Hanya menonton permainan tidak mencukupi: tanggapan ganjaran fMRI yang striatal terhadap kejayaan dan kegagalan dalam permainan video semasa bermain aktif dan terpilih (2013)

Pengenalan

Bermain permainan video secara intrinsik memotivasi (rujuk Ryan dan Deci, 2000): kebanyakan orang bermain permainan video kerana secara semula jadi menarik dan menyeronokkan daripada kerana mereka memberikan ganjaran kewangan atau hasil luaran lain (Ryan et al., 2006; Przybylski et al. ., 2009, 2010). Oleh itu, kajian pencitraan otak telah menunjukkan bahawa permainan video permainan melibatkan sistem motivasi utama otak, seperti yang dibuktikan dengan peningkatan pelepasan dopamin (Koepp et al., 1998) dan pengaktifan hemodinamik (Hoeft et al., 2008) di striatum (lihat juga Kätsyri et al. 2012). Acara motivasi utama semasa permainan terdiri daripada kejayaan dan kegagalan dalam mencapai matlamat permainan tertentu, seperti menguruskan untuk menghilangkan lawan seseorang atau mengelakkan diri dari tersingkir. Kejayaan dan kegagalan adalah antara pencetus yang paling kuat untuk emosi yang menyenangkan dan tidak menyenangkan (Nummenmaa dan Niemi, 2004), dan keperitan afektif mereka diperkuat apabila mereka dapat dikaitkan dengan dalaman (seperti semasa permainan aktif) dan bukan penyebab luaran (Weiner, 1985) . Sejajar dengan ini, kajian pencitraan otak telah menunjukkan bahawa ganjaran yang diperoleh sendiri — seperti yang bergantung pada tindak balas motor yang betul — dan bukannya yang diberikan secara rawak membangkitkan tindak balas saraf yang lebih kuat dalam striatum (misalnya, Zink et al., 2004). Oleh itu, ada kemungkinan tarikan motivasi permainan video dapat dijelaskan oleh tanggapan ganjaran yang diperkuat dengan mendapatkan hadiah secara aktif semasa permainan. Di sini kami menguji hipotesis ini dengan membezakan tindak balas litar ganjaran terhadap peristiwa permainan yang berkaitan dengan kejayaan dan kegagalan semasa permainan video-video aktif dan pengganti - iaitu, situasi di mana pemain tidak mempunyai kawalan sepenuhnya terhadap watak permainan mereka.

Acara permainan yang berkaitan dengan kejayaan dan kegagalan memenuhi tiga ciri ganjaran dan hukuman yang dipertimbangkan dalam pembelajaran haiwan (Schultz, 2004, 2006; Berridge dan Kringelbach, 2008). Pertama, mereka menyumbang untuk belajar dengan memberikan maklum balas langsung mengenai prestasi pemain. Kedua, mereka dikaitkan dengan tingkah laku pendekatan dan penarikan diri, mengingat pemain berusaha untuk berjaya dan menghindari kegagalan dalam permainan (lihat Clarke dan Duimering, 2006). Ketiga, kejayaan umumnya dikaitkan dengan kesenangan dan kegagalan dengan tindak balas emosi yang tidak menyenangkan — walaupun dalam beberapa permainan pemetaan ini mungkin lebih kompleks (Ravaja et al., 2006, 2008). Laluan dopaminergik yang meluas dari otak tengah (kawasan tegmental ventral dan substantia nigra, VTA / SN) ke striatum ventral dan punggung (inti inti, inti caudate, dan putamen) dan korteks frontal (korteks prefrontal orbitomedial dan medial; omPFC dan vmPFC) terlibat dalam memproses ganjaran dan hukuman (Kelley, 2004; O'Doherty, 2004; Bressan dan Crippa, 2005; Knutson dan Cooper, 2005; Schultz, 2006; Berridge dan Kringelbach, 2008; Hikosaka et al., 2008; Haber dan Knutson, 2010 ; Koob dan Volkow, 2010). Litar dopaminergik ini juga berkemungkinan menyumbang kepada pengekodan kejayaan dan kegagalan semasa bermain permainan video. Sebagai contoh, neuron dalam PFC lateral monyet diaktifkan secara berbeza oleh kejayaan dan kegagalan dalam permainan menembak yang kompetitif (Hosokawa dan Watanabe, 2012). Lebih-lebih lagi, kajian pengimejan resonans magnetik fungsional (fMRI) pada manusia telah menunjukkan bahawa kejayaan dalam permainan video membangkitkan pengaktifan yang lebih kuat daripada kegagalan pada nukleus accumbens, caudate, dan anterior putamen, serta mPFC (Mathiak et al., 2011; Kätsyri et. al., 2012; Klasen et al., 2012), dan bahawa aktivasi striatal anteroventral yang paling banyak berkorelasi dengan pengalaman hedonik dinilai sendiri pemain semasa acara ini (Kätsyri et al., 2012).

Striatum secara meluas dihubungkan ke rangkaian asosiatif, motor, dan limbik, sehingga berada dalam kedudukan anatomi yang ideal untuk menggabungkan kedua-dua maklumat motor dan afektif (Haber dan Knutson, 2010). Kedua-dua kajian haiwan dan manusia secara konsisten menunjukkan bahawa tindak balas ganjaran bertentangan bergantung pada ganjaran itu sendiri dan juga tindakan yang dilakukan untuk memperolehnya (rujuk Delgado, 2007). Neonon monyet caudate lebih kerap melakukan kebakaran semasa tindakan motor membawa kepada ganjaran yang diharapkan daripada semasa tindakan tidak diberi ganjaran (Kawagoe et al., 1998; Schultz et al., 2000). Kajian fMRI manusia juga menunjukkan kontingensi antara tindakan dan ganjaran dalam striatum. Sebagai contoh, dorsal caudate memberi tindak balas yang berbeza terhadap ganjaran dan hukuman hanya apabila mereka dianggap bergantung pada penekanan butang peserta (Tricomi et al., 2004). Begitu juga, pengaktifan ganjaran dalam putamen meningkat hanya apabila ganjaran bergantung pada penekanan butang (Elliott et al., 2004). Selanjutnya, pengaktifan di seluruh striatum telah dijumpai untuk menekan butang yang dilaksanakan untuk mendapatkan ganjaran atau untuk mengelakkan hukuman (Guitart-Masip et al., 2011). Terutama striatum ventral menunjukkan peningkatan pengaktifan selepas maklum balas lisan berikutan prestasi motor yang berjaya, baik dalam ketiadaan dan kehadiran ganjaran wang (Lutz et al., 2012). Tidak seperti striatum, proses omPFC memberi ganjaran secara bebas daripada tindakan motor baik pada monyet (Schultz et al., 2000) dan manusia (Elliott et al., 2004). Berikutan penemuan ini, kejayaan harus membangkitkan pengaktifan yang lebih kuat di striatum daripada kegagalan hanya semasa permainan permainan video aktif, sedangkan omPFC harus menunjukkan pengaktifan yang lebih kuat untuk kejayaan baik ketika bermain aktif dan pengganti.

Sehingga kini, beberapa kajian pencitraan otak telah membandingkan pengaktifan saraf semasa bermain video permainan yang aktif dan terpilih. Satu kajian menggunakan elektroensefalografi menunjukkan bahawa bermain versus yang aktif berbanding membangkitkan lagi peningkatan pengaktifan kortikal fronto-parietal, bersama-sama dengan kehadiran spatial yang dilaporkan diri sendiri dalam permainan (Havranek et al., 2012). Respon haemodinamik untuk bermain aktif dan bercerita telah secara jelas dibandingkan hanya satu kajian (Cole et al., 2012): permulaan permainan video mengaktifkan striatum (nukleus accumbens, caudate, dan putamen) dan nod frontal bersebelahan dengan mPFC (iaitu, anterior cingulate cortex), dengan pengaktifan yang kuat semasa aktif daripada permainan pengganti. Pengaktifan striatal menurun selepas mengimbangi permainan. Walaubagaimanapun, respons fMRI terhadap peristiwa kejayaan dalam permainan tidak berbeza antara permainan aktif dan pertolongan; Selain itu, acara kegagalan tidak termasuk dalam permainan. Adalah mungkin bahawa reka bentuk antara subjek yang diterapkan (iaitu, perbandingan antara kumpulan peserta yang bermain dan menonton permainan video) tidak cukup kuat untuk mendedahkan perbezaan yang berkaitan dengan kejayaan di antara permainan aktif dan bercerita. Tambahan pula, kajian secara semulajadi menimbulkan persoalan sama ada peristiwa kegagalan akan membangkitkan pengaktifan pembezaan semasa permainan aktif dan pengganti.

Di sini kami menyiasat sama ada pengaktifan sistem ganjaran yang disebabkan oleh kejayaan dan kegagalan dalam permainan video yang kompetitif akan berbeza antara permainan video aktif dan pengganti yang dimainkan dalam reka bentuk subjek sepenuhnya. Kami menggunakan permainan penembak tangki yang dipermudahkan yang disesuaikan untuk tetapan fMRI (rujuk Kätsyri et al., 2012). Kejayaan dan kejayaan utama dalam permainan terdiri daripada kemenangan (menghilangkan lawan) dan kerugian (tersingkir sendiri) terhadap lawan. Kami menganalisis semula sebahagian data kami yang sebelumnya diterbitkan mengenai permainan aktif (Kätsyri et al., 2012), dan membandingkannya dengan data baru dari menonton permainan yang sama. Tidak seperti analisis sebelumnya mengenai data permainan aktif, kami sekarang membezakan peristiwa menang dan kalah secara berasingan, memandangkan bukti terkini menunjukkan bahawa pengaktifan striatal menurun baik semasa menang dan kalah semasa permainan aktif (Mathiak et al., 2011). Kami menggandingkan peristiwa menang dan kalah dengan ganjaran dan hukuman monetari simetris semasa bermain aktif dan perwakilan, sehingga ganjaran luaran untuk kemenangan dan kekalahan tetap sama dalam kedua-dua keadaan. Berdasarkan literatur sebelumnya, kami meramalkan bahawa striatum (terutama, inti accumbens, ventral caudate, dan anterior putamen) akan menunjukkan perbezaan yang lebih kuat antara kemenangan dan kerugian semasa aktif daripada permainan perwakilan, dan bahawa kesan ini akan dikaitkan dengan pengalaman yang diperkuatkan yang sesuai. emosi yang menyenangkan dan tidak menyenangkan. Kami juga meramalkan bahawa kemenangan akan membangkitkan tindak balas yang lebih besar dalam mPFC (khususnya omPFC) daripada kerugian baik semasa bermain aktif dan pengganti, dan bahawa pengaktifan pembezaan ini akan berkorelasi dengan penilaian kesenangan dan ketidakselesaan yang dinilai sendiri.

Bahan dan Kaedah
Peserta

Peserta adalah sebelas sukarelawan lelaki tangan kanan dengan usia min 25.6 tahun (pelbagai tahun 22-33) dan dengan banyak pengalaman dalam permainan (bermakna 7.8 h / minggu, pelbagai 1-20 h / minggu). Enam peserta tambahan telah diimbas tetapi dikecualikan daripada analisis yang disebabkan oleh masalah teknikal (satu peserta), strategi bermain menyimpang (tekan butang ekstensif; satu peserta), atau pergerakan kepala yang berlebihan (empat peserta). Jumlah masa bermain yang dilaporkan oleh semua peserta adalah di bawah 30 h / minggu, yang merupakan kriteria kerap digunakan untuk bermain permainan video ketagihan (Ko et al., 2009; Han et al., 2010). Tidak ada peserta yang mempunyai pengalaman sebelum permainan yang dimainkan dalam kajian ini. Semua tetapi satu peserta dilaporkan bermain permainan penembak pertama secara berkala dengan masa bermain sederhana mingguan (bermakna 3.2 h / minggu, julat 0.5-10 h / minggu). Semua peserta adalah pelajar Finlandia di bawah atau pasca siswazah. Hanya peserta lelaki yang direkrut kerana lelaki biasanya mempunyai lebih banyak pengalaman permainan video, biasanya lebih bermotivasi dengan permainan seperti itu, dan menunjukkan keutamaan lebih tinggi daripada wanita untuk permainan video yang kompetitif (Lucas, 2004). Peserta yang mengalami riwayat neurologi atau psikiatri sendiri dilaporkan telah dikecualikan. Semua peserta memberikan persetujuan bertulis secara bertulis sebagai sebahagian daripada protokol yang diluluskan oleh Jawatankuasa Etika di Helsinki dan Uusimaa University District dan menerima pampasan kewangan untuk waktu kerja mereka yang hilang.
Kuasa Statistik

Untuk pengiraan kuasa statistik, kami menggunakan data permainan aktif yang terdahulu (peserta N = 43) dari Cole et al. (2012). Memandangkan eksperimen mereka tidak termasuk perbandingan jelas antara kemenangan dan kerugian semasa permainan versus aktif, kita sebaliknya mengguna pakai statistik mereka yang dilaporkan mengenai tindak balas NAcc terhadap onsets permainan aktif (M = 0.234 dan SD = 0.2015). Seterusnya, dengan menggunakan perisian G * Power (Faul et al., 2007), kami menganggarkan daya statistik priori eksperimen ini untuk mengesan saiz kesan yang sama (γ = 0.234 / 0.2015 = 1.16). Kuasa anggaran adalah 93%, yang dianggap memuaskan untuk tujuan ini.
Prosedur Eksperimen

Tetapan eksperimen kami telah diterangkan secara terperinci sebelum ini (Kätsyri et al., 2012). Secara ringkas, semasa mengimbas peserta memainkan dua sesi permainan tangki penembak pertama orang "BZFlag" (versi diubahsuai rumah 2.0.14; http://bzflag.org) terhadap masing-masing lawan manusia dan komputer, dan menonton satu video permainan pra-rakaman. Sesi berlangsung setiap min 10 dan dibentangkan dalam perintah yang mengimbangi. Walau bagaimanapun, untuk mengelakkan bias balas ganjaran yang mungkin disebabkan bersaing dengan manusia lain (rujuk Kätsyri et al., 2012), kita di sini hanya menganalisis sesi lawan komputer. Seorang peserta yang data menonton video hilang telah digantikan dengan peserta baru; jika tidak, data lawan komputer adalah sama dengan data terdahulu kami (Kätsyri et al., 2012).

Kesan permainan aktif berbanding perwakilan pada pengaktifan yang berkaitan dengan kemenangan dan kerugian dinilai dalam reka bentuk 2-mata (menang berbanding kalah) × 2 (main vs menonton). Semasa bermain aktif, tugas peserta adalah mencari dan menghancurkan tangki lawan dari medan perang tanpa menghancurkan dirinya sendiri (Gambar 1). Kejadian menang dan kalah yang sesuai, serta pergerakan kayu bedik, dirujuk ke imbasan fMRI dan dicatat secara automatik untuk analisis statistik. Semasa permainan pengganti, tugas peserta adalah mengikuti video permainan yang direkam dengan perisian menangkap video FRAPS (http://www.fraps.com) dari satu pemain, yang tidak mengambil bagian dalam kajian sebenarnya. Kekerapan kemenangan dan kekalahan dalam video permainan serupa dengan yang terdapat dalam sesi permainan (rujuk Jadual 1). Video akhir mempunyai resolusi yang serupa (video: 1024 × 768 piksel yang disampel pada 30 fps, sampel audio pada 48 kHz) dan kualiti visual (15 Mbit / s setelah pemampatan video dengan XVID codec; http://www.xvid.com) sebagai permainan video sebenar. Video permainan disajikan menggunakan perisian Persembahan (http://www.neurobs.com).
RAJAH 1
www.frontiersin.org

Rajah 1. Satu urutan sampel peristiwa permainan: pemain menanam di lokasi rawak di medan perang dan mula mencari lawan (A), pemain dan lawan bertarung satu sama lain (B), sehingga pemain itu juga dapat menghapus lawan (C) atau akan dihapuskan dirinya sendiri (D).
TABLE 1
www.frontiersin.org

Jadual 1. Maksud ± tindakan perilaku dan laporan SEM dari sesi permainan video aktif (bermain) dan pertunjukan (menonton).

Untuk mengawal konteks ganjaran luar untuk keadaan bermain aktif dan pengganti, kami memperkenalkan ganjaran dan hukuman bersimetrik yang monetrik untuk menang dan kerugian masing-masing. Peserta diberitahu bahawa sebagai tambahan kepada pampasan tetap (20 Euros), mereka akan memperoleh wang (+ 0.33 Euros) apabila memenangi dan kehilangan wang (-0.33 Euros) apabila kalah semasa permainan atau ketika menonton pemain menang atau kalah pada video . Pada hakikatnya, semua peserta menerima pampasan kewangan yang sama (30 Euros), yang melampaui jumlah yang mana-mana daripada mereka akan memperolehnya.
Laporan Sendiri

Sebelum percubaan, peserta mengisi soal selidik penilaian diri item 20 yang berkaitan dengan sensitiviti sistem perencatan dan pengaktifan tatalaku disposisi (BIS / BAS) (Carver dan White, 1994). BIS dan BAS mengatur motivasi yang aversive dan appetitive, memodulasi tindak balas tingkah laku dan afektif terhadap hukuman dan ganjaran masing-masing (Carver dan White, 1994). Skala BIS terdiri daripada tujuh item (contohnya, "Saya merasa sangat bimbang atau kecewa apabila saya berfikir atau tahu seseorang marah kepada saya"). Skala BAS terdiri daripada tiga subscales: pemacu (item 4; contohnya, "Saya pergi keluar dari cara saya untuk mendapatkan perkara yang saya inginkan"), ganjaran balas (item 5; contohnya, "Apabila saya mendapat sesuatu yang saya mahu, saya merasa teruja dan bertenaga "), dan mencari yang menyeronokkan (item 4; contohnya," Saya menginginkan kegembiraan dan sensasi baru "). Setiap item dinilai pada skala 4, dari 1 (sangat salah dengan saya) ke 4 (sangat tepat untuk saya). Sifat psikometrik instrumen telah terbukti boleh diterima (Carver dan White, 1994).

Untuk menilai pengalaman subjektif peserta semasa bermain aktif dan perwakilan, kami meminta mereka melengkapkan serangkaian laporan diri setelah kedua-dua sesi permainan. Urutan soalan secara rawak, dan respons diberikan dengan menggerakkan kayu bedik. Kami menggunakan Kuesioner Pengalaman Permainan (Ijsselsteijn et al., 2008) untuk mengukur aspek pengalaman permainan berikut: cabaran, kecekapan, aliran, pengaruh positif, pengaruh negatif, perendaman, dan ketegangan (dua item per skala). Kehadiran spasial - pengalaman hadir secara fizikal dalam persekitaran permainan (Lombard dan Ditton, 1997) - diukur dengan skala Spatial Presence dari ITC Sense of Presence Inventory (Lessiter et al., 2001). Skala Kehadiran Spatial terdiri dari 19 item (misalnya, "Saya rasa berada dalam babak permainan"). Untuk mengukur pengalaman peserta mengambil bahagian dalam interaksi sosial dengan lawannya, kami menggunakan Social Presence in Gaming Questionnaire (de Kort et al., 2007), yang terdiri daripada 17 item yang berkaitan dengan empati (misalnya, "Saya berempati dengan yang lain "), keterlibatan dengan tindakan pemain lain (misalnya," Tindakan saya bergantung pada tindakan pemain lain "), dan perasaan negatif terhadapnya (misalnya," Saya merasa dendam "). Dua soalan tambahan digunakan untuk menilai keseronokan keseluruhan dari semua kemenangan dan semua peristiwa kekalahan semasa sesi, pada skala antara 1 (sangat tidak menyenangkan) hingga 5 (tidak menyenangkan atau tidak menyenangkan) hingga 9 (sangat menyenangkan).
Joystick Regressors

Koordinat kayu bedik mendatar dan menegak didigitalkan pada 200 Hz dan runtuh ke jarak Euclidean dari kedudukan tengah kayu bedik. Kedudukan dan halaju yang terhasil (iaitu, turunan kedudukan pertama) trek disahkan lulus rendah pada 5 Hz menggunakan penapis pelicin pesanan pertama (Savitzky dan Golay, 1964). Nilai kedudukan joystick min dan nilai diekstraksi secara berasingan untuk setiap imbasan fMRI setiap peserta. Akhirnya, untuk menghilangkan pertindihan antara kursus waktu ini, kursus masa halaju kayu bedik dibuat secara ortogonal berkenaan dengan trek kedudukan kayu bedik. Akibatnya, regresi posisi kayu bedik mengukur pergerakan tangki secara keseluruhan, sedangkan regresor kecepatan kayu bedik mengukur berapa banyak pemain melakukan kawalan ke atas pergerakan tangki semasa setiap imbasan fMRI. Regresor serupa diekstraksi untuk keadaan menonton dari log permainan pemain yang sesi permainannya ditunjukkan pada video. Pemboleh ubah ini kemudiannya digunakan sebagai gangguan kovariat dalam analisis data fMRI.

Pemerolehan dan Analisis data fMRI
Pengambilalihan data dan pra pengolahan

Volum fungsional dan anatomi dikumpulkan dengan pengimbas General Electric Signa 3.0 T MRI di Pusat Pengimejan Magnetik Lanjutan Aalto University. Imej fungsian keseluruhan otak diperolehi menggunakan pengimejan planar gradien-echo planar, sensitif kepada kontras isyarat BOLD (iris serpihan 35 tanpa jurang, ketebalan kepingan = 4 mm, TR = 2070 ms, TE = 32 ms, FOV = 220 mm, sudut flip = 75 °, pengambilalihan keping interleaved, jumlah 293 setiap sesi dengan resolusi 3.4 × 3.4 mm2). Tiga jilid pertama dibuang untuk membolehkan kesan penyamaan. Imej struktur bertaut T1 diperolehi pada resolusi 1 × 1 × 1 mm3 menggunakan urutan dengan penentukuran ASSET.

Praprosesan dan analisis data fMRI dilakukan dengan menggunakan pakej perisian SPM8 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London) di Matlab (versi 7.11). Imej EPI diinterpolasi pada waktunya untuk membetulkan perbezaan masa potongan dan diselaraskan semula ke imbasan pertama dengan transformasi badan yang kaku untuk membetulkan pergerakan kepala. Kotak alat ArtRepair (versi 4; http://spnl.stanford.edu/tools/ArtRepair; Mazaika et al., 2009) digunakan untuk membetulkan artifak pergerakan. Isipadu fungsional yang diluruskan semula adalah kelajuan pergerakan pertama dan volume keluar (perubahan kedudukan kepala melebihi 0.5 mm atau perubahan isyarat BOLD min global yang melebihi 1.3%) kemudian digantikan oleh interpolasi linear antara isipadu bukan luar yang terdekat. Empat peserta dengan jumlah melebihi 10% dikeluarkan dari analisis selanjutnya. Rata-rata, 2.5% volum semasa sesi permainan permainan video dan 1.5% volum semasa menonton permainan video diklasifikasikan sebagai outlier - jumlah outliers tidak jauh berbeza antara keadaan ini (Wilcoxon's T (10) = 0.77, p = NS). EPI dan gambar struktur dimasukkan ke dalam teras dan dinormalisasi ke templat standard ICBM152 di ruang Montreal Neurological Institute (MNI) (resolusi 2 × 2 × 2 mm3) menggunakan transformasi linier dan tidak linier dan dilancarkan secara spasial dengan kernel isotropik Gaussian dengan lebar lebar penuh 6 mm maksimum. Data fungsional disaring secara sementara menggunakan model autoregresif (AR-1) dan saringan lulus tinggi dengan pemotongan 171.5 s (sesuai dengan jangka masa pusingan permainan terpanjang).
Analisis statistik

Kami menganalisis data permainan permainan video tanpa kawalan kami menggunakan fMRI yang berkaitan dengan peristiwa dengan memfokuskan analisis pada acara menang dan kalah, yang masanya diberi penjelasan secara automatik untuk setiap peserta. Secara khusus, model kesan-rawak dilaksanakan menggunakan proses dua peringkat. Pada tahap pertama, respons hemodinamik setiap peserta terhadap kemenangan dan kekalahan semasa bermain aktif dan pengganti dimodelkan sebagai fungsi delta (tongkat), yang diselaraskan dengan fungsi tindak balas hemodinamik (HRF). Kursus posisi Joystick dan waktu halaju disertakan sebagai regresor gangguan - regresor gerakan kepala tidak disertakan memandangkan prosedur penyesuaian pergerakan kotak alat ArtRepair (Mazaika et al., 2009) telah menjelaskan hal ini. Gambar kontras individu untuk syarat "menang sambil bermain", "menang sambil menonton", "kalah ketika bermain" dan "kalah ketika menonton" kemudian dihasilkan. Pada tahap kedua, gambar kontras tahap pertama dikenakan analisis faktorial 2 (win vs loss) × 2 (play vs watch), dengan mengandaikan pergantungan dan perbezaan yang tidak sama antara tahap kedua pemboleh ubah. Dengan reka bentuk yang seimbang pada tahap pertama (iaitu peristiwa serupa untuk setiap subjek, dalam jumlah yang sama), analisis tahap kedua ini menghampiri reka bentuk kesan campuran sebenar, dengan variasi antara dan antara subjek. Pada tahap kedua, kami menguji kesan utama kontras "win> loss", "loss> win", "play> watch" dan "watch> play" dengan ujian-t. Untuk mengenal pasti kawasan otak yang menunjukkan kepekaan berbeza terhadap kemenangan dan kekalahan semasa bermain aktif dan pengganti, kami menentukan perbezaan interaksi tambahan "(play: win> loss)> (tonton: menang> kalah)" dan "(main: kalah> menang)> ( tonton: kalah> menang). " Ambang statistik dalam analisis ini ditetapkan kepada kesalahan keluarga (FWE) yang diperbetulkan P <0.05.

Kami menentukan kawasan minat priori (ROI) untuk menguji pengaktifan di bahagian mesial, striatal, dan frontal litar ganjaran (Gambar 2). Memandangkan bahawa striatum merangkumi beberapa kawasan yang dipisahkan secara anatomi dan berfungsi (rujuk Haber dan Knutson, 2010), kami membahagikannya kepada enam subkawasan berikut menggunakan klasifikasi yang sama seperti dalam kajian kami sebelumnya (Kätsyri et al., 2012): inti nukleus ( NAcc), ventral caudate (vCaud), dorsal caudate (dCaud), ventral anterior putamen (vaPut), dorsal anterior putamen (daPut) dan posterior putamen (pPut). ROI 10-mm sfera ditakrifkan untuk VTA / SN (koordinat MNI 0, −22, −18) berdasarkan kajian sebelumnya (O'Doherty et al., 2002). ROI 10 mm bulat diturunkan untuk vmPFC (MNI 0, 46, 18) berdasarkan meta-analisis sebelumnya (Steele dan Lawrie, 2004). Memandangkan beberapa kajian fMRI mengenai pemprosesan ganjaran telah melaporkan kelompok pengaktifan sensitif ganjaran yang lebih rendah, ROI sfera 10 mm tambahan diekstrak untuk omPFC (MNI 0, 58, −6) dari kajian sebelumnya (Xue et al., 2009 ).
RAJAH 2
www.frontiersin.org

Rajah 2. Kawasan minat (ROI) dalam (A) striatum, dan (B) midbrain dan korteks hadapan. NAcc, nukleus accumbens; vCaud, caudate ventral; dCaud, dorsal caudate; vaPut, ventral anterior ventral; daPut, dorsal anterior putamen; pPut, putamen posterior; VTA / SN, kawasan ventral tegmental / substantia nigra; omPFC, korteks prefrontal orbitomedial; vmPFC, korteks prefrontal ventrenedial.

Korelasi antara penilaian diri dan tindak balas beta rata-rata dalam ROI kami yang telah ditetapkan, semasa bermain aktif berbanding permainan pengganti, diuji dengan ujian korelasi peringkat Spearman bukan parametrik. Hubungan antara penilaian kesenangan untuk acara permainan tertentu dan penilaian pengalaman permainan keseluruhan diuji sama. Untuk analisis ini, skor perbezaan pertama kali dihitung antara keadaan bermain dan menonton untuk pasangan pemboleh ubah yang dimaksudkan, dan korelasi antara mereka (RPlay-Watch) kemudian diuji. Memandangkan bahawa skor perbezaan tersebut dapat menghasilkan korelasi palsu (Cohen et al., 1983), kami juga mengira pekali korelasi yang berasingan untuk pemboleh ubah yang membentuk skor perbezaan (RPlay dan RWatch) dan menetapkan kriteria bahawa ukuran relatifnya harus mengikuti perbezaan tersebut. skor (iaitu, RPlay> RWatch ketika RPlay-Watch> 0; dan RPlay <RWatch ketika RPlay-Watch <0) agar korelasi skor perbezaan dianggap penting. Ambang aras keertian untuk korelasi skor perbezaan, ketika tidak dirancang, disesuaikan dengan pembetulan kadar penemuan palsu (FDR) (Benjamini dan Hochberg, 1995) pada P <0.05.

Hasil
Penilaian Tingkah Laku

Jadual 1 menunjukkan hasil dari laporan diri untuk keadaan permainan aktif dan perwakilan. Peringkat keseronokan untuk kemenangan dan kerugian jauh berbeza dari titik tengah skala (keadaan emosi neutral) kedua-duanya semasa aktif (ujian peringkat ditandatangani Wilcoxon: Z = 3.0 dan −2.8, P = 0.003 dan 0.004; saiz kesan: Pearson R = 0.64 dan - 0.61) dan permainan perwakilan (Z = 2.9 dan −2.9, P = 0.004 dan 0.004, R = 0.62 dan −0.61). Permainan aktif berbanding permainan perwakilan tidak berbeza dengan jumlah kemenangan (R = −0.31), jumlah kekalahan (R = .0.35), atau skor akhir permainan (jumlah kemenangan ditolak kerugian; R = 0.01). Pemeriksaan manipulasi ini mengesahkan bahawa pemain mengaitkan kemenangan dan kerugian dengan ganjaran dan hukuman masing-masing, dan bahawa jumlah kemenangan dan kekalahan tidak berbeza antara keadaan permainan aktif dan pengganti.

Berbeza dengan langkah-langkah di atas, pengalaman peserta jelas berbeza semasa permainan aktif dan pengganti, dengan pengalaman aliran yang lebih tinggi (R = 0.57), pengaruh negatif yang lebih rendah (R = −0.52), rendaman yang lebih tinggi (R = 0.49), dan ruang yang lebih tinggi kehadiran (R = 0.57) semasa bermain aktif. Begitu juga, pemain menilai peristiwa kehilangan sebagai lebih tidak menyenangkan semasa aktif daripada bermain perwakilan (R = 0.57). Mengikuti garis panduan umum Cohen (1992), hasil ini mewakili medium (R> 0.3) hingga ukuran kesan besar (R> 0.5). Selain itu, kami memerhatikan kesan garis batas (P <0.10) untuk cabaran yang lebih tinggi (R = 0.41) dan kesan positif yang lebih tinggi (R = 0.38) semasa bermain aktif dengan ukuran kesan sederhana. Sebaliknya, pemain tidak melaporkan kehadiran sosial yang berbeza antara permainan aktif dan perwakilan (R = 0.08 untuk empati, 0.32 untuk keterlibatan, dan 0.18 untuk perasaan negatif) - nampaknya, menonton permainan dan memainkannya terhadap lawan yang didakwa dikendalikan oleh komputer adalah dikaitkan dengan tahap kehadiran sosial yang rendah.

Kami juga menguji sama ada penilaian kesenangan peserta untuk acara permainan tertentu semasa keadaan permainan aktif berbanding permainan berkaitan dikaitkan dengan pengalaman permainan mereka secara keseluruhan atau skor BIS / BAS. Hasil kajian menunjukkan bahawa skor perbezaan keseronokan untuk acara menang (aktif dikurangi permainan perwakilan) berkorelasi positif dengan skor mencari keseronokan BAS (RPlay-Watch = 0.79, P = 0.004, PDR yang diperbaiki FDR = 0.010), dan bahawa korelasi untuk konstituen skor bermakna (RPlay = 0.74> RWatch = −0.21). Korelasi skor perbezaan yang ketara diperhatikan juga antara penilaian keseronokan untuk acara kemenangan dan kecekapan, pengaruh negatif, dan pengaruh positif; namun, penemuan ini ditolak sebagai palsu kerana skor konstituen mereka menunjukkan korelasi yang magnitud relatifnya bertentangan dengan yang diharapkan.
Analisis Volume Penuh data fMRI

Berbeza dengan permainan aktif menunjukkan kelompok pengaktifan dalam striatum bilateral, otak tengah (termasuk VTA / SN), korteks sensorimotor (gyri pra dan pasca sentral), dan aliran visual ventral (contohnya, gyrus temporal inferior; Gambar 3 dan Jadual 2). Untuk menguji sama ada kluster ini mencerminkan pengaktifan semasa bermain aktif atau penyahaktifan semasa bermain perwakilan (atau kedua-duanya), kami menentukan kontras untuk kesan ini (iaitu, "menonton +" dan "main−") dan menggunakannya sebagai topeng tersirat (P <0.001) untuk perbezaan antara permainan perwakilan dan aktif. Semua kelompok yang dikenal pasti dalam Jadual 2 bertahan dengan penyamaran tersirat oleh penyahaktifan semasa bermain aktif (“play−”), sedangkan tidak satu pun dari mereka yang terselindung tersembunyi oleh aktivasi semasa bermain perwakilan (“menonton +”), yang mengesahkan bahawa penemuan tersebut menggambarkan penyahaktifan sistematik semasa aktif acara permainan.
RAJAH 3
www.frontiersin.org

Rajah 3. Kawasan otak menunjukkan kesan yang jauh lebih kuat semasa bermain berbanding permainan aktif (semasa acara permainan menang atau kalah). Data telah dibatasi pada P <0.05 (FWE-corrected; min cluster size 50 voxels). Garis mendatar hitam di bar warna (di sebelah kanan) menggambarkan nilai T signifikan terendah. Tengah, otak tengah; ITG, gyrus temporal rendah; Letakkan, putamen; PoG, gyrus pasca-pusat.
TABLE 2
www.frontiersin.org

Jadual 2. Kawasan otak bertindak balas terhadap pertandingan versus aktif (diselenggarakan atas peristiwa menang dan kerugian).

Tidak ada kelompok pengaktifan atau penonaktifan yang signifikan yang diperhatikan menggunakan ambang kepentingan a priori untuk kesan utama menang berbanding kalah atau sebaliknya, atau untuk kesan interaksi antara kemenangan berbanding kerugian dan aktif berbanding permainan perwakilan atau sebaliknya. Walau bagaimanapun, dengan menggunakan pembetulan volum kecil untuk kawasan minat priori kami (ambang yang diperbetulkan oleh FWE P <0.05 pada tingkat kluster) dan ambang yang sedikit lebih ringan P <0.001 (tidak diperbetulkan) pada tahap voxel, kami mendapati pengaktifan yang lebih kuat untuk menang berbanding kerugian dalam omPFC dan striatum ventral dua hala. Tambahan pula, pengaktifan striatal ventral untuk menang berbanding kekalahan lebih kuat semasa aktif berbanding bermain perwakilan (Jadual 3). Dengan menggunakan prosedur penyamaran yang serupa seperti di atas, kami mendapati bahawa walaupun kemenangan membangkitkan tindak balas yang lebih kuat daripada kerugian semasa permainan aktif, kedua-dua peristiwa tersebut menimbulkan penurunan isyarat BOLD berbanding dengan garis dasar permainan aktif. Seterusnya kami menggunakan analisis kawasan-kawasan yang terperinci seperti yang dijelaskan di bawah untuk menguraikan kesan-kesan ini.
TABLE 3
www.frontiersin.org

Jadual 3. Kawasan otak yang menunjukkan kluster pengaktifan statistik yang ketara selepas pembetulan jumlah kecil untuk semua kawasan yang menarik.
Analisis Wilayah-Kepentingan dalam Litar Reward

Kami mengira nilai beta rata-rata dalam ROI apriori kami dan menjadikannya analisis varians (ANOVA). Pertama, kami menggunakan analisis omnibus dengan 9 (Wilayah: ROI striatal, frontal, dan mesial) × 2 (Aktiviti: bermain, menonton) × 2 (Peristiwa: menang, kalah) mengukur berulang ANOVA untuk mengesahkan bahawa interaksi berikut dengan wilayah signifikan secara statistik: aktiviti wilayah × (F (8, 80) = 12.08, P <0.001, η2 = 0.07), kawasan × peristiwa [F (8, 80) = 8.89, P <0.001, η2 = 0.06], dan kawasan × aktiviti × peristiwa [F (8, 80) = 3.45, P = 0.002, η2 = 0.01]. Untuk memecahkan interaksi serantau ini, kami melakukan ANOVA 2 (Aktiviti) × 2 (Acara) pengukuran berulang secara berasingan di semua wilayah.

Gambar 4 menunjukkan tindak balas beta min untuk acara menang dan kalah semasa keadaan permainan aktif dan pengganti di semua ROI. Petak bar individu menggambarkan arah pengaktifan (iaitu, pengaktifan atau penyahaktifan) semasa acara menang dan kalah, dan tanda bintang menunjukkan perbezaan yang ketara antara kemenangan dan kekalahan. Kemenangan berbanding kerugian menimbulkan kesan yang jauh lebih besar, tanpa mengira aktiviti, dalam NAcc [bermain: F (1, 10) = 6.01, P = 0.03, η2 = 0.34; menonton: F (1, 10) = 6.14, P = 0.03, η2 = 0.31] dan omPFC [bermain: F (1, 10) = 8.85, P = 0.014, η2 = 0.69; menonton: F (1, 10) = 24.77, P = 0.001, η2 = 0.71]. Sebaliknya, kemenangan berbanding kerugian menimbulkan kesan yang jauh lebih besar hanya semasa bermain aktif di vaPut [F (1, 10) = 44.22, P <0.001, η2 = 0.77] dan daPut [F (1, 10) = 70.08, P <0.001, η2 = 0.81]. Interaksi antara tindakan dan peristiwa mencapai kepentingan statistik dalam vaPut [F (1, 10) = 8.09, P = 0.02, η2 = 0.03] dan daPut [F (1, 10) = 13.35, P = 0.004, η2 = 0.04]. Kesan utama aktiviti adalah ketara di semua kawasan striatal (Fs> 11.45, Ps <0.007, η2> 0.38) dan, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4, ini jelas disebabkan oleh penyahaktifan semasa bermain aktif. Trend serupa juga berlaku pada VTA / SN [F (1, 10) = 5.08, P = 0.048, η2 = 0.23]. Secara keseluruhan, hasil ini menunjukkan bahawa walaupun kedua-dua acara menang dan kalah menimbulkan penyahaktifan dalam striatum semasa bermain aktif, pengaktifan dalam NAcc dan aPut (kedua vaPut dan daPut) kembali lebih dekat ke tahap awal semasa acara menang; lebih jauh, kemenangan berbanding kerugian menimbulkan perubahan pengaktifan yang lebih besar dalam aPut semasa aktif daripada bermain perwakilan. Pemeriksaan tindak balas beta min individu menunjukkan bahawa hasil terakhir adalah kukuh; maksudnya, tindak balas beta rata-rata untuk menang berbanding kerugian di aPut lebih besar semasa aktif daripada bermain perwakilan dengan sembilan daripada sebelas peserta. Berbeza dengan wilayah aPut, omPFC menunjukkan pengaktifan yang lebih besar semasa acara menang tanpa mengira permainan aktif dan pengganti.
RAJAH 4
www.frontiersin.org

Gambar 4. Analisis kawasan minat di striatal (baris atas), dan nod mesial dan frontal (baris bawah) litar ganjaran. Bar ralat menunjukkan selang keyakinan 95%. Tanda bintang menunjukkan kesan sederhana yang signifikan (perbezaan ketara antara kemenangan berbanding kerugian semasa bermain atau menonton) atau interaksi yang signifikan antara acara dan aktiviti permainan. * P <0.05. ** P <0.001. *** P <0.001. NAcc, inti paksi; vCaud, ventral caudate; dCaud, caudate dorsal; vaPut, putamen ventral anterior; daPut, putamen dorsal anterior; pPut, putamen posterior; VTA / SN, kawasan tegmental ventral dan nigra substantia; vmPFC, korteks prefrontal ventromedial; omPFC, korteks prefrontal orbitomedial.
Korelasi Antara Tingkah Laku Perilaku dan FMRI

Kami meramalkan bahawa penilaian diri pemain untuk menyenangkan kemenangan berbanding kerugian semasa bermain aktif berbanding permainan pengganti akan dikaitkan dengan perubahan isyarat BOLD yang sesuai dalam striatum. Untuk menguji hipotesis ini, kami mengira perbezaan antara kemenangan dan kekalahan semasa permainan aktif berbanding permainan perwakilan [iaitu, kontras "(main: menang> kalah)> (tonton: menang> kalah)"] baik untuk penilaian keseronokan dan nilai beta rata-rata. Berbeza dengan ramalan kami, tidak ada korelasi yang signifikan secara statistik antara pemboleh ubah ini di mana-mana kawasan striatal (Rs <0.51; Ps> 0.11). Begitu juga, kami gagal menemui korelasi yang signifikan secara statistik antara penilaian kesenangan dan nilai beta min untuk kemenangan berbanding kerugian, dikumpulkan daripada permainan aktif dan pengganti, di salah satu ROI depan (Rs <0.18, Ps> 0.59).

Satu kemungkinan untuk menjelaskan penyahaktifan sistematik di otak tengah dan striatum semasa bermain aktif berbanding permainan perwakilan (rujuk Gambar 4) adalah bahawa pengaktifan mereka tetap meningkat sepanjang permainan aktif kerana pemprosesan ganjaran jangkaan atau hedonik tetapi kembali lebih dekat ke tahap awal semasa menang dan kalah peristiwa. Untuk menguji ini, kami mengira skor perbezaan antara permainan aktif dan perwakilan untuk ukuran kesan positif dan negatif, dan membandingkannya dengan nilai beta min untuk permainan aktif berbanding permainan perwakilan (dikumpulkan atas kemenangan dan kerugian) dalam ROI yang telah kami tentukan. Secara konsisten, skor perbezaan pengaruh positif menunjukkan korelasi yang signifikan dengan kekuatan penyahaktifan dalam VTA / SN, dCaud, dan vaPut, dan korelasi yang sedikit signifikan dengan penyahaktifan dalam vCaud (Jadual 4); semua kesan ini besar (R> 0.50). Apabila dikira secara berasingan, pekali korelasi dalam ROI ini lebih negatif semasa aktif daripada bermain perwakilan (iaitu, RPlay <RWatch). Plot penyebaran bivariate untuk korelasi ini ditunjukkan dalam Rajah 5. Dengan kata lain, semakin besar penonaktifan kawasan ini yang ditunjukkan semasa acara permainan menang dan kalah, positif yang lebih tinggi mempengaruhi pemain yang dilaporkan setelah aktif daripada permainan perwakilan.
TABLE 4
www.frontiersin.org

Jadual 4. Korelasi antara skor perbezaan (bermain minus ganti aktif) untuk langkah-langkah positif dan negatif mempengaruhi, dan nilai beta minima (aktif berbanding bermain-main) di kawasan mesial dan striatal (RPlay-Watch).
RAJAH 5
www.frontiersin.org

Rajah 5. Benda plot berselerak untuk penilaian positif Menghadapi tindak balas beta minima di kawasan yang menarik, untuk keadaan bermain aktif dan ganti rugi. Garis padat dan putus-putus menggambarkan garis lurus yang sesuai dengan data. VTA / SN, kawasan ventral tegmental dan substantia nigra; NAcc, nukleus accumbens; vCaud, caudate ventral; dCaud, dorsal caudate; vaPut, anterior ventral putamen; daPut, anterior dorsal putamen; pPut, putamen posterior.

Perbincangan

Dalam penyiasatan ini, kami mengkaji tindak balas fMRI terhadap acara permainan menang dan kalah (relatif terhadap tahap pengaktifan semasa permainan video permainan umum) semasa permainan aktif dan pengganti. Hasil kajian kami menunjukkan dua kesan utama pada striatum. Pertama, meniru penemuan sebelumnya yang serupa (Mathiak et al., 2011), kedua-dua acara menang dan kalah menimbulkan penyahaktifan berkaitan dengan tahap permainan generik semasa aktif tetapi tidak semasa permainan pengganti. Kedua, sebagai tambahan kepada kesan utama aktiviti permainan ini, acara menang menimbulkan tahap pengaktifan yang lebih tinggi (iaitu, penyahaktifan yang lebih lemah semasa bermain aktif dan pengaktifan yang lebih kuat semasa permainan pengganti) daripada peristiwa kehilangan. Selanjutnya, hasil kajian kami menunjukkan interaksi antara dua kesan ini; iaitu, perubahan aktivasi disebabkan kemenangan berbanding kekalahan di striatum, terutama di putamen anterior, lebih besar semasa aktif daripada bermain perwakilan. Kesan interaksi ini menunjukkan untuk pertama kalinya bahawa kemenangan berbanding dengan kekalahan dalam permainan video yang kompleks membangkitkan kesan yang lebih kuat di striatum semasa aktif daripada permainan perwakilan. Penemuan ini selaras dengan kedua elektrofisiologi haiwan (Kawagoe et al., 1998; Schultz et al., 2000) dan neuroimaging manusia (Elliott et al., 2004; O'Doherty et al., 2004; Tricomi et al., 2004; Zink et al., 2004; Guitart-Masip et al., 2011), menunjukkan bahawa tindak balas ganjaran striatal sangat bergantung pada tindakan penerima sendiri. Kajian terdahulu ini menggunakan tugas sederhana di mana ganjaran dikaitkan dengan tindakan motorik tertentu (misalnya, menekan salah satu daripada dua butang), sedangkan kajian ini memperluas penemuan ini dengan menunjukkan kemungkinan tindakan-ganjaran dalam striatum semasa tugas yang kompleks dan sah secara ekologi (video bermain permainan) yang mensimulasikan tingkah laku bermotivasi manusia bebas.

Kami juga dapat memisahkan pengekodan secara aktif berbanding ganjaran yang diperoleh secara pasif dalam korteks striatum dan frontal: manakala puteri anterior lebih sensitif kepada menang daripada kerugian hanya semasa permainan aktif, omPFC menunjukkan pengaktifan yang lebih kuat untuk menang daripada kehilangan semasa kedua-dua aktif dan bermain-main. Pengaktifan ganjaran bebas tindakan dalam omPFC telah diperhatikan sebelum ini dalam kedua-dua haiwan (Schultz et al., 2000) dan kajian neuroimaging manusia (Elliott et al., 2004). Memandangkan peristiwa kemenangan dan kerugian dikaitkan dengan ganjaran dan hukuman kewangan luar, pengaktifan omPFC juga selaras dengan peranan omPFC yang diketahui dalam memproses keuntungan kewangan dan ganjaran menengah lain (Xue et al., 2009). Walau bagaimanapun, nukleus akrab di striatum juga menunjukkan pengaktifan yang lebih besar untuk menang daripada kerugian semasa kedua-dua permainan aktif dan pengganti. Ada kemungkinan bahawa, tidak seperti anterior putamen, accumbens nukleus secara amnya sensitif untuk menerima ganjaran sama seperti omPFC. Corak tindak balas yang tidak dapat dipisahkan daripada corak anterior putamen dan nukleus mengakibatkan hasil dari corak sambungan yang berlainan striatum ventromedial (termasuk nukleus accumbens) dan striatum dorsolateral (termasuk putamen): sedangkan striatum ventromedial menerima penderita penderita, lebih banyak kawasan dorsolateral dihubungkan dengan kebanyakannya kawasan asosiasi dan sensorimotor yang lebih tinggi (Voorn et al., 2004).

Pengaktifan striatal yang diperhatikan semasa kedua-dua kemenangan dan kerugian semasa bermain aktif secara signifikan memperluaskan penemuan terdahulu kami (Kätsyri et al., 2012). Walaupun penyahaktifan striatal yang sama telah diperhatikan sebelum ini (Mathiak et al., 2011), penolakan litar ganjaran yang dikaitkan dengan peristiwa permainan ganjaran namun memerlukan pertimbangan. Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa striatum menunjukkan aktivasi tonik apabila pemain secara aktif bersaing melawan lawannya, dan bahawa aktivasi ini kembali mendekati tahap asas apabila setiap rehat dalam permainan menghalangnya daripada mengejar matlamat ini; iaitu, selepas dia menjadi tidak berkesudahan (kehilangan peristiwa) dan selepas dia berjaya menghilangkan lawannya (menang peristiwa). Malangnya, kami tidak dapat menguji hipotesis ini secara langsung: sebagai kekuatan isyarat BOLD mentah sewenang-wenangnya, membandingkan potongan-potongan sesi bermain yang aktif dan sengaja yang diimbas secara bebas adalah tidak masuk akal. Walau bagaimanapun, kajian fMRI dan PET yang sebelumnya telah menunjukkan bahawa permainan aktif membangkitkan peningkatan tonik dalam pengaktifan striatal (Koepp et al., 1998; Hoeft et al., 2008), dan satu kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa onsets permainan aktif dan offsets membangkitkan fMRI striatal pengaktifan dan penangguhan, masing-masing (Cole et al., 2012).

Di atas kami mencadangkan bahawa penonaktifan striatal yang berlaku pada saat kemenangan dan kerugian boleh disebabkan oleh tahap pengaktifan tonik semasa permainan generik, yang kembali lebih dekat ke tahap awal ketika aktiviti permainan terganggu. Walaupun cadangan ini bersifat spekulatif, sekurang-kurangnya ada dua penjelasan yang berpotensi mengapa permainan video game akan menimbulkan pengaktifan tonik di striatum. Pertama, pengaktifan seperti itu, terutamanya semasa bermain aktif, dapat mencerminkan sifat bermain yang semestinya bermanfaat (rujuk Przybylski et al., 2010; lihat juga Koepp et al., 1998). Keputusan kami secara tentatif menyokong pandangan ini, memandangkan penonaktifan striatal dan mesial yang disebabkan oleh peristiwa permainan (kemenangan dan kerugian) semasa permainan aktif berbanding permainan pengganti dikaitkan dengan penilaian positif pemain untuk penilaian diri untuk keseluruhan sesi yang sesuai. Kedua, ada kemungkinan bahawa pengaktifan tonik akan mencerminkan proses penantian yang berterusan dan bukannya proses ganjaran hedonik - iaitu, 'menginginkan' daripada 'menyukai' komponen ganjaran (lihat Berridge, 2007; Diekhof et al., 2012). Ini adalah penjelasan yang masuk akal, memandangkan dalam permainan video pantas kami (dengan jangka masa putaran 20-30 detik; lihat Jadual 1), semua aktiviti berikutan bermulanya pusingan permainan baru (iaitu, mencari dan melibatkan lawan) akhirnya dikaitkan dengan pencarian ganjaran. Walau bagaimanapun, tidak dapat dipastikan mengapa tindak balas antisipatif seperti itu harus lebih besar semasa aktif daripada bermain perwakilan. Selanjutnya, putamen anterior (semasa bermain aktif) dan inti inti (semasa bermain aktif dan pengganti) sensitif juga untuk memberi ganjaran kepada hasil, kerana respons mereka lebih besar untuk menang daripada kerugian. Cadangan mengenai tindak balas bertentangan terhadap jangkaan dan ganjaran yang diperoleh tidak saling eksklusif. Sebenarnya, meta-analisis kajian pencitraan otak baru-baru ini menunjukkan bahawa striatum ventral, tidak seperti mPFC, sensitif terhadap kedua-dua ganjaran yang dijangkakan dan yang diterima (Diekhof et al., 2012).

Sebagai tambahan kepada penilaian afektif, keadaan bermain yang aktif dan terpilih menimbulkan kehadiran spatial dan pengalaman aliran berbeza. Kehadiran spatial telah dikaitkan dengan pengaktifan dalam rangkaian yang luas termasuk aliran visual ventral, korteks parietal, korteks premier, dan batang otak (Jäncke et al., 2009). Menariknya, hasil kami menunjukkan bahawa sebagai tambahan kepada striatum, kawasan-kawasan ini menunjukkan penyahaktifan yang kuat semasa acara-acara menang dan rugi semasa bermain aktif (rujuk Jadual 2). Oleh itu, kemungkinan rangkaian juga menyumbang kepada pengalaman kehadiran spatial menunjukkan pengaktifan tonik semasa bermain aktif, yang kembali ke tahap asas selepas peristiwa kemenangan dan kerugian. Walau bagaimanapun, adalah jelas bahawa kajian masa depan diperlukan untuk menyebarkan pengaktifan fMRI tonik dan phasic dan hubungan tingkah laku mereka (contohnya, kehadiran spatial) semasa bermain permainan video.

Sejajar dengan teori atribusi (Weiner, 1985), penilaian diri pemain mengesahkan bahawa kerugian dialami sebagai lebih tidak menyenangkan semasa aktif daripada bermain perwakilan, walaupun ganjaran dan hukuman wang luar untuk kemenangan dan kerugian adalah serupa semasa bermain aktif dan perwakilan syarat. Keseronokan yang dirasakan dari peristiwa kemenangan semasa bermain aktif juga dikaitkan dengan perbezaan individu dalam motivasi selera (iaitu, kecenderungan untuk mencari kesenangan). Walau bagaimanapun, hasil kami tidak memberikan bukti untuk perkaitan antara penilaian diri pemain dengan keseronokan dan tindak balas fMRI mereka terhadap acara menang dan kalah secara umum, atau antara aktiviti permainan aktif dan perwakilan. Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa pemain hanya membuat dua penilaian berkenaan dengan semua peristiwa menang dan kalah dalam permainan, dan ada kemungkinan penilaian keseluruhan seperti itu tidak semudah penilaian post-hoc untuk semua acara permainan akan menjadi. Di masa depan, masalah ini dapat diselesaikan dengan menunjukkan rakaman video peserta sesi permainan mereka, dan meminta mereka untuk menilai perasaan emosional mereka secara berterusan semasa permainan; teknik ini telah terbukti berjaya misalnya ketika mempelajari asas emosi emosi yang dihasilkan oleh filem (Nummenmaa et al., 2012) dan telah digunakan dalam kajian permainan fMRI sebelumnya (Klasen et al., 2008).

Subjek kami menggunakan tindakan tangan yang tepat untuk memanipulasi kayu bedik, dan oleh itu adalah penting untuk mengawal proses sensorimotor yang berkaitan dengan pemerolehan ganjaran, terutama kerana striatum juga terlibat dalam kawalan sensorimotor melalui pergerakan tangan pembetulan (Siebner et al., 2001; Turner et al., 2003). Isu ini sangat penting untuk peristiwa kemenangan dan kerugian, memandangkan peristiwa-peristiwa ini biasanya diikuti oleh perubahan yang berbeza dalam permintaan pergerakan (contohnya, penerusan permainan vs jumlah imobilitas). Walau bagaimanapun, untuk pengetahuan kami, kajian pencitraan otak yang terdahulu tidak secara eksplisit cuba mengendalikan gerakan joystick. Walaupun selepas kita menyertakan regresur yang mengelirukan berterusan untuk pergerakan keseluruhan dan untuk perubahan arah pergerakan, keputusan kami dengan jelas menunjukkan kesan striatal yang sama untuk acara permainan video seperti yang dilaporkan sebelum ini (Klasen et al., 2012), yang menyatakan bahawa keputusan tersebut tidak dapat diambil kira oleh kesan sensorimotor. Walau bagaimanapun, kesan daripada permintaan pergerakan yang berlainan berikutan peristiwa kemenangan dan kerugian boleh dikaji dengan lebih jelas pada masa akan datang; contohnya, dengan memanipulasi sama ada pemain dapat bergerak selepas peristiwa permainan spesifik atau tidak. Kajian masa depan dengan fokus eksplisit untuk menguji peranan jangkaan ganjaran berbanding penerimaan ganjaran dalam tindak balas yang sepatutnya juga perlu dijalankan. Kajian sedemikian harus menggunakan permainan video yang perlahan dengan jangka masa yang cukup lama antara tindakan kritikal (seperti menembak) dan hasilnya.

Walaupun saiz sampel sekarang adalah sebanding dengan beberapa kajian fMRI baru-baru ini yang menggunakan rangsangan permainan video (Mathiak dan Weber, 2006; Weber et al., 2006; Mobbs et al., 2007; Ko et al., 2009; Mathiak et al. , 2011; Klasen et al., 2012), kajian masa depan perlu mempertimbangkan untuk menggunakan saiz sampel yang lebih besar untuk mengesan perbezaan yang mungkin lebih halus antara permainan aktif dan pengganti. Kami menjalankan analisis kuasa retrospektif untuk data kami menggunakan perisian G * Power (Faul et al., 2007) untuk menganggarkan saiz sampel minimum yang harus digunakan dalam kajian subjek subjek masa depan untuk mengesan kesan serupa dengan kuasa statistik 80% (di 5% tahap kepentingan). Pengiraan ini menunjukkan bahawa lima orang peserta akan mencukupi untuk mengesan tindak balas yang sama berbanding tindak balas kehilangan di putamen anterior ventral (M = 1.90, SD = 0.95, dan γ = 2.0). Walau bagaimanapun, untuk meniru perbezaan win vs versus loss semasa bermain versus aktif berbanding di rantau yang sama, sampel yang lebih besar sekurang-kurangnya tiga belas peserta harus digunakan (M = 1.16, SD = 1.35, γ = 0.86). Seperti yang ditunjukkan oleh kajian semasa, anotasi automatik acara permainan membolehkan pengambilalihan mudah dalam dataset besar dari tugas permainan video alam semula jadi.

Sebagai kesimpulan, kami telah menunjukkan, dengan menggunakan tugas bermain permainan video baru, bahawa node litar ganjaran dopaminergik striatal dan frontal bertindak balas terhadap kemenangan dan kerugian secara berbeza semasa permainan aktif dan pengganti. Secara khusus, simpul striatal (khususnya, putamen anterior) lebih sensitif terhadap kemenangan daripada kerugian hanya semasa bermain permainan aktif, sedangkan simpul frontal (omPFC) menunjukkan tindak balas yang lebih kuat terhadap kemenangan daripada kerugian tanpa mengira aktiviti. Hasil ini menyoroti peranan striatum dalam mengekod ganjaran yang diperoleh sendiri berbanding ganjaran yang diperoleh secara pasif semasa tingkah laku bermotivasi jarak jauh. Walaupun rangsangan audiovisual yang disediakan oleh permainan video moden mungkin bermanfaat dengan sendirinya, asas saraf pengalaman hedonik dan enggan semasa bermain permainan video jelas bergantung pada penglibatan aktif pemain dalam permainan. Litar pemprosesan ganjaran striatal yang diterokai dalam kajian semasa berkemungkinan menyumbang kepada tarikan motivasi bermain permainan video.

Penyata Percanggahan Kepentingan

Penulis mengisytiharkan bahawa penyelidikan itu dijalankan tanpa adanya sebarang hubungan komersial atau kewangan yang boleh ditafsirkan sebagai potensi konflik kepentingan.
Penghargaan

Kami berterima kasih kepada Marita Kattelus atas bantuannya dengan pemerolehan data fMRI dan peserta sukarelawan untuk membuat kajian ini mungkin. Kerja-kerja ini mendapat sokongan kewangan dari projek penyelidikan aivoAALTO Aalto University, Akademi Finlandia (nombor geran #129678, #131483 ke Riitta Hari, #251125 ke Lauri Nummenmaa), Majlis Penyelidikan Eropah (#232946 ke Riitta Hari), dan Emil Yayasan Aaltonen (#595100 ke Jari Kätsyri).

Rujukan