뇌의 미세 구조 특성에 대한 비디오 게임의 영향 : 단면 및 종단 분석 (2016)

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개요

비디오 게임 플레이 (VGP)는 현대 시대의 어린이들 사이에서 점점 더 널리 퍼지고 있습니다.¹ VGP는 수많은 선호 및 비선호 효과와 관련이 있습니다. VGP와 특정 유형의 시각적인지 개선 간의 인과 관계는 비교적 잘 확립되어 있습니다.² 반면에 VGP의 부정적인 영향에는 언어 기억, 일부 주의력, 수면, 학습 및 지식에 대한 영향이 포함됩니다.^{2, 3, 4} 또한, 영상 연구에서, VGP는 도파민 시스템에서 실질적인 도파민 방출을 유발하는 것으로 나타났다⁵ 중독뿐만 아니라⁶

이전의 단면 연구에 따르면 많은 양의 비디오 게임을하는 어린이와 전문 온라인 게이머는 배측 전두엽 피질 (frontsolateral prefrontal cortex, PFC), 전두 안 (frontal eye field) 및 유사한 영역에서 증가 된 피질 두께와 국소 회백질의 양을 나타냈다.^{7, 8, 9} 그러나, 현재까지 VGP의 부정적인 심리적 결과와 관련된 어린이의 미세 구조적 특성의 발달에 대한 VGP의 영향은 확인되지 않았다. 이 연구의 목적은 단면 및 종 방향 전향 분석을 통해이 문제를 조사하는 것이 었습니다. 종 방향의 전향 적 관찰 연구 설계를 사용하여 언어 기능의 장기 오 발달 및 긴 VGP로 인한 도파민 시스템의 변화와 같은 VGP의 부정적인 결과에 중점을 둘 수 있습니다. 이러한 문제는 통제 된 단기 중재 연구에서 윤리적이고 실제적으로 조사 될 수 없습니다.

확산 텐서 영상화의 평균 확산 (MD) 및 분수 이방성 (FA) 측정¹⁰ 다른 뇌 미세 구조 특성을 측정 할 수 있습니다. 특히, MD가 낮을수록 조직 밀도가 높아짐, 세포 구조의 증가 된 존재와 같은. MD에 영향을 줄 수있는 메커니즘은 모세관, 시냅스, 척추 및 거대 분자 단백질; 미엘린, 막 및 축삭의 특성; 뉴런 또는 신경아의 모양; 또는 강화 된 조직 구성이지만 MD는 그중 하나에 특별히 민감하지 않습니다..^{10, 11} MD의 변화는 신경 가소성에 유일하게 민감한 것으로 나타났습니다.^{11, 12} I특히, 도파민 시스템에서 MD는 병리학 적, 약리학 적 및인지 적 차이 또는 도파민과 관련된 변화에 상당히 민감한 것으로 나타났다.^{12, 13, 14, 15} 다른 한편으로, FA는 뇌 연결과 관련된 미세 구조적 특성과 상대적으로 더 강하게 연관되어 있고 축삭 막 두께, 직경 및 / 또는 축색 돌의 평행 조직의 양의 증가에 민감하고 또한 신경의 과정을 반영 할 수있다 가소성.^{10, 16} 따라서 본 연구에서는 이러한 조치를 활용했다.

앞서 언급 한 VGP의 심리 및 신경 영상 연구에 기초하여, 우리는 VGP가 PFC 영역에서 이러한 신경 메커니즘에 영향을 미치며 언어 과정에 관여하는 우월한 앞쪽 이랑을 남겼다는 가설을 세웠다.¹⁷ 보상 및 동기 부여 과정에 관여하는 안와 전면 및 피질 도파민 시스템;¹⁸ 기억과 수면과 관련된 해마.¹⁹ 어린이들 사이에서 VGP의 유병률을 감안할 때, VGP의 결과를 밝히는 것이 중요합니다.

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재료 및 방법

주제

모든 과목은 건강한 일본 어린이였습니다. 자세한 설명은 보충 방법. 헬싱키 선언 (1991)에 따라 각 과목과 부모로부터 서면 동의서를 얻었습니다. 이 실험에 대한 승인은 토호쿠 대학의 기관 검토위원회에서 얻었습니다. 몇 년 (이 간격에 대한 자세한 내용은 표 1) 사전 실험 후, 실험 후가 수행되었으며, 실험 전 대상의 일부가 또한이 실험 후에 참여 하였다.

240 대상체 (114 소년 및 126 여자; 평균 연령, 11.5 ± 3.1 년; 범위, 5.7–18.4 년)에서 단면 영상 분석을 수행했으며 189 대상 (95 소년 및 94 여자; 평균)에서 종단 영상 분석을 수행했습니다. 연령, 14.5 ± 3.0 년, 범위, 8.4–21.3 년).

심리적 변수의 평가

실험 전과 실험 후 모두, 일본어 버전의 Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition (WAIS-III)을 사용하여 FSIQ (Full Scale Intelligence quotient)를 측정했습니다. 16 세 미만의 피험자를위한 16 세 또는 Wechsler Intelligence Scale for Children-Third Edition (WISC-III).²⁰ 시험은 숙련 된 시험관이 수행했습니다.²¹ WAIS / WISC 점수에서 각 과목에 대한 FSIQ, 구두 IQ (VIQ) 및 성과 IQ (PIQ)를 계산했습니다. Wechsler IQ 테스트는인지 기능의 가장 널리 사용되는 심리 측정 방법 중 하나이며,이 테스트의 점수는 교육, 직업 및 사회적 관계에서 다양한 결과를 안정적으로 예측합니다.²² 품질 점검을 위해, 실험 전 시험 점수와 실험 후 시험 점수 및 실험 전 총 두개 내 용적과의 상관 관계를 계산 하였다 ( 보충 결과).

사전 실험에서 주중의 VGP 기간은 객관식 질문과 함께 자체 보고서 설문지를 사용하여 수집되었습니다.. 다음과 같은 8 가지 옵션이 있습니다. 1, none; 2, 조금; 3, 대략 30 분; 4, 대략 1h; 5, 대략 2h; 6, 대략 3h; 7, 4h; 그리고 8는 말할 방법이 없습니다. 이러한 선택은 몇 시간의 VGP (1 = 0 선택, 2 = 0.25 선택, 3 = 0.5 선택, 4 = 1 선택, 5 = 2 선택, 6 = 3 선택, 7 = 4 선택, 8 = XNUMX 선택)로 변환되었으며 VGP 시간은 사용되었습니다. 아래에 설명 된 통계 분석에서. 옵션 XNUMX를 선택한 대상의 데이터는 몇 시간의 VGP와 관련된 분석에서 제거되었습니다. 이 방법은 VGP의 양을 평가하기위한 적절한 방법 인 것 같습니다. 그러나 널리 사용되며 해당 분야에서 검증되었습니다 (참조 : 분석법 유효성에 대한 토론 및 참조) 보충 자료).

또한 추가 공변량으로 부모와의 관계, 자녀와 함께 사는 부모의 수, 가족의 연간 소득, 부모의 교육 자격 및 대상이 살았던 도시의 도시 성 (시정촌 수준)과 같은 정보를 수집했습니다. . 자세한 평가 방법을 포함하여 이러한 측정에 대한 자세한 내용은 이전 연구를 참조하십시오.²³

4 학년 이하 참가자의 경우, 학부모는 VGP의 양과 자녀와 부모의 관계에 관한 질문에 답변했습니다. 5 학년 이상의 참가자들에게는 어린이 스스로이 질문에 답했습니다. 이 임계 값 선택에 대한 이론적 근거는 보충 방법.

행동 데이터 분석

동작 데이터는 예측 분석 소프트웨어 릴리스 버전 22.0.0 (PASW Statistics 22; 미국 일리노이 주 시카고에있는 SPSS; 2010)를 사용하여 분석되었습니다. 심리학 적 분석을 위해, 전-꼬리 다중 회귀 분석을 사용하여 사전 실험에서 VGP와 VIQ의 양 사이의 가설 된 음성 연관성 (단면 분석)과 실험 전의 VGP 양과 VIQ 변화 간의 음의 연관성을 조사했습니다. 실험 전부터 실험 후까지 (세로 분석). 단면 분석에서 성별, 연령 (생년월일), 가족의 연간 소득, 부모의 최고 교육 자격에 대한 평균 년 수, VGP의 양에 대한 질문에 답변 한 사람, 참가자가 속한 지역의 도시 성 참가자와 함께 살았던 부모의 수와 부모와의 관계가 공변량으로 추가되었습니다. 또한, 종 방향 분석에서, 실험 전과 실험 후 사이의 시간 간격 및 단면 분석 (VIQ)의 종속 변수를 공변량으로서 첨가 하였다. 다른 IQ 시험 점수도 같은 방식으로 조사되었습니다. 특정 가설 (VIGP에 대한 VGP의 부정적인 영향)을 테스트 한 분석에는 단측 테스트를 사용했습니다. 이러한 분석에서 VGP가 언어 기능에 부정적인 영향을 미치는지 여부와 관련하여 테스트 할 가설이 고려 되었기 때문에 수행되었습니다. 또한, 단면 분석에서 VGP의 효과를 입증 한 IQ 점수의 경우, 단면 분석에서 단면 분석에서 단측 테스트를 사용했습니다 (단면 분석의 효과와 동일한 방향에 따라).

연구 목적과 관련된 분석 결과에 다중 비교 보정이 적용되었다. 이 6 가지 분석에서 임계 값이 P<0.05 (XNUMX 단계 선명 화 방법을 사용하여 거짓 발견 비율 (FDR)로 수정 됨)²⁴)는 통계적으로 유의 한 것으로 간주되었습니다. 수정하지 않고 수정 한 경우에만 결과가 중요하다고 간주했습니다. P-값은 모두 <0.05였습니다.²⁵

이미지 수집 및 분석

3-T Philips Achieva 스캐너 (베스트, 네덜란드)를 사용하여 자기 공명 영상 (MRI) 데이터 획득을 수행 하였다. 스핀 에코 에코-평면 이미징 시퀀스 사용 (TR = 10 293 ms, TE = 55 ms, Δ= 26.3ms, δ= 12.2 ms, FOV = 22.4 cm, 2 × 2 × 2 mm³ 복셀, 60 슬라이스, SENSE 감소 계수 = 2, 획득 수 = 1), 확산 가중 데이터가 수집되었습니다. 확산 가중은 32 방향을 따라 등방 적으로 분포되었다 (b-value = 1000 초^{- 2}). 또한 확산 가중치가없는 단일 이미지 (b-value = 0 초^-2; b0 이미지)를 획득했습니다. 총 스캔 시간은 7 분 17 초입니다. MR 및 솔에서 시판되는 확산 텐서 분석 패키지를 사용하여 수집 된 이미지로부터 FA 및 MD 맵을 계산 하였다. 자세한 내용은 보충 방법.

이미징 데이터의 전처리

Matlab에 구현 된 SPM8를 사용하여 이미징 데이터의 전처리 및 분석을 수행했습니다. 기본적으로, 우리는 DELEL (exponentiated lie algebra) 기반 등록 프로세스 방법을 통해 이전에 검증 된 diffeomorphic 해부학 적 등록을 가진 대상의 사전 및 사후 MD 및 사후 및 사후 FA 이미지를 정규화 한 다음 정규화 된 MD 이미지를 사용자 정의 마스크 이미지로 마스킹했습니다. 즉, 회색 또는 흰색 물질 일 가능성이 높고 정규화 된 FA 이미지는 흰색 물질 일 가능성이 높은 사용자 정의 마스크 이미지로 마스킹되었습니다. 자세한 내용은 보충 방법.

마지막으로, 실험 전 및 실험 후 이미지 사이의 MD (또는 FA)에서의 신호 변화는 각 참가자에 대해 상기 언급 된 마스크 내의 각 복셀에서 계산되었다. MRI 이전 및 이후 MRI 실험 사이의 MD (또는 FA) 변화를 나타내는 결과 맵 ((MD 이전 -MD 이전) 또는 (FA 이후 FA 이후))은 다음에 설명 된대로 종단 영상 분석으로 전달되었습니다. 다음 섹션.

뇌 전체 영상 데이터 분석

SPM8를 사용하여 단면 전체 뇌 영상 데이터의 통계 분석을 수행 하였다. MD 또는 FA와 VGP의 양 사이의 연관성을 조사하기 위해 단면 전체 뇌다 중 회귀 분석을 수행 하였다. 공변량은 영상 분석에서 복셀 기반 형태 측정법을 사용하여 계산 된 총 두개 내 용적을 제외하고 심리적 단면 분석에 사용 된 것과 동일했습니다 (자세한 내용은 Takeuchi 참조). et al.²⁶)를 공변량으로 첨가 하였다.

MD (또는 FA)의 종 방향 분석에서, 실험 전 및 실험 후 이미지 사이에서 MD (또는 FA)의 신호 변화를 나타내는 맵이 분석되었다. 우리는 실험 전과 실험 후 MD (및 FA) 변화와 VGP 시간 사이의 연관성을 조사했습니다. 공변량은 영상 분석에서 총 두개 내 부피가 공변량으로 추가되고 생물학적 파라 메트릭 맵핑 도구 (BPM)를 사용하여 복셀 단위로 가능하다는 점을 제외하고는 심리적 종 방향 분석에 사용 된 것과 동일합니다.www.fmri.wfubmc.edu).

MD의 분석은 상기에서 생성 된 회백색 마스크로 제한되었다. FA의 분석은 상기에서 생성 된 백색 물질 마스크로 제한되었다.

임계 값이없는 군집 강화 (TFCE)를 사용하여 단면 분석의 다중 비교 보정을 수행했습니다.²⁷ TFCE 툴박스를 통한 무작위 (5000 순열) 비모수 순열 테스트 (http://dbm.neuro.uni-jena.de/tfce/). FWE (Family-wise Error) 수정 임계 값을 적용했습니다. P<0.05. 종단 분석에서는 FDR 접근법을 사용하여 다중 비교 수정을 수행했습니다.²⁸ 범위 임계 값을 초과 한 영역²⁹ 이 클러스터 결정 임계 값에 기초하여보고되었다. (1) 순열 테스트가 일반적으로 오 탐지율을 올바르게 제어 할 수 있기 때문에 다른 통계 임계 값이 사용되었습니다.³⁰ (2) BPM에서는 TFCE를 사용할 수 없습니다. 각 분석에 가장 적합한 통계 방법을 선택했습니다.

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결과

기본적인 정보

주제의 특성은 다음과 같습니다. 표 1. 주중 VGP의 지속 시간은 자체 보고서 설문지와 평균 및 s.ds에 의해 수집되었습니다. 에 제시 표 1.

단면 행동 분석

사전 실험 데이터를 사용하고 혼란 변수에 대해 수정 된 다중 회귀 분석이 사용되었습니다 (세부 방법은 참조). 이 분석은 사전 실험에서 VGP의 양이 사전 실험에서 VIQ와 유의미하고 음의 상관 관계가 있음을 보여주었습니다.그림 1a, P= 0.027, 수정되지 않은 P= 0.038, FDR로 수정되었습니다. t= -1.930, 표준화 된 부분 회귀 계수 (β) = − 0.120), 예상대로, 사전 실험에서 FSIQ (P= 0.032, 수정되지 않은 P= 0.038, FDR로 수정되었습니다. t= -2.159, β= -0.135)이지만 사전 실험에서 PIQ와 음의 상관 관계가있는 경향이있었습니다 (P= 0.061, P= 0.038, FDR로 수정되었습니다. t= -1.879, β= −0.118).

종 방향 행동 분석

종단 데이터를 사용하고 혼란 변수에 대해 수정 된 다중 회귀 분석이 사용되었습니다 (자세한 내용은 방법 참조). 결과는 실험 전의 VGP 시간이 실험 전과 실험 후 데이터 사이의 VIQ 변화와 유의미하고 음의 상관 관계가 있음을 보여주었습니다.그림 1b, P= 0.044, 수정되지 않은 P= 0.038, FDR로 수정되었습니다. t= -1.710, 표준화 된 부분 회귀 계수 (β) =-0.119) 그러나 실험 전 데이터와 실험 후 데이터 사이의 FSIQ 변화와 함께 실험 전 FSIQ와 음의 상관 관계가있는 경향이있었습니다 (P= 0. 064, P= 0.038, FDR로 수정되었습니다. t= -1.525, β= -0.076) 및 실험 전 및 실험 후 데이터 사이의 PIQ의 변화와 상관 관계가 없음 (P= 0. 595, P= 0.2975, FDR로 수정되었습니다. t= -0.533, β= −0.037).

MD 및 FA의 단면 분석

다중 회귀 분석에 따르면, 예비 실험에서 VGP의 시간은 양측 PFC, 전방 경피, 측두엽 및 내측 측두 피질, 기저핵과 기 생애의 넓은 영역에서 회백질의 광범위한 영역에서 사전 실험에서 MD와 유의미하고 긍정적으로 상관 관계가 있음을 보여주었습니다. 표 2 및 숫자 2a 및 b 정확한 해부학 적 영역). 또한, 예비 실험에서의 FAV 시간과 FA 사이, 주로 코퍼스 캘러스의 유전자 및 신체 영역, 양측 전방 코로나 방사 및 우측 우수한 코로나 라디에타에서 유의 한 음의 상관 관계가 있었다 (참조 표 3 및 2c 및 d 정확한 해부학 적 영역).

MD 및 FA의 종 방향 분석

다중 회귀 분석은 실험 전 실험에서 VGP의 시간이 왼쪽 기저핵의 회백질 영역, 왼쪽 내측 측두엽 및 양측 시상을 포함하는 해부학 적 군집에서 실험 전과 실험 후 사이의 MD의 변화와 유의하고 긍정적으로 상관 관계가 있음을 보여주었습니다. PFC의 복부 부분의 클러스터; 우측 인 슐라, 우측 Putamen 및 우측 시상의 회색 및 백색 교합 영역을 포함하는 해부학 적 클러스터; 좌중간 및 하측 측두엽, 후 생체 및 좌 후두엽의 회백질 영역을 포함하는 해부학 적 군집 (그림 3a–c, 표 4). FA 변화와 관련된 중요한 결과는 없었다.

MD 및 심리 지능 분석

사전 실험 데이터를 사용하고 혼동 변수를 수정 한 다중 회귀 분석 (참조 보충 방법 자세한 내용은)를 사용했습니다. 이 분석은 FSIQ가 주로 왼쪽 시상, 왼쪽 해마, 왼쪽 Putamen, 왼쪽 절연, 왼쪽 Heschl gyrus 및 fornix와 같은 관련 백질 묶음, 왼쪽 우수한 코로나 방사 및 왼쪽 내부 캡슐에서 MD와 유의 한 상관 관계를 보였다. (그림 4a; TFCE 값 = 1423.1, TFCE 수정 P-value = 0.0166, 클러스터 크기 = 1512 복셀). 또한 PIQ는 뇌 전체에 널리 퍼져있는 회색과 흰색의 넓은 영역에서 MD와 유의 한 상관 관계를 보입니다 (그림 4c; 만나다 보조 표 S5 정확한 해부학 적 영역). VIQ는 뇌 전체 분석에서 MD와 유의 한 상관 관계가 없었습니다. 그러나 FSIQ의 영향이 나타난 영역에서 상당한 경향이 관찰되었습니다. 관심 영역 분석에서이 영역 내에서 VIQ는 MD와 유의하고 부정적인 상관 관계가 있음을 보여주었습니다.그림 4b; TFCE 값 = 357.31, TFCE 수정 P-value = 0.002, cluster size = 1475 voxels) (이 관심 영역 분석의 통계적 유효성과이 영역에서 MD와 VIQ 및 PIQ 간의 연관성이 MD와 공통의 연관성에 의해 형성됨을 보여주기 위해 VIQ 및 PIQ의 구성 요소는 다음을 참조하십시오. 보충 방법 및 보충 결과). 이러한 결과는 PIQ가 광범위한 지역에서 MD와 관련이 있고 VIQ가 왼쪽 반구에서 더 제한된 지역과 관련되어 있음을 시사합니다. 또한 PIQ와 VIQ의 공통 효과는이 영역에서 MD에 대한 FSIQ의 효과를 가져 왔습니다.

FSIQ 및 VIQ와의 관찰 된 MD 상관 관계는 단면 분석에서는 VGP와 중첩되었지만 종 방향 분석에서는 그렇지 않았다. 그러나 클러스터 형성 임계 값이 PVGP의 종단 분석에서 FDR에서 <0.1 수정, 형성된 클러스터는 FSIQ 및 VIQ의 MD 상관 관계와 겹쳤습니다.

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토론

이 연구에서 우리는 처음으로 어린이의 MD 및 FA에 대한 VGP의 영향을 밝혀 냈습니다. 우리의 가설은 부분적으로 확인되었으며, 우리의 단면 및 종 방향 연구는 더 많은 양의 VGP가 대뇌 피질 및 아질 피질 영역에서 MD 증가와 언어 지능 저하와 관련이 있음을 일관되게 밝혀 냈습니다.

현재의 MD 결과와 수렴 적 증거는 과도한 VGP가 언어 지능의 발달 지연과 관련 될 수있는 바람직한 신경 시스템의 발달을 직간접 적으로 방해한다는 것을 시사한다. 현재의 결과는 VGP가 길면 광대 한 지역에서 더 큰 MD와, 단면적 및 종 방향으로 더 낮은 언어 지능과 관련이 있음을 보여 주었다. 반면에 개발 과정에서 MD는 일반적으로 감소합니다.³¹ 또한, 본 연구에서, PIQ가 높을수록 뇌의 광범위한 영역에서 MD가 낮아지고, FSIQ 및 VIQ가 왼쪽 시상 부, 왼쪽 해마, 왼쪽 Putamen, 왼쪽 인 슐라, 왼쪽 Heschl gyrus에서 MD가 낮았다 및 관련 백질 번들. 이들 영역을 포함하거나 인접하는 영역에서의 MD는 단면적 및 종 방향으로 VGP의 긍정적 인 효과를 나타냈다. 이러한 증거들은 과도한 VGP가 언어 정보의 발달 지연과 관련이있는 바람직한 신경 시스템의 개발을 직간접 적으로 방해한다는 것을 시사한다.

이전의 연구는 MD 변화의 기본이되는 몇 가지 생리 학적 메커니즘을 제안했습니다. 감소 된 MD는 서론 섹션에 기술 된 바와 같이 더 높은 조직 밀도를 초래하는 다양한 세포 및 세포 구조 변화를 반영하는 것으로 제안되었다. 또한, MD는 신경 가소성에 유일하게 민감한 것으로 나타 났으며, 상기 언급 된 조직 메카니즘은 신경 가소성을 수반하는 과정을 통해 변화하는 것으로 보여 지거나 제안되었다.¹¹ 따라서, MD의 감소는 일반적으로 조직 및 기능적 적응의 증가를 반영하는 것으로 생각된다. 그러나 MD는 특정 조직에 매우 특이하지 않습니다.³² 또한 MD는 혈류 감소를 반영 할 수 있으며, 경우에 따라 MD의 증가에 따라 기능적 적응이 반영됩니다.¹² 따라서, 감소 된 MD가 적응 적 변화인지는 심리적 측정을 포함하는 포괄적 인 관점에서 결정되어야한다.

MD가 단면 및 종 방향 분석에서 VGP의 양과 상관 관계가있는 모든 확인 된 영역은 언어, 기억 및 집행 과정에서 고유 한 역할을하는 것으로 제안되었습니다. 보상과 동기 부여; 그리고 읽기 및 언어 프로세스, 그리고 이러한 프로세스를 통해 VGP는 직간접 적으로보고 된 기능적 결함을 초래할 수 있습니다. 첫째, 해마는 기억 및 수면 과정과 관련이 있습니다.¹⁹ VGP는 학습, 기억 및 지식의 수면 이상 및 장애와 관련이있는 것으로 알려져 있습니다.^{3, 4} 이 영역에서 VGP와 관련된 관찰 된 이상은 VGP와 관련된 기능의 결함과 관련이있을 수 있습니다. 둘째, 왼쪽 중간 정면 및 하부 정면 이랑은 실행 기능의 중앙 시스템과 하위 시스템에서 중요한 역할을합니다.³³ 반면에 이러한 프로세스는 VGP에 의해 인과 적으로 방해됩니다.² 셋째로, 기저핵, 안와 전두엽 피질 및 인 슐라의 영역은 보상과 동기 부여 과정에서 다양한 역할을합니다.^{34, 35} 흥미롭게도, 정신 자극제와 유사하게, VGP는 도파민 시스템에서 실질적인 도파민 방출을 유발합니다⁵ 중독의 원인이됩니다.⁶ 도파민은 신경 독성 특성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 과도한 도파민은 뇌의 조직과 세포를 손상시킵니다.³⁶ 또한, 정신 자극제 (메탐페타민) 사용자에 대한 이전의 연구는 도파민 시스템의 영역에서 더 높은 MD를 나타냈다.³⁷ 또한, 파킨슨 병의 중재 연구는 도파민 작용제 L- 도파의 투여가 도파민 시스템의 영역에서 MD를 증가시키는 것으로 밝혀졌다.¹⁴ 따라서, 더 많은 양의 VGP 및 도파민 방출의 수반되는 증가는 도파민을 방출하는 물질의 효과와 유사하게, 도파민 시스템의 MD 변화와 관련이있다. 이러한 영역의 MD는 부정적인 영향을 미치는 특성과 관련이 있지만 과도한 VGP는 비디오 게임을하지 않을 때 공허감이나 우울한 경향과 관련이 있습니다.³⁸ 이들 영역에서의 신경 메커니즘을 통해, VGP는 이전에보고 된 기능적 결함과 직간접 적으로 관련 될 수있다. 또한, 본 연구에서, VIQ는 VGP에 반응하여 감소하였고, IQ 유형에 관계없이, IQ가 낮을수록 도파민 시스템 및 해마를 포함하는 영역에서 더 높은 MD와 관련이 있었다. 학습 및 기억 과정 외에도 동기 부여 과정은 어린이들 사이의 IQ 테스트 수행에 중요한 역할을합니다.³⁹ 따라서, VIQ에 대한 VGP의 관찰 된 효과는 이들 신경 메커니즘에 의해 부분적으로 매개 될 수있다. 그러나, 본 연구는 종적이며 비 간섭 적이므로 이러한 추론이며, 우리는 이러한 추론과 인과성을 입증 할 충분한 데이터가 없다. 이러한 추측이나 인과 관계를 확인하기 위해 미래의 연구가 필요하다.

더 많은 양의 VGP와 더 낮은 FA 및 더 낮은 PIQ 사이의 연관성은 단면 분석에서만 관찰되었다. 일반적으로, 다수의 뉴런 섬유가 교차하지 않는 코퍼스 콜로세움과 같은 영역에서 더 낮은 FA는 축삭 및 다른 생리 학적 메카니즘의 감소 된 수초화를 수반하는 바람직하지 않은 기관 기능을 나타내는 것으로 생각된다.^{16, 40} 종단 분석에서 관찰 된 연관성의 결여는 많은 원인에 기인 할 수있다. 하나는 표본 크기가 작거나 나이가 많아서 종말 분석에서 통계적 능력이 낮다는 것입니다.⁴¹ 또한, 이러한 측정에 따라 VGP를 경험 한 초기 단계에서 가장 현저한 가소성이 발생할 수 있으므로 신경 가소성은 이러한 측정의 종단 분석에서 관찰되지 않을 수 있습니다. 마지막으로 가장 간단한 해석은 VGP가 이러한 측정에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 관찰 된 횡단면 연관성은 그러한 신경 인 지적 특성 (넓은 지역에서 낮은 PIQ 및 낮은 FA)을 가진 어린이들이 많은 양의 비디오 게임을하는 것이 었습니다. FA의 현재 발견과 관련하여, 이전 연구는 인터넷 중독 환자의 FA 특성을 조사했다.^{42, 43} 이러한 연구는 인터넷 중독이 VGP의 양과 약하게 관련되어 있기 때문에 현재 결과와 관련이 있습니다.⁴⁴ 온라인 게임 때문일 수 있습니다. 이 두 가지의 발견은 일치하지 않지만, 인터넷 중독 환자는 전두엽의 앞부분을 포함하여 전립선 영역에서 FA가 낮습니다. 또한 본 연구는 아동의 불안 관련 정서 장애에 대한 설문지를 사용 하였다⁴⁵ 인터넷 중독 환자는 더 심각한 정서적 문제를 나타내며 이러한 문제는 전립선 쇄골에서 FA와 관련이 있음을 증명했습니다. 이전 연구에 따르면 VGP의 양에 대한 회백질 구조적 상관 관계는 인터넷 중독과 관련이없는 것으로 나타 났지만,⁴⁴ 현재 FA 연구 결과는 인터넷 중독 (예 : 취약성 및 / 또는 중독 / 정서적 문제의 징후)과 같은 일반적인 병원성 메커니즘을 공유 할 수 있습니다. 이러한 가능성은 향후 연구에서 탐구되어야합니다.

본 연구는 아동의 VGP의 직접적 또는 간접적 영향에 대한 이해를 증진시켰다. 이전 연구에서 설명했듯이, 이전의 신경 영상은 DLFPC에서 VGP의 양과 회백질의 양 사이에 긍정적 인 상관 관계를 보여 주었으며, 이는 일반적으로 긍정적 인 결과로 간주되었습니다.^{7, 8, 9} 좌측 배측 PFC에서 VGP의 양과 지역 회백질 양 사이의 유사한 경향 (T= 3.27, 689mm³, P이 연구의 단면 분석에서 <0.0025)가 관찰되었습니다. 이 분석에서이 연구에 사용 된 것과 동일한 공변량을 사용하여 VBM 분석을 수행했습니다 (전처리 방법에 대한 자세한 내용은 Takeuchi 참조). et al.²⁶). 그러나 추가 연구에 따르면 어린이와 청소년의 컴퓨터 경험과 관련된 회색질 증가는 부정적인 심리적 결과를 나타냅니다..^{26, 46} 본 연구는 FA 및 MD 및 언어 지능의 관점에서 VGP의 직접적 또는 간접적 영향을 조사하고, 젊은 대상에서 VGP의 부정적인 측면을 추가로지지 하였다.

본 연구는 몇 가지 한계가 있었다. 첫째, 이것은 중재 연구가 아니기 때문에 관찰 역학 연구의 몇 가지 일반적인 한계를 포함합니다. 이 연구는 종단 분석과 관련하여 몇 가지 한계가 없었습니다 (예를 들어, 언어 지능과 VGP 간의 연관성은 지능이 낮은 어린이가 비디오 게임을하는 경향으로 인해 발생할 수 있음). 그러나, 현재의 결과는 여전히 VGP가 관찰 된 변화를 직접 유발했음을 증명할 수 없습니다. 분석에서 수정할 수없는 수많은 환경 요인으로 인해 관찰 된 변경이 발생할 수 있습니다. 또한 일상 활동 (예 : 공부, 독서, 다른 사람과의 대화 및 운동)의 감소가 VGP에서 보낸 시간으로 대체되었을 수도 있습니다. 아이들이 평일 (예를 들어 학교)에 다소 균일 한 방식으로 시간을 보내기 때문에 아이들에게는 더욱 그렇습니다. 남은 시간 동안 특정 활동이 증가함에 따라 다른 활동도 동시에 감소하는 경향이 있습니다. 이러한 특성 때문에 여러 회귀 분석에서 이러한 활동을 수정하는 것은 적절하지 않습니다. 어린이의 경우 VGP에 소요되는 시간은 언어 활동 (또는 운동)에 소요되는 시간의 감소를 반영하며 관찰 된 효과 중 일부는 그러한 효과에 의해 매개되었을 수 있음을 기억해야합니다. 이 경우에도 VGP에 소요 된 시간이 실제 생활에서 VGP에 소비 된 시간의 특성을 반영하므로이 연구의 목적이 충족되지 않았다고 생각하지 않습니다. 다시 말해, 실험 설정과 달리 실제 비디오 게임이 특정 기능에 유리한 영향을 미치더라도 실제 게임에서 소요되는 시간은 공부 나 운동과 같은 다른 유리한 활동을 대체해야합니다. 이 문제에 대한 추가 고려 사항과 스포츠 효과의 평가는 다음을 참조하십시오. 보충 방법 및 결과. 또한, VGP의 양이 다른 손상 (VGP에 대한 중독 및 학업 또는 사회 활동에 대한 낮은 동기 부여)을 반영하고 그러한 손상이 신경인지 기능에 영향을 미칠 수도있다. 대안 적으로, 비디오 게임 중독으로 더 많은 양의 VGP가 진행될 때, 이것은 신경인지 기능에 영향을 줄 수있다. 이러한 인과 관계를 고려하기 위해 향후 연구가 수행 될 필요가있다. 이 문제에 대한 자세한 내용은 보충 방법. 또한이 연구에서는 검증되고 널리 사용되었지만 조잡한인지 측정 (Wechsler IQ test)을 사용했으며, 사회 감정적 조치를 구체적으로 평가할 수있는 데이터는 수집하지 않았습니다. 이러한 특정 기능에 대한 VGP의 영향과 확산 텐서 영상 측정과의 관계는 향후 연구에서 조사해야합니다. 또한 연구에 따르면 특정 비디오 게임 (예 : 폭력적, 공간적, 전략적 게임)에는 특정 효과가 있습니다.⁴⁷ 우리의 연구 목적은 이러한 문제를 해결하지 못했기 때문에 그러한 영향을 조사하는 데 필요한 데이터는 수집하지 않았습니다. 그러나 이러한 효과는 향후 연구 될 수 있습니다. 신경 및인지 메커니즘에 대한 환경 요인의 영향에 대한 이러한 종류의 구조적 연구의 한 가지 일반적인 한계는 구조적 변화가인지 기능과 관련된 식별 된 영역 내에서 기능적 변화를 직접 반영하지 않는다는 것입니다. 따라서 우리의 연구는 확인 된 영역에서 VGP의 양과 MD의 상관이 VGP의 양과 다른인지 기능의 관찰 된인지 기능적 상관과 어떻게 연관되어 있는지를 직접 설명 할 수는 없다.

결론적으로, 증가 된 VGP는 언어 지능뿐만 아니라 뇌의 광범위한 지역에서 MD의 발달 지연과 직간접 적으로 연관되어있다. 이전에는 VGP의 다양한 유익한 효과가보고되었습니다.⁴⁸ 비디오 게임은 특정 조건 (예 : 노인, 특정 유형의 게임)에서 유용 할 수 있습니다. 그러나, 본 연구는 어린이들의 일상 습관으로서 VGP에 대한 우리의 이해를 발전 시켰으며, 어린이들이 비디오 게임을 장시간 동안하는 조건이 적어도 특정 관점에서 바람직하지 않은 신경인지 발달로 이어질 수 있음을 밝혀냈다.

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관심사 충돌

저자는 아무런 이해 상충을 선언하지 않습니다.

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감사의 글

실험을 관리하는 데 도움을 준 MRI 스캐너, Okimoto Keiko 및 확산 가중 이미징에 대한 조언을 필립스의 Yuzuko Suzuki에게 진심으로 감사합니다. 또한 연구 참여자, 심리 검사의 다른 시험관 및 개발, 노화 및 암 연구소 및 동북 대학교의 모든 동료들에게 도움을 주셔서 감사합니다. 이 연구는 JST / RISTEX 및 JST / CREST에 의해 지원되었습니다. 우리는 Enago에게 감사합니다 (www.enago.jp)를 영어로 검토합니다.