O uso excesivo de xogos de Internet está asociado cunha alteración da conexión funcional Fronto-Striatal durante o procesamento de comentarios (2018)

Conectividade vmPFC máis débil co núcleo caudato

É coñecido que o vmPFC está implicado na tradución de recompensas a representacións de valor subxectivo (39, 42). Ten conexións recíprocas co estriato para funcións cognitivas e afectivas / emocionais (43, 44). Os nosos resultados revelan un acoplamiento funcional disociado do vmPFC con subrexións do estriato asociadas a IGO: unha conectividade funcional máis débil co estriat dorsal (ou sexa, o núcleo caudato) e unha conectividade máis forte co estriat ventral (é dicir, o NAcc).

O núcleo caudato é a rexión diana das neuronas de proxección da dopamina na substantia nigra e sábese que está implicado na codificación de asociacións de resultados durante a aprendizaxe de recompensas (45). É unha das rexións cerebrais nas que se informaron anormalidades asociadas con IGD en moleculares (46), estrutural (47, 48), e estudos funcionais (17). Por exemplo, os adultos novos con adicción a internet presentan unha dispoñibilidade reducida de receptores de dopamina D2 no caudato dorsal bilateral, e a gravidade da adicción a internet medida por escalas IAT está asociada negativamente á dispoñibilidade do receptor da dopamina D2 no caudato esquerdo (46). Tamén, parece que os individuos con IGD aumentaron o volume de materia gris no caudato, xunto co rendemento de control cognitivo deteriorado (47). Dong et al. (17) reportaron unha activación reducida de caudatos en individuos con adicción a internet durante a toma de decisións no contexto de vitorias "continuas", o que suxire unha atención insuficiente ás seleccións de comportamento anteriores e aos seus resultados.

Informáronse activacións cerebrais en resposta a comentarios positivos tanto no núcleo caudado como en vmPFC, especialmente cando a retroalimentación contén información para o comportamento futuro (49). A forza anatómica da conexión caudato-vmPFC demostrou que prevé a flexibilidade da acción dirixida por obxectivos (50). A comunicación funcional deteriorada entre o estriato dorsal e o vmPFC atopado no grupo IGO deste estudo implica que debería haber unha toma de decisións anormais ou un fracaso do axuste do comportamento para a recompensa monetaria, especialmente porque se atoparon resultados similares para outros tipos de adicción. Por exemplo, Lee et al. (51) informaron de un reducido acoplamiento funcional entre o estriat dorsal e a rexión orbitofrontal que rodeaba o vmPFC durante unha tarefa Odd-Even-Pass en individuos con dependencia do alcol, en asociación coa súa persistente selección de opcións inadaptadas. Non obstante, non atopamos un vínculo entre a débil conectividade vmPFC-dorsal estriatum de IGO e o rendemento de aprendizaxe por recompensa monetaria.

Máis forte conectividade vmPFC co núcleo accumbens

En contraste coa conectividade do núcleo vmPFC-caudate, a conectividade vmPFC-NAcc foi reforzada no grupo IGO. Suxeriuse que o NAcc, como un dos compoñentes principais do estriat ventral, estea implicado na asignación de saliente incentivo a un estímulo gratificante. O circuíto vmPFC-NAcc propúxose ser un mecanismo neuropatolóxico da adicción (52). Por exemplo, hai unha maior conectividade funcional entre o estriat ventral e o vmPFC en individuos dependentes da heroína durante o estado de repouso (53). Tamén se informou dun aumento da conectividade vmPFC-NAcc en adultos novos dependentes do alcol durante o procesamento de recompensas, e as diferenzas individuais nesta conectividade foron asociadas coa frecuencia de consumo de alcol (54).

Os nosos resultados están en liña coas conclusións de Volkow et al. (55), quen propuxo que a adicción estea relacionada con circuítos "AGORA", nos que o circuíto elevado vmPFC / NAcc favorece a elección dunha recompensa inmediata. O achado actual do acoplamiento vmPFC-NAcc no grupo IGO é consistente cos cambios patolóxicos nos mecanismos neuronais implicados no procesamento de valor de recompensa na adicción a substancias, particularmente dentro dos circuítos "desexados".

Aínda que houbo unha correlación negativa entre a conectividade funcional vmPFC-NAcc e a taxa de permanencia correcta para a recompensa monetaria, hai que ter precaución na interpretación deste descubrimento. Nótese que dous individuos do grupo IGO cuxos puntos fortes da conectividade funcional vmPFC-NAcc melloráronse moito durante a entrega de recompensas monetarias mostraron a taxa de estadía correcta máis baixa. En particular, un dos participantes no grupo IGO podería identificarse como un valor atípico estatístico [método de distancia de Cook; (56)]. A correlación negativa atopada orixinalmente no grupo IGO [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] xa non é significativo se se elimina anteriormente da análise [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Alternativamente, pensamos que este valor atípico é só o exemplo extremo desta relación negativa, na que o participante co mellor acoplamento funcional vmPFC-NAcc para recompensa monetaria experimentaría a maior interferencia cognitiva no procesamento de retroalimentación da recompensa. O baixo rendemento deste participante foi específico só para a recompensa monetaria (0.65: taxa media de estadía correcta do grupo IGO = 0.941; SD = 0.094), sen recompensa simbólica (0.77: taxa de estadía correcta media do grupo IGO = 0.822; SD = 0.179). Isto suxire que o desempeño comportamental deficiente do atípico non se asociou a unha incomprensión das instrucións das tarefas ou a unha escasa capacidade de aprendizaxe en xeral. Ademais, existiu unha tendencia similar de relación negativa incluso no grupo control normal [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], o que indica que o aumento da acoplación funcional vmPFC-NAcc estaba asociado a un mal rendemento de aprendizaxe por recompensa monetaria, independentemente de problemas IGO. Esta interpretación está apoiada por un informe previo que entre os participantes saudables os individuos cun aumento da conectividade estriatum-vmPFC ventral mostraron unha maior tendencia de comportamento impulsiva durante unha tarefa de desconto de atraso (57). O achado actual da conectividade funcional vmPFC-NAcc fortalecida no grupo IGO pode entenderse como un mecanismo patolóxico similar dun aumento de saliente dentro de circuítos "desexados" (58). Noutras palabras, o acoplamiento mellorado de vmPFC-NAcc para o incentivo de recompensa en persoas IGO pode estar relacionado cunha maior resposta de salidez de recompensa, o que pode ser un posible mecanismo subxacente de comportamento de uso excesivo en internet para incentivos salientes.

Conectividade VS máis débil coa cortiza cingulada dorsal anterior

O noso exame de conectividade funcional VS baseada en tarefas revelou que os individuos IGO teñen un acoplamiento VS-dACC máis débil en relación ao grupo de control. Este reducido acoplamiento funcional entre o estriat ventral e o dACC é consistente con descubrimentos anteriores. A conectividade intrínseca do estriatum-dACC ventral demostrouse asociada a unha maior severidade da nicotina (59) e adicción á cocaína (60). Ademais, Crane et al. (61) informaron de que o grupo de alto risco no trastorno por consumo de alcol (é dicir, os bebedores desperfectos) teñen dificultades para involucrar esta rede durante o procesamento de recompensas.

No contexto da aprendizaxe, o dACC ten un papel importante na codificación das asociacións acción-resultado, incluíndo a integración do historial de recompensas para orientar as decisións para posibles recompensas (62, 63). Tamén se suxeriu que estea implicado na sinalización da necesidade de atención durante a aprendizaxe (64). Notificáronse anormalidades na función dACC para o procesamento de comentarios en individuos con IGD. Yau et al. (65) observou que os adolescentes con uso problemático de internet presentaron unha negativa relación coa retroalimentación e amplitudes de P300 durante a toma de riscos, o que suxire unha función anormal de ACC no procesamento de retroalimentación precoz e tardía. Dado que o VS tamén é unha rexión cerebral crítica para a aprendizaxe asociada a recompensas (66) así como para o procesamento de recompensas (67), o acoplamiento funcional entre VS e dACC debe ter un papel crítico na aprendizaxe de feedback, no que se actualizan os valores de resultados para as respostas seleccionadas. Polo tanto, o acoplamento funcional VS-dACC alterado no grupo IGO podería indicar unha dificultade para representar os sinais de valor asociados ás relacións acción-resultado, o que á súa vez podería levar a problemas de aprendizaxe, aínda que non se observou un rendemento da aprendizaxe deteriorado por recompensa monetaria.

Conectividade VS máis débil con outras rexións corticais e subcorticais

Atopamos acoplamentos funcionais anormais xeneralizados no vlPFC, precuneus e gyrus lingual en asociación con IGO. Estas rexións están implicadas en varios controis cognitivos durante a aprendizaxe da retroalimentación. Por exemplo, o vlPFC é coñecido por guiar un comportamento flexible dirixido a obxectivos ao integrar información de motivación desde áreas subcorticais (68, 69). O precuneus e o xiro lingual actívanse en resposta á recompensa monetaria durante a aprendizaxe inversa cando se dá unha recompensa como sinal para reverter os papeis (70). Segundo Dong et al. (71), hai activación de cortiza frontal inferior reducida en individuos con IGD cando toman opcións arriscadas. A reducida conectividade funcional entre o VS e as diversas rexións corticais do grupo IGO do estudo actual suxiren controles cognitivos deteriorados do procesamento de feedback cando se obtén unha recompensa monetaria como feedback positivo.

Tamén descubrimos que o grupo IGO exhibía unha conectividade funcional máis débil de VS co pallidum durante o procesamento de recompensas monetarias. O pallidum recibe conexións eferentes do estriat ventral, especialmente do NAcc, e envía un sinal ao córtex a través de relés a través do tálamo (72). O pallidum é coñecido principalmente por funcións motoras, pero tamén se discutiu moito o papel no procesamento de recompensas (73). Zhai et al. (74) informaron de que a IGD está asociada a unha eficiencia reducida da materia branca no pallidum. O VS e pallidum están implicados no impacto hedonico da adicción, que se pensa que está mediado por sistemas opioides (75), especulamos que a conectividade funcional VS-Pallidum reducida en individuos IGO pode reflectir un reducido pracer hedonico pola recompensa monetaria. Esta interpretación está en liña cun modelo teórico de adicción que incorpora puntos de xogo hedonicos diminuídos (76).

Por que os efectos sobre a conectividade funcional só teñen como recompensa monetaria?

Só para recompensa monetaria, o grupo IGO mostrou unha conectividade funcional alterada, con patróns máis fortes ou fortes. Durante a aprendizaxe por retroalimentación, os participantes foron conscientes de que unha resposta correcta podería producir unha recompensa monetaria ou simbólica. Debido a que non se lles informou sobre que estímulo de aprendizaxe debía seguir unha recompensa monetaria, en oposición á recompensa simbólica, a entrega dunha recompensa monetaria tería unha maior saliencia motivacional en relación cunha recompensa simbólica. Que estes efectos estivesen confinados ao grupo IGO suxire que esta saliencia tivo máis impacto nos individuos IGO que nos controis.

A pesar dos efectos funcionais de conectividade observados en individuos IGO en concepto de recompensa monetaria, non detectamos unha deficiencia de aprendizaxe da recompensa monetaria no grupo IGO en relación cos controis. Unha posible razón para isto podería ser un efecto teito. Neste paradigma de aprendizaxe da retroalimentación, onde cada feedback foi dado en función dunha continxencia determinista de estímulo-resultado, a taxa de estancia correcta media da recompensa monetaria foi moi alta nos dous grupos (grupo IGO: M = 0.94, SD = 0.09; grupo de control: M = 0.95, SD = 0.04). Por conseguinte, sería difícil resolver calquera deficiencia de aprendizaxe por aprender con recompensa monetaria, incluso no grupo IGO. Outra posibilidade é que os individuos IGO poidan confiar noutros recursos cognitivos compensatorios para aprender as asociacións SR, obtendo un rendemento similar aos controis. Non obstante, non atopamos ningunha evidencia para apoiar a hipótese compensatoria, porque a maioría das redes funcionais investigadas eran máis débiles no grupo IGO que nos controis. Para o único caso de aumento da conectividade funcional no grupo IGO (é dicir, acoplamiento vmPFC-NAcc), a relación co desempeño do comportamento foi o contrario da expectativa: os individuos cun maior acoplamiento vmPFC-NAcc por recompensa monetaria mostraron unha tendencia reducida a escoller a mesma resposta en ocasións posteriores. Así, se existe un mecanismo compensatorio para superar a deficiencia de aprendizaxe por feedback de recompensa en IGO, debe existir fóra das redes de acoplamiento vmPFC ou VS. Finalmente, debemos considerar a posibilidade de que os mecanismos compensatorios de IGO non se produzan durante o proceso de retroalimentación, como se investigou no estudo actual, senón durante o intervalo de proba (estratexia de memoria de traballo) ou durante a presentación de estímulos / resposta. De acordo con esta idea, un informe anterior (1) suxire que os individuos IGO contrataron unha estratexia de memoria de traballo específicamente para a recompensa monetaria co fin de compensar o déficit de aprendizaxe de recompensa.

Advertencias e limitacións

Aínda que observamos diferentes patróns de conectividade funcional de VS e vmPFC no grupo IGO, o grao destas anomalías non se asociou coa gravidade dos síntomas da adicción aos xogos en internet. As anomalías atopadas nas redes funcionais implicadas no procesamento de información de recompensa poden resultar do uso intensivo dos xogos por internet dos individuos IGO. Non obstante, esta posibilidade non foi apoiada polos nosos datos, xa que non puidemos atopar ningunha correlación entre o tempo dedicado aos xogos e os puntos fortes da conectividade. Unha posibilidade alternativa é que a gravidade da adicción non mostre unha relación lineal co grao de anomalías no procesamento da recompensa. Outra é que os individuos con certas funcións de rede inherentes e preexistentes poden ter máis probabilidades de caer en problemas de uso excesivo de xogos. Por exemplo, a actividade de xogo casual pode converterse en problemática para aqueles que son relativamente ineficientes no procesamento de demandas cognitivas / atencionais para controlar o ambiente cando experimentan pracer por recompensas altamente salientables, poñendo en risco a persoas tan normais como IGD. Necesitaranse estudos lonxitudinais para abordar os efectos a longo prazo do uso de xogos en internet ou os factores de risco no procesamento da información.

A depresión e o trastorno por déficit de atención / hiperactividade (TDAH) implicáronse no procesamento de recompensas (77, 78), ambas as dúas son tamén coñecidas comorbilidades psiquiátricas de IGD (79). Os cambios nos patróns de conectividade funcional que observamos no grupo IGO non estaban asociados a ningunha das comorbilidades do IGD, como a depresión ou a impulsividade. Dado que se observaron diferenzas de grupo por recompensa monetaria en redes cerebrais funcionais que están implicadas na carencia e no control cognitivo da recompensa, é razoable supor que estas diferenzas están relacionadas co procesamento de información de recompensa. Polo tanto, as diferenzas no procesamento de información para recompensa monetaria son posibles características de IGD críticas que poden ocorrer independentemente dos trazos de personalidade ou trastornos emocionais.

É importante discutir un par de limitacións deste informe. O noso grupo IGO estaba composto por homes novos que foron considerados "en risco" de IGD. Hai que ter precaución para xeneralizar os nosos resultados a mulleres IGO, ou a homes ou mulleres diagnosticadas clínicamente con IGD (80). Outro dos temas é o uso dun intervalo de estímulos fixos entre os estímulos da aprendizaxe e a exhibición de feedback, como é típico dos paradigmas de aprendizaxe da asociación SR. Este intervalo fixo podería provocar que os datos de imaxe para a activación relacionada coa realimentación estivesen afectados pola actividade residual desde o período de anticipación da retroalimentación (é dicir, presentación de detalle ou iniciación de resposta). De feito, un estudo previo que examinaba o erro de predición de recompensas en IGD revelou a activación de VS contundente durante o procesamento81). Finalmente, débese ter presente que o enfoque de conectividade funcional non revela relacións directas ou causais entre dúas rexións, aínda que algunhas das nosas interpretacións foron informadas por interconexións anatómicas específicas atopadas en estudos animais.