Interneto žaidimų perteklius yra susijęs su Fronto-Striatal funkcinio ryšio keitimu per atlygio grįžtamojo ryšio procesą (2018)

Silpnesnis vmPFC ryšys su uodeginiu branduoliu

Yra žinoma, kad vmPFC dalyvauja perkeliant atlygį į subjektyvios vertės reprezentacijas (39, 42). Jis turi abipusių ryšių su striatum kognityvinėmis ir emocinėmis/emocinėmis funkcijomis (43, 44). Mūsų išvados atskleidžia atskirtą funkcinį vmPFC ryšį su striatumo subregionais, susijusiais su IGO: silpnesnis funkcinis ryšys su nugariniu striatumu (ty uodegos branduoliu) ir stipresnis ryšys su ventraliniu striatumu (ty NAcc).

Uodeginis branduolys yra dopamino projekcijos neuronų tikslinė sritis juodojoje nigroje ir yra žinoma, kad jis dalyvauja koduojant veiksmų ir rezultatų asociacijas mokantis už atlygį.45). Tai vienas iš smegenų regionų, kuriame buvo plačiai pranešta apie su IGD susijusius molekulinius (46), struktūrinis (47, 48), ir funkciniai tyrimai (17). Pavyzdžiui, jaunų suaugusiųjų, turinčių priklausomybę nuo interneto, dopamino D2 receptorių prieinamumas dvišalėje nugaros uodegoje yra mažesnis, o priklausomybės nuo interneto sunkumas, išmatuotas IAT skalėmis, yra neigiamai susijęs su dopamino D2 receptorių prieinamumu kairiajame uodegoje.46). Be to, atrodo, kad IGD asmenims padidėjo pilkosios medžiagos kiekis uodegoje, taip pat pablogėjo pažinimo kontrolės efektyvumas (47). Dong ir kt. (17) pranešė apie sumažėjusį asmenų, turinčių priklausomybę nuo interneto, uodegos suaktyvėjimą priimant sprendimus „nuolatinių“ pergalių kontekste, o tai rodo, kad nepakanka dėmesio ankstesniam elgesio pasirinkimui ir jų rezultatams.

Buvo pranešta apie smegenų suaktyvėjimą reaguojant į teigiamą grįžtamąjį ryšį tiek uodeginiame branduolyje, tiek vmPFC, ypač kai atsiliepimuose yra informacijos apie būsimą elgesį (49). Įrodyta, kad anatominis uodeginio ir vmPFC ryšio stiprumas numato į tikslą nukreipto veiksmo lankstumą (50). Šio tyrimo IGO grupėje nustatytas sutrikęs funkcinis ryšys tarp nugaros striatumo ir vmPFC reiškia, kad dėl piniginio atlygio turėtų būti priimami nenormalūs sprendimai arba elgsenos koregavimas turėtų būti nesėkmingas, ypač todėl, kad buvo pranešta apie panašius duomenis apie kitų rūšių priklausomybę. Pavyzdžiui, Lee ir kt. (51) pranešė apie sumažėjusį funkcinį ryšį tarp nugaros striatumo ir orbitofrontalinio regiono, supančio vmPFC, atliekant Odd-Even-Pass užduotį asmenims, turintiems priklausomybę nuo alkoholio, dėl nuolatinio netinkamo pasirinkimo pasirinkimo. Tačiau neradome ryšio tarp silpno IGO vmPFC ir nugaros striatumo ryšio ir mokymosi rezultatų už piniginį atlygį.

Stipresnis vmPFC ryšys su nucleus accumbens

Priešingai nei vmPFC-caudate branduolio ryšys, IGO grupėje buvo sustiprintas vmPFC-NAcc ryšys. Buvo pasiūlyta, kad NAcc, kaip vienas iš pagrindinių ventralinio striatumo komponentų, dalyvauja priskiriant skatinamąjį poveikį teikiančiam stimului. Buvo pasiūlyta, kad vmPFC-NAcc grandinė yra neuropatologinis priklausomybės mechanizmas (52). Pavyzdžiui, nuo heroino priklausomiems asmenims ramybės būsenos metu padidėja funkcinis ryšys tarp ventralinio striatumo ir vmPFC.53). Taip pat buvo pranešta apie padidėjusį vmPFC-NAcc ryšį tarp alkoholio priklausomų jaunų suaugusiųjų atlygio apdorojimo metu, o individualūs šio ryšio skirtumai buvo susiję su alkoholio vartojimo dažnumu (54).

Mūsų išvados atitinka Volkow ir kt. išvadas. (55), kuris pasiūlė, kad priklausomybė yra susijusi su „NOW“ grandinėmis, kur padidėjusi vmPFC / NAcc grandinė skatina pasirinkti tiesioginį atlygį. Dabartinis vmPFC-NAcc jungties atradimas IGO grupėje atitinka patologinius neuronų mechanizmų pokyčius, susijusius su atlygio vertės apdorojimu priklausomybės nuo medžiagų atveju, ypač „norėjimo“ grandinėse.

Nors buvo neigiama koreliacija tarp vmPFC-NAcc funkcinio ryšio ir tinkamo piniginio atlygio buvimo normos, interpretuojant šią išvadą reikia būti atsargiems. Atkreipkite dėmesį, kad du IGO grupės asmenys, kurių vmPFC-NAcc funkcinis ryšys buvo labai sustiprintas piniginio atlygio pristatymo metu, parodė žemiausią teisingo buvimo rodiklį. Visų pirma, vienas IGO grupės dalyvis galėtų būti identifikuojamas kaip statistinis išskirtinis rodiklis [Kuko atstumo metodas; (56)]. Neigiama koreliacija, iš pradžių nustatyta IGO grupėje [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] nebėra reikšmingas, jei šis nuokrypis pašalinamas iš analizės [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Arba manome, kad šis išskyrimas yra tik kraštutinis šių neigiamų santykių pavyzdys, kai dalyvis, turintis labiausiai patobulintą vmPFC-NAcc funkcinę jungtį už piniginį atlygį, patirs didžiausią pažintinį trukdymą apdorojant atlygio grįžtamąjį ryšį. Šio dalyvio žemi rezultatai buvo būdingi tik piniginiam atlygiui (0.65: vidutinis IGO grupės teisingo buvimo rodiklis = 0.941; SD = 0.094), o ne simbolinį atlygį (0.77: vidutinis IGO grupės teisingo buvimo rodiklis = 0.822; SD = 0.179). Tai rodo, kad prastas išskirtinės elgsenos rodiklis nebuvo susijęs su klaidingu užduočių nurodymų supratimu ar prastais mokymosi gebėjimais apskritai. Be to, panaši neigiamo ryšio tendencija egzistavo net normalioje kontrolinėje grupėje [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], o tai rodo, kad padidėjęs vmPFC-NAcc funkcinis ryšys buvo susijęs su prastu mokymosi rezultatais už piniginį atlygį, nepaisant IGO problemų. Šį aiškinimą patvirtina ankstesnė ataskaita, kad tarp sveikų dalyvių, turinčių padidėjusį ventralinio striatumo ir vmPFC ryšį, buvo didesnė impulsyvaus elgesio tendencija atliekant delsos nuolaidos užduotį (57). Dabartinis sustiprėjusio vmPFC-NAcc funkcinio ryšio IGO grupėje atradimas gali būti suprantamas kaip panašus patologinis mechanizmas, susijęs su padidėjusiu „norėjimo“ grandinėmis.58). Kitaip tariant, patobulintas vmPFC-NAcc susiejimas, skirtas atlygio paskatai IGO asmenims, gali būti susijęs su didesniu atsaku už atlygį, o tai gali būti galimas pagrindinis problematiško pernelyg didelio interneto naudojimo elgsenos mechanizmas, skirtas svarbiausioms paskatoms.

Silpnesnis VS ryšys su nugaros priekine cinguline žieve

Mūsų užduotimis pagrįsto VS funkcinio ryšio tyrimas parodė, kad IGO asmenys turi silpnesnį VS-dACC ryšį, palyginti su kontroline grupe. Šis sumažėjęs funkcinis ryšys tarp ventralinio striatumo ir dACC atitinka ankstesnius duomenis. Įrodyta, kad vidinis ventralinio striatum-dACC ryšys yra susijęs su didesniu nikotino kiekiu.59) ir priklausomybė nuo kokaino (60). Taip pat Crane ir kt. (61) pranešė, kad didelės rizikos grupei, kuriai priklauso alkoholio vartojimo sutrikimas (ty besaikiai geriantiems), sunku prisijungti prie šio tinklo per atlygio apdorojimą.

Mokymosi kontekste dACC atlieka svarbų vaidmenį koduojant veiksmų ir rezultatų asociacijas, įskaitant atlygio istorijos integravimą, kad būtų galima vadovautis sprendimais dėl galimo atlygio (62, 63). Taip pat buvo pasiūlyta dalyvauti signalizuojant apie dėmesio poreikį mokymosi metu (64). Buvo pranešta apie dACC funkcijos sutrikimus, susijusius su grįžtamojo ryšio apdorojimu IGD asmenims. Yau ir kt. (65) pažymėjo, kad paaugliai, turintys problemų dėl interneto naudojimo, rizikuodami sumažino su grįžtamuoju ryšiu susijusį negatyvumą ir P300 amplitudę, o tai rodo nenormalią ACC funkciją ankstyvo ir vėlyvojo grįžtamojo ryšio apdorojimo metu. Atsižvelgiant į tai, kad VS taip pat yra svarbi smegenų sritis su atlygiu susijusiam mokymuisi (66), taip pat už atlygio apdorojimą (67), funkcinė VS ir dACC jungtis turi turėti lemiamą vaidmenį mokantis grįžtamojo ryšio, kai atnaujinamos pasirinktų atsakymų rezultatų reikšmės. Todėl pakitęs VS-dACC funkcinis ryšys IGO grupėje gali reikšti, kad sunku pateikti vertės signalus, susijusius su veiksmo ir rezultato ryšiais, o tai savo ruožtu gali sukelti mokymosi problemų, net jei dėl piniginio atlygio nebuvo pastebėtas sutrikęs mokymosi efektyvumas.

Silpnesnis VS ryšys su kitais žievės ir subkortikiniais regionais

Kartu su IGO nustatėme plačiai paplitusias nenormalias funkcines jungtis vlPFC, precuneus ir lingual gyrus. Šie regionai dalyvauja įvairiose pažinimo kontrolės priemonėse grįžtamojo ryšio mokymosi metu. Pavyzdžiui, vlPFC yra žinomas kaip lankstus, į tikslą nukreiptas elgesys, integruojantis motyvacijos informaciją iš subkortikinių sričių (68, 69). Precuneus ir lingual gyrus yra aktyvuojami kaip atsakas į piniginį atlygį mokymosi atvirkštiniu būdu, kai atlygis suteikiamas kaip signalas pakeisti vaidmenis (70). Pasak Dongo ir kt. (71), sumažėja prastesnė priekinės žievės aktyvacija IGD asmenims, kai pasirenkami rizikingi sprendimai. Sumažėjęs funkcinis ryšys tarp VS ir įvairių žievės regionų šio tyrimo IGO grupėje rodo, kad pablogėjo kognityvinė grįžtamojo ryšio apdorojimo kontrolė, kai piniginis atlygis suteikiamas kaip teigiamas grįžtamasis ryšys.

Taip pat nustatėme, kad apdorojant piniginį atlygį IGO grupė pasižymėjo silpnesniu VS funkciniu ryšiu su pallidum. Blyškioji gumburėlis gauna eferentinius ryšius iš ventralinio striatumo, ypač iš NAcc, ir siunčia signalą į žievę per reles per talamą (72). Iš esmės žinoma, kad blyškumas yra susijęs su motorinėmis funkcijomis, tačiau taip pat buvo plačiai aptariamas vaidmuo apdorojant atlygį.73). Zhai ir kt. (74) pranešė, kad IGD yra susijęs su sumažėjusiu baltosios medžiagos efektyvumu pallidum. VS ir pallidum yra susiję su hedoniniu priklausomybės poveikiu, kurį, kaip manoma, tarpininkauja opioidų sistemos.75), mes spėliojame, kad sumažėjęs VS-Pallidum funkcinis ryšys IGO asmenims gali atspindėti sumažėjusį hedoninį malonumą už piniginį atlygį. Šis aiškinimas atitinka teorinį priklausomybės modelį, kuris apima sumažėjusius hedoninius nustatymo taškus (76).

Kodėl funkcinis ryšys veikia tik už piniginį atlygį?

Tik už piniginį atlygį IGO grupė parodė pakitusį funkcinį ryšį su silpnesniais ir stipresniais modeliais. Mokydamiesi grįžtamojo ryšio, dalyviai suprato, kad teisingas atsakymas gali būti piniginis arba simbolinis atlygis. Kadangi jie nebuvo informuoti apie tai, po kurio mokymosi stimulo turi būti skiriamas piniginis atlygis, o ne simbolinis atlygis, piniginio atlygio įteikimas būtų turėjęs didesnį motyvacinį poveikį, palyginti su simboliniu atlygiu. Tai, kad šis poveikis apsiribojo IGO grupe, rodo, kad šis ryškumas turėjo didesnį poveikį IGO asmenims nei kontrolei.

Nepaisant funkcinio ryšio poveikio, pastebėto IGO asmenims už piniginį atlygį, IGO grupėje, palyginti su kontrolėmis, neaptikome mokymosi sutrikimo už piniginį atlygį. Viena iš galimų priežasčių gali būti lubų efektas. Pagal šią grįžtamojo ryšio mokymosi paradigmą, kai kiekvienas grįžtamasis ryšys buvo pateiktas remiantis deterministiniu stimulo ir rezultato atsitiktinumu, vidutinis teisingo pasilikimo už piniginį atlygį rodiklis buvo labai aukštas abiejose grupėse (IGO grupė: M = 0.94, SD = 0.09; kontrolinė grupė: M = 0.95, SD = 0.04). Todėl būtų sunku išspręsti bet kokius mokymosi sutrikimus mokantis iš piniginio atlygio, net ir IGO grupėje. Kita galimybė yra tai, kad IGO asmenys gali pasikliauti kitais kompensuojančiais pažinimo ištekliais, kad išmoktų SR asociacijas, todėl jų našumas panašus į kontrolę. Tačiau mes neradome įrodymų, patvirtinančių kompensacinę hipotezę, nes dauguma tirtų funkcinių tinklų IGO grupėje buvo silpnesni nei kontrolinėse grupėse. Vienintelis padidėjęs funkcinis ryšys IGO grupėje (ty vmPFC-NAcc jungtis), santykis su elgsenos rezultatais buvo priešingas nei tikėtasi: asmenys, turintys stipresnę vmPFC-NAcc jungtį už piniginį atlygį, pasižymėjo mažesne tendencija rinktis tas pats atsakymas vėlesniais atvejais. Taigi, jei IGO yra kompensacinis mechanizmas, padedantis įveikti mokymosi sutrikimus dėl atlygio grįžtamojo ryšio, jis turi egzistuoti už vmPFC arba VS sujungimo tinklų. Galiausiai turėtume apsvarstyti galimybę, kad IGO kompensaciniai mechanizmai atsiranda ne grįžtamojo ryšio apdorojimo metu, kaip buvo tiriama šiame tyrime, o tarpbandinio intervalo metu (darbinės atminties strategija) arba stimulo pateikimo / atsako pasirinkimo metu. Remiantis šia idėja, ankstesniame pranešime (1) rodo, kad IGO asmenys įdarbino darbinės atminties strategiją, skirtą piniginiam atlygiui, siekdami kompensuoti atlygio mokymosi sutrikimą.

Įspėjimai ir apribojimai

Nors IGO grupėje stebėjome skirtingus VS ir vmPFC funkcinius ryšio modelius, šių anomalijų laipsnis nebuvo susijęs su priklausomybės nuo internetinių žaidimų simptomų sunkumu. Funkcinių tinklų, susijusių su atlygio informacijos apdorojimu, nukrypimai gali atsirasti dėl to, kad IGO asmenys intensyviai naudojasi internetiniais žaidimais. Tačiau šios galimybės mūsų duomenys nepatvirtino, nes nepavyko rasti jokio ryšio tarp žaidimams skirto laiko ir ryšio privalumų. Alternatyvi galimybė yra ta, kad priklausomybės sunkumas gali nerodyti tiesinio ryšio su atlygio apdorojimo anomalijų laipsniu. Kitas dalykas yra tai, kad asmenys, turintys tam tikrų būdingų, jau egzistuojančių funkcinių tinklo funkcijų, gali susidurti su per didelio žaidimų naudojimo problemomis. Pavyzdžiui, atsitiktinis lošimas gali tapti problemiškas tiems, kurie gana neefektyviai apdoroja pažintinius/dėmesio poreikius kontroliuoti aplinką, kai patiria malonumą už itin reikšmingą atlygį, todėl tokiems šiaip normaliems asmenims gresia IGD. Reikės atlikti ilgalaikius tyrimus, kad būtų pašalintas ilgalaikis interneto žaidimų naudojimo poveikis arba informacijos apdorojimo rizikos veiksniai.

Depresija ir dėmesio trūkumo / hiperaktyvumo sutrikimas (ADHD) buvo susiję su atlygio apdorojimu (77, 78), kurios abi taip pat yra gerai žinomos psichikos gretutinės IGD ligos (79). Funkcinio ryšio modelių pokyčiai, kuriuos stebėjome IGO grupėje, nebuvo susiję su jokiomis gretutinėmis IGD ligomis, tokiomis kaip depresija ar impulsyvumas. Kadangi piniginio atlygio grupių skirtumai buvo pastebėti funkciniuose smegenų tinkluose, kurie, kaip žinoma, yra susiję su atlygio ryškumu ir pažinimo kontrole, galima pagrįstai manyti, kad šie skirtumai yra susiję su atlygio informacijos apdorojimu. Todėl informacijos apdorojimo skirtumai už piniginį atlygį greičiausiai yra kritinės IGD savybės, kurios gali atsirasti nepriklausomai nuo asmenybės bruožų ar emocinių sutrikimų.

Svarbu aptarti keletą šios ataskaitos apribojimų. Mūsų IGO grupę sudarė jauni vyrai, kuriems gresia IGD. Turime būti atsargūs apibendrindami savo atradimus IGO patelėms arba vyrams ar moterims, kurioms kliniškai diagnozuota IGD (80). Kita problema yra tai, kad naudojame fiksuotą stimulų intervalą tarp mokymosi stimulų ir grįžtamojo ryšio rodymo, kaip būdinga SR asociacijos mokymosi paradigmoms. Dėl šio fiksuoto intervalo su grįžtamuoju ryšiu susijusio aktyvinimo vaizdo gavimo duomenis galėjo paveikti likęs aktyvumas nuo grįžtamojo ryšio numatymo laikotarpio (ty užuominos pateikimas arba atsako inicijavimas). Iš tiesų, ankstesnis tyrimas, tiriantis atlygio numatymo klaidą IGD, atskleidė neryškų VS aktyvavimą apdorojant signalus (81). Galiausiai, reikėtų nepamiršti, kad funkcinio ryšio metodas neatskleidžia tiesioginių ar priežastinių ryšių tarp dviejų regionų, nors kai kurios mūsų interpretacijos buvo pagrįstos specifiniais anatominiais ryšiais, nustatytais atliekant tyrimus su gyvūnais.