Minnkað hagnýtur heila tengsl hjá unglingum með fíkniefni (2013)

Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.

Netnotkun hefur verið sífellt viðurkennd bæði í opinberum og vísindasamfélaginu um allan heim [1], þó að það sé tiltölulega nýtt ástand og sálfræðilegir eiginleikar þess og taugafræðilegu aðferðir eru enn illa skilin. Nýlegar rannsóknir á taugakerfi hafa greint verulegar breytingar á heilastarfsemi og uppbyggingu í tengslum við fíkniefni. Meirihluti þessara rannsókna notaði virkan segulómun (fMRI) sem gerð var á meðan á verkefnum stóð og hefur haft í för með sér framhlið og strikasvæði og, í minna mæli, paretal og insula heilaberki [2]-[5]. Að auki, með því að nota positron emission tomography (PET), Kim et al. (2011) fann minnkað aðgengi dopamín D2 viðtaka í tvíhliða caudate og hægri putamen [6], og Hou et al. (2012) með einföldum ljósmótefnissparnaði (SPECT) fannst minnkað striatal dópamínflutningsþrýstingsstig hjá fullorðnum með fíkniefni [7]. Þessar niðurstöður eru í samræmi við núverandi fræðilegu líkön á fíknarsjúkdómum, sem felur í sér ekki aðeins fíkniefni heldur einnig hegðunarvanda (td sjúklegan fjárhættuspil) sem leggur áherslu á meinafræði framrásarrásarrásar [8], eins og heilbrigður eins og insula [9], [10]. Structural MRI rannsóknir frá Zhou et al. (2011) og Yuan et al. (2011) hafa lagt til kynna gráa efni frávik í heila svæðum þar á meðal prefrontal heilaberki [11], [12], og myndvinnslurannsókn með diffusion-tensor af Lin et al. (2012) tilkynnti víðtæka hvíta efnið afbrigði hjá unglingum með fíkniefni [13]. Að lokum, Liu o.fl. (2010) fannst breyting á svæðisbundnu einsleitni í fíkniefni [14], sem er okkar vitneskja eina hvíldarstaða fMRI finna í bókmenntum varðandi þessa röskun [15]. Höfundarnir rannsakuðu tímabundið einsleitni í blóðsykri-stigi (BOLD) merki hvers fósturs með þeim næstu 26 nágranna voxels hennar á rassinn hátt.

Hvíldarstaða fMRI er tiltölulega nýr hugsanlegur tækni til að kanna tengsl milli svæðisbundinna tengsla við sjálfsvirka heilavirkni, skráð eins og einhver liggur hljóðlega í skannanum án þess að vera ráðinn í tiltekið verkefni [16]. Aðferðin veitir öfluga aðferð til að kortleggja vel skilgreindar virknikerfi [17], [18]. Aðgerðir til hvíldarstaðar eru áreiðanlegar [19], [20], undir erfðaeftirliti [21]-[23], og hugsaði um að vísitölu eignarhalds á hinni hagnýtu stofnun [24], háð ákveðnum forsendum [25]. Í sambandi við greiningu siðfræðilegra aðferða býður hvíldarstaður fMRI upp öfluga leið til að rannsaka stærri skipulagningu virkni virkni heila og truflun á sálfræðilegum aðstæðum [26].

Í þessari rannsókn notuðum við friðlýst gögn um hvíldarstaða fMRI til að kortleggja muninn á hagnýtum tengsl milli alhliða hóps af 90 greinilegum heilabrotum og heilabrunnum hjá heilbrigðum einstaklingum og unglingum með fíkniefni, með áherslu á einstaklinga sem taka þátt í óhóflegri netspilun meðal fyrirhugaðra undirhópa af þessari röskun [27]. Við gerðum einnig greiningu á netfræðilegum truflunum [28] að meta hvort einhver munur á tengslastyrk milli tengdra hópa væri frekar í tengslum við alþjóðlegt endurskipulagningu hagnýtra samskipta [26], eins og greint var frá í mörgum öðrum geðsjúkdómum [29], [30].

Byggt á fyrri uppbyggingu og hagnýtum taugakerfi í fíkniefnum [3], [4], [6], [7], [15], ásamt þekktu fræðilegu líkönunum á fíkniefnaneyslu [8], [9], sögðum við að unglingar með fíkniefni gætu sýnt breytingu á milli svæðisbundinna tengsla milli framhliða og striatala svæðanna, með hugsanlegri frekari þátttöku heilaberkis og insula.

Efni og aðferðir

Siðareglur Yfirlýsing

Þessi rannsókn var samþykkt af endurskoðunarnefnd um menntun við Seðlabankann í Seoul. Allir unglingarnir og foreldrar þeirra veittu skriflegu upplýstu samþykki fyrir námi. Rannsóknin var gerð í samræmi við yfirlýsingu Helsinki.

Þátttakendur

Tólf hægri hönd unglinga með fíkniefni og 11 hægri hönd og kynlíkt [31] heilbrigð stjórnvöld tóku þátt í þessari rannsókn. Greining á fíkniefni var stofnuð með því að nota Young Internet Addiction Scale (YIAS), sem samanstendur af 20-atriðum, sem byggjast á 5-punkti Likert-mælikvarða sem metur hversu mikið vandamál eru af völdum netnotkunar [32], og Kiddie-áætlun um áverkanir og geðklofa-nútíð og æviútgáfu (K-SADS-PL), hálf-skipulagt greiningarviðtalstæki með staðfestu gildi og áreiðanleika, sem gerði okkur kleift að útiloka aðrar geðraskanir [33], [34]. Þátttakendur með fíkniefni voru takmarkaðir við þá sem tilkynntu að hafa upplifað dæmigerð fíkniefni (þ.e. umburðarlyndi, afturköllun, áhyggjur af að spila á netinu leiki, endurteknar árangurslausar tilraunir til að draga úr eða stöðva á netinu gaming, neikvæð áhrif á skap þegar reynt er að draga úr online gaming og vanrækja mikilvæg sambönd eða starfsemi vegna online leikur) [35], [36]. Allir þátttakendur með fíkniefni tilkynntu um óhóflegan spilun á netinu meðal fyrirhugaðra undirgerða þessarar röskunar. Sama hljóðfæri voru notaðar við ráðningu heilbrigða unglinga. Lýðfræðilegar upplýsingar og upplýsingatækni kvóti (IQ) allra þátttakenda voru einnig metin (sjá Tafla 1).

Sækja: 

 

• PPT

  PowerPoint renna

• PNG

  stærri mynd (21KB)

• TIFF

  upprunalega mynd (58KB)

Tafla 1. Lýðfræðileg og klínísk einkenni þátttakenda.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.t001

Gagnaöflun og myndvinnsla

FMRI myndir voru gerðar á 3T Siemens skanni (Siemens Magnetom Trio Tim Syngo MR B17, Þýskalandi) með eftirfarandi breytur: endurtekningartíma (TR) 2700 ms; Echo tími (TE) 30 ms; kaupmagni 64 × 64; Sýnissvið (FOV) 192 × 192 mm²; Flip horn 90 °; voxel stærð 3.0 mm × 3.0 mm × 3.0 mm; sneiðar 40. Heildartími kaupanna var 6 mín. 45 sek. Hópur spólu var notaður og höfuð hreyfingu var lágmarkað með því að fylla tómt rými um höfuðið með svampur efni og festa neðri kjálka með borði.

Forvinnsla fMRI mynda var gerð með því að nota Gagnavinnslu Aðstoðarmaður fyrir hvíldarstaða fMRI (DPARSF) [37], sem byggist á tölfræðilegum Parametric Mapping (SPM8) og Resting State fMRI Data Analysis Toolkit (REST). Fyrstu 5 myndirnar í hverju efni voru fargaðar og aðrar 145 myndir voru leiðréttar fyrir sneið tímasetningu og endurstillt í fyrsta bindi til að leiðrétta fyrir hreyfilyf. Allir þátttakendur sýndu minna en 0.5 mm af tilfærslu og 0.5 ° snúnings í 6 höfuð hreyfingar breytur þeirra. Að auki voru tveir hópar ekki marktækt ólíkir (p<0.05) í fjórum hreyfibreytum sem Van Dijk o.fl. [38]: þ.e. meðalhöfuðflutningur (internetfíkn: 0.04 ± 0.01 mm, stýring: 0.04 ± 0.01 mm), hámarks höfuðflutningur (netfíkn: 0.18 ± 0.14 mm, stýring: 0.17 ± 0.07 mm), fjöldi ör (> 0.1 mm ) hreyfingar (ekki meira en 2 fyrir alla þátttakendur, nema tveir einstaklingar í netfíknahópi með 5 og 6 örhreyfingar), og höfuð snúningur (internetfíkn: 0.04 ± 0.01 °, stjórn: 0.04 ± 0.00 °). Fyrir staðbundna eðlilegt horf var búið til aldurs- og kynjamótað heilasniðmát byggt á gögnum úr NIH MRI rannsókninni á eðlilegum heilaþroska með Template-O-Matic [39]. FMRI myndirnar okkar voru eðlilegar með því að nota þetta sérsniðna sniðmát og slétt með hálf hámarks Gauss kjarna 6 mm í fullri breidd. Gögnin voru síðan dregin og lágtíðni sveiflur (0.01-0.08 Hz) voru síaðir til að greina merki frá grátt efni og draga úr áhrifum hávaða. Sex höfuð hreyfing breytur, hvítt mál merki og heilablóðfall vökva merki voru endurtekin frá síað BOLD merki. Að lokum voru leifar af þessari afleiðingu útdregin úr 90 heila svæðum (hnúður) byggð á sjálfvirkan líffærafræðilega merkingu (AAL) [40], og par-vitur samtök voru reiknuð sem leiddi til 90 við 90 tengifylki fyrir hvert efni. Fylgnistuðull Pearson (zero lag) var notaður til að mæla hvert par-vitur samband. Athugaðu að alheimsmerkið var ekki með sem óþægilegt fylgibreytu, sem tryggði að hlutfall neikvæðra fylgni væri í lágmarki.

Data Analysis

Tölvusnápur (NBS) [41], [42] var notað til að bera kennsl á svæðisbundin heila net sem sýndu marktækan milli hóps munur á milli svæðisbundinna virkni tengsl. Sérstaklega var gerð t-próf ​​til að prófa mismun á milli hóps í samanburðarstuðlinum við hverja 90 × (90-1) / 2 = 4005 einstaka svæðisbundna mótunina. Samtengd net, formlega þekkt sem línurit hluti, voru þá auðkenndar með tengingum við t-tölfræði sem er hærra en t = 3.0. Fjölskylda-vitur villa (FWE) -skorið p-gildi var reiknað út fyrir stærð hvers hlutar sem fékkst með því að nota permutation prófun (20000 permutations). Hver permutation þátt handahófi stokka hóp merki og greina stærð stærsta samtengda net, þannig að það skilar sér staðbundinni núlldreifingu á hámarksfjölda stærðarhluta [43]. FWE-leiðrétt p-gildi var áætlað fyrir hvert samtengt net sem hlutfall permutts sem skilaði stærra samtengdu neti, eða jafnstórt. Tvær aðrar tilgátur (fíkn> stýringar og fíkn <stýringar) voru metnar sjálfstætt. Öll þessi skref voru framkvæmd með NBS hugbúnaðarpakkanum sem er dreift frjálslega sem hluti af Brain Connectivity Toolbox (http://www.brain-connectivity-toolbox.net/) eða NITRC (http://www.nitrc.org/projects/nbs/). Til að meta endurtekningarnákvæmni allra mikilvægra niðurstaðna við aðrar atlasar [44], ofangreind greining var endurtekin sérstaklega með AAL-atlasinu sem var skipt út fyrir tvær aðrar atlasar til að parcela heilaberki í óveruleg svæði; þ.e. Montreal Neurological Institute (MNI) uppbyggingu Atlashttp://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/data/atlas-descriptions.html) og handahófi parcellation sem samanstendur af 120 svæðum [45]. MNI Atlas er gróft parcellation sem táknar átta líffærafræðilega svæði á heilahvelfinu og auðveldar þannig einkennandi tengingu milli lobba.

Næst prófum við fyrir milli hópa munur á helstu graf-undirstaða net ráðstafanir [28]; þ.e. meðaltal þyrping stuðullinn, einkennandi leið lengd og lítill-worldness hlutfall. Túlkun þessara ráðstafana hvað varðar flókið heila og skipulag er að finna í nýlegri bókmenntum [26], [30], [46]-[49]. Tengivatnin voru fyrst binarized með tilliti til sett af fastri tengingu þéttleika, allt frá 10% til 30% [28]. Netráðstafanir voru reiknaðar út fyrir hverja þéttleika með því að nota viðeigandi virkni sem er að finna í hjálpartækjanna. Þyrpingarstuðullinn og einkennandi leiðarlengdin voru eðlileg með tilliti til ensemble af 20 handahófi neta sem myndaðist með því að nota Maslov-Sneppen rewiring reiknirit [50]. Mismunur milli hóps var síðan metinn við hverja þéttleika með tvíhliða t-prófun.

Að lokum voru þyrpingareining og leiðslengd reiknuð á staðnum fyrir hvert 90 svæði. Tvíhliða t-próf ​​var einnig notaður til að prófa mismun á milli hópa í þessum svæðisbundnum aðgerðum. The False uppgötvun hlutfall (FDR) [51] var notað til að leiðrétta fyrir margar samanburður á fjölskyldunni af netþéttleika og svæðum.

Niðurstöður

Þátttakandi Einkenni

Allir þátttakendur voru hægri hönd karlmenn. Enginn marktækur munur var kominn á aldrinum og IQ milli hópana og YIAS stigið var verulega hærra í fíkniefni internetinu (Tafla 1).

Hópur munur á virkni tengingar

NBS benti á eitt net sem sýnir verulega (p<0.05, FWE-leiðrétt) minnkaði tengsl hjá unglingum með netfíkn samanborið við samanburðarhóp. Þetta áhrifa net samanstóð af 59 hlekkjum sem tóku þátt í 38 mismunandi heilasvæðum (Mynd 1). Netið var í stórum dráttum endurtekið þegar AAL-atlasið var skipt út fyrir tvær aðrar atlasar til að parcela heilaberki í óveruleg svæði (sjá Mynd S1). Þrátt fyrir mikla breytingu á heildarfjölda landa sem samanstanda af þessum atlassum (AAL: 90, MNI: 16, handahófi: 120) var merkjanlegur samkvæmni augljós í heildarnetinu. Nettóstærð aukist verulega með atlasupplausn (þ.e. heildarfjölda svæða), sem leiðir til flóknari stillingar. Hins vegar voru cortical og sub-cortical svæðum (og samsvarandi lobes) sem voru til kynna í meginatriðum endurtekin yfir þremur atlassum. Tölur voru sýndar með BrainNet Viewer (http://www.nitrc.org/projects/bnv/).

Sækja: 

• PPT

  PowerPoint renna

• PNG

  stærri mynd (3.47MB)

• TIFF

  upprunalega mynd (3.16MB)

Mynd 1. Net af minni hjartastarfsemi tengsl við unglinga með fíkniefni.

Rauðar punktar tákna staðalímyndar miðstöðvar heilahluta (hnúður) sem eru skilgreindar með sjálfvirkum líffærafræðilegum merkingar (AAL) atlasi og bláir línur tákna suprathreshold tenglar (t = 3.0) sem samanstanda af viðkomandi neti sem er auðkennd með staðarnetinu (NBS)p<0.05, hluti leiðrétt leiðrétt). Axial sýnin sýnir þátt millihvelatenginga (þ.e. tengingar yfir milli hægra og vinstra heilahvel). Sagittal sýnin sýnir aðkomu að framan-, stundar- og parítalalófa í viðkomandi neti.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g001

Eftir Fornito o.fl. [52], AAL svæði voru flokkuð í samsvarandi helstu lobes (td framhlið, tímabundið, parietal) og hlutfall tenginga sem tengja þessar stóru deildir voru mældar fyrir hvert par af lobes. Hinsvegar kom í ljós að fyrirfram-temporo-parietal tengingar voru fyrir áhrifum, en occipital lobe var ekki innifalinn í viðkomandi neti. Meirihluti tenginga sem fækkaði í fíkniefninu tengdu tengsl milli subcortical svæði og framhlið (~ 24%) og parietal (~ 27%) cortices (Mynd 2). Til að skilja betur hvaða subcortical svæði geta verið að stuðla að þessari niðurstöðu, skoðuðum við tengsl milli hvers cortical lobe og hvert subcortical svæði sérstaklega í NBS netinu (Mynd S2). Þessi greining leiddi í ljós að undirflokkarnir innihéldu hippocampus, globus pallidus og putamen. The amygdala og caudate kjarninn voru ekki innifalin í viðkomandi neti. Bilateral putamen var mest þátttaka subcortical svæðinu, sem sýnir minnkað tengsl við öll þrjú helstu heilablóðföll sem taka þátt. Þetta mynstur var endurtekið með því að nota MNI atlasið, þar sem netið sem fylgir aðeins var með putamen og insula, auk hliðar, parietal og temporal lobes; Caudate kjarninn og occipital lobe voru ekki innifalin í viðkomandi neti.

Sækja:  

 

• PPT

  PowerPoint renna

• PNG

  stærri mynd (153KB)

• TIFF

  upprunalega mynd (508KB)

Mynd 2. Hlutfall tenginga sem hafa áhrif á fíkniefni tengja mismunandi pör af víðtækum heilasviðum.

Fjöldi tengla sem eiga við hvert par af deildum er eðlilegt með heildarfjölda par-vitra tengla. Athugaðu að hippocampus, globus pallidus og putamen voru úthlutað undirflokknum og fremri cingulate gyrus var úthlutað að framanflokknum. The amygdala og caudate kjarninn voru ekki innifalin í trufluðu neti og því var engin þörf á að úthluta þessum svæðum til lobe. The putamen, bilaterally, var mest þátt subcortical svæðinu, sýna minnkað tengsl við allar þrjár helstu heilabólur sem taka þátt.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g002

Við fundum ekki nein net með aukinni tengingu í fíkniefninu. Engin marktæk tengsl fundust milli hagnýtur tengsl í greindan net og YIAS stig, annaðhvort í fíkniefninu eða í stjórna.

Hópur Mismunur í netþjálfun

Enginn munur á milli hópa var tilgreindur í meðaltali þyrpingareiningunni, einkennandi leiðarlengd eða lítilli heimsvildarhlutfall við hvaða netþéttleika sem rannsakað var (p<0.05, FDR-leiðrétt) (Mynd 3). Að auki lifnaði enginn munur á milli hópa í samsvarandi staðbundnum (svæðisbundnum) ráðstöfunum FDR leiðréttingu fyrir margar samanburður. Nota minna strangar rangar jákvæðar leiðréttingar p<(1/90) = 0.011 [53] Til þess að kanna þróun stigsáhrifa kom fram munur á milli hópa í staðbundnum þyrpingartækni og staðbundin leiðarlengd sem einkennist af köstum í kviðarholiTöflur S1 og S2).

Sækja: 

 

• PPT

  PowerPoint renna

• PNG

  stærri mynd (1.57MB)

• TIFF

  upprunalega mynd (1.87MB)

Mynd 3. Lítil heimur breytur af hagnýtur tengsl heilans hjá unglingum með fíkniefni.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g003

Discussion

Vísbendingar um minnkað heila virkni tengsl fannst hjá unglingum með fíkniefni. Í samræmi við núverandi módel sem leggur áherslu á hlutverk cortico-subcortical sjúkdómsins í fíkn [54], 24% af tengingum í breyttu neti sem aðgreindu háttsettum einstaklingum og heilbrigðum stjórnendum tengdu tengsl milli fram- og utanríkis. Viðbótarupplýsingar um 27% tengd undirflokk og parietal svæði, með takmarkaðari vísbendingar um þátttöku insula, aftur í samræmi við nýlegar vísbendingar um þátttöku þessara svæða í fíkn. Athugaðu að greiningin okkar veitir strangar prófanir á cortico-subcortical líkönum um fíkn, þar sem meðal annars voru gerðar ráðstafanir af par-vitur hagnýtur tengsl milli 90 mismunandi svæða sem dreift eru um heilann. Sú staðreynd að cortico-subcortical kerfi kom fram sem áberandi meinafræði með því að nota þessa algerlega gagnvirku greiningu veitir sterkan stuðning við þátttöku þessara kerfa í fíkniefni. Þar að auki bendir niðurstöður okkar á því að internetfíkn deilir taugafræðilegum einkennum saman við aðra ávanabindandi sjúkdóma, og þessi undirflokkar svæði geta einkum verið kjarni vefsvæða á heilakerfinu. Mikilvæg athugasemd er sjónarmið frá National Institute of Drug Abuse að hegðunarfíkn gæti verið tiltölulega hreint líkan af fíkn, með hliðsjón af því að þessi skilyrði eru ekki menguð af áhrifum efna [55]. Rannsóknin á mörgum öðrum sjúkdómum um fíkniefni er ávallt hneykslaður af aukaverkunum af völdum efnaskipta, internetfíkn er greind hegðunarvandamál og veitir þannig markvissari líkan til að læra fíkn sem er laus við langtímaáhrif lyfja.

Í þessari rannsókn var NBS notað með netstærð sem mæld var miðað við umfang hennar; það er heildarfjöldi tenginga sem samanstendur af netkerfinu. Þessi stærðarmælir er ekki til þess fallin að greina brennisteinsáhrif sem fela í sér einn, einangruð tengsl sem ekki mynda sameiginlega net. Til að prófa þessa tegund af brennidepli milli hóps munur var NBS greiningin endurtekin prófun fyrir munur á massa íhluta frekar en stærð. Massastatnin veitir meiri næmi fyrir brennidepli, ákafur áhrif en prófun á mismunandi hlutastærð. Í samlagning, við þröskuldum einnig brún-vitur samanburður með FDR, sem mun vera mjög viðkvæm fyrir hár-styrkleiki, brennidepli áhrif. Engin marktækur munur á milli hópa var augljós með annaðhvort FDR eða massa tölfræði, sem bendir til þess að aberrant tengsl í fíkniefni fjalla um dreift net sem felur í sér nokkur kortlæga og undirkorta svæði.

Í ljósi þess að heila net eignir eru þekktar fyrir að vera næmur fyrir val á parcellation sniðmát, við rannsakað nokkrar aðrar parcellation kerfi til að meta endurtekningu einhverra niðurstaðna til breytinga á nodal skilgreiningar [45], [56], [57]. Þetta gerði okkur kleift að útiloka þann möguleika að ákveðnar niðurstöður væru eingöngu vegna tölfræðilega hagstæðrar staðsetningar hnúta en ekki endurgerð með öðrum vel þekktum parcellations.

In í mótsögn við minnkaðan styrk virkni tengslanna, hafa staðbundnar breytur ekki leitt í ljós marktækan hóp munur. Jafnvel þegar við gerð frekari rannsóknargreiningar á grundvelli minni strangrar stjórnunar gegn tegund I villu, benda niðurstöðurnar til mögulegra efnafræðilegra munna sem aðallega tengdu occipital lobe sem var óbreytt í NBS greiningunni. Þannig var fíkniefni tengd við víðtæka og verulega lækkun á hagnýtum tengslum í cortico-subcortical rafrásum, en þessi lækkun var ekki tengd við alheimsröskun í heilaþörfum netfræði. Þessi rannsókn sýnir að útbreiddur munur á virkni tengsl getur verið til staðar þar sem engar breytingar eru á grundvallarfræðilegum aðgerðum. Það kann að virðast athyglisvert að munur á tengslstyrk var svo útbreiddur þar sem engin marktæk staðbundin munur væri. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að tópófræði og tengslastyrkur eru aðgreindir eiginleikar tengslanna og óeðlilegra aðstæðna í einum nauðsynjum ekki að valda afbrigðum í hinu. Svipaðar niðurstöður hafa komið fram við aðrar sjúkdómar [52], [58]. Við athugum hins vegar að þessi munur á hópnum í sumum efnafræðilegum eiginleikum sem stefnt er að gagnvart tölfræðilegum þýðingum. Greining á stærri sýni getur veitt nauðsynlegt vald til að lýsa þessum áhrifum verulega. Niðurstöður okkar benda til þess að staðbundnar breytingar geta verið lúmskur en þær sem sjást fyrir hagnýtar tengingarráðstafanir.

Meðal 59 tenginga innifalinn í breyttu neti, voru 25 interhemispheric tengingar og 34 voru intrahemispheric, sem bendir til þátttöku langvarandi og stuttar tengingar í heilanum. Í ljósi þess að fíkniefni er nýlega viðurkenndur geðheilbrigðisástand, með hugmyndafræði og greiningarmörkum sem eru enn lausar og óákveðnar, gæti það verið furðulegt að finna slíkt mikil áhrif á netið í heila þessara greinar. Nýlega, Lin et al. (2012) rannsakað heila hvítt efni heilindum hjá unglingum með internetfíkn með því að nota diffusion-tensor hugsanlega og fann víðtæka lækkun á bráðabirgðatregðu (FA) í heilanum án þess að vera hærri FA í netfíkn [13]. Slíkar niðurstöður fela í sér hugsanlega líffærafræðilega grundvöll fyrir virkni truflana sem sýndar eru í sýninu okkar, tilgátu sem hægt væri að prófa með því að nota sameina fMRI og dreifingarveginn myndun í sömu þátttakendum [59].

Varðandi fjölda interhemispheric tenginga sem finnast í breyttu netinu hefur duglegur interhemispheric samskipti lengi verið talin vera mikilvægur í heilastarfsemi [60]-[63]. Hins vegar hafa tiltölulega fáir taugafræðilegar rannsóknir á fíkninni fjallað um hagnýta samþættingu milli tvíhliða halla. Nýlega Kelly et al. (2011) kom í ljós minni virkni tengsl milli heilahimnubólgu hjá fullorðnum einstaklingum með kókaín [64]. Þeir sýndu aðal þátttöku framhliða parietal net, með hlutfallslega sparnað tímabundinna svæða, niðurstöður sem samsíða niðurstöður okkar. Þrátt fyrir að höfundar ræddu niðurstöðurnar aðallega sem endurspegla langtímaáhrif langvarandi kókaínváhrifa, nefðu þeir einnig möguleika á því að minnkað virkni tengslanotkunar hafi verið fyrir áhrifum á kókaín sem varnarleysi vegna fíknartruflana. Niðurstöður okkar benda til þess að þessi breyting á milli heimahjúkrunar endurspegli annaðhvort varnarleysi vegna fíknunarvandamála eða tauga fylgni við almenna ávanabindandi hegðun, frekar en að vera í kjölfar langvarandi lyfjameðferðar, þar sem fíkn í sýninu okkar var skilgreind í eingöngu hegðunarvanda. Þessir möguleikar gætu verið metnar með því að prófa fyrir svipgerðarsamleika milli óbreyttra ættingja einstaklinga með annaðhvort eiturverkana eða hegðunarvandamál.

Athyglisvert var að svipað mynstur af minnkaðri hvíldarstaða tengsl milli framhliða og parietalraða var tilkynnt bæði í kókaíni- og heróíóháðri einstaklingis [64], [65]. Í nýlegri endurskoðun, Sutherland o.fl. (2012) benti til þess að minnkað tengsl í framhliðarlotum gæti verið aðal þáttur í skertri vitsmunalegum eftirlitsneti lyfjaáfenginna hópa [54]. Niðurstaða okkar í fíkniefni styður einnig hugmyndin um að minnkað virkni tengslanna milli fram- og hliðarsvæða gæti verið algeng einkenni yfir mismunandi gerðir fíkn, sem bendir til þess að sameiginlegt fíkniefni sé ekki afleiðing af notkun lyfja. Að auki sýndi nýleg rannsókn á heilhreigðri tengingu við geðklofa framúrskarandi frammistöðu frekar en frammistöðu- eða framhliðabreytingar [52], í samræmi við klassíska sjúkdómsfræðilega líkön á röskuninni [66]. Að sjálfsögðu er merkilegasta niðurstaða þessarar rannsóknar að internetið fíkn tengist sjúkdómsgreiningu striatala, einkum kerfi sem almennt er fólgið í öðrum ávanabindandi sjúkdómum, sem bendir til sameiginlegs taugafræðilegra svipgerð. Að bera kennsl á breytta strikahringrás sem skarast við þá sem eru með áberandi ávanabindingar geta verið gagnlegar til að prófa hvort fíkniefnið sé viðeigandi fræðileg ramma til að skilja truflunina [67], [68]. Hins vegar, hvort tiltölulega sterkari skerðing á frammistöðu og frammistöðu virkni tengslanotkun gæti verið að mestu leyti áberandi um fíkniefni, sem enn er um að ræða. Framundan er nauðsynlegt að bera saman mismunandi sjúkdóma í því skyni að koma á sértækni.

Einn af áhugaverðustu niðurstöðum í þessari rannsókn var sterkur þátttaka putamen. Þessi heila uppbygging er þekkt fyrir að móta nokkrar taugaboðefna þ.mt dópamín og truflaður dopamínvirk áhrif á fósturlát hafa verið mjög beitt sem ein lykil líffræðilegra aðferða fíkniefnaneyslu [8]. Dópamín er lykilþáttur putamenvirkni og getur gegnt mikilvægu hlutverki í virku tengingarruflunum sem fram koma í þessari rannsókn. Þetta er í samræmi við nýlegar vísbendingar um að aðgengi fyrir dopamín dópamín og D2 viðtaka sé breytt hjá fólki með fíkniefni [6], [7] og að erfðafræðileg og lyfjafræðileg mótun dopamíns í heilanum getur haft mikil áhrif á hagnýtur tengslamynstur [69]-[71]. Að teknu tilliti til þessara fyrrverandi skýrslna og fyrirhugaðrar taugafræðilegrar verkunar á fíkn sem felur í sér ósjálfráða dopamínvirka virkni [8], skilning á áhrifum dópamíns á netinu sem er bent á að sýna breytt virkni tengsl í þessari rannsókn mun tákna mikilvæg leið til að skilja neurobiological fylgni fíkniefna.

Við uppgötvum að putamen var mest þátttaka subcortical svæði í minnkaðri virkni net, sparing the caudate kjarninn, er einnig áhugavert. Báðir mannvirki eru hluti af striatuminu, sem aftur er hluti af undirbyggingu. The putamen er yfirleitt talin heila svæði í tengslum við hreyfingu, og hefur sjaldnar verið falin í efna viðbót en caudate. Meðal hreyfifyrirtækja hefur verið sýnt að vel vakin röð endurtekinna fingurhreyfingar tengist virkjun í putamen [72]-[76]. Fólk sem þjáist af fíkniefni getur orðið langt meiri tíðni ákveðinna hegðunar um langan tíma, þar með talin endurtekin meðferð á músum og lyklaborðinu og þessi reynsla getur haft áhrif á heilann. Þess vegna bendir afbrigðileg tengsl sem stafar af putamen vísbendingunni um sérstakt einkenni fíkniefna. Hins vegar, þar sem við mælum ekki með hversu miklum fingurháttum við þátttakendur okkar eru, þá er vísbendingin um minnkuð frekar en aukin virkni tengslanet sem felur í sér putamen í tengslum við notkun á músum / lyklaborðum opið til framtíðarrannsókna. Að öðrum kosti getur þátttaka putamen í niðurstöðum okkar endurspeglað hlutverk sitt í vitsmunalegum ferlum sem eru deilt með blóði og eru skertir í fíkn, svo sem launameðferð [77], [78].

Annað atriði sem vert er að ræða er fjarvera aukinnar virkni tengslanet í fíkniefninu. Þrátt fyrir að við búumst aðallega við að finna minni virkni í fíknarshópnum, útilokum við í raun ekki möguleika á að fylgjast með aukinni virkni tengingu, sérstaklega með tilliti til þess að unglingar með fíkniefni gætu sýnt æfingaráhrif vegna ofvirkni á netinu [79]-[82]. Ein möguleg skýring á neikvæðu niðurstöðum gæti verið að lítill sýnishorn stærð okkar skorti kraft til að greina þessa æfinga sem tengist aukinni virkni tengingar. Hins vegar er ekki enn ljóst hvort vitsmunaleg árangur í ákveðnum verkefnum eða alvarleika ákveðinna geðdeildarþátta sést sem minnkaður eða aukinn virkni tengsl [83], [84]. Önnur hugsun ætti að vera að áhrif langvarandi ofnotkun á netinu gætu haft mismunandi áhrif á heilann samkvæmt undirflokki. Til dæmis, undirhópur sem kallast faglegir online leikur leikmenn tekur þátt í miklum internetinu starfsemi, eykur svipaðan tíma til að æfa netleiki og líklega líður betur í þessum leikjum en fólki með fíkniefni og virðist þó ekki vera háður því sem sést af verulega lægri YIAS stigum [85]. Þess vegna er hægt að gera ráð fyrir að æfingaráhrif í starfsemi á Netinu gætu komið fram á annan hátt eftir því hvaða einstaklingur er.

Þessi rannsókn hefur nokkur mikilvæg takmörk. Í fyrsta lagi var sýnishornin lítil, sem líklega takmarkaði orku okkar til að greina veruleg tengsl milli virkni tengsl og YIAS stig. Þannig þarf að endurtaka núverandi niðurstöðu í stærri sýni þátttakenda með fíkniefni og stýringu á netinu. Það er hins vegar athyglisvert að sýnishornið okkar var í heild sambærilegt við það sem fyrrverandi virkni taugafræðilegra rannsókna á fíkniefni. Úrtakið okkar var einstakt, þar sem flestar fyrri rannsóknir voru byggðar á fullorðnum [2]-[7]. Í öðru lagi eru greiningarviðmiðanirnar um fíkniefni á netinu ekki stofnað ennþá, þó að niðurstöður okkar benda til hugsanlegrar taugafræðilegu grundvallar fyrir þessa hugsanlegu röskun. Í þriðja lagi, þrátt fyrir að við útilokuðum geðsjúkdómum með K-SADS-PL, gætu einkennin af völdum geðhvarfasjúkdóma komið fram. Í fjórða lagi hefur safnað fjölbreyttari klínískum upplýsingum, svo sem svefnvenjum, getað auðgað gögnin okkar og bætt framlag okkar til bókmennta [86], [87]. Að lokum takmarkar þversniðs rannsóknin túlkun á orsakasamhengi milli minnkaðrar virkni tengingar og þróun fíkniefna. Það skal tekið fram að höfuð hreyfing hefur komið fram sem mikilvægt confound í hagnýtur taugakerfi [38], [88]. Höfuð hreyfingu var metið ítarlega í þessari rannsókn með því að nota fjölda nýlegra ráðstafana um snúning og tilfærslu [38]. Enginn marktækur munur á hópum var að finna fyrir neinar af höfuðstjórnaraðgerðum.

IN samantekt, niðurstöður þessarar rannsóknar benda til þess að unglingar með fíkniefni sýna breyttri heila virkni tengsl í fjarveru verulegra truflana af netfræði. Breytingarnetið sýndi víðtæka þátttöku langvarandi interhemispheric tengsl auk skammhlaups tengsl milli heilahimnanna. Hjartaheilbrigði geta gegnt mikilvægu hlutverki í þessu breyttu neti, einkum putamen, sem sýndu minni tengsl við allar þrjár helstu heilablóðflagna.

Stuðningsupplýsingar

Figure_S1.tif

• 1 / 4

MyndHlutur

sækja

Netkerfi með minni tengingu heilans við unglinga með fíkniefni (með mismunandi atlasum).Rauðar punktar tákna staðalímyndar miðstöðvar heilahluta (hnúður) sem eru skilgreindar af MNI (Structural Atlas Institute of Neurological Institute (MNI)) og handahófi (A) og handahófskenndum atlas (B) og bláir línur tákna upphafshlutföll (t = 2.1 og 3.0, hver um sig) net sem er auðkennd með tölfræðilegum netkerfum (NBS) (p<0.05, hluti leiðrétt leiðrétt).

Mynd S1.

Netkerfi með minni tengingu heilans við unglinga með fíkniefni (með mismunandi atlasum).Rauðar punktar tákna staðalímyndar miðstöðvar heilahluta (hnúður) sem eru skilgreindar af MNI (Structural Atlas Institute of Neurological Institute (MNI)) og handahófi (A) og handahófskenndum atlas (B) og bláir línur tákna upphafshlutföll (t = 2.1 og 3.0, hver um sig) net sem er auðkennd með tölfræðilegum netkerfum (NBS) (p<0.05, hluti leiðrétt leiðrétt).

(TIF)

Mynd S2.

Hlutfall tenginga sem hafa áhrif á fíkniefni tengja mismunandi pör af víðtækum heiladeildum (ítarlegar fyrir undirflokkar).Fjöldi tengla sem tengjast hvert par af deildum er eðlilegt með heildarfjölda par-vitra tengla.

(TIF)

Tafla S1.

Staðbundin þyrping stuðull.Þessi tafla sýnir þróunarniðurstöður með minna ströngum fölskum jákvæðum leiðréttingum p<(1/90) = 0.011; engin niðurstaða lifði stöðluðu leiðréttingu á rangri uppgötvunarhlutfalli fyrir margfeldi samanburð.

(DOC)

Tafla S2.

Staðbundin slóðarlengd.Þessi tafla sýnir þróunarniðurstöður með minna ströngum fölskum jákvæðum leiðréttingum p<(1/90) = 0.011; engin niðurstaða lifði stöðluðu leiðréttingu á rangri uppgötvunarhlutfalli fyrir margfeldi samanburð.

(DOC)