Correlati correlati strutturali dell'impulsività negli adolescenti con disturbo da gioco su Internet (2016)

 

Astratto

Studi recenti hanno suggerito che il disturbo da gioco su Internet (IGD) era associato a impulsività e anomalie strutturali nella materia grigia del cervello (GM). Tuttavia, nessuno studio morfometrico ha esaminato l'associazione tra GM e impulsività nei soggetti con IGD. In questo studio, sono stati reclutati adolescenti 25 con controlli sani IGD e 27 (HCs) e la relazione tra scala di impulsività di Barratt - punteggio 11 (BIS) e volume di materia grigia (GMV) è stata studiata con la correlazione morfometrica (VBM) basata su voxel analisi. Quindi, le differenze intergruppo nella correlazione tra punteggio BIS e GMV sono state testate su tutti i voxel GM. I nostri risultati hanno mostrato che le correlazioni tra punteggio BIS e GMV della corteccia prefrontale dorsomediale destra (dmPFC), l'insula bilaterale e la corteccia orbitofrontale (OFC), l'amigdala destra e il giro fusiforme sinistro sono diminuiti nel gruppo IGD rispetto agli HC. L'analisi della regione di interesse (ROI) ha rivelato che la GMV in tutti questi cluster ha mostrato correlazioni positive significative con il punteggio BIS nelle HC, mentre nessuna correlazione significativa è stata trovata nel gruppo IGD. I nostri risultati hanno dimostrato che la disfunzione di queste aree cerebrali coinvolte nell'inibizione del comportamento, nella regolazione dell'attenzione e delle emozioni potrebbe contribuire a problemi di controllo degli impulsi negli adolescenti IGD.

parole chiave: disordine di gioco su Internet, impulsività, volume di materia grigia, morfometria basata su voxel, adolescente

Introduzione

La dipendenza da Internet è una preoccupazione in rapida crescita nel mondo ed è associata a una varietà di disturbi psichiatrici (Ko et al., ). Giovane () ha definito la dipendenza da Internet, incluso il disturbo da gioco su Internet (IGD), come un disturbo del controllo degli impulsi. Studi precedenti hanno osservato che i soggetti con dipendenza da Internet mostravano una maggiore impulsività rispetto ai controlli sani (HC, Cao et al., ; Lee et al., ). Inoltre, è stata notata impulsività per predire il disturbo dell'uso di Internet negli studi longitudinali (Billieux et al., ; Gentile et al., ). Inoltre, gli adolescenti con IGD presentano spesso difficoltà di controllo comportamentale durante l'esecuzione dei compiti relativi al controllo esecutivo o dell'impulso (Cao et al., ; Ko et al., ; Dong et al., , ; Dong et al., ,; Zhou et al., ; Dong e Potenza, ). Dato che il comportamento impulsivo può portare a gravi menomazioni nelle funzioni psicologiche e sociali, come i tentativi di suicidio e il crimine, è necessario indagare i substrati neurali dell'impulibilità superiore negli adolescenti IGD.

Studi di neuroimaging funzionale (Dong et al., , ,, ; Liu et al., ) hanno dimostrato che i soggetti con IGD presentavano aberranti attivazioni nella corteccia frontale, insulare, temporale e parietale rispetto all'HC durante l'esecuzione dei compiti relativi al controllo degli impulsi e le attivazioni nella corteccia cingolata anteriore e nell'insula erano significativamente correlate al tempo di reazione di prova incongruente corretto e esperienza soggettiva da perdere (Dong et al., , ). Precedenti studi strutturali hanno rivelato che l'IGD era associato a anomalie strutturali nella materia grigia (GM), come il volume diminuito della materia grigia (GMV) nella corteccia frontale, cingolata, insulare, parietale e amigdala e l'aumento della GMV nella corteccia temporale e parahippocampale (Yuan et al., ; Hong et al., ; Kühn e Gallinat, , ; Kühn et al., ; Sun et al., ; Ko et al., ). Recentemente, l'accumulo di studi di neuroimaging ha studiato i correlati strutturali di impulsività e ha rivelato risultati eterogenei in soggetti sani e in altri disturbi correlati all'impulsività. In soggetti sani, negativi (Boes et al., ; Matsuo et al., ; Schilling et al., , ) o positivo (Gardini et al., ; Schilling et al., ; Cho et al., ) sono state riportate correlazioni tra impulsività e GMV / spessore corticale nelle regioni frontali, temporali e amigdala. Le correlazioni significative tra GMV nella corteccia orbitofrontale (OFC) / amigdala e impulsività sono state riscontrate anche in pazienti con disturbo depressivo maggiore, alcolismo, disturbo da deficit di attenzione / iperattività, disturbo da stress post-traumatico, disturbo antisociale di personalità e disturbo bipolare (Antonucci et al. , ; Tajima-Pozo et al., ). Tuttavia, la relazione tra impulsività e GMV negli adolescenti IGD era in gran parte sconosciuta.

In questo studio, abbiamo mirato a identificare alterati correlati strutturali di impulsività utilizzando una analisi morfometrica a base di voxel (VBM) negli adolescenti IGD rispetto agli HC. Venticinque adolescenti maschi con IGD e 27 età-, e HCs educativi sono stati reclutati e l'impulsività è stata valutata con la scala di impulsività di Barratt-11 (BIS). Esplorare la relazione tra impulsività e GMV negli adolescenti IGD può fornire nuove conoscenze sui meccanismi neurali sottostanti dell'impulsività superiore negli adolescenti IGD.

Materiali e Metodi

Soggetti

Venticinque adolescenti maschi destrimani con IGD sono stati reclutati in questo studio. Solo i soggetti di sesso maschile sono stati esaminati a causa del numero relativamente piccolo di donne con esperienza di gioco su Internet. I criteri di inclusione per il gruppo IGD erano: (i) soggetti con cinque o più risposte "sì" sul questionario diagnostico giovane per l'aggiunta su Internet (Young, ); (ii) tempo di gioco online ≥4 ore al giorno; e (iii) punteggio ≥20 del test della dipendenza da Internet (IAT) di Young in 50 elementi. Ventisette adolescenti maschi sani di mano destra, di età e di pari livello di istruzione sono stati reclutati come HC. I criteri di inclusione per gli HC includevano: (i) i soggetti non avevano raggiunto i criteri diagnostici del Young Diagnostic Questionnaire per l'aggiunta di Internet; (ii) tempo di gioco online ≤2 ore al giorno; e (iii) punteggio IAT a 20 voci di Young <50. I criteri di esclusione per entrambi i gruppi erano: (i) esistenza di un disturbo neurologico; (ii) abuso di alcol o droghe; e (iii) qualsiasi malattia fisica come un tumore al cervello, un trauma cerebrale o un'epilessia valutata in base a valutazioni cliniche e cartelle cliniche. Il quoziente di intelligenza (QI) di tutti i partecipanti è stato testato utilizzando matrici progressive standard di Rawen. Le informazioni demografiche dettagliate sono state mostrate nella tabella Table1.1. Il protocollo di questo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Generale dell'Università di Tianjin Medical, e tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto secondo le linee guida istituzionali.

Tabella 1 

Caratteristiche del partecipante per il gruppo IGD e le HC.

Valutazione dell'impulsività

La BRI, un questionario di autovalutazione progettato per misurare l'impulsività (Patton et al., ), è stato utilizzato per misurare l'impulsività di tutti i partecipanti. Tutti gli oggetti sono stati risolti su una scala Likert punto 4 (Raramente / Mai; Occasionalmente; Spesso; Quasi sempre / Sempre). Punteggio superiore significa impulsività superiore.

Risonanza magnetica strutturale

L'imaging RM è stato condotto su uno scanner Siemens 3.0T (Magnetom Verio, Siemens, Erlangen, Germania). Per acquisire una serie di immagini anatomiche ad alta risoluzione sagittale ad alta risoluzione 1 pesate con T192 è stata utilizzata una sequenza di gradiente-echo rapida con magnetizzazione volumetrica pesata T2000 con i seguenti parametri: TR = 2.34 ms, TE = 900 ms, TI = 9 ms, angolo di inversione = 256 °, FOV = 256 mm × 1 mm, spessore sezione = 256 mm, dimensione matrice = 256 × XNUMX.

Analisi della morfometria basata su Voxel (VBM)

Le immagini strutturali sono state preelaborate utilizzando la cassetta degli attrezzi VBM81 di SPM8 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, Londra, Regno Unito, disponibile all'indirizzo http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8 implementato su MATLAB R2010a (Math Works Inc., Sherborn, MA, USA). La correzione geometrica tridimensionale è stata eseguita durante la ricostruzione delle immagini. Quindi, le singole immagini native di tutti i partecipanti sono state segmentate in GM, sostanza bianca e liquido spinale cerebrale, ei segmenti GM sono stati normalizzati al modello del Montreal Neurological Institute. Successivamente, i segmenti GM normalizzati sono stati registrati su un modello generato dalla propria media mediante registrazione anatomica diffeomorfa tramite l'algebra di menzogna esponenziale (DARTEL). Le immagini di volume parziale registrate sono state quindi modulate dividendo lo Jacobiano del campo di ordito per correggere l'espansione o la contrazione locale. Le immagini GM modulate finali sono state levigate con un kernel gaussiano isotropo di 8 mm di larghezza intera a metà massimo. Per escludere dall'analisi statistica i pixel assegnati dalla segmentazione a GM con valori di bassa probabilità e pixel con un basso overlay anatomico inter-soggetto dopo la normalizzazione, l'immagine media di GM normalizzata da tutti i soggetti è stata utilizzata per creare una maschera GM, la cui soglia era impostato a un valore di 0.30 (sono stati selezionati pixel con valori di frazione GM calcolati> 30%) e quindi utilizzato come maschera esplicita per l'analisi statistica.

Analisi statistica

Le differenze intergruppo per età, istruzione, QI, tempo di gioco online (ore / giorno), punteggio IAT e punteggio BIS sono state confrontate utilizzando un campione a due campioni t-test in SPSS 18.0 e il livello di significatività è stato impostato su p <0.05.

Per caratterizzare se le correlazioni tra GMV e punteggio BIS sono diverse tra i due gruppi, abbiamo introdotto un modello lineare generale considerando GMV come variabile dipendente, con gruppo (HCs vs. IGD), punteggio BIS e la loro interazione come variabili indipendenti interessate e il età come variabile confondente (Giedd e Rapoport, ). Il punteggio BIS di ciascun soggetto è stato ridotto in ogni gruppo prima di entrare nel modello GLM. Il parametro (chiamato anche coefficiente di regressione) tra il punteggio GMV e BIS di ciascun gruppo di ciascun voxel è stato stimato e i coefficienti di regressione tra HC e il gruppo IGD sono stati confrontati usando t-test. Dato che il nostro studio è una ricerca esplorativa e comporta una piccola dimensione del campione, una soglia di significatività relativamente libera (non corretta p <0.005; dimensione del cluster> 200 voxel) è stata utilizzata qui.

I cluster con correlazioni alterate tra il punteggio GMV e BIS negli adolescenti IGD sono stati definiti come regioni di interesse (ROI). La media GMV nelle ROI è stata estratta e le correlazioni tra il GMV medio di queste ROI e il punteggio BIS sono state ulteriormente testate utilizzando l'analisi di correlazione di Pearson in SPSS 18.0. Anche i confronti intergruppo ROI del GMV medio di queste ROI sono stati eseguiti utilizzando due campioni t-test. Il livello di significatività era fissato a p <0.05.

Risultati

Dati demografici risultati

Non c'era alcuna differenza significativa tra gruppi di età, istruzione e QI. Il tempo di gioco online (ore / giorno), il punteggio IAT e il punteggio BIS erano significativamente più alti nel gruppo IGD rispetto agli HC (Tabella (Table11).

Risultati della correlazione Voxel-Wise

L'analisi di correlazione voxel-wise ha rivelato che, rispetto alle HC, gli adolescenti di IGD avevano correlazioni più basse tra il punteggio BIS e GMV nella corteccia prefrontale dorsomediale destra (dmPFC), l'OFC / insula bilaterale, l'amigdala destra e la corteccia fusiforme sinistra (non corretta p <0.005; dimensione del cluster> 200 voxel; tavolo Table2,2, Figura Figure11).

Tabella 2 

Regioni che mostrano diminuiti correlazioni strutturali dell'impulsività negli adolescenti con IGD rispetto alle HC.
Figure 1  

Le regioni del cervello mostrano una diminuzione dei correlati strutturali di impulsività negli adolescenti IGD rispetto alle HC. (UN) dmPFC; (B) destra OFC / Insula; (C) sinistra OFC / Insula; (D) giusto Amigdala; (E) lasciato Fusiform. GMV di tutti questi cluster ha mostrato correlazioni positive ...

Risultati della correlazione Regione-Di-interesse (ROI)

L'analisi della correlazione basata sulla ROI ha mostrato correlazioni positive significative tra GMV di tutti questi cluster e punteggio BIS nelle HC, mentre nessuna correlazione significativa è stata trovata nel gruppo IGD (Tabella (Table3,3, Figura Figure11).

Tabella 3 

Le correlazioni tra il GMV delle ROI e il punteggio BIS negli adolescenti IGD e nelle HC.

Risultati Grey Mater Volume (GMV) Region-Of-Interest (ROI)

Non c'era alcuna significativa differenza intergruppo in GMV all'interno del dmPFC giusto, l'OFC / insula bilaterale, l'amigdala destra e la corteccia fusiforme sinistra (Tabella (Table44).

Tabella 4 

Confronto di GMV all'interno delle ROI tra adolescenti IGD e HC.

Discussione

Nel presente studio, la correlazione tra GMV e impulsività è stata studiata negli adolescenti con IGD. Le correlazioni alterate tra impulsività e GMV nel dmPFC destro, l'insula / OFC bilaterale, l'amigdala destra e il guru fusiforme sinistro sono stati rivelati negli adolescenti IGD rispetto agli HC.

Numerosi studi di neuroimaging hanno rivelato che l'OFC e il dmPFC non solo hanno svolto un ruolo critico nell'inibizione comportamentale, ma erano anche coinvolti nella regolazione delle emozioni (Horn et al., ; Kringelbach e Rolls, ; Ochsner et al., ; Rotoli, ; Amodio e Frith, ; Lemogne et al., ). Precedenti studi fMRI hanno mostrato un'attivazione significativa dell' OFC durante l'inibizione della risposta in soggetti sani, che era correlata positivamente al punteggio di impulsività caratteristica (Brown et al., ; Goya-Maldonado et al., ). I pazienti con dipendenza da alcol hanno anche mostrato un'attivazione funzionale alterata nell' OFC durante un compito di segnale di arresto, che è stato associato a un minor controllo dell'impulsività e dell'instabilità emotiva (Li et al., ). Lo studio di neuroimaging ha dimostrato che la GMV del dmPFC aveva una correlazione positiva significativa con la ricerca di novità che si riferisce alla tendenza di un individuo a comportamenti di azione in soggetti sani (Gardini et al., ). È stato inoltre riportato che dmPFC ha mostrato un'attivazione anomala durante l'esecuzione di attività cognitive che ha contribuito all'autoregolazione e all'elaborazione del controllo degli impulsi nei soggetti con IGD rispetto ai soggetti sani (Meng et al., ). Inoltre, Cho et al. () e Antonucci et al. () hanno riportato che GMV del dmPFC e OFC si correlavano positivamente con il punteggio BIS in soggetti sani e in un gruppo di pazienti psichiatrici non psicotici, rispettivamente. In linea con questi studi, il nostro studio ha anche rivelato correlazioni positive tra punteggio BIS e GMV del dmPFC giusto e OFC bilaterale nelle HC. Tuttavia, nessuna correlazione significativa è stata trovata tra impulsività e GMV del dmPFC giusto e OFC bilaterale negli adolescenti IGD. Questi risultati hanno implicato che la maggiore impulsività negli adolescenti con IGD era associata ai cambiamenti funzionali o strutturali nel dmPFC e nel OFC che sono coinvolti nell'inibizione del comportamento e nella regolazione delle emozioni.

Nel nostro studio, l'insula bilaterale ha mostrato alterazioni morfologiche alterate con l'impulsività nel gruppo IGD. Insula appartiene alla rete di salienza (Di Martino et al., ; Menon e Uddin, ; Cauda et al., ; Deen et al., ; Menon, ) ed è fondamentale per il controllo cognitivo ad alto livello e l'elaborazione dell'attenzione (Menon e Uddin, ; Sharp et al., ). Horn et al. () hanno riportato che il punteggio di impulsività tratto era positivamente associato all'attivazione dell'insula in soggetti sani. Attivazioni significative dell'insula sono state riscontrate anche in soggetti con IGD durante l'esecuzione dei compiti cognitivi rispetto ai soggetti sani (Dong et al., ; Dong e Potenza, ). Inoltre, l'analisi della connettività funzionale ha rivelato che l'insula mostrava una connettività funzionale ottimizzata restante con aree cerebrali (compresa corteccia cingolata anteriore, putamen, giro angolare, circonferenza precoce e precentrale e area motoria supplementare) che erano coinvolte nella salienza, autocontrollo, attenzione e controllo del movimento nei soggetti con IGD (Zhang et al., ). Questi risultati hanno indicato che una rete di salienza anomala potrebbe contribuire alla disregolazione del controllo cognitivo e dell'elaborazione dell'attenzione, che ha portato all'impulsività superiore nei soggetti con IGD.

In questo studio, alterazioni strutturali alterate all'impulsività sono state trovate nell'amigdala destra e nella fusiforme sinistra negli adolescenti IGD. L'amigdala era una regione critica per la regolazione del controllo affettivo e del comportamento emotivo / sociale (Cisler e Olatunji, ; Gabard-Durnam et al., ). Inoltre, l'amigdala era anche un substrato neurale critico per il controllo degli impulsi nei pazienti con abuso di sostanze (Hill et al., ). Uno studio recente ha dimostrato che la densità GM dell'amigdala bilaterale è diminuita e la connettività tra la corteccia prefrontale / l'insula e l'amigdala è aumentata negli individui IGD, che potrebbero rappresentare la loro disregolazione emotiva (Ko et al., ). Inoltre, il giro fusiforme è principalmente coinvolto nell'elaborazione della percezione emotiva negli stimoli facciali ed è anche fondamentale per l'elaborazione delle emozioni (Weiner et al., ). Presi insieme, è plausibile postulare che la regolazione alterata delle emozioni possa contribuire alla maggiore impulsività negli adolescenti IGD.

Nel nostro studio, le correlazioni positive tra impulsività e GMV nelle HC possono essere correlate al maggior contributo di queste aree cerebrali al controllo impulsivo. Gli individui con maggiore impulsività hanno bisogno di fare più sforzi per controllare i loro comportamenti e come risposta compensatoria fisiologica (Cho et al., ), Il GMV delle aree del cervello relative al controllo degli impulsi è aumentato. Contrariamente alle HC, non è stata trovata alcuna correlazione significativa negli adolescenti con IGD, il che può essere spiegato come il meccanismo di compensazione invocato nelle HC non è stato presentato negli adolescenti IGD. Tuttavia, va detto che non vi era alcuna significativa differenza intergruppo in GMV del dmPFC giusto, dell'FC / insula bilaterale, dell'amigdala destra e della corteccia fusiforme sinistra, il che potrebbe indicare che gli adolescenti IGD arruolati nel nostro studio erano ancora al fase iniziale di IGD e le alterazioni strutturali erano troppo sottili per essere rilevate con il metodo VBM. Inoltre, è difficile determinare se le correlazioni scomparse negli adolescenti IGD fossero a causa di uno sviluppo strutturale anomalo preesistente o secondario all'IGD con questo studio trasversale. Uno studio longitudinale può essere utile per chiarire questa causalità. Altre limitazioni dovrebbero essere annotate in questo studio. In primo luogo, come poche donne o altri gruppi di età esibiscono IGD, solo i giovani maschi sono stati reclutati nel nostro studio. I risultati attuali dovrebbero essere considerati specifici per i giovani maschi con IGD e gli studi futuri dovrebbero essere eseguiti in soggetti di sesso femminile e in altre fasce di età. In secondo luogo, la dimensione relativamente piccola del campione limitava la potenza statistica; i risultati dovrebbero essere confermati da un ulteriore studio con un campione più ampio.

In conclusione, le alterate correlazioni tra impulsività e GMV nel dmPFC, OFC, insula, amigdala e fusiforme negli adolescenti IGD hanno indicato che la disregolazione nelle reti cerebrali coinvolte nell'inibizione del comportamento, nella regolazione dell'attenzione e delle emozioni potrebbe contribuire all'elevata impulsività in Adolescenti IGD.

Contributi degli autori

XD, YY, XL e QZ hanno progettato la ricerca; XD, XQ, PG, YZ, GD e QZ hanno svolto ricerche; YY, PG è stato coinvolto nella valutazione clinica; Dati analizzati XD, YZ, GD, WQ e QZ; XD, YZ, XL, YY e QZ hanno scritto l'articolo.

Dichiarazione di conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che potrebbero essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.

Glossario

Abbreviazioni

BISScala dell'impulsività di Barratt: 11
dmPFCanisotropia frazionale
GMmateria grigia
GMVvolume di materia grigia
HCcontrolli sani
IATtest di dipendenza da internet
IG Ddisordine di gioco di Internet
IQQuoziente intellettivo
OFCcorteccia orbitofrontale
ROIRegione di interesse
VBMmorfometrico basato su voxel.

Le note

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