Front Hum Neurosci. 2015년 16월 9일;356:10.3389. 도이: 2015.00356/fnhum.2015. e컬렉션 XNUMX.
린 F1, 서주 Y2, 뒤 Y3, 자오 Z3, 진 L2, 쑤 J2, 레이 H1.
인터넷 중독 장애(IAD)에서 선조체와 전두엽 피질(PFC)의 비정상적인 구조와 기능이 밝혀졌습니다. 그러나 IAD의 코르티코스트리아 기능 회로의 변경에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 이 연구의 목적은 휴식 상태 기능 연결(FC)을 통해 코르티코스트리아 기능 회로의 무결성과 IAD의 신경 심리학적 측정과의 관계를 조사하는 것이었습니다. 15명의 IAD 청소년과 XNUMX명의 건강한 대조군이 휴식 상태의 fMRI 스캔을 받았습니다. 미리 정의된 XNUMX개의 양측 선조체 관심 영역을 사용하여 복셀별 상관 관계 맵을 계산하고 그룹 간에 비교했습니다. IAD 그룹에서는 코르티코스트리아 연결성 변경과 임상 측정 간의 관계를 조사했습니다. 대조군과 비교하여, IAD 대상자는 하복측 선조체와 양측 미상두, 하측 전대상 피질(ACC), 후대상 대상 피질 사이, 그리고 상복측 선조체와 양측 등/입측 ACC, 복측 전시상 및 후대상 피질 사이의 연결성이 감소한 것으로 나타났습니다. 피타멘/팔리듐/섬/하전두회(IFG), 등 미상과 등/입쪽 ACC, 시상 및 IFG 사이, 왼쪽 복부 입쪽 피각과 오른쪽 IFG 사이. IAD 피험자는 또한 왼쪽 등쪽 꼬리 피각과 양측 꼬리뼈 운동 영역 사이의 연결성이 증가한 것으로 나타났습니다. 더욱이, 변경된 cotricostriatal 기능 회로는 신경 심리학적 측정과 유의미한 상관 관계가 있었습니다. 이 연구는 IAD가 정서 및 동기 처리, 인지 조절과 관련된 코르티코스트리아 기능 회로의 변경과 연관되어 있다는 증거를 직접적으로 제공합니다. 이러한 발견은 코르티코스트리아 회로의 기능적 연결이 정서/동기/인지 상태에 의해 조절된다는 점을 강조하고 나아가 IAD가 이 네트워크에서 그러한 조절에 이상이 있을 수 있음을 시사합니다.
개요
전 세계적으로 만연한 정신 건강 문제인 인터넷 중독 장애(IAD)는 대중과 과학계로부터 상당한 관심을 끌었습니다.스파 다, 2014). 새로 발표된 정신 장애 진단 및 통계 매뉴얼 제5판(DSM-XNUMX)의 부록에는 IAD의 주요 하위 유형인 인터넷 게임 장애가 추가 연구가 필요한 장애로 나열되어 있습니다.Petry et al., 2014). IAD는 일상 생활에서 부정적인 결과를 초래합니다. 그러나 IAD와 관련된 바이오마커, 유병률, 과정 및 치료 결과에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.
IAD의 근간을 이루는 신경생물학적 메커니즘을 이해하기 위해 IAD와 관련된 구조적 및 기능적 이상을 조사하기 위한 영상 연구가 수행되었습니다. IAD와 관련된 뇌의 구조적 및 기능적 변화는 다른 곳의 이전 연구에서 검토되었습니다.쿠스와 그리피스, 2012; Ko 등, 2015; 린과 레이, 2015). 간단히 말해서, 전두엽 피질(PFC)과 선조체가 IAD에 연루되어 있다는 것이 일관되게 나타났습니다. IAD가 있는 피험자는 회백질 밀도/부피가 감소했습니다(Yuan 등, 2011; Zhou 등, 2011; Weng 등, 2013), 피질 두께(홍 외, 2013a; Yuan 등, 2013), 포도당 대사 (티안 (Tian) 등, 2014) 및 변경된 뇌 활성화(동 등, 2013a; Ko 등, 2014) 배측 PFC, 안와전두피질(OFC) 및 전대상피질(ACC)을 포함하는 PFC에 있습니다. IAD 중독자들은 또한 도파민 D2 수용체 수치가 낮은 것으로 밝혀졌습니다.Kim et al., 2011; 허우 등, 2012), 변화된 포도당 대사 (박 외, 2010a) 및 뇌 활성화 (Ko 등, 2014; Li 등, 2014) 선조체에서. 이러한 발견은 중독 장애에서 선조체와 PFC의 두드러진 역할을 강조하는 현재의 병리생리학적 모델과 일치합니다.Goldstein과 Volkow, 2011; 림 브릭 - 올드 필드 외, 2013).
혈중 산소 수준 의존성(bold) 기능성 자기공명영상(MRI) 신호로부터 자발적인 뇌 활동의 지역 간 상관관계를 측정하는 휴식 상태 기능적 연결성(FC)은 뇌의 기능적 조직/연결성을 조사하는 데 널리 사용되어 왔습니다. 이 기술을 사용하면 피질 선조체 기능 회로가 반복적이고 강박적인 행동, 습관적 행동, 보상 추구 및 참신함 추구 행동, 중독성 행동의 출현에 중요하다는 증거가 있습니다.Feil 외., 2010; 목자, 2013). 더욱이, 자폐증에서 변경된 피질 선조체 기능 회로가 발견되었습니다.Di Martino et al., 2011), 강박 장애 (해리슨 (Harrison) 등, 2009; 포즈너 외, 2014; Burguière 외, 2015) 및 주요우울장애(Furman et al., 2011). 보상 관련 및 중독성 행동에 연루된 포르노 사용자가 빈번한 경우에도 피질 선조 네트워크가 손상되는 것으로 보고되었습니다.쿤과 갈리 나트, 2014). 영상 연구에서는 또한 물질 사용 장애와 피질 선골 기능 회로 내 기능 장애 사이의 강한 연관성이 입증되었습니다.Feil 외., 2010; Volkow et al., 2013).
해부학적으로 선조체는 여러 하위 영역으로 분류될 수 있는 이질적인 구조로, 서로 다른 인지 기능을 뒷받침하는 기능적으로 분리된 피질 선조체 회로에 관여합니다.Alexander et al., 1986; Choi 등, 2012; 고든 외, 2015; 만자 외, 2015). 예를 들어 미상(caudate)과 피타멘(putamen)을 각각 XNUMX개의 영역으로 나누어서, Di Martinoet al. (2008) 정서적, 동기 부여, 인지 및 운동 과정에 관여하는 피질 선조체 기능 회로의 세부 패턴을 기술했습니다.Di Martino et al., 2008). IAD 피험자에서는 선조체와 피질 사이의 기능적/유효성 연결성이 감소한다는 것이 이전 연구에서 나타났습니다.홍 외, 2013b, 2015; Li 등, 2014; Wee et al., 2014). 그러나 이러한 연구의 대부분은 선조체 하위 영역에 특이적으로 기능적으로 분리된 피질 선조체 회로가 어떻게 영향을 받는지 조사하지 않았습니다.
따라서 본 연구에서 우리는 IAD가 있는 청소년의 특정 피질골 기능 회로의 교대를 탐색하기 위해 검증된 1개의 양측 선조체 씨앗(꼬리뼈에 2개의 씨앗, 피타멘에 XNUMX개의 씨앗)의 검증된 세트를 사용했습니다. 목적은 다음과 같습니다: (XNUMX) IAD가 있는 청소년과 IAD가 없는 건강한 대조군 사이의 피질골 기능 회로의 지형적 분포의 차이를 조사하는 것입니다. (XNUMX) IAD 피험자의 코르티코스트리아 기능 회로와 신경 심리학적 측정 사이의 관계를 조명합니다.
재료 및 방법
주제
이 연구는 Shanghai Jiao Tong University Medical School의 RenJi 병원 윤리위원회의 승인을 받았습니다. 참가자와 부모는 MRI 검사 전에 서면 동의서를 제공했습니다.
IAD가 있는 18명의 오른손잡이 청소년과 XNUMX명의 오른손잡이, 연령, 성별 및 교육 수준이 일치하는 건강한 대조군이 이 연구에 참여했습니다. IAD의 진단 기준은 Beard와 Wolf의 인터넷 중독 기준에 대한 수정된 Young의 진단 설문지에 의해 확립되었습니다(수염과 늑대, 2001). 모든 피험자는 아동 및 청소년을 위한 미니 국제 신경정신과 인터뷰(MINI-KID; Sheehan et al., 2010). 제외 기준에는 약물 남용 또는 의존의 병력이 포함되었습니다. 정신 분열증, 우울증, 불안 장애, 정신병 에피소드 또는 정신 장애로 인한 입원과 같은 주요 정신 장애의 병력. IAD 대상자는 약물 치료를 받지 않은 반면, 소수의 IAD 개인은 심리 치료를 받았습니다. 이들 피험자의 구조 및 확산 MRI 데이터는 이전 연구에서 사용되었습니다(Zhou 등, 2011; Lin 외, 2012). 이 연구에서는 XNUMX명의 대조군과 XNUMX명의 IAD 피험자의 rs-fMRI 데이터가 큰 머리 움직임으로 인해 폐기되었습니다(전처리 섹션 참조). 그 결과, 총 XNUMX명의 대조군과 XNUMX명의 IAD 대상자가 연구에 사용되었습니다. 모든 주제에 대한 자세한 인구 통계 정보가 표에 나열되어 있습니다. 1.
표 1. 본 연구에 사용된 피험자의 인구통계학적 및 행동적 특성.
신경심리학적 평가
Young's Internet Addiction Scale(YIAS; 영, 1996), 강점 및 어려움 설문지(SDQ; 굿맨, 1997), 시간 관리 성향 척도(TMDS; 황과 장, 2001), Barratt 충동성 척도-11(BIS; Patton et al., 1995), 아동 불안 관련 정서 장애 검사(SCARED; Birmaher 등, 1997) 및 가족 평가 장치(FAD; 엡스타인 (Epstein) 등, 1983), 참가자의 신경 심리적 특징을 평가하는 데 사용되었습니다.
이미지 수집
휴식 상태 fMRI 스캔은 다음 매개변수를 사용하여 3.0 Tesla Phillips Achieva 의료용 스캐너에서 에코 평면 이미징으로 수행되었습니다: 반복 시간 = 2000 ms; 에코 시간 = 30ms; 플립 각도 = 90°; 획득 행렬 = 64 × 64; 시야 = 230 × 230mm2; 슬라이스 두께 = 간격 없이 4mm. 각 뇌 볼륨은 34개의 축 슬라이스로 구성되었으며 각 실행에는 220개의 볼륨이 포함되었습니다. 데이터를 수집하는 동안 모든 피험자에게는 휴식을 취하고 눈을 감고 특별한 생각을 하지 않도록 지시했습니다.
데이터 전처리
데이터 전처리는 SPM8을 사용하여 수행되었습니다.1 시스템 불안정의 영향을 피하기 위해 각 주제에 대한 처음 10권은 폐기되었습니다. 나머지 210권은 획득 시간 지연을 수정하여 첫 번째 볼륨으로 재정렬했습니다. 어떤 방향으로든 최대 변위가 2.0mm를 초과하거나 머리 회전이 2.0°를 초과하는 피험자는 이 연구에서 제외되었습니다. 그 결과, IAD 대상자 XNUMX명과 대조군 XNUMX명의 데이터는 제외되었다. 그 결과 두 그룹 사이에 머리 움직임에는 차이가 없는 것으로 나타났습니다.p = 병진 운동의 경우 0.55 p = 회전 운동의 경우 0.43). 그런 다음 재정렬된 이미지를 Montreal Neurological Institute 공간에 대해 공간적으로 정규화하고 3mm 등방성 복셀로 다시 샘플링했습니다. 정규화된 이미지는 반최대 등방성 가우시안 커널에서 6mm 전폭으로 평활화되었으며 머리 움직임 매개변수, 선형 드리프트, 전역 굵게 신호 및 백질과 뇌척수액의 굵게 신호를 포함한 여러 가짜 분산 소스가 포함되었습니다. 선형 회귀를 통해 제거되었습니다. 마지막으로 이상적인 직사각형 창을 사용하여 각 복셀의 시계열에 대해 시간 대역 통과 필터링(0.01-0.08Hz)을 수행했습니다.
기능적 연결성 분석
우리는 이전에 검증된 XNUMX개의 양측 선조체 관심 영역("씨앗"; Di Martino et al., 2008). 꼬리 모양 씨앗에는 하복부 선조체(VSi, 측좌핵에 해당, ±9, 9, -8), 상복부 선조체(VS, ±10, 15, 0) 및 등쪽 미상(DC, ±13, 15, 9)이 포함되었습니다. ). 피타멘 씨앗에는 복부 입쪽 피각(VRP; ±20, 12, -3), 등쪽 입쪽 피각(DRP; ±25, 8, 6) 및 등쪽 꼬리 피각(DCP; ±28, 1, 3)이 포함되었습니다. 각 시드의 반경은 6mm입니다. 오른쪽 및 왼쪽 반구 시드의 좌표는 MNI 공간에서 정의되었습니다. 이 씨앗은 선조체의 해부학적, 기능적 세분화를 기반으로 검증되었으며 연결 패턴은 독립적으로 복제되었습니다.Di Martino et al., 2008, 2011; 해리슨 (Harrison) 등, 2009; 켈리 (Kelly) 등, 2009; Choi 등, 2012; 개베이 외, 2013; 고든 외, 2015; 만자 외, 2015).
각 피험자에 대해 머리 움직임의 영향을 회귀 분석하여 시드 하위 영역의 평균 시간 경과와 전체 뇌의 각 복셀 간의 상호 상관 계수를 계산하여 각 시드에 대한 상호 상관 계수 맵을 먼저 얻었습니다. 표류, 뇌척수액 및 백질의 뇌 활동. 그런 다음 상호 상관 계수 맵이 다음으로 변환되었습니다. z-값은 정규 분포에 접근하기 위해 Fisher의 r-to-z 변환을 통해 매핑됩니다. 그만큼 z-값 맵은 복셀별 단일 샘플에 입력되었습니다. t 높이가 있는 그룹 FC 맵을 결정하는 테스트(p < 0.001) 및 범위(p < 0.001) 전체 뇌 수준에서 수정된 임계값(Greicius 외, 2007). IAD 피험자와 건강한 대조군의 그룹 FC 맵은 "OR" 작업을 사용하여 결합된 마스크를 생성하여 결합되었으며, 이는 후속 그룹 간 분석을 제한하는 데 사용되었습니다. 그런 다음 z- 이 마스크 내의 값 맵은 복셀별 XNUMX샘플에 입력되었습니다. t 연령과 성별을 공변량으로 테스트하여 그룹간 FC 차이를 평가합니다. 결합된 임계값 p 0.005~351mm의 각 복셀 및 클러스터 크기에 대해 < 4053 (왼쪽(l) VSi: 351mm3; 오른쪽(r) VSi: 378mm3; lVS: 405mm3; rVS: 378mm3; lDC: 405mm3; rDC: 405mm3; lDRP: 378mm3; rDRP: 405mm3; lDCP: 405mm3; rDCP: 432mm3; lVRP: 405mm3; rVRP: 405mm3), 수정된 내용에 해당 p FC 차이 맵 사이의 중요한 그룹을 얻기 위해 <0.05가 사용되었습니다. 이 수정은 결합된 마스크 내에 국한되었으며 AFNI AlphaSim 프로그램을 사용하여 5000회의 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 결정되었습니다.2
뇌 행동 연관성
그룹간 FC 차이를 종속변수로 나타내고, 연령, 성별, 교육, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS, BIS를 독립변수로 나타내는 지역에서 평균 FC 강도를 갖는 단계적 다중회귀분석을 실시하여 변경된 기능 회로는 행동 점수와 상관 관계가 있습니다.
결과
인구통계학적 및 행동적 측정
IAD 그룹과 일반 통제 그룹의 참가자는 연령, 성별 및 교육 연도를 일치시켰습니다. 두 그룹 사이에 TMDS와 BIS에는 유의미한 차이가 없었으나 IAD 피험자는 YIAS가 더 높았습니다(p < 0.0001), SDQ(p < 0.0001), 겁먹음(p < 0.001) 및 FAD(p = 0.017) 대조군보다 점수가 높습니다. IAD 및 통제 대상에 대한 인구통계학적 특성 및 행동 측정은 표에 나열되어 있습니다. 1.
피질골 기능 회로
이전 연구와 일관되게 종자 기반 FC 분석은 반구당 선조체의 XNUMX개 종자 각각에 대한 고유한 기능 회로에 대한 자세한 지도를 제공했습니다. 꼬리표 및 피타멘 종자에 대한 FC 패턴이 그림에 표시되었습니다. 1, 2, 각각. 우리의 연구 결과는 이전 연구를 요약했습니다(Di Martino et al., 2008, 2011; 해리슨 (Harrison) 등, 2009; 켈리 (Kelly) 등, 2009; Choi 등, 2012; 개베이 외, 2013; 고든 외, 2015; 만자 외, 2015) 알려진 해부학적 연결성과 일치했습니다(하버, 2003) 및 과제 관련 문헌의 메타 분석을 바탕으로 한 기능적 활성화(포스 마와 대 거, 2006). IAD 피험자와 정상 대조군의 선조체 FC 패턴은 XNUMX개의 선조체 시드 각각에 대해 유사했지만, IAD 그룹의 범위는 대조군과 비교했을 때 감소했습니다. 구체적인 결과는 그림에 나와 있습니다. 3; 표 2 아래에 설명되어 있습니다.
그림 1. 각 그룹의 미상 시드에 대한 기능적 연결성(FC) 맵. 인터넷 중독 장애(IAD) 청소년(빨간색)과 일반 대조군(HC, 노란색)을 위한 FC 맵은 별도로 생성된 다음 표시 목적으로 함께 중첩되었습니다. 연한 보라색은 두 그룹 모두에서 겹치는 영역을 나타냅니다. 왼쪽(오른쪽) 열은 왼쪽(오른쪽) 꼬리뼈 시드에 의해 생성된 FC 맵을 나타냅니다. 중간 열은 꼬리 모양의 씨앗을 나타냅니다. 이미지의 왼쪽은 뇌의 왼쪽 반구에 해당합니다. VSi, 하복부 선조체; VS, 상부 복부 선조체; DC, 등쪽 미상.
그림 2. 각 그룹의 피각 종자의 기능적 연결성(FC) 맵. IAD 청소년(빨간색)과 일반 대조군(HC, 노란색)에 대한 FC 맵은 별도로 생성된 다음 표시 목적으로 함께 중첩되었습니다. 연한 보라색은 두 그룹 모두에서 겹치는 영역을 나타냅니다. 왼쪽(오른쪽) 열은 왼쪽(오른쪽) 피타멘 시드에 의해 생성된 FC 맵을 나타냅니다. 중간 열은 피타멘 씨앗을 나타냅니다. 이미지의 왼쪽은 뇌의 왼쪽 반구에 해당합니다. VRP, 복부 주둥이 피각; DRP, 등쪽 주둥이 피각; DCP, 등쪽 꼬리 피각.
그림 3. 뇌 영역은 IAD가 있는 청소년과 일치하는 정상 대조군 사이에 상당한 FC 차이를 보여주었습니다(p < 0.05, AlphaSim 보정), 시드 영역이 (A) lVSi, (B) rVSi, (C) lVS, (D) rVS, (E) lDC, (F) rDC, (G) lVRP 및 (H) lDCP. 자세한 내용은 표를 참조하세요. 2. 뜨거운 색과 차가운 색은 대조군과 비교했을 때 FC의 IAD 증가 및 감소를 나타냅니다.
표 2. 인터넷 중독 장애(IAD) 청소년과 일치된 대조군 사이에 중요한 기능적 연결성 차이를 보여주는 지역(p < 0.05, AlphaSim 수정됨).
하부 및 상부 복부 선조체
두 그룹 모두 VSi에서 VS로 이동하는 전두엽 및 ACC의 복내측에서 등측 부분으로 FC 그라데이션을 표시했습니다. 또한 VSi는 후방대상피질(PCC)과 유의미한 양의 상관관계를 보여주었습니다. 그룹 간 FC 맵을 비교하면 VSi와 VS에서 상당한 차이가 관찰되었습니다. VSi와 관련하여 IAD 청소년은 꼬리 머리와 뇌량하 ACC가 양측으로 상당히 감소된 FC를 보여주었습니다. FC 감소는 왼쪽 VSi와 PCC 사이에서도 양측으로 발견되었습니다. VS 시드 영역의 경우, IAD 피험자는 양측의 등쪽/주쪽 ACC 및 복부 전방 시상이 있는 하부 FC와 피각, 담창, 섬엽 및 하전두이랑(IFG)을 포함한 왼쪽 피질하 영역을 나타냈습니다.
등쪽 미상
IAD 피험자와 건강한 대조군 모두에서 DC는 인지 조절과 관련된 뇌 영역과 긍정적인 관계를 보여주었습니다. 직접적인 그룹 비교에 따르면 IAD는 DC와 등쪽/입쪽 ACC 사이의 FC가 양측으로 감소한 것으로 나타났습니다. 왼쪽 DC는 또한 왼쪽 복부 측면 시상으로 FC가 감소한 것으로 나타났으며 오른쪽 DC는 IAD에서 왼쪽 IFG와 낮은 긍정적 관계를 나타냈습니다.
등쪽 꼬리 부분과 등 쪽 입쪽 Putamen
운동 제어에서의 역할과 일치하게, 등쪽 피각 종자는 IAD 및 건강한 대상 모두에 대해 XNUMX차 및 XNUMX차 감각운동 영역과 유의미한 긍정적인 관계를 나타냈습니다. 그러나 건강한 대조군에 비해 IAD는 왼쪽 DCP와 꼬리 띠 운동 영역 사이의 FC가 양측으로 증가한 것으로 나타났습니다.
복부 주둥이 피타멘
VRP 시드는 충돌 모니터링 및 오류 관련 프로세스와 일반적으로 관련된 주둥이 ACC 및 등쪽 측면 PFC와 양의 상관 관계가 있습니다. IAD는 다른 뇌 영역과 함께 익스텐더 FC가 적었음에도 불구하고 왼쪽 VRP와 오른쪽 IFG 사이의 FC만이 그룹 간에 유의미한 차이를 보여주었습니다.
IAD의 뇌 행동 연관성
IAD 피험자에서 YIAS의 점수가 높을수록 오른쪽 VS와 양측 등쪽 꼬리뼈 사이의 FC 강도가 더 낮을 것으로 예측되었습니다(r = -0.560; p = 0.038; 그림 4A). 더욱이, SCARED 점수가 높을수록 오른쪽 VS와 양측 입쪽 ACC 사이의 FC 강도가 더 낮아질 것으로 예측되었습니다(r = -0.540; p = 0.046; 그림 4B), 왼쪽 DC와 양측 등/입쪽 ACC 사이(r = -0.566; p = 0.035; 그림 4C), 왼쪽 VRP와 오른쪽 IFG 사이(r = -0.609; p = 0.021; 그림 4D). 또한 변경된 FC와 행동 측정 간의 연관성을 검색하기 위해 스피어맨 상관관계를 사용했습니다. 스피어맨 회귀의 결과는 선형 회귀의 결과와 유사했습니다. YIAS는 오른쪽 VS와 양측 등쪽 꼬리뼈 사이의 FC 강도와 상관관계가 있었습니다(r = -0.594; p = 0.025). SCARED 점수는 오른쪽 VS와 양측 입쪽 ACC 사이의 FC 강도와 연관되어 있습니다(r = -0.548; p = 0.042), 왼쪽 VRP와 오른쪽 IFG 사이(r = -0.666; p = 0.009). SCARED 점수는 왼쪽 DC와 양측 등쪽/입쪽 ACC 사이의 FC 강도와 추세 상관 관계를 나타냈습니다(r = -0.464; p = 0.095).
그림 4. IAD 그룹 내 FC 강도와 행동 측정 간의 상관관계 분석. (ㅏ) FC 강도 간의 상관관계(평균으로 표시) z 등쪽 꼬리뼈에 대한 오른쪽 상복부 선조체(rVS)의 값 및 영의 인터넷 중독 척도(YIAS; r = -0.560, p = 0.038). (B) FC 강도 간의 상관관계(평균으로 표시) z 입쪽 전두엽 피질(ACC)에 대한 rVS의 값) 및 아동 불안 관련 정서 장애에 대한 스크린(SCARED; r = -0.540, p = 0.046). (C) FC 강도 간의 상관관계(평균으로 표시) z 주둥이/등쪽 ACC 및 SCARED에 대한 왼쪽 등쪽 미상(lDC)의 값); (r = -0.566, p = 0.035). (D) FC 강도 간의 상관관계(평균으로 표시) z 왼쪽 복부 입쪽 피각(lVRP)에서 오른쪽 아래 전두엽(IFG)까지의 값) 및 SCARED(r = -0.609, p = 0.021).
토론
우리가 아는 한, 이것은 피질골 기능 네트워크의 완전성과 IAD의 회로 수준 이상과 임상 측정 사이의 관계를 조사한 최초의 연구입니다. IAD 피험자와 대조군 모두에 대해 우리는 다음의 결과를 재현했습니다. Di Martinoet al. (2008), 가정된 정서적 및 동기(하복부 선조체), 인지(복부 피각, 등 미상, 상복부 선조체) 및 선조체의 운동(등 피각) 세분과 일치하는 연결 패턴을 관찰합니다. 컨트롤과 비교할 때 IAD는 유사한 연결 패턴을 나타내지만 DRP를 제외한 모든 선조체 하위 영역에 대해 연결 강도가 변경되었습니다. 더욱이 우리는 YIAS 점수가 오른쪽 VS와 등쪽 꼬리뼈 사이의 연결 강도와 양측으로 음의 관련이 있음을 발견했으며 SCARED 점수는 오른쪽 VS와 양측 입쪽 ACC 사이, 왼쪽 DC와 양측 등쪽/ 주둥이 ACC뿐만 아니라 왼쪽 VRP와 오른쪽 IFG 사이에도 있습니다. 이러한 관계는 인터넷 중독이 심할수록 해당 지역 간의 연결 강도가 약하다는 것을 나타냅니다. 우리의 연구 결과는 피질골 기능 회로가 손상의 기본 신경 메커니즘을 이해하거나 IAD에 대한 특정 조기 개입의 효과를 평가하기 위한 적격 바이오마커로 사용될 수 있음을 시사합니다.
IAD의 손상된 피질골 기능 회로
현재 연구에서 VSi 시드는 IAD 그룹의 꼬리뼈 머리, 아족 ACC 및 PCC와의 연결성이 감소한 것으로 나타났습니다. 이는 정서적 및 동기 부여 처리에 중요한 것으로 알려진 연결입니다.Johansen-Berg 외, 2008; Beckmann 외., 2009). 측좌핵/VSi와 미상머리 사이의 연결성이 감소했다는 사실은 IAD의 보상 관련 기능이 변경되었음을 의미하며, 이는 인터넷 중독자가 미래에 발생하는 더 큰 보상보다는 더 작은 즉각적인 보상(즉, 즉각적인 행복감 효과)을 선택하는 것을 선호할 수 있음을 나타냅니다. , 예를 들어 좋은 건강, 좋은 인간관계 또는 직업적 성공(어바인 등, 2013). 언급한 바와 같이, IAD에서는 지속적인 승리 후 꼬리부분의 활성화 감소가 관찰되었습니다(동 등, 2013b). 측위핵/VSi와의 연결 가능성이 높은 슬하 ACC는 부정적인 감정 자극 또는 조절을 담당하는 분산 네트워크 내에서 중요한 허브입니다.Johansen-Berg 외, 2008; 루데벡 외, 2014). 이전의 뇌 영상 연구에서는 경골하 ACC가 부정적인 기분 상태 경험과 관련되어 있음을 보여주었습니다.Mayberg et al., 1999) 및 subgenual ACC는 우울증 치료를 위한 심부 뇌 자극의 표적입니다(Liston 등 2014). 신경심리학적 연구에 따르면 IAD 환자에게서 높은 비율의 불안 및 기분 장애가 발견되었습니다.Bozkurt 등, 2013; Zhang et al., 2013). 기본 모드 네트워크의 중심 뇌 영역인 PCC는 자기 참조 기능과 관련되어 있습니다.Vogt 등, 2006). 비정상적인 회백질 밀도(Zhou 등, 2011) 및 백질 미세구조(동 등, 2012a) PCC에서는 IAD 개인에서보고되었습니다. 임상심리 연구에서도 인터넷 중독 대학생들은 자기주도성, 협동성 점수가 낮은 것으로 나타났다.달부닥 외, 2013a), 이는 IAD 피험자가 자기 참조 기능에 대한 수준이 낮다는 것을 시사합니다. 종합하면, VSi와 미상두, 아족 ACC 및 PCC 사이의 감소된 연결성 발견은 IAD 청소년이 비정상적인 정서적 및 동기 부여 처리를 나타냄을 나타냅니다.
꼬리뼈(VS 및 DC)와 양측 등쪽/입쪽 ACC 사이의 감소된 연결성 발견은 인지 및 감정 조절과 관련된 Croticostriatal-limbic 회로의 기능 장애를 의미합니다.Botvinick 등, 2004; 리와 신하, 2008) IAD에서. 등쪽 ACC는 작업 기억 유지, 갈등 모니터링 및 오류 처리와 관련되어 있으며, 입쪽 ACC는 정서적 처리 및 감정 조절에 관여합니다.부시 (Bush) 외 다수, 2000). 언급한 바와 같이, 왼쪽 등쪽 ACC의 낮은 회백질 밀도는 이전 연구의 구조적 MRI 데이터 집단에서 발견되었습니다.Zhou 등, 2011). 또 다른 연구에서는 IAD가 주둥이 ACC에서 회백질 양이 감소한 것으로 나타났습니다.Yuan 등, 2011). ACC의 더 큰 활동은 스트루프 패러다임의 간섭 조건에 대해서도 밝혀졌습니다(동 등, 2012b) 및 메타 분석에 따르면 IAD는 내측 전두엽/ACC에서 상당한 과잉 활성화가 있는 것으로 나타났습니다(멩 (Meng) 등, 2014). IAD가 있는 피험자들은 또한 대조군에 비해 오류 모니터링 능력이 저하된 것으로 나타났는데, 이는 오류 반응에서 등쪽 ACC의 더 강한 활동과 관련이 있습니다.동 등, 2013a). 행동 연구에 따르면 IAD 개인은 IAD가 없는 대조군에 비해 부적합한 조건에서 더 긴 반응 시간과 더 많은 반응 오류와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.Dong 외, 2011). VS와 insula 사이의 연결 감소도 IAD에서 보고되었습니다. 인슐라는 이전에 성능 모니터링 중에 지속적으로 활성화되고 오류 인식에 의해 조절되는 것으로 나타났습니다.Menon과 Uddin, 2010). 뇌 영상에 대한 메타 분석 연구에 따르면 섬엽은 오류 인식에 관여하는 것으로 나타났습니다.클라인 (Klein) 등, 2007). 따라서 insula는 인간의 행동을 조정하는 측면에서 오류 처리에 중요한 역할을 합니다. 언급한 바와 같이, IAD 피험자들은 더 낮은 회백질 밀도를 나타냈습니다(Zhou 등, 2011) 및 피질 두께 감소 (Yuan 등, 2013) insula에서. 더욱이 오류 처리 중 섬 활성화 감소는 이전에 IAD 환자에게서 발견되었습니다.Ko 등, 2014). 따라서 물질 의존과 마찬가지로 강박적인 인터넷 사용과 함께 인지 조절 장애 및 감정적 스트레스 처리가 IAD 중독자의 사타구니-변연계 기능 결함의 핵심을 구성합니다.
IAD는 또한 선조체(VS, DC 및 VRP)와 억제 제어에 관여하는 것으로 알려진 연결인 IFG 사이의 연결성이 감소한 것으로 나타났습니다.Chambers 등, 2009; 스윅 외, 2011). 억제적 통제의 결함은 개인적인 고통, 심리적 의존 증상 및 다양한 부정적인 결과에도 불구하고 인터넷 사용에 대한 통제력 상실과 온라인 게임 사용 지속의 원인이 될 수 있습니다. 역학 연구에 따르면 IAD가 있는 청소년은 IAD가 없는 대조군에 비해 더 많은 충동성(즉, 반응 억제의 결핍)을 나타냈습니다.Cao et al., 2007; 달부닥 외, 2013b). 한 신경 심리학적 연구에서는 IAD 환자의 반응 억제 장애가 나타났습니다.Zhou 등, 2012). Go/No-Go 과제 연구를 통한 또 다른 이벤트 관련 뇌 잠재력은 IAD 학생들이 일반 동료들보다 정보 처리 효율성이 낮고 충동 조절 능력이 낮다는 것을 보여주었습니다.Dong 외, 2010). 더욱이, 인터넷 게임 장애가 있는 피험자는 대조군보다 왼쪽 전두엽의 반응 억제를 처리할 때 더 높은 뇌 활성화를 보였습니다.Ko 등, 2014). 선조체(VS 및 DC)와 담창 및 시상 사이의 감소된 연결성은 IAD 그룹에서도 발견되었습니다. 피질골 회로에서 담창은 선조체의 출력이고 담창은 피질로 돌출하는 시상에 연결됩니다(Alexander et al., 1986). 이러한 회로는 원하지 않는 행동을 억제하면서 원하는 행동에 집중하고 유지하는 데 중요하다고 생각됩니다(하버와 맥팔랜드, 2001). IAD 개인은 반응 억제에 어려움을 겪는 것으로 알려져 있으며, 이는 인터넷 관련 단서가 있을 때 재발 경향에 기여할 가능성이 높습니다. 따라서 이번 연구 결과는 자동 및 습관적 행동을 억제하는 능력이 저하된 억제 조절 불량이 IAD 환자에게 널리 퍼져 있음을 의미합니다.
흥미롭게도 IAD는 왼쪽 DCP와 단순한 팔 움직임 중에 종종 활성화되는 양측 꼬리뼈 운동 영역 사이의 연결성이 증가한 것을 보여주었습니다.시마와 탄지, 1998년). 인터넷 중독자들은 온라인에서 엄청난 시간을 보내고 마우스 클릭과 키보드 타이핑에 놀라울 정도로 능숙하고 정확해집니다.쿠스와 그리피스, 2012), 그러한 훈련 과정이 꼬리뼈 운동 관련 영역에서 신경가소성 변화를 유발할 수 있다는 것이 가능합니다.
IAD의 Corticostriatal 기능 회로와 행동 사이의 관계
이 연구에서 우리는 IAD 청소년의 피질골 기능 회로 변경의 행동 상관 관계를 조사했습니다. IAD 피험자의 오른쪽 VS와 양측 등쪽 미상 사이의 FC 강도 감소는 YIAS 점수의 증가와 유의미한 상관 관계가 있습니다. SCARED 점수가 높을수록 오른쪽 VS와 양측 입쪽 ACC 사이, 왼쪽 DC와 양측 등/입쪽 ACC 사이, 왼쪽 VRP와 오른쪽 IFG 사이의 낮은 FC 강도와 관련이 있는 것으로 나타났습니다. YIAS는 인터넷의 의존성을 평가하기 위해 널리 사용되는 설문지입니다. 이전의 심리 측정 연구에서는 IAD 피험자가 IAD가 없는 피험자보다 YIAS 점수가 더 높았다고 보고했습니다(카오와 수, 2007). 감소된 연결성은 필요할 때 회로를 연결하는 데 더 많은 어려움이 있음을 나타내는 것으로 생각되기 때문에 YIAS 점수와 오른쪽 VS와 양측 등쪽 미상 사이의 연결 강도 사이의 음의 상관 관계에 대한 이러한 관찰은 YIAS 점수가 더 높은 IAD 피험자가 다음을 찾는 것으로 나타났다는 것을 의미합니다. 자연적 보상보다 인터넷의 초생리학적 자극. SCARED는 어린이의 불안 장애 증상을 측정하는 신뢰할 수 있고 유효한 자가 보고 설문지입니다.Birmaher 등, 1997). 신경심리학적 연구에 따르면 IAD 청소년은 IAD가 없는 청소년보다 SCARED 점수가 훨씬 더 높았습니다.슈친 외, 2010). SCARED 점수와 연결 강도 사이의 부정적인 연관성은 애정 조절과 관련된 코르티코스트리아 회로의 기능 장애로 인해 발생합니다. 또한, 코르티코스트리아 회로 내의 연결 강도와 행동 특징 사이의 중요한 연관성에 대한 발견은 코르티코스트리아 네트워크가 금욕의 예측 변수 또는 IAD에 대한 잠재적인 새로운 치료 목표 역할을 할 수 있음을 나타냅니다.
약물 중독에서 피질골 기능 회로 이상과의 비교
휴식 상태 FC 연구에서도 약물 중독과 피질 선조체 기능 회로 이상 사이의 강한 연관성이 입증되었습니다. 예를 들어, 왼쪽 복부 선조체와 오른쪽 OFC 사이에서 증가된 FC가 관찰되어 코카인 중독에서 rostroventral ACC로 확장되었습니다.Wilcox 등, 2011). 선조체-등외측 PFC 내의 FC 강도는 코카인 사용자의 코카인 사용량과 양의 상관관계가 있었고, 선조체-등쪽 ACC와 선조체-전두엽/안와전두엽 피질 회로 사이의 균형은 코카인 사용에 대한 통제력 상실과 유의미한 연관이 있었습니다 (Hu 등, 2015). 만성 알코올 남용은 또한 피질 선골 회로 내의 기능에 해로운 영향을 미칩니다. 예를 들어, 등쪽 선조체-mOFC FC가 손상되었습니다(Lee 외, 2013) 손상된 전두엽 연결성은 알코올 의존에서 비정상적인 의사 결정과 보상 및 반응 억제를 유발했습니다 (박 외, 2010b; Courtney et al., 2013; 포브스 등 2014). 니코틴 중독의 경우, 복부 선조체와 등쪽 전대상 피질 사이의 감소된 FC는 니코틴 의존성 심각도와 음의 상관관계가 있었습니다.홍 외, 2009). 더욱이 만성 헤로인 사용자에서는 측좌핵과 복부/입측 ACC 및 OFC 사이, 오른쪽 꼬리뼈와 양측 중간 전두엽 및 오른쪽 상전두이랑 사이의 FC 증가가 관찰되었습니다.Ma et al., 2010; 왕 (Wang) 등, 2013). 따라서 IAD와 약물 중독은 어느 정도 뇌의 유사한 피질골 기능 회로 이상과 연관되어 있으며, 이는 이러한 형태의 중독에 대한 신경 특징을 구성할 수 있습니다.
제한 사항
이 연구에서 언급해야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, IAD의 진단은 주로 자가 보고 설문지 결과를 기반으로 하므로 경우에 따라 오류 분류가 발생할 수 있습니다. 따라서 IAD의 진단은 신뢰성과 타당도를 높이기 위해 표준화된 진단 도구를 사용하여 개선될 필요가 있습니다. 둘째, 연구의 표본 크기가 상대적으로 작았으므로 결과를 일반화하는 데에도 주의가 필요합니다. 이러한 제한으로 인해 결과는 예비적인 것으로 간주되어야 하며 더 큰 표본 크기를 사용하여 향후 연구에서 반복되어야 합니다. 셋째, 물질 및 기타 주요 정신질환을 동반한 사례는 제외하고, 결과는 약물 남용 및 기타 정신질환을 동반한 그룹에 주의 깊게 일반화해야 합니다. 넷째, 본 연구에서는 질병 기간에 대한 세부 사항이 기록되지 않았습니다. 따라서 본 연구에서는 코르티코스트리아 기능 회로의 결손과 IAD 기간 사이의 연관성을 확인할 수 없었습니다. 다섯째, 제한된 해상도의 휴식 상태 fMRI 데이터로 인해 우리는 선조체의 소수의 하위 영역을 기반으로 FC를 검사하여 피질 선조체 기능 회로의 불완전한 묘사로 이어질 수 있습니다. 따라서 향후 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 고해상도 휴식 상태 fMRI 데이터를 사용해야 합니다. 마지막으로 본 연구에서는 전향적인 조사 없이는 피질 선조체 기능 회로의 기능 장애와 IAD 사이의 인과관계를 밝힐 수 없었다. 향후 연구에서는 IAD와 변경된 피질골 기능 경로 사이의 인과 관계를 확인하려고 시도해야 합니다.
결론
요약하자면, 우리는 IAD 청소년의 피질골 기능 구조를 조사하기 위해 휴식 상태 FC 분석을 사용했습니다. 결과는 IAD가 정서적, 감정적 처리, 인지 조절과 관련된 피질골 기능 회로의 손상을 특징으로 한다는 것을 보여줍니다. 연구 결과는 IAD가 다른 유형의 충동 조절 장애 및 물질 중독과 심리적 및 신경 메커니즘을 공유할 수 있음을 시사합니다. 또한, 코르티코스트리아 회로의 연결 강도와 행동 측정 사이의 연관성은 코르티코스트리아 회로가 IAD의 잠재적인 새로운 치료 목표가 될 수 있으며 코르티코스트리아 FC가 IAD의 예후에 대한 정보를 제공하는 데 유용할 수 있음을 나타냅니다. 우리의 결과는 비정상적인 휴식 상태의 피질 선조체 FC가 다음 역할을 할 수 있음을 나타냅니다. 생체내에서 새롭고 잠재적으로 더 효과적인 인터넷 중독 치료법을 테스트하기 위한 바이오마커입니다.
작성자 기여
FL, YZ, YD, JX 및 HL은 연구 개념과 설계를 담당했습니다. YZ, LQ, ZZ가 데이터 획득에 기여했습니다. FL은 데이터 분석 및 결과 해석을 지원했습니다. FL이 원고 초안을 작성했습니다. FL과 HL은 중요한 지적 내용에 대해 원고의 중요한 개정을 제공했습니다. 모든 저자는 콘텐츠를 비판적으로 검토하고 최종 버전의 출판을 승인했습니다.
기금
이 작품은 중국 국가 기초 연구 프로그램(973 프로그램) 보조금 번호 2011CB707802, 중국 자연 과학 재단(Nos. 21221064, 81171302 및 81171325) 및 국가 핵심 기술 R&D 프로그램 보조금 No.2007BAI17B03의 지원을 받았습니다.
이해 상충의 진술
저자는이 연구가 잠재적 인 이해 상충으로 해석 될 수있는 상업적 또는 재정적 관계가없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.
각주
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키워드: 코르티코스트리아 회로, 기능적 연결성, 인터넷 중독 장애, 신경 심리학적 측정, 휴식 상태 fMRI
인용: Lin F, Zhou Y, Du Y, Zhao Z, Qin L, Xu J 및 Lei H (2015) 인터넷 중독 장애가 있는 청소년의 비정상적인 피질골 기능 회로. 앞쪽. 흠. 신경 과학. 9:356. 도이: 10.3389/fnhum.2015.00356
접수일: 20년 2014월 02일; 승인: 2015년 XNUMX월 XNUMX일;
온라인 게시 : 16 June 2015.
편집자 :
샬롯 A. 보티거, 미국 노스캐롤라이나 대학교
저작권 © 2015 Lin, Zhou, Du, Zhao, Qin, Xu 및 Lei. 이 기사는 다음 조건에 따라 배포되는 공개 액세스 기사입니다. 크리에이티브 커먼즈 저작자 표시 라이선스 (CC BY). 허용 된 학업 관행에 따라 원저자 또는 허가자가 인정되고이 저널의 원고가 인용 된 경우 다른 포럼에서의 사용, 배포 및 복제가 허용됩니다. 이러한 조건을 준수하지 않는 사용, 배포 또는 복제는 허용되지 않습니다.
*교신: Hao Lei, 우한 국립자기공명센터, 중국 자기공명 및 원자분자물리 핵심연구소, 중국과학원 우한물리수학연구소, West No. 30 Xiaohongshan, 우한 430071, 중국, [이메일 보호]
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