Az internetes játékok túlhasználata a Fronto-Striatális funkcionális összeköttetés megváltozásával függ össze a jutalom visszajelzés feldolgozása során (2018)

Gyengébb vmPFC-kapcsolat a caudate-magdal

A vmPFC ismert módon részt vesz a jutalmak szubjektív érték reprezentációira történő átalakításában (39, 42). Viszonyban áll a kognitív és érzelmi / érzelmi funkciókkal ellátott striatummal (43, 44). Eredményeink a vmPFC disszociált funkcionális kapcsolását mutatják az IGO-val társított striatum alrégiókkal: gyengébb funkcionális kapcsolat a hátsó striatummal (azaz a caudate atommaggal) és erősebb kapcsolat a ventrális striatummal (azaz a NAcc).

A caudate mag a dopamin kivetítő idegselek célterülete az érdemi nigra, és ismert, hogy a jutalom tanulása során részt vesz az akció-eredmény asszociációk kódolásában (45). Ez azon agyi régiók egyike, ahol az IGD-vel kapcsolatos rendellenességeket a molekuláris (46), szerkezeti (47, 48) és funkcionális tanulmányok (17). Például az internetes függőséggel küzdő fiatal felnőtteknél csökkent a dopamin D2 receptor elérhetősége a bilaterális hátsó caudatában, és az internet-függőségnek az IAT skálákkal mért súlyossága negatívan kapcsolódik a dopamin D2 receptor elérhetőségéhez a bal caudatesban (46). Úgy tűnik, hogy az IGD-betegek megnövekedett szürkeanyag-tartalma is a caudatában, és csökkent a kognitív kontroll teljesítménye (47). Dong és mtsai. (17) beszámoltak arról, hogy az internetfüggőséggel küzdő egyéneknél a folyamatos győzelmekkel összefüggésben csökkent a caudata aktiválódás a döntéshozatal során, ami arra utal, hogy a korábbi viselkedési választásokra és azok eredményeire nem fordítanak megfelelő figyelmet.

A pozitív visszajelzésekre adott agyaktivitásokról mind a caudate magban, mind a vmPFC-ben számoltak be, különösen, ha a visszajelzés információkat tartalmaz a jövőbeli viselkedésről (49). A caudate-vmPFC kapcsolat anatómiai erősségéről kimutatták, hogy megjósolja a cél-célú fellépés rugalmasságát (50). A hátsó striatum és a vmPFC közötti funkcionális kommunikációnak a tanulmány IGO csoportjában tapasztalt romlása arra utal, hogy rendellenes döntéshozatalnak vagy a viselkedésbeli korrekció sikertelenségének kell lennie pénzbeli jutalom szempontjából, főleg mivel hasonló megállapításokról számoltak be más típusú függőségről is. Például Lee és munkatársai. (51) beszámoltak arról, hogy csökkent a funkcionális összekapcsolódás a vmPFC-t körülvevő hátsó striatum és az orbitofrontalis régió között egy Odd-Even-Pass feladat során az alkoholfüggőségben szenvedő egyéneknél, a maladaptív választások tartós kiválasztásával együtt. Nem találtunk azonban összefüggést az IGO gyenge vmPFC-hátsó striatum-kapcsolata és a pénzbeli jutalomért járó tanulási teljesítmény között.

Erõsebb vmPFC-kapcsolat a magvagyonokkal

A vmPFC-caudate atommag összeköttetéssel szemben a vmPFC-NAcc kapcsolat javult az IGO csoportban. Azt javasolták, hogy a NAcc, mint a ventrális striatum egyik fő alkotóeleme, vegyen részt a jutalmazó stimulus ösztönző hatásának hozzárendelésében. A vmPFC-NAcc áramkört javasolták a függőség neuropatológiai mechanizmusává (52). Például a heroin-függő egyének nyugalmi állapotában fokozott funkcionális összekapcsolhatóság van a ventrális striatum és a vmPFC között (53). Fokozott vmPFC-NAcc kapcsolatról számoltak be az alkoholfüggő fiatal felnőtteknél is a jutalom feldolgozása során, és ennek a kapcsolatnak az egyedi különbségei kapcsolódtak az alkoholfogyasztás gyakoriságához (54).

Megállapításaink összhangban állnak Volkow et al. (55), aki azt javasolta, hogy a függőség kapcsolódjon a „MOST” áramkörökhöz, ahol a megemelkedett vmPFC / NAcc áramkör az azonnali jutalom megválasztását részesíti előnyben. A vmPFC-NAcc csatolás jelenlegi megállapítása az IGO-csoportban összhangban van az anyagfüggőségben a jutalomértékek feldolgozásában részt vevő neuronális mechanizmusok kóros változásaival, különösen a „akaró” körökben.

Noha negatív összefüggés volt a vmPFC-NAcc funkcionális összekapcsolhatóság és a pénzbeli jutalom helyes tartózkodási aránya között, ennek a megállapításnak az értelmezésében körültekintően kell eljárni. Megjegyezzük, hogy az IGO csoport két olyan személye, akiknek a vmPFC-NAcc funkcionális kapcsolatának erőssége erősen megnőtt a pénzbeli jutalom kézbesítése során, a legalacsonyabb helyes tartózkodási arányt mutatta. Különösen az IGO csoport egyik résztvevőjét lehet statisztikai outlier-ként azonosítani [Cook's Distance method; (56)]. Az eredetileg az IGO csoportban talált negatív korreláció [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] már nem szignifikáns, ha ezt az eltérést eltávolítják az elemzésből [r₍₁₅₎= -0.233, p = 0.369]. Alternatívaként úgy gondoljuk, hogy ez a kiugró érték csak ennek a negatív kapcsolatnak a szélsőséges példája, amelyben az a résztvevő, akinek a legmagasabb szintű vmPFC-NAcc funkcionális kapcsolata van a pénzjutalomért, a legnagyobb kognitív interferenciát tapasztalja meg a jutalom visszacsatolásának feldolgozásában. Ennek a résztvevőnek az alacsony teljesítménye csak a pénzbeli jutalomra volt jellemző (0.65: az IGO-csoport átlagos tartózkodási aránya = 0.941; SD = 0.094), nem a szimbolikus jutalomhoz (0.77: az IGO csoport helyes tartózkodási átlaga = 0.822; SD = 0.179). Ez arra utal, hogy a kiugró személy rossz viselkedési teljesítménye nem volt összefüggésben a feladat utasításainak félreértésével vagy általában gyenge tanulási képességével. Sőt, a negatív kapcsolat hasonló tendenciája még a normál kontrollcsoportban is fennállt [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], jelezve, hogy a megnövekedett vmPFC-NAcc funkcionális csatolás a pénzbeli jutalom gyenge tanulási teljesítményével függ össze, függetlenül az IGO problémáitól. Ezt az értelmezést támasztja alá egy korábbi jelentés is, amely szerint az egészséges résztvevők körében megnövekedett ventrális striatum-vmPFC kapcsolattal rendelkező egyének nagyobb impulzív viselkedési hajlamot mutattak a késleltetett kedvezményes feladat során (57). A megerősített vmPFC-NAcc funkcionális összekapcsolódás jelenlegi megállapítása az IGO-csoportban hasonló, patológiás mechanizmusként értelmezhető megnövekedett megfigyelésként a „akaró” áramkörökön belül (58). Más szavakkal: a jutalom ösztönzéséhez nyújtott fokozott vmPFC-NAcc kapcsolás összekapcsolódhat a jutalom fokozottabb reagálási reakciójával, amely lehetséges probléma az internetes túlzott túlélés viselkedésének alapjául szolgáló mechanizmus lehet az ösztönző ösztönzők számára.

Gyengebb VS kapcsolat a hátsó elülső cinguláris kéreggel

A feladat alapú VS funkcionális kapcsolat vizsgálata során kiderült, hogy az IGO egyének gyengébb VS-dACC csatolással rendelkeznek a kontrollcsoporthoz képest. Ez a csökkentett funkcionális kapcsolat a ventrális striatum és a dACC között összhangban áll a korábbi eredményekkel. A ventrális striatum-dACC belső képességéről kimutatták, hogy a nikotin nagyobb súlyosságával jár (59) és a kokainfüggőség (60). Ezenkívül Crane et al. (61) beszámoltak arról, hogy az alkoholfogyasztási rendellenességek magas kockázatú csoportjának (azaz a túlzott alkoholfogyasztóknak) nehezen tudják bekapcsolni ezt a hálózatot a jutalom feldolgozása során.

A tanulás összefüggésében a DACC fontos szerepet játszik az akció-eredmény asszociációk kódolásában, ideértve a jutalomtörténet integrálását a potenciális jutalmakkal kapcsolatos döntések irányításához (62, 63). Azt is javasolták, hogy vegyenek részt a figyelmet igénylő tanulás során (64). Az IGD-ben szenvedő személyek visszacsatolás-feldolgozásának rendellenességeit a dACC funkcióban. Yau et al. (65) megjegyezte, hogy a problémás internethasználatú serdülők esetében a kockázatvállalás során tompa a visszajelzéssel kapcsolatos negatív hatás és a P300 amplitúdó, ami arra utal, hogy rendellenes ACC-funkció van a korai és a késői visszajelzés feldolgozásakor. Tekintettel arra, hogy a VS szintén kritikus agyi régió a jutalomhoz kapcsolódó tanulás szempontjából (66), valamint a jutalom feldolgozásáért (67), a VS és a dACC közötti funkcionális csatolásnak kritikus szerepet kell játszania a visszacsatolás tanulásában, amelyben a kiválasztott válaszok eredményértékei frissülnek. Ezért az IGO-csoport megváltozott VS-dACC funkcionális csatolása nehézségeket jelezhet az akció-eredmény kapcsolatokhoz kapcsolódó értékjelek ábrázolásában, ami viszont tanulási problémákhoz vezethet, annak ellenére, hogy a megnövekedett tanulási teljesítményt nem figyelték meg pénzbeli jutalom szempontjából.

Gyengebb VS kapcsolat más kortikális és subkortikális régiókkal

Az IGO-val összefüggésben széles körben elterjedt rendellenes funkcionális kapcsolásokat találtunk a vlPFC-ben, a precuneusban és a nyelvi gyrusban. Ezek a régiók részt vesznek a különféle kognitív kontrollokban a visszacsatolás tanulása során. Például, a vlPFC ismert arról, hogy a célirányú viselkedést irányítja azáltal, hogy a szubkortikális területek motivációs információit integrálja (68, 69). A preuneus és a nyelvi gyrus a pénzbeli jutalom hatására aktiválódik a fordított tanulás során, amikor jutalmat kapnak a szerepek megfordításának jelzésére (70). Dong és mtsai. (71), csökken az alacsonyabb szintű frontális kéreg aktiválás az IGD egyéneknél, amikor kockázatos döntéseket hoznak. A jelen tanulmány IGO-csoportjában a VS és a különféle kortikális régiók közötti csökkent funkcionális összeköttetés azt sugallja, hogy a visszacsatolás-feldolgozás kognitív ellenőrzései gyengülnek, ha pozitív visszacsatolásként pénzbeli jutalmat kapnak.

Megállapítottuk azt is, hogy az IGO csoport gyengébb VS funkcionális kapcsolatot mutatott a pallidummal a monetáris jutalom feldolgozása során. A pallidum effektív összeköttetéseket kap a ventrális striatumtól, különösen a NAcc-től, és a talamuson keresztül relék útján jelet küld a kéregbe (72). A pallidumról elsősorban a motoros funkciókkal kapcsolatosak, de a jutalomfeldolgozás szerepét szintén széles körben megvitatták (73). Zhai és munkatársai. (74) arról számoltak be, hogy az IGD csökkenő fehérjeanyag-hatékonysággal jár a pallidumban. A VS és a pallidum egyaránt részt vesz a függőség hedonikus hatásában, amelyet az opioid rendszerek közvetítik (75), feltételezzük, hogy az IGO-ban szenvedő személyek csökkent VS-Pallidum funkcionális kapcsolódása tükrözi a pénzbeli jutalom csökkent hedonikus örömét. Ez az értelmezés összhangban áll a függőség elméleti modelljével, amely csökkentett hedonikus alappontokat tartalmaz (76).

Miért vannak hatások a funkcionális összeköttetésre csak pénzbeli jutalom miatt?

Kizárólag pénzbeli jutalom fejében az IGO csoport megváltoztatta a funkcionális kapcsolatokat, gyengébb erősebb vagy erősebb mintákkal. A visszajelzés során a résztvevők tisztában voltak azzal, hogy a helyes válasz akár pénzbeli, akár szimbolikus jutalmat eredményezhet. Mivel nem tájékoztatták őket arról, hogy melyik tanulási ösztönzést követi monetáris, szemben a szimbolikus jutalommal, a pénzbeli jutalom átadásának nagyobb motivációs hajlandósága lett volna a szimbolikus jutalomhoz képest. Az, hogy ezek a hatások az IGO csoportra korlátozódtak, arra enged következtetni, hogy ez az ásványosság nagyobb hatással volt az IGO egyedekre, mint a kontrollok.

Annak ellenére, hogy az IGO egyéneknél pénzbeli jutalomként megfigyelt funkcionális összekapcsolódási hatások vannak, az IGO csoportban a kontrollokhoz képest nem észleltük a tanulási zavart az IGO csoportban. Ennek egyik lehetséges oka a mennyezeti hatás lehet. Ebben a visszajelzési tanulási paradigmában, ahol minden visszajelzést determinisztikus inger-eredmény kontingencia alapján adtak meg, a monetáris jutalom átlagos helyes megmaradási aránya mindkét csoportban nagyon magas volt (IGO csoport: M = 0.94, SD = 0.09; kontrollcsoport: M = 0.95, SD = 0.04). Következésképpen nehéz lenne megoldani a tanulási nehézségeket a pénzbeli jutalomból történő tanulás szempontjából, még az IGO csoportban is. Egy másik lehetőség az, hogy az IGO-személyek más kompenzációs kognitív erőforrásokra támaszkodhatnak az SR-asszociációk megtanulása során, ami a kontrollokhoz hasonló teljesítményt eredményez. Ugyanakkor nem találtunk bizonyítékot a kompenzációs hipotézis alátámasztására, mivel a vizsgált funkcionális hálózatok többsége gyengébb volt az IGO csoportban, mint a kontrollokban. Az IGO-csoportban a megnövekedett funkcionális összekapcsolódás (azaz a vmPFC-NAcc csatolás) egyetlen példájaként a viselkedésbeli teljesítménnyel való kapcsolat a várakozásokkal ellentétes volt: az egyének, akiknek pénzbeli jutalomhoz erősebb vmPFC-NAcc kapcsolódása volt, csökkentett hajlandóságot mutattak a ugyanaz a válasz a következő alkalmakban. Tehát, ha létezik kompenzációs mechanizmus a tanulási zavarok leküzdésére a jutalom visszacsatolása céljából az IGO-ban, akkor ennek a vmPFC vagy VS csatoló hálózatokon kívül kell lennie. Végül mérlegelnünk kell annak lehetőségét, hogy az IGO kompenzációs mechanizmusai nem a visszacsatolás feldolgozásának ideje alatt fordulnak elő, amint azt a jelen tanulmányban megvizsgáltuk, hanem a próbák közötti időszakban (munkamemória-stratégia) vagy az inger bemutatója / válasz kiválasztása során. Ezzel az elképzeléssel összhangban egy korábbi jelentés (1) azt javasolja, hogy az IGO-személyek toborozzanak egy munkamemória-stratégiát, kifejezetten a pénzbeli jutalom érdekében, hogy kompenzálják jutalmuk tanulási nehézségeit.

Figyelmeztetések és korlátozások

Bár megfigyeltük a VS és a vmPFC különböző funkcionális kapcsolódási mintáit az IGO csoportban, ezeknek a rendellenességeknek a mértéke nem volt összefüggésben az internetes játékfüggőség tüneteinek súlyosságával. A jutalominformációk feldolgozásában részt vevő funkcionális hálózatokban fellépő rendellenességek az IGO személyek internetes játékainak intenzív használatából eredhetnek. Ezt a lehetőséget azonban nem támasztották alá adataink, mivel nem találtunk összefüggést a játékra fordított idő és a kapcsolódási erősségek között. Alternatív lehetőség, hogy a függőség súlyossága nem mutathat lineáris összefüggést a jutalom feldolgozásának rendellenességeinek mértékével. A másik az, hogy a bizonyos eredendõ, már létezõ funkcionális hálózati funkciókkal rendelkezõ személyek nagyobb eséllyel eshetnek játékkal való túlterheléses problémákba. Például az alkalmi játék tevékenység problémássá válhat azok számára, akik viszonylag nem hatékonyak a környezet irányításának kognitív / figyelmi igényeinek feldolgozásában, amikor örömet szereznek a kiemelkedően fontos jutalmakért, ezzel az egyébként normális egyéneket veszélyeztetve az IGD-vel. Longitudinális vizsgálatokra lesz szükség az internetes játékhasználat hosszú távú hatásainak vagy az információfeldolgozás kockázati tényezőinek kezeléséhez.

A depressziót és a figyelemhiányos / hiperaktivitási rendellenességet (ADHD) befolyásolták a jutalom feldolgozásában (77, 78), amelyek mindkettő az IGD ismert pszichiátriai társbetegsége (79). Az IGO csoportban megfigyelt funkcionális kapcsolódási minták változásai nem voltak összefüggésben az IGD egyik komorbiditással, mint például a depresszió vagy az impulzivitás. Mivel a monetáris jutalom csoportos különbségeit figyelték meg azokban a funkcionális agyi hálózatokban, amelyekről ismert, hogy részt vesznek a jótékonyságban és a juttatás kognitív kontrolljában, ésszerű feltételezni, hogy ezek a különbségek a jutalom-információk feldolgozásával kapcsolatosak. Ezért a monetáris jutalomhoz való információfeldolgozásban mutatkozó különbségek valószínűleg kritikus IGD jellemzők, amelyek a személyiség vonásaitól vagy az érzelmi rendellenességektől függetlenül fordulhatnak elő.

Fontos megvitatni a jelentés néhány korlátozását. IGO-csoportunk olyan fiatal férfiakból állt, akiket az IGD „veszélyeztetettnek” tartottak. Óvatosan kell eljárni az eredményeink általánosításakor az IGO nőstényekre, vagy az IGD klinikai diagnózisával diagnosztizált férfiakra vagy nőkre (80). Egy másik kérdés a rögzített stimulusközi intervallum használata a tanulási ingerek és a visszacsatolás megjelenítése között, amint az SR asszociációs tanulási paradigmákra jellemző. Ez a rögzített intervallum a visszacsatoláshoz kapcsolódó aktiválás képalkotó adatait befolyásolhatta a visszacsatolás előrelátási periódusának maradék aktivitása (azaz cue bemutatása vagy válasz kezdeményezése). Valójában egy korábbi tanulmány, amely a jutalom-előrejelzési hibát vizsgálta az IGD-ben, tompított VS aktiválást derített fel a dákó feldolgozás során (81). Végül figyelembe kell venni, hogy a funkcionális összekapcsolhatóság megközelítése nem fed fel két régió közötti közvetlen vagy ok-okozati összefüggéseket, annak ellenére, hogy néhány értelmezésünket az állatkísérletek során talált speciális anatómiai összekapcsolások támasztják alá.