternativos para avaliar a reproductibilidade de calquera descubrimento nos cambios nas definicións nodales [45], [56], [57]. Isto permitiu descartar a posibilidade de que algúns resultados fosen meramente debido a un posicionamento estadísticamente favorable dos nodos, pero non reproducible con outras parcelacións ben coñecidas.

IEn contraste coa diminución da forza da conectividade funcional, os parámetros topolóxicos non revelaron diferenzas significativas de grupo. Mesmo cando realizamos outras análises exploratorias baseadas nun control menos rigoroso contra o erro de tipo I, os resultados indicaron unha posible diferenza topolóxica que implica principalmente o lóbulo occipital, que non foi afectada na análise de NBS. Así, mentres que a adicción a Internet asociouse cunha diminución significativa e significativa da conectividade funcional nos circuítos cortico-subcorticales, esta diminución non se asociou cunha interrupción global na topoloxía da rede funcional do cerebro. Este estudo demostra que existen diferenzas xeneralizadas na conectividade funcional en ausencia de alteracións nas medidas topolóxicas básicas. Parece notable que as diferenzas na forza de conectividade estean tan difundidas en ausencia de diferenzas topolóxicas significativas. Non obstante, é importante observar que a topoloxía e a forza de conectividade son propiedades distintas do conectoma e as anomalías dunha persoa non necesitan implicar anormalidades no outro. Atopáronse resultados similares noutros trastornos [52], [58]. Observamos, con todo, que as diferenzas de grupo nalgunhas propiedades topolóxicas teñen tendencia a significar estatística. A análise dunha mostra máis grande pode proporcionar o poder necesario para declarar estes efectos significativos. Os nosos resultados suxiren que os cambios topolóxicos poden ser máis sutís que os observados para as medidas de conectividade funcional.

Entre as conexións 59 incluídas na rede alterada, 25 eran conexións interemisféricas e 34 eran intrahemisfericas, apuntando a implicación de conexións de longo alcance e de curto alcance en todo o cerebro. Tendo en conta que a adicción a Internet é unha enfermidade mental recén recoñecida, co seu concepto e criterios de diagnóstico aínda indescifrables e indeterminados, quizais sexa sorprendente atopar unha rede tan afectada no cerebro destes temas. Recentemente, Lin et al. (2012) investigou a integridade da materia branca do cerebro en adolescentes con adicción a internet usando imaxes tensoriales de difusión, e atopou unha diminución xeneralizada da anisotropía fraccionaria (FA) en todo o cerebro sen área de maior FA no grupo de adicción a internet. [13]. Estes resultados implican unha posible base anatómica para as perturbacións funcionais observadas na nosa mostra, unha hipótese que podería ser probada utilizando fMRI combinada e imaxe con difusión. [59].

En canto ao gran número de conexións interhemisfericas que se atopan na rede alterada, a comunicación interhemisferica eficiente foi considerada moi importante nas funcións do cerebro [60]-[63]. Non obstante, relativamente poucos estudos de neuroimagen dependentes abordaron a integración funcional entre hemisferios bilaterales. Recentemente, Kelly et al. (2011) observou unha reducida conectividade funcional interhemisférica en adultos dependentes de cocaína [64]. Mostráronse a implicación primaria dunha rede fronto-parietal, cunha relativa conservación das rexións temporais, resultados que paralelosen os nosos achados. Aínda que os autores discutiron o descubrimento como reflicten os efectos a longo prazo da exposición crónica á cocaína, tamén mencionaron a posibilidade de que a conectividade funcional reducida interhemispérica puidese ter precedido a exposición á cocaína como unha vulnerabilidade aos trastornos da dependencia. Os nosos resultados suxiren que estes cambios interemisféricos reflicten unha vulnerabilidade para trastornos da adicción ou un correlato neural de comportamento adictivo xenérico, en vez de ser secundario ao uso prolongado de drogas, xa que a adicción na nosa mostra foi definida en termos puramente comportamentais. Estas posibilidades pódense avaliar analizando semellanzas fenotípicas entre parentes non afectados de individuos con trastornos de dependencia ou de drogas.

Curiosamente, un patrón similar de conectividade funcional diminuída no estado de repouso entre as rexións frontal e parietal foi informado tanto en individuos dependentes de cocaína e heroína.s [64], [65]. Nunha recente revisión, Sutherland et al. (2012) suxeriu que a diminución da conectividade nos circuítos fronto-parietais podería ser un compoñente central na rede de control cognitivo prexudicada das poboacións adictas ás drogas [54]. O noso descubrimento na adicción a internet tamén apoia a noción de que a diminución da conectividade funcional entre as rexións frontal e parietal pode ser unha característica común en diferentes tipos de adicción, o que suxire a presenza dun fenotipo compartido que non é unha consecuencia secundaria do uso de drogas. Ademais, unha investigación recente sobre a conectividade funcional do cerebro enteiro na esquizofrenia mostrou cambios prominentes fronto-temporais en vez de fronto-parietales ou fronto-estriados. [52], consistente cos modelos fisiopatolóxicos clásicos da enfermidade [66]. Por suposto, o achado máis destacable do presente estudo é que a adicción a Internet asociouse a patoloxía de circuítos estriaxais en particular, un sistema comunmente implicado noutros trastornos adictivos, o que suxire un fenotipo neurobiolóxico compartido.. A identificación de circuítos estriatales alterados que se superponen a aqueles de trastornos adictivos ben establecidos poden ser útiles para comprobar se o modelo de adicción é un marco teórico apropiado para comprender o trastorno [67], [68]. Non obstante, se segue a cuestión se un deterioro relativamente forte da conectividade funcional fronto-parietal e fronto-estriatal pode ser en gran parte específico dos trastornos da dependencia. Os estudos futuros que comparen directamente diferentes trastornos son necesarios para establecer a especificidade.

Un dos achados máis interesantes do estudo actual foi a forte implicación do putamen. Sábese que esta estrutura cerebral modula a varios neurotransmisores incluída a dopamina, e a función dopaminérxica estriatal conmovida foi fortemente implicada como un dos principais mecanismos biolóxicos dos trastornos da adicción. [8]. A dopamina é un modulador clave da función putamen e pode desempeñar un papel importante nos disturbios de conectividade funcional observados neste estudo. Isto é consistente coas probas recentes de que o transportista de dopamina estriatal e a dispoñibilidade dos receptores D2 son alterados en persoas con adicción a Internet. [6], [7] e que a modulación xenética e farmacolóxica dos niveis de dopamina cerebral pode exercer un profundo impacto nos patróns de conectividade funcional [69]-[71]. Tendo en conta estes antigos informes e o mecanismo neurobiolóxico proposto da adicción que implica a función dopaminérxica estriatal [8]A comprensión dos efectos da dopamina na rede identificada como unha conectividade funcional alterada no presente estudo representará un importante camiño para comprender os correlatos neurobiolóxicos da adicción a Internet.

Tamén resulta interesante o descubrimento de que o putamen foi a rexión subcortical máis implicada na rede funcional diminuída, aforrando o núcleo caudado. Ambas estruturas forman parte do estriado, que á súa vez forma parte das estruturas subcorticales. O putamen é normalmente considerado unha rexión cerebral asociada á actividade motora e foi menos frecuentemente implicada na adición de substancias que o caudado. Entre as actividades do motor, demostrouse que unha secuencia ben aprendida de movementos repetitivos dos dedos está asociada coa activación do putamen [72]-[76]. As persoas que padecen adicción a Internet poden sufrir unha frecuencia moito maior de certos comportamentos durante un longo período de tempo, que inclúe a manipulación repetitiva do rato e do teclado e estas experiencias poden afectar o seu cerebro. Polo tanto, a conectividade aberrante derivada do putamen pode que indique unha característica específica da adicción a Internet. Non obstante, como non medimos o grao de manipulación dos dedos nos nosos participantes, a implicación de diminuír a conectividade funcional en vez de aumentar a putamen en relación coa manipulación do rato / teclado permanece aberta a investigacións futuras. Alternativamente, a implicación do putamen nos nosos descubrimentos pode reflectir o seu papel nos procesos cognitivos que son compartidos co caudado e que se ven afectados na adicción, como o procesamento de recompensas [77], [78].

Outro punto digno de debate é a ausencia de maior conectividade funcional no grupo de adiccións en internet. Aínda que se espera principalmente atopar unha conectividade funcional diminuída no grupo de adicción, de feito, tampouco excluímos a posibilidade de observar unha maior conectividade funcional, particularmente dada a hipótese de que os adolescentes con adicción a Internet poidan mostrar un efecto práctico debido a actividades en liña excesivas. [79]-[82]. Unha posible explicación para a conclusión negativa podería ser que o noso pequeno tamaño da mostra carecía do poder para detectar este aumento relacionado coa práctica da conectividade funcional. Non obstante, aínda non está totalmente establecido se o rendemento cognitivo de determinadas tarefas ou a gravidade de certas psicopatoloxías maniféstase como unha conectividade funcional diminuída ou aumentada [83], [84]. Outra consideración debe ser que o efecto do uso excesivo de Internet a longo prazo pode influír diferencialmente no cerebro segundo a subpoboación. Por exemplo, unha subpopulação chamada de xogadores en liña de profesionais participa en actividades intensivas de internet, gasta semellante tempo en practicar xogos en liña e probablemente executa mellor neses xogos que as persoas con adicción a Internet, e aínda así non parece ser adicto como evidencia unha puntuación significativamente menor de YIAS [85]. Polo tanto, podería ser unha hipótese de que os efectos das prácticas nas actividades da internet quizais se manifesten de xeito diferente dependendo do individuo.

O presente estudo ten algunhas limitacións importantes. En primeiro lugar, o tamaño da mostra foi bastante pequeno, o que probablemente limitou o noso poder para detectar correlacións significativas entre a conectividade funcional e as puntuacións de YIAS. Así, o descubrimento actual debe ser replicado nunha mostra máis grande de participantes con adicción a internet e controis. Non obstante, é de salientar que o noso tamaño de mostra era comparable ao dos antigos estudos de neuroimagen funcional da adicción a internet. A nosa mostra foi única, xa que a maioría dos estudos anteriores estaban baseados en adultos [2]-[7]. En segundo lugar, os criterios de diagnóstico para a adicción a Internet aínda non están firmemente establecidos, aínda que as nosas conclusións apuntan a unha posible base neurobiolóxica para este trastorno putativo. En terceiro lugar, aínda que excluímos os trastornos mentais comórbidos usando K-SADS-PL, os síntomas do nivel mental baixo condicións comórbidas aínda puideron estar presentes. En cuarto lugar, a recollida dun amplo abano de información clínica, como os hábitos de sono, pode enriquecer os nosos datos e mellorar a nosa contribución á literatura. [86], [87]. Finalmente, o deseño do estudo transversal limita a interpretación dunha relación causal entre a diminución da conectividade funcional eo desenvolvemento da adicción a Internet. Nótese que o movemento da cabeza emerxeu como un importante confundir a neuroimagen funcional [38], [88]. O movemento principal foi avaliado exhaustivamente neste estudo mediante unha serie de medidas de rotación e desprazamento propostas recentemente [38]. Non se atopou ningunha diferenza significativa entre os grupos para ningunha das medidas de movemento da cabeza consideradas.

IEn resumo, os resultados deste estudo suxiren que os adolescentes con adicción a Internet mostran unha conectividade funcional do cerebro alterada en ausencia de perturbacións grosas da topoloxía da rede. A rede alterada mostrou unha ampla implicación de conexións interhemisfericas de longo alcance, así como enlaces intrahemisfericos de curto alcance en todo o cerebro. As rexións cerebrais subcorticales poden desempeñar un papel importante nesta rede alterada, particularmente o putamen, que mostrou diminución das conexións cos tres lóbulos cerebrais principais implicados.

Información de apoio

Figura_S1.tif

• 1 / 4

figacción

descargar

Rede de diminución da conectividade funcional do cerebro en adolescentes con adicción a Internet (usando diferentes atlas).Os puntos vermellos representan os centroides estereotácticos das rexións cerebrais (nodos) definidos polo atlas estructural do Instituto Neurolóxico de Montreal (MNI) (A) e un atlas de parcelaxe aleatorio (B), e as liñas azuis representan enlaces de sobremesa (t = 2.1 e 3.0, respectivamente). rede identificada coa estatística baseada na rede (NBS) (p<0.05, corrixido por compoñente).

Figura S1.

Rede de diminución da conectividade funcional do cerebro en adolescentes con adicción a Internet (usando diferentes atlas).Os puntos vermellos representan os centroides estereotácticos das rexións cerebrais (nodos) definidos polo atlas estructural do Instituto Neurolóxico de Montreal (MNI) (A) e un atlas de parcelaxe aleatorio (B), e as liñas azuis representan enlaces de sobremesa (t = 2.1 e 3.0, respectivamente). rede identificada coa estatística baseada na rede (NBS) (p<0.05, corrixido por compoñente).

(TIF)

Figura S2.

Proporción de conexións afectadas na adicción a internet que une distintos pares de grandes divisións cerebrais (detalladas para rexións subcorticales).O número de ligazóns que implica cada par de divisións normalízase polo número total de ligazóns.

(TIF)

Táboa S1.

Coeficiente de agrupación local.Esta táboa mostra os resultados do nivel de tendencia cunha corrección falsa falsa menos rigorosa p<(1/90) = 0.011; ningún resultado sobreviviu á corrección estándar da taxa de descubrimento de falsos para comparacións múltiples.

(DOC)

Táboa S2.

Lonxitude do camiño local.Esta táboa mostra os resultados do nivel de tendencia cunha corrección falsa falsa menos rigorosa p<(1/90) = 0.011; ningún resultado sobreviviu á corrección estándar da taxa de descubrimento de falsos para comparacións múltiples.

(DOC)