Nem elég csak nézni a játékot: a striatális fMRI jutalmazza a videojátékban elért sikerekre és kudarcokra adott válaszokat aktív és helyettes játék közben (2013)

Bevezetés

A videojátékok önmagukban motiválóak (vö. Ryan és Deci, 2000): A legtöbb ember azért játszik videojátékokat, mert eleve érdekes és élvezetes, nem pedig azért, mert pénzügyi haszonnal vagy más külső eredménnyel jár (Ryan és mtsai., 2006; Przybylski és mtsai. , 2009, 2010). Ennek megfelelően az agyi képalkotó vizsgálatok bebizonyították, hogy a videojátékok az agy kulcsfontosságú motivációs rendszereit vonják be, amit a dopamin felszabadulás (Koepp és mtsai., 1998) és a hemodinamikai aktivációk (Hoeft és mtsai., 2008) növekedése bizonyít a striatumban (lásd: Kätsyri et al., 2012). A játék során a legfontosabb motivációs események olyan sikerekből és sikertelenségekből állnak, amelyek bizonyos játékcélok elérése érdekében sikertelenek és sikertelenek, például az ellenfelek kiküszöbölése vagy a saját kiküszöbölésének elkerülése. A sikerek és kudarcok a kellemes és kellemetlen érzelmek egyik leghatékonyabb kiváltó okai (Nummenmaa és Niemi, 2004), és affektív szembetűnőségük akkor erősödik meg, ha a belső (mint az aktív játék közben) tulajdoníthatók, nem pedig a külső okoknak (Weiner, 1985) . Ezzel összhangban az agyi képalkotó vizsgálatok azt mutatták, hogy a véletlenszerűen leadott jutalmak - például a helyes motoros válaszoktól függők - erősebb idegi válaszokat idéznek elő a striatumban (pl. Zink et al., 2004). Következésképpen lehetséges, hogy a videojátékok motivációs vonzata a játék közbeni aktív jutalom megszerzésével kiváltott, felerősített jutalom-válaszokkal magyarázható. Itt teszteltük ezt a hipotézist azáltal, hogy szembeállítottuk a jutalomkör válaszait a sikerekkel és kudarcokkal kapcsolatos játékmenetekre az aktív és helyettes videojátékok során - vagyis olyan helyzetekben, amikor a játékosok teljes mértékben kontrollálják a játékkarakterüket.

A sikerekkel és kudarcokkal kapcsolatos játékmenetek megfelelnek az állatok tanulásában figyelembe vett jutalmak és büntetések három jellemzőjének (Schultz, 2004, 2006; Berridge és Kringelbach, 2008). Először is hozzájárulnak a tanuláshoz azáltal, hogy közvetlen visszajelzést adnak a játékosok teljesítményéről. Másodszor, a megközelítéssel és a visszavonással kapcsolatos magatartáshoz kapcsolódnak, tekintve, hogy a játékosok arra törekszenek, hogy sikeresek legyenek és elkerüljék a kudarcot a játékban (lásd Clarke és Duimering, 2006). Harmadszor, a sikerek általában a kellemeshez, a kudarcok pedig kellemetlen érzelmi válaszokkal társulnak - annak ellenére, hogy egyes játékokban ez a feltérképezés összetettebb lehet (Ravaja et al., 2006, 2008). A középagytól (ventrális tegmentális terület és substantia nigra, VTA / SN) a ventrális és dorsalis striatumig (nucleus accumbens, caudate nucleus és putamen) és frontális kéregig (orbitomedialis és medialis prefrontális kéreg; omPFC és vmPFC) terjedő dopaminerg útvonalak a jutalmak és büntetések feldolgozásában (Kelley, 2004; O'Doherty, 2004; Bressan és Crippa, 2005; Knutson és Cooper, 2005; Schultz, 2006; Berridge és Kringelbach, 2008; Hikosaka et al., 2008; Haber és Knutson, 2010 ; Koob és Volkow, 2010). Ez a dopaminerg áramkör valószínűleg hozzájárul a videojátékok során elért sikerek és kudarcok kódolásához is. Például a majom laterális PFC-jében található neuronokat különböző módon aktiválják a versenyképes lövöldözős játékok sikerei és kudarcai (Hosokawa és Watanabe, 2012). Sőt, a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) embereken végzett vizsgálatai azt mutatták, hogy a videojátékban elért sikerek erősebb aktivációt váltanak ki, mint a nucleus accumbens, a caudate és az elülső putamen, valamint az mPFC kudarcai (Mathiak et al., 2011; Kätsyri et al., 2012; Klasen et al., 2012), és hogy a legtöbb anteroventralis striatális aktiváció összefüggésben van a játékosok ezen események során önértékelt hedonikus tapasztalataival (Kätsyri et al., 2012).

A striatum kiterjedten kapcsolódik az asszociatív, a motoros és a limbikus áramkörökhöz, ezáltal ideális anatómiai helyzetben van mind a motoros, mind az affektív információk kombinálásához (Haber és Knutson, 2010). Mind az állat-, mind az emberi vizsgálatok következetesen jelezték, hogy a sztriatális jutalomválaszok függnek maguktól a jutalomtól, valamint az azok megszerzéséhez végrehajtott cselekvésektől (vö. Delgado, 2007). A majom caudate neuronjai gyakrabban lángolnak a várható jutalomhoz vezető motoros akciók során, mint a nem jutalmazott akciók során (Kawagoe et al., 1998; Schultz et al., 2000). Humán fMRI vizsgálatok hasonlóan bizonyították a cselekvés és a jutalom közötti ellentmondást a striatumban. Például a dorsalis caudate csak akkor reagál különbözõen a jutalmakra és a büntetésekre, ha a résztvevõk gombnyomásaitól függõnek tartják (Tricomi et al., 2004). Hasonlóképpen, a jutalomaktiválások putamenben csak akkor emelkednek, ha a jutalom a gombnyomásoktól függ (Elliott et al., 2004). Továbbá a teljes sztriatumban aktiválódást találtak a gombnyomásokra, amelyeket jutalom megszerzése vagy a büntetések elkerülése érdekében hajtottak végre (Guitart-Masip et al., 2011). Különösen a ventrális striatum fokozott aktiválódást mutat a sikeres motoros teljesítményt követő szóbeli visszacsatolás után, mind pénzbeli jutalmak hiányában, mind jelenlétében (Lutz et al., 2012). A striatummal ellentétben az omPFC folyamatok mind a majmoknál (Schultz et al., 2000), mind az embereknél (Elliott és mtsai, 2004) a motoros cselekvéstől függetlenül jutalmaznak. Ezeket a megállapításokat követve a sikereknek erősebb aktiválást kell előidézniük a sztriatumban, mint a kudarcokat csak az aktív videojátékok során, míg az omPFC-nek erősebb aktiválást kell mutatnia a sikerekben mind az aktív, mind a helyettes játék során.

A napjainkig kevés agyi képalkotó kutatás hasonlította össze az idegi aktivációkat az aktív és helyettes videojátékok során. Az elektroencephalográfiát alkalmazó egyik tanulmány kimutatta, hogy az aktív versus helyettes játék növeli a fronto-parietalis korticalis aktivációt, valamint a játékban magasabb jelentésben szereplő térbeli jelenlét mellett (Havranek et al., 2012). Az aktív és helyettesítő játékra adott hemodinamikai válaszokat csak egy vizsgálatban hasonlították össze kifejezetten (Cole et al., 2012): a videojáték kezdete aktiválta a striatumot (nucleus carrbens, caudate és putamen) és az mPFC-vel szomszédos frontális csomópontokat (azaz elülső cingulate cortex), erősebb aktiválással aktív, mint helyettes játékmenet során. A striatális aktiválás a játék eltolódását követően csökkent. A játék sikeres eseményeire adott fMRI válaszok azonban nem különböztek az aktív és a helyettes játékból; továbbá a kudarc eseményeit nem vették be a játékba. Lehetséges, hogy az alkalmazott tantárgyak közötti kialakítás (azaz a videojátékot játszó és néző résztvevőcsoportok összehasonlítása) nem volt elég erős ahhoz, hogy felfedje az aktív és helyettes játék közötti sikerekkel kapcsolatos különbségeket. Ezenkívül a tanulmány természetesen felteszi a kérdést, hogy a kudarc eseményei eltérő aktiválást idéznek elő az aktív és helyettes játékmenet során.

Itt megvizsgáltuk, hogy a versenyképes videojáték sikerei és kudarcai által kiváltott jutalmazási rendszer aktiválása különbözne-e az aktív és a helyettes videojátékok között a teljesen tantárgyon belüli kialakításban. Egyszerűsített harckocsi lövöldözős játékot használtunk, amelyet az fMRI beállításához igazítottunk (vö. Kätsyri et al., 2012). A játék legnagyobb siker- és kudarc eseményei az ellenfél elleni győzelmekből (az ellenfél kiküszöböléséből) és a veszteségekből (önmagának kieséséből) álltak. Újra elemeztük az aktív játékmenetről korábban közzétett adataink egy részét (Kätsyri és mtsai., 2012), és összehasonlítottuk őket ugyanazon játék megtekintése során kapott új adatokkal. Az aktív játékmenet adatainak korábbi elemzésével ellentétben most külön különböztettük meg a győzelem és a veszteség eseményeit, tekintettel arra, hogy a legfrissebb bizonyítékok arra utalnak, hogy a striatális aktivációk mind az aktív játék során a győzelmek, mind a veszteségek alatt csökkennek (Mathiak et al., 2011). A nyertes és a vesztes eseményeket szimmetrikus pénzbeli jutalmakkal és büntetésekkel párosítottuk mind az aktív, mind a helyettes játék során, így a nyeremények és veszteségek külső jutalma mindkét körülmények között azonos maradt. A korábbi szakirodalom alapján azt jósoltuk, hogy a striatum (különösen a nucleus accumbens, a ventrális caudate és az elülső putamen) erősebb különbséget fog mutatni az aktív, mint a másik játékmenet során elért győzelmek és veszteségek között, és hogy ezek a hatások a megfelelő felerősített tapasztalatokhoz kapcsolódnak kellemes és kellemetlen érzelmek. Azt is megjósoltuk, hogy a győzelmek nagyobb reakciókat váltanak ki az mPFC-ben (különösen az omPFC-ben), mint a veszteségek mind az aktív, mind a helyettes játék során, és hogy ezek a differenciális aktiválások korrelálnak az önértékelésű kellemetlen és kellemetlen értékelésekkel.

Anyagok és módszerek
A résztvevők

A résztvevők tizenegy jobbkezes férfi önkéntes voltak, átlagos életkoruk 25.6 év (tartomány 22 – 33 év) és bőséges játékélményekkel rendelkeznek (átlag 7.8 h / hét, tartomány 1 – 20 h / hét). További hat résztvevőt átvizsgáltak, de kizárták az elemzésből technikai problémák (egy résztvevő), eltérő játékstratégiák (széles gombnyomás; egy résztvevő) vagy túlzott fejmozgások (négy résztvevő) miatt. Az összes résztvevő által bejelentett teljes lejátszási idő kevesebb volt az 30 h / hét alatt, ami gyakran használatos kritérium az addiktív videojátékok lejátszásához (Ko et al., 2009; Han et al., 2010). A résztvevők egyikének sem volt korábbi tapasztalata a jelen tanulmányban játszott játékról. Az egy résztvevő kivételével mindenki bejelentette, hogy rendszeresen játszik egyéni lövöldözős játékkal, szerény heti játékidővel (átlagos 3.2 h / hét, tartomány 0.5 – 10 h / hét). Minden résztvevő finn egyetemi hallgatók vagy posztgraduális hallgatók voltak. Csak a férfi résztvevőket vették fel, mivel a férfiak általában több tapasztalattal rendelkeznek a videojátékok terén, általában jobban motiválják ezeket a játékokat, és nagyobb preferenciát mutatnak, mint a nők a versenyképes videojátékok számára (Lucas, 2004). Azokat a résztvevőket, akiknek öngyilkossági kórtörténetében neurológiai vagy pszichiátriai rendellenességek szerepelnek, kizártuk. A résztvevők írásbeli tájékozott beleegyezését adták a Helsinki és Uusimaa Egyetemi Kerületi Etikai Bizottság által jóváhagyott jegyzőkönyv részeként, és pénzbeli kompenzációt kaptak az elveszített munkaidőért.
Statisztikai erő

A statisztikai teljesítményszámításhoz Cole et al. Korábbi aktív játékinformációit (N = 43 résztvevők) használtuk. (2012). Mivel a kísérlet nem tartalmazott egyértelmű összehasonlítást a győzelem és a veszteség között az aktív és a helyettes játék során, ehelyett elfogadtuk a NAcc-válaszok statisztikai statisztikáit az aktív játékbeállításokra (M = 0.234 és SD = 0.2015). Ezután a G * Power szoftver (Faul és mtsai., 2007) felhasználásával becsüljük meg a jelen kísérlet a priori statisztikai erejét hasonló hatásméretek kimutatására (γ = 0.234 / 0.2015 = 1.16). A becsült teljesítmény 93% volt, amelyet a jelen célra kielégítőnek tekintettünk.
Kísérleti eljárás

Kísérleti beállításunkat már korábban részletesen leírtuk (Kätsyri et al., 2012). Röviden: a szkennelés során a résztvevők két állomáson játszották a „BZFlag” első személyes tank-lövöldözős játékot (az 2.0.14 házon belül módosított változata; http://bzflag.org) állítólagos emberi és számítógépes ellenfelek ellen, és figyelték. egy előre rögzített játékvideó. A szekciók mindegyike 10 volt, és kiegyensúlyozott sorrendben mutatták be őket. Annak érdekében, hogy elkerüljük a lehetséges jutalom-reakció torzulásokat, ha egy másik emberrel szemben versenyezzünk (vö. Kätsyri et al., 2012), itt csak a számítógép-ellenfél munkamenetet elemeztük. Az egyik résztvevő, akinek a videómegfigyelési adatai hiányoztak, új résztvevővel váltotta fel; egyébként a számítógépes ellenfél adatai azonosak voltak a korábbi adatokkal (Kätsyri et al., 2012).

Az aktív versus helyettes játékmenetnek a győzelemmel és a veszteséggel kapcsolatos aktiválásokra gyakorolt ​​hatásait 2 (győzelem és veszteség) × 2 (játék vs óra) tantárgyon belüli tervezéssel értékelték. Az aktív játék során a résztvevő feladata az volt, hogy felkutassa és megsemmisítse az ellenfél harckocsiját a harctérről anélkül, hogy ő maga megsemmisülne (1. ábra). A megfelelő győzelem és veszteség eseményeket, valamint a joystick mozgásokat időre hivatkozták az fMRI vizsgálatokra, és automatikusan naplózták statisztikai elemzés céljából. A helyettes játékmenet során a résztvevő feladata az volt, hogy kövesse a FRAPS (http://www.fraps.com) videorögzítő szoftverrel rögzített játékvideót egy olyan játékostól, aki nem vett részt a tényleges vizsgálatban. A nyeremények és a veszteségek gyakorisága a játékvideóban hasonló volt, mint a játékmenet során (vö. 1. táblázat). A végső videó hasonló felbontású volt (videó: 1024 × 768 pixel mintavételezés 30 képkocka / s sebességgel, hangminta mintavétel 48 kHz-nél) és vizuális minőség (15 Mbit / s volt az XVID kodekkel történő videotömörítés után; http://www.xvid.com) a tényleges videojáték. A játékvideót a Presentation szoftver (http://www.neurobs.com) segítségével mutatták be.
ábra 1
www.frontiersin.org

1 ábra. A játék eseményeinek mintasorozata: a játékos véletlenszerűen elindul a csatatéren, és elkezdi keresni az ellenfelet (A), a játékos és az ellenfél egymásba vonulnak (B), amíg a játékosnak sikerül megszüntetnie az ellenfelet (C), vagy kiküszöböli magát (D).
1 TÁBLÁZAT
www.frontiersin.org

1 táblázat. Átlagos ± SEM viselkedési és önjelentési mutatók az aktív (lejátszás) és a helyettes (videofelvétel) lejátszás során.

Az aktív és az alternatív játékkörülmények külső jutalmazási helyzetének ellenőrzése érdekében szimmetrikus pénzjutalmakat és büntetéseket vezettünk be a győzelmekre és a veszteségekre. A résztvevőknek azt mondták, hogy a rögzített kompenzáción (20 euró) túl pénzt (+ 0.33 eurót) fognak nyerni, ha nyernek, és pénzt veszítenek (−0.33 euró), ha veszít a játék során, vagy amikor megnézik a lejátszót a videón . A valóságban minden résztvevő egyenlő pénzbeli kompenzációt kapott (30 euró), amely meghaladta azt az összeget, amelyet bármelyikük egyébként megszerezne.
Self-jelentések

A kísérlet előtt a résztvevők kitöltöttek egy 20 elem önértékelési kérdőívet a diszpozitív viselkedésgátló és aktiváló rendszer (BIS / BAS) érzékenységükkel kapcsolatban (Carver and White, 1994). A BIS és az BAS szabályozza az agresszív és étvágygerjesztő motivációkat, modulálva a viselkedéses és érzelmi válaszokat a büntetésekre és jutalmakra (Carver és White, 1994). A BIS skála hét elemből áll (pl. „Nagyon aggódok vagy ideges vagyok, amikor azt gondolom, hogy tudom, hogy valaki mérges rám”). A BAS skála három alskálából áll: meghajtó (4 elemek; pl. „Kimegyek útból, hogy megszerezzek a kívánt anyagokat”), jutalom érzékenysége (5 tételek; pl. „Ha valami olyat kapok, amit akarok, izgatottan érzem magam. és feszült ”), és szórakoztató keresés (4 tételek; pl.„ izgalmat és új érzéseket vágyom ”). Az egyes tételeket 4-pontskálán értékelték, az 1-től (nagyon hamis velem) az 4-ig (számomra nagyon igaz). A műszer pszichometriai tulajdonságai elfogadhatónak bizonyultak (Carver and White, 1994).

Hogy értékeljük a résztvevők szubjektív tapasztalatait az aktív és helyettes játék során, arra kértük őket, hogy mindkét játékmenet után töltsenek ki egy önjelentést. A kérdések sorrendjét randomizálták, és a válaszokat a joystick mozgatásával adták meg. A játékélmény kérdőívet (Ijsselsteijn et al., 2008) használtuk a játékélmény következő aspektusainak számszerűsítésére: kihívás, kompetencia, áramlás, pozitív befolyás, negatív hatás, elmélyülés és feszültség (skálánként két elem). A térbeli jelenlétet - a játékban való fizikai jelenlét élményét (Lombard és Ditton, 1997) - az ITC Sense of Presence Inventory Spatial Presence skálájával mértük (Lessiter et al., 2001). A Térbeli Jelenlét skála 19 elemből áll (pl. „Éreztem, hogy a játék jeleneteiben vagyok”). A résztvevők tapasztalatainak mérésére az ellenfelükkel folytatott társadalmi interakcióban a Social Presence in Gaming Questionnaire-t (de Kort et al., 2007) használtuk, amely 17, az empátiához kapcsolódó elemből áll (pl. a másik ”), a másik játékos cselekedeteiben való részvétel (pl.„ A cselekedeteim a másik cselekedeteitől függtek ”) és a vele szembeni negatív érzelmek (pl.„ bosszúállónak éreztem magam ”). Két további kérdést használtak fel az összes győzelem és az összes veszteségesemény általános kellemességének értékelésére egy munkamenet során, 1-től (rendkívül kellemetlen) és 5-ig (sem nem kellemes, sem kellemetlen) és 9-ig (rendkívül kellemes) terjedő skálán.
Joystick regresszorok

A vízszintes és függőleges joystick koordinátákat 200 Hz-en digitalizálták, és euklideszi távolságokra omlottak le a joystick központi helyzetétől. Az eredményként kapott helyzetet és sebességet (azaz a helyzet első deriváltját) az alacsony áteresztésű szűrőket 5 Hz frekvencián szűrjük első rendű simító szűrővel (Savitzky és Golay, 1964). A botkormány átlagos helyzetét és sebességét külön vontuk ki minden résztvevő minden egyes fMRI vizsgálatához. Végül, az ezen időutak közötti esetleges átfedések kiküszöbölése érdekében a joystick sebességi időútját ortogonalizáltuk a joystick helyzetének sávjához képest. Következésképpen a joystick helyzetregresszor megmérte a tartály teljes mozgását, míg a joystick sebesség-regresszor azt mérte, hogy a játékos mennyire irányította a tartály mozgását az egyes fMRI-vizsgálatok során. Hasonló regresszorokat vontak ki a nézési feltételhez annak a játékosnak a játéknaplóiból, akinek a játékmenetét a videó bemutatta. Ezeket a változókat később zavaró kovariátorként használták az fMRI adatok elemzésében.

FMRI adatok megszerzése és elemzése
Adatgyűjtés és előfeldolgozás

A funkcionális és anatómiai mennyiségeket General Electric Signa 3.0 T MRI szkennerrel gyűjtöttük az Aalto Egyetem Speciális mágneses képalkotó központjában. A teljes agy funkcionális képeit súlyozott gradiens-visszhang síkképalkotó módszerrel készítettük, érzékenyek a BOLD jel kontrasztjára (35 ferde szeletek rések nélkül, szeletek vastagsága = 4 mm, TR = 2070 ms, TE = 32 ms, FOV = 220 mm, fordítószög = 75 °, átlapolt szeletgyűjtés, 293 térfogat munkamenetenként, 3.4 × 3.4 mm2 felbontással. Az első három kötetet eldobták, hogy lehetővé váljon az egyensúlyi hatások. A T1-súlyozott szerkezeti képeket 1 × 1 × 1 mm3 felbontással szereztük, az ASSET kalibrálási sorrend alkalmazásával.

Az fMRI adatok előfeldolgozását és elemzését SPM8 szoftvercsomaggal (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London) végeztük a Matlab-ban (7.11 verzió). Az EPI-képeket időben szinkronizálták, hogy korrigálják a szeletek időbeli eltéréseit, és az első szkenneléshez merev testtranszformációkkal igazították a fej mozgását. Az ArtRepair eszköztárat (4. verzió; http://spnl.stanford.edu/tools/ArtRepair; Mazaika et al., 2009) használták a mozgásminták kijavítására. Az átrendezett funkcionális térfogatokat először mozgáshoz igazítottuk, majd a kiugró térfogatokat (a fej helyzetének változása meghaladja a 0.5 mm-t vagy a globális átlagos BOLD jelváltozás meghaladja az 1.3% -ot) ezután lineáris interpolációval helyettesítettük a legközelebbi, nem kiugró térfogatok között. Négy, több mint 10% -os kiugró mennyiségű résztvevőt eltávolítottak a további elemzésből. A videojátékok során a hangerő 2.5% -át, a videojáték-nézés során a hangerő 1.5% -át sorolták kiugró értéknek - a kiugró értékek száma nem különbözött szignifikánsan ezek között a körülmények között (Wilcoxon T (10) = 0.77, p = ns). Az EPI-t és a szerkezeti képeket regisztráltuk és normalizáltuk az ICBM152 standard sablonhoz a Montreali Neurológiai Intézet (MNI) térben (felbontás 2 × 2 × 2 mm3) lineáris és nemlineáris transzformációkkal, és térben elsimítottuk 6 mm teljes szélességű Gauss-féle izotrop maggal maximális. A funkcionális adatokat időre szűrtük egy autoregresszív modell (AR-1) és egy 171.5 s-os cut-off-os (a leghosszabb játékkörök időtartamának megfelelő) felüláteresztő szűrő alkalmazásával.
statisztikai elemzések

Elemeztük nem korlátozott videojáték-adatainkat az eseményekhez kapcsolódó fMRI segítségével, az elemzéseket a győzelem és a veszteség eseményekre összpontosítva, amelyek időzítését minden résztvevő számára automatikusan jegyzeteltük. Konkrétan egy véletlen hatású modellt valósítottak meg kétlépcsős eljárással. Az első szinten az egyes résztvevők hemodinamikai reakcióit az aktív és a helyettes játék során elért győzelmekre és veszteségekre delta (bot) funkcióként modelleztük, amelyek összekapcsolódtak a hemodinamikai válasz funkcióval (HRF). A joystick helyzetét és a sebességi idõszakokat zavaró regresszorokként vették fel - a fej mozgásregresszorait nem vették figyelembe, mivel az ArtRepair eszköztár (Mazaika et al., 2009) mozgásbeállítási eljárása már figyelembe vette ezeket. Ezután egyedi kontraszt képek készültek a „játék közben nyerő”, „nézés közben nyert”, „játék közben veszített" és „nézés közben vesztett" körülményekhez. A második szinten az első szintű kontrasztképeket 2 (győzelem vs veszteség) × 2 (játék vs. nézés) faktoriális elemzésnek vetették alá, feltételezve a függőséget és az egyenlőtlen eltéréseket mindkét változó szintjei között. Az első szint kiegyensúlyozott kialakításával (azaz az egyes tantárgyakhoz hasonló események, hasonló számban) ez a második szintű elemzés szorosan közelítette meg a valódi vegyes hatású tervezést, mind a tantárgyon belüli, mind a tantárgyi eltérésekkel. A második szinten a „győzelem> veszteség”, a „veszteség> győzelem”, a „játék> nézés” és a „figyelés> játék” kontrasztok fő hatásait teszteltük t-tesztekkel. Az aktív és helyettes játék során a győzelmekre és veszteségekre való érzékenységet mutató agyi régiók azonosításához további interakciós kontrasztokat határoztunk meg: „(játék: győzelem> veszteség)> (néz: győzelem> veszteség)” és „(játék: veszteség> győzelem)> ( néz: veszteség> győzelem). ” A statisztikai küszöböt ezekben az elemzésekben a családonkénti hibával (FWE) korrigált P <0.05 értékre állítottuk be.

Meghatároztuk a priori érdeklődésre számot tartó régiókat (ROI) az aktivációk teszteléséhez a jutalomkör meziális, striatális és frontális részein belül (2. ábra). Tekintettel arra, hogy a striatum több anatómiailag és funkcionálisan szegregált régiót ölel fel (vö. Haber és Knutson, 2010), a következő hat kistérségre bontottuk, azonos besorolással, mint előző tanulmányunkban (Kätsyri et al., 2012): nucleus accumbens ( NAcc), ventrális caudate (vCaud), dorsalis caudate (dCaud), ventralis anterior putamen (vaPut), dorsalis anterior putamen (daPut) és posterior putamen (pPut). Gömb alakú 10 mm-es ROI-t határoztak meg a VTA / SN számára (MNI koordináták 0, −22, −18) egy korábbi tanulmány alapján (O'Doherty et al., 2002). Gömb alakú 10 mm-es ROI-t származtattak a vmPFC-hez (MNI 0, 46, 18) egy korábbi metaanalízis alapján (Steele és Lawrie, 2004). Tekintettel arra, hogy a jutalomfeldolgozással kapcsolatos egyes fMRI-tanulmányok alacsonyabb szintű jutalom-érzékeny aktivációs klaszterekről számoltak be, egy korábbi vizsgálatból további 10 mm-es gömbös ROI-t nyertek ki az omPFC számára (MNI 0, 58, −6) (Xue et al., 2009 ).
ábra 2
www.frontiersin.org

2 ábra. Érdekes régiók (ROI) az (A) striatumban és (B) középső agyban és frontális kéregben. NAcc, atommagok; vCaud, ventrális caudate; dCaud, háti caudate; vaPut, ventrális elülső putamen; daPut, háti elülső putamen; pPut, hátsó putamen; VTA / SN, ventrális alapterület / Essu nigra; omPFC, orbitomedialis prefrontalis kéreg; vmPFC, ventromedialis prefrontalis kéreg.

Az önértékelések és az átlagos béta válaszok közötti összefüggéseket az előre meghatározott ROI-kban, az aktív és a helyettes játék során, nem-parametrikus Spearman-féle rangkorrelációs tesztekkel teszteltük. Az egyes játékesemények kellemesség-értékelései és az általános játékélmény-értékelések közötti összefüggéseket hasonlóan tesztelték. Ehhez az elemzéshez először kiszámolták a különbség pontszámokat a szóban forgó változópárok játék- és nézési körülményei között, majd tesztelték a közöttük lévő összefüggéseket (RPlay-Watch). Tekintettel arra, hogy az ilyen különbségi pontszámok hamis korrelációkat eredményezhetnek (Cohen és mtsai., 1983), emellett külön korrelációs együtthatókat számoltunk ki a különbségi pontszámokat alkotó változókra (RPlay és RWatch), és meghatároztunk egy kritériumot, hogy relatív nagyságuk követje a különbségét pontszámokat (azaz RPlay> RWatch, ha RPlay-Watch> 0; és RPlay <RWatch, ha RPlay-Watch> 0), hogy a különbség pontszám korrelációja szignifikánsnak tekinthető legyen. A különbség-pontszám korrelációk szignifikanciaszintjének küszöbértékeit, ha azokat nem tervezték meg, hamis felfedezési arány (FDR) korrekcióval (Benjamini és Hochberg, 1995) korrigálták P <0.05-nél.

Eredmények
Viselkedés értékelése

Az 1. táblázat az aktív és helyettes játék körülményekkel kapcsolatos önjelentések eredményeit mutatja. A győzelmek és a veszteségek kellemes kényelmi besorolása szignifikánsan különbözött a skála középpontjától (semleges érzelmi állapot) mind az aktív (Wilcoxon aláírt rangtesztek: Z = 3.0 és −2.8, P = 0.003 és 0.004; hatásméretek: Pearson R = 0.64 és - 0.61) és helyettes játék (Z = 2.9 és −2.9, P = 0.004 és 0.004, R = 0.62 és −0.61). Az aktív versus helyettese nem különbözött a győzelmek számától (R = −0.31), a veszteségek számától (R = −0.35) vagy a játék végének pontszámaitól (a győzelmek száma mínusz veszteségekkel; R = 0.01). Ezek a manipulációs ellenőrzések megerősítették, hogy a játékosok a nyereményekhez és a büntetésekhez társították a győzelmeket és a veszteségeket, és hogy a győzelmek és veszteségek száma nem különbözött az aktív és a helyettes játék körülményei között.

A fenti mérésekkel ellentétben a résztvevők tapasztalatai egyértelműen különböztek az aktív és a helyettes játék közben, magasabb áramlási tapasztalattal (R = 0.57), alacsonyabb negatív hatással (R = −0.52), nagyobb merüléssel (R = 0.49) és magasabb térbeli térrel jelenlét (R = 0.57) aktív játék közben. Hasonlóképpen, a játékosok a veszteségeseményeket kellemetlenebbnek értékelték az aktív, mint a helyettes játék során (R = 0.57). Cohen (1992) általános irányelveit követve ezek az eredmények közepes (R> 0.3) és nagy hatásméretet (R> 0.5) képviselnek. Ezenkívül megfigyeltük a határhatásokat (P <0.10) a nagyobb kihívás (R = 0.41) és a magasabb pozitív hatás (R = 0.38) esetében közepes hatásméretű aktív játék közben. Ezzel szemben a játékosok nem számoltak be jelentősen eltérő társadalmi jelenlétről az aktív és a helyettes játék között (R = 0.08 az empátia, 0.32 az érintettség és 0.18 a negatív érzések esetében) - nyilvánvalóan a játékot figyelték és állítólag számítógéppel vezérelt ellenfél ellen játszottak. hasonló alacsony társadalmi jelenléttel jár.

Megvizsgáltuk azt is, hogy a résztvevőknek az adott játék eseményeire vonatkozó, az aktív és a helyettes játékmenet körülményei közötti kellemesség-értékelések összefüggenek-e az általános játékélményekkel vagy a BIS / BAS-pontszámokkal. Az eredmények azt mutatták, hogy a győzelmi események (aktív mínusz helyettes játék) kellemesség-különbség pontszámai pozitívan korreláltak a BAS szórakozás keresési pontszámaival (RPlay-Watch = 0.79, P = 0.004, FDR-korrigált Pthr = 0.010), és hogy az alkotóelem korrelációi a pontszámok értelmesek voltak (RPlay = 0.74> RWatch = −0.21). Jelentős különbség-pontszám korrelációt figyeltünk meg a győzelmi események kellemes értékelése és a kompetencia, a negatív és a pozitív hatás között is; ezeket a megállapításokat azonban hamisan utasították el, mivel alkotó pontszámaik olyan összefüggéseket mutattak, amelyek relatív nagysága ellentétes volt a vártal.
Az fMRI adatok teljes volumenelemzése

Az aktív játékokkal ellentétben aktivációs klaszterek mutatkoztak a bilaterális striatumban, a középagyban (beleértve a VTA / SN-t), a szenzomotoros kéregekben (pre- és postcentralis gyri) és a ventrális vizuális áramlásban (pl. Alacsonyabb temporális gyrus; 3. ábra és 2. táblázat). Annak tesztelésére, hogy ezek a klaszterek tükrözték-e az aktív játék során bekövetkezett aktiválódást, vagy a helyettes játék során bekapcsolást (vagy mindkettőt), meghatároztunk kontrasztokat ezekhez az effektekhez (azaz „watch +” és „play−”), és implicit maszkokként használtuk őket (P <0.001) a a helyettes és az aktív játék közötti ellentét. A 2. táblázat összes azonosított klasztere túlélte az aktív játék közbeni deaktiválásokkal járó implicit maszkolást („play−”), míg egyikük sem élte túl a helyettes játék közbeni aktiválásokkal járó implicit maszkolást („watch +”), megerősítve, hogy az eredmények tükrözik az aktív szisztematikus deaktiválásokat játék események.
ábra 3
www.frontiersin.org

3. ábra: Az agyi régiók jelentősen erősebb hatásokat mutatnak a helyettes, mint az aktív játék során (győzelem vagy veszteség játék közben). Az adatok küszöbértéke P <0.05 (FWE-korrigált; min. Fürtméret 50 voxel). A vízszintes fekete színű vonal a jobb oldalon mutatja a legkisebb szignifikáns T-értéket. Középső, középagy; ITG, alsóbbrendű temporális gyrus; Put, putamen; PoG, poszt-centrális gyrus.
2 TÁBLÁZAT
www.frontiersin.org

2 táblázat. Az agyrégiók, amelyek reagálnak a helyettes vagy az aktív játékra (összegyűjtik mind a győzelem, mind a veszteség eseményeit).

Nem figyeltek meg szignifikáns aktiválási vagy deaktiválási klasztereket az a priori szignifikancia küszöb alkalmazásával a győzelem és a veszteség főbb hatásaival vagy fordítva, illetve a győzelmek és veszteségek, valamint az aktív és a helyettes játék közötti kölcsönhatásokra vagy fordítva. Egy kis volumenű korrekció alkalmazásával azonban a priori érdeklődési körzeteinkre (FWE-korrigált küszöbérték P <0.05 a klaszter szintjén) és egy kissé enyhébb P <0.001 küszöbértékre (korrigálatlan) voxel szinten, erősebb aktivációkat találtunk nyer az omPFC és a bilaterális ventrális striatum veszteségeivel szemben. Továbbá a ventralis striatális aktiválások a győzelem és a veszteség ellen erősebbek voltak az aktív, mint a helyettes játék során (3. táblázat). A fentiekhez hasonló maszkolási eljárást alkalmazva azt tapasztaltuk, hogy annak ellenére, hogy a győzelmek viszonylag erősebb válaszokat váltottak ki, mint veszteségeket az aktív játék során, mindkét esemény BOLD jelet váltott ki az aktív játékmenet alapvonalához képest. Ezután részletes érdeklődésre számot tartó régió-elemzéseket alkalmaztunk az alábbiakban leírtak szerint e hatások lebontásához.
3 TÁBLÁZAT
www.frontiersin.org

3 táblázat. Agyrégiók, amelyek statisztikailag szignifikáns aktiválási klasztereket mutatnak az összes érdeklődésre számot tartó régió kis méretű korrekciója után.
Érdeklődési kör elemzése a jutalmazási körben

Kiszámítottuk a béta átlagértékeket a priori ROI-kban, és varianciaanalízisnek vetettük alá őket (ANOVA). Először az omnibus elemzést használtuk 9 (Régió: összes sztriatális, frontális és mesiális ROI-k) × 2 (Tevékenység: játék, nézés) × 2 (Esemény: győzelem, veszteség) ismételt intézkedésekkel ANOVA-val annak megerősítésére, hogy a következő interakciók a régióval statisztikailag szignifikánsak voltak: régió × aktivitás (F (8, 80) = 12.08, P <0.001, η2 = 0.07), régió × esemény [F (8, 80) = 8.89, P <0.001, η2 = 0.06] és régió × aktivitás × esemény [F (8, 80) = 3.45, P = 0.002, η2 = 0.01]. Ezen regionális interakciók lebontása érdekében 2 (Activity) × 2 (Event) ismételt intézkedést hajtottunk végre ANOVA-t minden régióban.

A 4. ábra mutatja az átlagos béta válaszokat a győzelem és veszteség eseményekre az aktív és helyettes játék körülményei között minden ROI-ban. Az egyes oszlopdiagramok szemléltetik az aktiválási irányokat (azaz aktiválást vagy deaktiválást) a győzelem és a veszteség események során, a csillagok pedig jelentős különbségeket emelnek ki a győzelmek és a veszteségek között. A győzelmek a veszteségekkel szemben aktivitástól függetlenül szignifikánsan nagyobb hatásokat váltottak ki NAcc-ban [lejátszás: F (1, 10) = 6.01, P = 0.03, η2 = 0.34; figyelés: F (1, 10) = 6.14, P = 0.03, η2 = 0.31] és omPFC [játék: F (1, 10) = 8.85, P = 0.014, η2 = 0.69; figyelés: F (1, 10) = 24.77, P = 0.001, η2 = 0.71]. Ezzel szemben a győzelmek a veszteségekkel szemben csak a vaPut aktív játékakor váltak ki szignifikánsan nagyobb hatást [F (1, 10) = 44.22, P <0.001, η2 = 0.77] és daPut [F (1, 10) = 70.08, P <0.001, η2 = 0.81]. Az akció és az esemény közötti kölcsönhatás statisztikai szignifikanciát ért el a vaPut [F (1, 10) = 8.09, P = 0.02, η2 = 0.03] és a daPut [F (1, 10) = 13.35, P = 0.004, η2 = 0.04] ​​között. Az aktivitás fő hatása az összes sztriatális régióban szignifikáns volt (Fs> 11.45, Ps <0.007, η2> 0.38), és amint az a 4. ábrán látható, ez egyértelműen az aktív játék során történt deaktiválásokból származott. Hasonló tendencia volt látható a VTA / SN esetében is [F (1, 10) = 5.08, P = 0.048, η2 = 0.23]. Összességében ezek az eredmények azt mutatják, hogy bár mind a győzelem, mind a veszteség események deaktiválást váltottak ki a striatumban az aktív játék során, az NAcc és az aPut (mind a vaPut, mind a daPut) aktiválások a győzelmi események során közelebb kerültek az alapszinthez; továbbá a győzelem és a veszteség nagyobb aktivációs változásokat váltott ki az aPut-ban az aktív, mint a helyettes játék során. Az egyedi átlagos béta válaszok vizsgálata azt mutatta, hogy ez utóbbi eredmény robusztus volt; vagyis az aPut győzelmekre és a veszteségekre adott átlagos béta válaszai nagyobbak voltak az aktív, mint a helyettes játék során, tizenegy résztvevőből kilenc résztvevővel. Az aPut régióval ellentétben az omPFC nagyobb aktiválást mutatott a win események során, függetlenül az aktív és helyettes játéktól.
ábra 4
www.frontiersin.org

4. ábra: A jutalomkör sztriatális (felső sor), valamint meziális és frontális csomópontjai (alsó sor) érdeklődési körének elemzése. A hibasávok 95% -os megbízhatósági intervallumokat jelölnek. A csillagok jelentős egyszerű hatásokat (jelentős különbségeket jelentenek a győzelem és a veszteség között a játék vagy a nézés során) vagy a játék eseményei és tevékenységei közötti jelentős kölcsönhatásokat jelölik. * P <0.05. ** P <0.001. *** P <0.001. NAcc, nucleus accumbens; vCaud, ventrális caudate; dCaud, háti caudate; vaPut, elülső ventrális putamen; daPut, elülső háti putamen; pPut, hátsó putamen; VTA / SN, ventrális tegmentális terület és a substantia nigra; vmPFC, ventromediális prefrontális kéreg; omPFC, orbitomedialis prefrontális kéreg.
Összefüggések a viselkedési és az fMRI válaszok között

Azt jósoltuk, hogy a játékosok önértékelése a nyeremények és a veszteségek kellemességéről az aktív és a helyettes játék során összefüggésbe hozható a megfelelő BOLD jelváltozásokkal a sztriatumban. Ennek a hipotézisnek a tesztelésére kiszámoltuk az aktív és a helyettes játék során elért győzelmek és veszteségek közötti különbségeket [azaz a kontrasztot (játék: győzelem> veszteség)> (figyelés: győzelem> veszteség) ”] mind a kellemességi besorolás, mind az átlagos bétaértékek szempontjából. Előrejelzéseinkkel ellentétben ezen változók között egyetlen striatális régióban sem találtunk statisztikailag szignifikáns összefüggést (Rs <0.51; Ps> 0.11). Ehhez hasonlóan nem sikerült statisztikailag szignifikáns összefüggést találnunk a kellemességi besorolások és az átlagos béta értékek között a győzelem és a veszteség között, összevonva az aktív és a helyettes játékkal, a frontális ROI egyikében sem (Rs <0.18, Ps> 0.59).

Az egyik lehetőség a középagy és a striatum szisztematikus deaktiválásainak magyarázatára az aktív versus helyettes játék során (vö. 4. ábra), hogy aktivációik az aktív játék során az előre vagy hedonikus jutalom feldolgozása miatt magasak maradtak, de mind a győzelem, mind a veszteség során közelebb kerültek az alapszinthez események. Ennek tesztelésére kiszámítottuk az aktív és a helyettes játék közötti különbség pontszámokat a pozitív és negatív affektusok mérésére, és összehasonlítottuk őket az aktív és a helyettes játék átlagos béta értékeivel (összegyűjtve a győzelmekkel és veszteségekkel) az előre meghatározott ROI-kban. Következetesen a pozitív affektus-különbség pontszámok szignifikáns korrelációt mutattak a VTA / SN, dCaud és vaPut deaktiválási erősségeivel, és marginálisan szignifikáns korrelációt mutattak a vCaud deaktivációival (4. táblázat); mindezek a hatások nagyok voltak (R> 0.50). Ha külön számoljuk, akkor ezekben a ROI-ban a korrelációs együtthatók negatívabbak voltak az aktív, mint a helyettes játék során (azaz RPlay <RWatch). Ezeknek a korrelációknak a kétváltozós szóródási ábráit az 5. ábra mutatja. Más szóval, minél nagyobb deaktiválódás mutatkozott ezeken a régiókon a győzelem és a veszteség játékmenet során, annál nagyobb pozitívum érinti azokat a játékosokat, akik az aktív, mint a helyettes játék után jelentettek.
4 TÁBLÁZAT
www.frontiersin.org

4 táblázat. Összefüggések a pozitív és negatív hatást mutató mutatók (aktív mínusz helyettes játék) és az átlagos béta-értékek (aktív versus helyettes játék) között a mesialis és a striatális régiókban (RPlay-Watch).
ábra 5
www.frontiersin.org

5 ábra. Kétváltozós szórási grafikonok a pozitív hatások értékeléséhez, szemben az átlagos béta-válaszokkal az érdeklődésre számot tartó régiókban, aktív és helyettes játékmódban. A folytonos és szaggatott vonal az adatokhoz legjobban illeszkedik. VTA / SN, ventrális tegmentális terület és lényegi nigra; NAcc, atommagok; vCaud, ventrális caudate; dCaud, háti caudate; vaPut, elülső ventrális putamen; daPut, elülső hátsó putamen; pPut, hátsó putamen.

Megbeszélés

Jelen vizsgálatunkban az fMRI válaszait tanulmányoztuk a nyertes és vesztes játékmenetekre (az általános videojátékok aktiválási szintjéhez viszonyítva) az aktív és helyettes játék során. Eredményeink két fő hatást tártak fel a striatumban. Először, hasonló korábbi megállapítások megismétlésével (Mathiak et al., 2011), mind a győzelem, mind a veszteség események deaktiválást váltottak ki az általános játékmennyiség tekintetében az aktív, de nem a helyettes játék során. Másodszor, a játékmenet ezen fő hatása mellett a győzelemes események magasabb aktiválási szintet váltottak ki (azaz gyengébb deaktiválást az aktív játék során és erősebb aktiválást a helyettes játék során), mint a veszteségeseményeket. Továbbá eredményeink kölcsönhatásokat mutattak ki e két hatás között; vagyis a nyeremények és a striatum, különösen az elülső putamen veszteségei miatti aktiválódási változások nagyobbak voltak az aktív, mint a helyettes játék során. Ez az interakciós hatás első alkalommal bizonyítja, hogy a bonyolult videojátékban megnyert versus veszteség erősebb hatásokat vált ki a striatumban az aktív, mint a másik játékmenet során. Ez a megállapítás összhangban áll mind az állatok elektrofiziológiájával (Kawagoe és mtsai, 1998; Schultz és mtsai, 2000), mind az emberi idegépképzéssel (Elliott és mtsai, 2004; O'Doherty és mtsai, 2004; Tricomi és mtsai, 2004; Zink és mtsai, 2004; Guitart-Masip és mtsai, 2011), amelyek azt mutatják, hogy a sztriatális jutalomválaszok kritikusan függnek a befogadók saját cselekedeteitől. Ezek a korábbi tanulmányok egyszerű feladatokat alkalmaztak, ahol a jutalmak specifikus motoros cselekvésekhez kapcsolódtak (például a két gomb egyikének megnyomásával), míg a jelen tanulmány kiterjeszti ezeket az eredményeket azáltal, hogy egy összetett, ökológiailag érvényes feladat során demonstrálja a cselekvés-jutalom kontingenciát a striatumban (videó játék), amely a szabadon mozgó emberi motivált viselkedést szimulálja.

A striatumban és a frontális kéregben is el tudtuk különíteni az aktív és a passzív módon nyert jutalmak kódolását: míg az elülső putamenek csak az aktív játék során érzékenyebbek voltak a győzelmekre, mint a veszteségekre, az omPFC erősebb aktiválást mutatott a győzelemhez, mint a veszteséghez mind az aktív, mind a helyettes játék. Az omPFC-től független, az akciótól független jutalom aktiválást már korábban megfigyelték mind állatokon (Schultz et al., 2000), mind humán neuroimaging vizsgálatokban (Elliott et al., 2004). Mivel a nyertes és veszteséges eseményeket külső monetáris jutalmakkal és büntetésekkel társították, az omPFC aktiválásai összhangban állnak az omPFC ismert szerepével a monetáris nyereségek és más másodlagos jutalmak feldolgozásában is (Xue et al., 2009). Azonban a striatumban lévő nucleus akumulánsok szintén nagyobb aktiválást mutattak a győzelmekhez, mint a veszteségekhez mind az aktív, mind a helyettes játék során. Lehetséges, hogy a putamen elülső részeivel ellentétben a nucleus carréns általában érzékeny volt a jutalmak megszerzésére, hasonlóan az omPFC-hez. Az elülső putamen és a nucleus carrbens eredmények disszociálódó válaszmintái a ventromedialis striatum (beleértve a nucleus carrbens-t) és a dorsolateral striatum (beleértve a putamenet) eltérő kapcsolódási mintáiból származhatnak: míg a ventromedialis striatum visceralis afferenseket kap, annál több dorsolateral régió kapcsolódik túlnyomórészt a magasabb rendű asszociatív és szenzor-motoros régiók (Voorn et al., 2004).

Az aktív játék során mind a győzelem, mind a veszteség során megfigyelt striatális deaktivációk jelentősen meghosszabbították korábbi eredményeinket (Kätsyri et al., 2012). Bár hasonló striatális deaktiválást már korábban megfigyeltünk (Mathiak és mtsai., 2011), a jutalomáramlás kikapcsolása a játékmenet események jutalmazásával összefüggésben mindazonáltal indokolt mérlegelni. Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy a striatum tonikus aktivációt mutatott, amikor a játékos aktívan versenyezött ellenfelével, és hogy ezek az aktiválások visszatértek az alapszinthez, amikor a játék egy szünete megakadályozta e cél elérését; vagyis mind azután, hogy tehetetlenné vált (veszteséges események), mind azután, hogy sikerült megszüntetnie ellenfelét (győzelem események). Sajnos ezt a hipotézist nem tudtuk közvetlenül kipróbálni: mivel a nyers BOLD jel erőssége önkényes, a függetlenül letapogatott aktív és helyettes játékmenet észleléseinek összehasonlítása értelmetlen lett volna. A korábbi fMRI és PET vizsgálatok azonban már kimutatták, hogy az aktív játékmenet a tónus növekedését idézi elő a striatális aktiválásban (Koepp et al., 1998; Hoeft et al., 2008), és egy korábbi tanulmány kimutatta, hogy az aktív játékbeállítások és eltolások a striatalis fMRI-t idézik elő. be- és kikapcsolások (Cole et al., 2012).

Fentebb azt javasoltuk, hogy a nyeremények és veszteségek idején bekövetkező sztriatális deaktiválást az általános játékmenet során fellépő tónusos aktiválási szintek okozhatják, amelyek a játékmenet megszakításakor közelebb kerültek az alapszinthez. Noha ez a javaslat spekulatív, legalább két lehetséges magyarázat létezik arra, hogy a videojátékok miért váltanának ki tónusos aktiválódást a sztriatumban. Először is, az ilyen aktiválások, különösen az aktív játék során, tükrözhetik a játék önmagában kifizetődő természetét (vö. Przybylski és mtsai, 2010; lásd még Koepp és mtsai, 1998). Eredményeink kísérletileg alátámasztják ezt a nézetet, tekintettel arra, hogy az aktív versus helyettes játékmenet során a játékmenet (nyeremény és veszteség) által okozott sztriatális és meziális deaktivációk korreláltak a játékosok pozitív hatásának önértékelésével a megfelelő egész munkamenet során. Másodszor lehetséges, hogy a tónusos sztriatális aktiválódások a hedonikus jutalmazási folyamatok tartós előrejelzését tükrözik - vagyis inkább a jutalom összetevőinek „akarását”, mint „tetszését” (lásd Berridge, 2007; Diekhof et al., 2012). Ez hihető magyarázat, tekintve, hogy gyors tempójú videojátékunkban (20–30 másodperc alatt. A forduló átlagos időtartama; lásd az 1. táblázatot) minden új tevékenység kezdetét követő tevékenység (azaz az ellenfél megtalálása és bevonása) végül jutalomkereséssel voltak összefüggésben. Bizonytalan azonban, hogy az ilyen várakozó válaszoknak miért kellene nagyobbnak lenniük az aktív, mint a helyettes játék során. Továbbá az elülső putamen (aktív játék közben) és a nucleus accumbens (mind az aktív, mind a helyettes játék során) érzékeny volt a jutalom kimenetelére is, mivel válaszaik nagyobbak voltak a győzelemre, mint a vesztésre. A várható és megszerzett jutalmakra adott striatális válaszokra vonatkozó javaslatok nem zárják ki egymást. Valójában az agyi képalkotó vizsgálatok nemrégiben készült metaanalízise kimutatta, hogy a ventrális striatum, az mPFC-vel ellentétben, érzékeny mind a várt, mind a kapott jutalmakra (Diekhof et al., 2012).

Az érzelmi értékelések mellett az aktív és helyettes játszó körülmények differenciált térbeli jelenlét és áramlási élményt váltottak ki. A térbeli jelenlét széles körű hálózatban kapcsolódik az aktiválásokhoz, beleértve a ventrális látóáramot, a parietális kéreg, a premotoros kéreg és az agytörzset (Jäncke et al., 2009). Érdekes, hogy eredményeink azt mutatták, hogy ezen kívül a striatum mellett ezek a régiók is aktív játék közben erősen deaktiváltak győzelem és veszteség események során (vö. 2. Táblázat). Ennélfogva lehetséges, hogy a térbeli jelenlét élményéhez hozzájáruló hálózat is aktív játék közben aktivált aktivációt mutatott, amely győzelem és veszteség után visszatért az alapszintre. Mindazonáltal egyértelmű, hogy a tónusú és fázisos fMRI aktiválások terjesztéséhez és azok viselkedési korrelációjához (pl. Térbeli jelenlét) a videojátékok lejátszása során jövőbeli tanulmányokra van szükség.

Az attribúciós elmélettel (Weiner, 1985) összhangban a játékosok önértékelései megerősítették, hogy az aktív, mint a helyettes játék során a veszteségeket kellemetlenebbnek élték meg, annak ellenére, hogy az aktív és a helyettes játék során a győzelemért és veszteségért járó külső pénzbeli jutalmak és büntetések azonosak voltak körülmények. Az aktív játék során a győzelem eseményeinek észlelt kellemessége összekapcsolódott az étvágygerjesztő motiváció egyéni különbségeivel (azaz a szórakozásra való hajlam). Eredményeink mindazonáltal nem szolgáltattak bizonyítékot a játékosok kellemes önértékelései és általában a győzelem vagy veszteség események fMRI-válaszai, illetve az aktív és a helyettes játéktevékenység közötti összefüggésekre. Meg kell azonban jegyezni, hogy a játékosok csak két értékelést végeztek a játék összes győzelmi és veszteségeseménye tekintetében, és lehetséges, hogy az ilyen átfogó értékelések nem biztos, hogy olyan pontosak voltak, mint az összes játékesemény utólagos értékelése. lett volna. A jövőben ezt a problémát úgy lehet megoldani, hogy a résztvevők videofelvételeket mutatnak be a játékmenetükről, és megkérik őket, hogy folyamatosan értékeljék érzelmi érzéseiket a játék során; ez a technika sikeresnek bizonyult például a filmek által kiváltott érzelmek agyi alapjainak tanulmányozása során (Nummenmaa és mtsai., 2012), és már felhasználva a korábbi fMRI játékvizsgálatokban (Klasen et al., 2008).

A vizsgálati alanyok precíziós kézműveleteket alkalmaztak a joystick manipulálására, és ezért kritikus szempont a jutalom megszerzésével kapcsolatos érzékelőmotor folyamatok ellenőrzése, különösen azért, mert a striatum a korrekciós kézmozgások érzékelőmotor vezérlésében is részt vesz (Siebner et al., 2001; Turner és munkatársai, 2003). Ez a kérdés különösen fontos a győzelem és a veszteség esetén, mivel ezeket az eseményeket általában a mozgási igények eltérő változásai követik (pl. A játék folytatása vs. a teljes mozdulatlanság). Tudomásunk szerint azonban a korábbi agyi képalkotó vizsgálatok nem tették kifejezetten a joystick mozgásának hibáinak ellenőrzését. Még azután is, hogy folyamatos zavaros regresszorokat alkalmaztunk mind az általános mozgásokra, mind a mozgásirány-változásokra, eredményeink egyértelműen kimutatták a videojátékok eseményeinek hasonló striatális hatásait, mint korábban beszámoltak (Klasen et al., 2012), ami azt jelenti, hogy ezeket az eredményeket nem lehet beszámolni érzékelőmotoros hatások. Ennek ellenére a változó mozgásigények hatásait a győzelem és veszteség eseményeit követően a jövőben részletesebben meg lehet vizsgálni; például manipulálva, hogy a játékos képes-e mozogni bizonyos játék eseményei után, vagy sem. A jövőben azokat a tanulmányokat is el kell végezni, amelyek kifejezetten arra összpontosítanak, hogy a jutalom előrejelzése és a jutalom befogadása szerepet játsszanak a striatális válaszok során. Az ilyen tanulmányoknak lassabb ütemű videojátékokat kell felhasználniuk, amelyek elég hosszú időtartamúak a kritikus tevékenységek (például lövöldözés) és azok eredményei között.

Noha a jelenlegi mintaméret összehasonlítható volt számos videojáték-ingert felhasználó fMRI-tanulmányokkal (Mathiak és Weber, 2006; Weber et al., 2006; Mobbs et al., 2007; Ko és mtsai., 2009; Mathiak és mtsai.) , 2011; Klasen és munkatársai, 2012), a jövőbeli tanulmányoknak fontolóra kell venniük a nagyobb mintaszámok alkalmazását az aktív és a helyettesítő játék közötti potenciálisan finomabb különbségek kimutatására. Az adatokra retrospektív elemzést végeztünk a G * Power szoftver (Faul és mtsai., 2007) felhasználásával, hogy becsüljük meg a minimális mintaméretet, amelyet a jövőben az alanyokon belüli vizsgálatok során figyelembe kell venni a hasonló hatások 80% statisztikai erővel történő kimutatásakor (5%). szignifikancia szint). Ezek a számítások azt mutatták, hogy öt résztvevő elegendő lenne a hasonló nyereség és veszteség válasz észlelésére a ventrális elülső putamenben (M = 1.90, SD = 0.95 és γ = 2.0). Ugyanakkor ahhoz, hogy megismételjük a differenciális nyereség és veszteség válaszválaszokat az aktív és a helyettes játék közben, ugyanazon a térségben, legalább tizenhárom résztvevőből álló nagyobb mintát kell használni (M = 1.16, SD = 1.35, γ = 0.86). Mint a jelen tanulmány kimutatta, a játékmenet események automatikus megjegyzése lehetővé teszi a nagy adatkészletek egyszerű megszerzését a naturális videojáték-feladatokból.

Összefoglalva, újszerű videojáték-feladatokkal kimutattuk, hogy a striatális és a frontális dopaminerg jutalomkör csomópontjai az aktív és helyettes játék során eltérő módon reagálnak a győzelmekre és veszteségekre. Pontosabban, a striatális csomópont (különösen az elülső putamen) csak az aktív játék során volt érzékenyebb a győzelmekre, mint a veszteségekre, míg a frontális csomópont (omPFC) aktivitástól függetlenül erősebb válaszokat mutatott a nyereményekre, mint a veszteségekre. Ezek az eredmények rávilágítanak a striatum szerepére az önszerzett és passzívan megszerzett jutalmak kódolásában a szabadon mozgó motivált viselkedés során. Bár a modern videojátékok által nyújtott audiovizuális stimuláció önmagában is kifizetődő lehet, a videojátékok során a hedonikus és averzív élmények idegi alapjai egyértelműen a játékosok aktív részvételétől is függenek. A jelenlegi tanulmányban feltárt striatális jutalomfeldolgozó áramkör valószínűleg hozzájárul a videojátékok motivációs vonzerejéhez.

Érdekütközési nyilatkozat

A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában hajtották végre, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.
Köszönetnyilvánítás

Köszönjük Kattelus Marita segítségét az fMRI adatgyűjtésben és az önkéntes résztvevőknek a segítségéért, amely lehetővé tette ezt a tanulmányt. Ez a munka pénzügyi támogatást kapott a Finn Aalto Egyetem aivoAALTO kutatási projektjéből (támogatási számok: #129678, #131483 Riitta Hari-nak, #251125 Lauri Nummenmaa-nak), az Európai Kutatási Tanács (#232946 - Riitta Hari) és Emil-nek Aaltonen Alapítvány (#595100 Jari Kätsyri-nek).

Referenciák