Konnettività funzjonali mnaqqsa tal-moħħ fl-adolexxenti bid-dipendenza fuq l-internet (2013)

introduzzjoni

Il-vizzju tal-Internet ġie dejjem aktar rikonoxxut kemm fil-pubbliku kif ukoll fil-komunità xjentifika madwar id-dinja [1], għalkemm hija kundizzjoni relattivament ġdida u l-karatteristiċi psikopatoloġiċi u l-mekkaniżmi newrobijoloġiċi tagħha għadhom mifhuma ħażin. Studji reċenti dwar in-newroimmaġini rrappurtaw bidliet sinifikanti fil-funzjoni u l-istruttura tal-moħħ assoċjati mal-vizzju tal-internet. Il-maġġoranza ta’ dawn l-istudji użaw immaġini ta’ reżonanza manjetika funzjonali (fMRI) imwettqa waqt il-kompiti, u implikaw reġjuni frontali u strijatali u, sa ċertu punt, il-kortiċi parietali u insulari. [2]-[5]. Barra minn hekk, bl-użu ta 'tomografija ta' emissjoni ta 'pożitroni (PET), Kim et al. (2011) sabu tnaqqis fid-disponibbiltà tar-riċettur tad-dopamina D2 f'kawdate bilaterali u putamen dritt [6], u Hou et al. (2012) bl-użu ta’ tomografija kompjuterizzata b’emissjoni ta’ foton wieħed (SPECT) sabet tnaqqis fil-livell ta’ espressjoni tat-trasportatur tad-dopamina strijatali f’adulti bid-dipendenza fuq l-internet [7]. Dawn is-sejbiet jaqblu mal-mudelli teoretiċi attwali ta 'disturbi ta' dipendenza, li jinkludu mhux biss dipendenza minn sustanzi iżda wkoll dipendenza fuq l-imġieba (eż., logħob tal-azzard patoloġiku), li jenfasizzaw il-patoloġija taċ-ċirkwiti fronto-striatali. [8], kif ukoll l-insula [9], [10]. Studji strutturali tal-MRI minn Zhou et al. (2011) u Yuan et al. (2011) flimkien issuġġerew anormalitajiet fil-materja griża fir-reġjuni tal-moħħ inkluż il-kortiċi prefrontali [11], [12], u studju tal-immaġini tat-tensor tad-diffużjoni minn Lin et al. (2012) irrappurtaw anormalitajiet mifruxa tal-materja bajda f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet [13]. Fl-aħħar nett, Liu et al. (2010) sabu omoġeneità reġjonali mibdula fil-vizzju tal-internet [14], li sa fejn nafu tagħna hija l-unika sejba fMRI fi stat ta’ mistrieħ fil-letteratura dwar dan id-disturb [15]. L-awturi investigaw l-omoġeneità temporali fis-sinjal tal-Blood-Oxygen-Level-Dependent (BOLD) ta 'kull voxel ma' dawk tal-eqreb 26 voxels ġar tiegħu b'mod għaqli bil-voxel.

L-fMRI fl-istat ta' mistrieħ hija teknika ta' immaġini relattivament ġdida għall-investigazzjoni ta' korrelazzjonijiet inter-reġjonali ta' attività spontanja tal-moħħ, irreġistrat bħala xi ħadd jinsab fil-kwiet fl-iskaner mingħajr ma jkun involut f’xi biċċa xogħol speċifika [16]. L-approċċ jipprovdi metodu robust għall-immappjar ta' sistemi funzjonali definiti tajjeb [17], [18]. Il-miżuri tal-istat ta' mistrieħ huma affidabbli [19], [20], taħt kontroll ġenetiku [21]-[23], u maħsub li indiċi proprjetà intrinsika ta 'organizzazzjoni funzjonali tal-moħħ [24], soġġett għal ċerti twissijiet [25]. Flimkien ma 'tekniki teoretiċi tal-graff, l-fMRI tal-istat ta' mistrieħ joffri mezz qawwi għall-investigazzjoni tal-organizzazzjoni fuq skala kbira tad-dinamika funzjonali tal-moħħ u t-tfixkil tagħha f'kundizzjonijiet psikopatoloġiċi. [26].

F'dan l-istudju, użajna data fMRI tal-istat ta' mistrieħ biex nimmappjaw differenzi fil-konnettività funzjonali bejn sett komprensiv ta' 90 reġjun distint tal-moħħ kortikali u subkortikali f'individwi b'saħħithom u adoloxxenti b'dipendenza fuq l-internet, b'fokus fuq individwi involuti f'logħob online eċċessiv fost is-sottotipi proposti. ta’ dan id-disturb [27]. Aħna wettaqna wkoll analiżi ta 'disturbi topoloġiċi tan-netwerk [28] biex tivvaluta jekk xi differenzi bejn il-gruppi fis-saħħa tal-konnettività kinux assoċjati aktar ma 'konfigurazzjoni mill-ġdid globali ta' interazzjonijiet funzjonali [26], kif ġie rrappurtat f'ħafna disturbi psikjatriċi oħra [29], [30].

Ibbażat fuq sejbiet ta 'newroimaging strutturali u funzjonali preċedenti fil-vizzju tal-internet [3], [4], [6], [7], [15], flimkien mal-mudelli teoretiċi stabbiliti ta 'disturbi ta' dipendenza minn sustanzi [8], [9], aħna ipoteżijna li l-adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet juru konnettività inter-reġjonali mibdula bejn reġjuni frontali u strijatali, b'involviment ulterjuri possibbli tal-kortiċi parietali u l-insula.

Materjali u Metodi

Dikjarazzjoni tal-Etika

Dan l-istudju ġie approvat mill-bord ta 'reviżjoni istituzzjonali għal suġġetti umani fl-Università Nazzjonali ta' Seoul. L-adolexxenti kollha u l-ġenituri tagħhom ipprovdew kunsens infurmat bil-miktub qabel id-dħul fl-istudju. L-istudju sar skont id-Dikjarazzjoni ta' Ħelsinki.

parteċipanti

Tnax-il adolexxent raġel lemini bil-vizzju tal-internet u 11 leminija u mqabbla mas-sess [31] kontrolli b'saħħithom ipparteċipaw f'dan l-istudju. Id-dijanjosi tal-vizzju tal-internet ġiet stabbilita bl-użu tal-Iskala tal-Vizzju tal-Internet Żgħażagħ (YIAS), li tikkonsisti minn 20 oġġett, kull wieħed ibbażat fuq skala Likert ta’ 5 punti li tevalwa l-grad ta’ problemi kkawżati mill-użu tal-internet [32], u l-Kiddie-Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia-Present and Lifetime Version (K-SADS-PL), għodda ta 'intervista dijanjostika semi-strutturata b'validità u affidabilità stabbilita, li ppermettietna neskludu disturbi psikjatriċi oħra. [33], [34]. Il-parteċipanti bid-dipendenza fuq l-internet kienu limitati għal dawk li rrappurtaw li esperjenzaw komponenti tipiċi ta’ dipendenza (jiġifieri, tolleranza, irtirar, tħassib biex tilgħab logħob onlajn, tentattivi ripetuti bla suċċess biex inaqqsu jew iwaqqfu l-logħob onlajn, burdata influwenzata b’mod negattiv meta ppruvaw inaqqsu l-logħob onlajn, u tittraskura relazzjonijiet jew attivitajiet importanti minħabba logħob online) [35], [36]. Il-parteċipanti kollha bid-dipendenza fuq l-internet irrappurtaw logħob online eċċessiv fost is-sottotipi proposti ta 'dan id-disturb. L-istess strumenti ġew applikati meta ġew reklutati adolexxenti b'saħħithom. L-informazzjoni demografika u l-kwozjent tal-intelliġenza (IQ) tal-parteċipanti kollha ġew ivvalutati wkoll (ara Tabella 1).

Download: 

 

• PPT

  Slide slide

• PNG

  immaġni akbar21KB)

• TIFF

  immaġini oriġinali (58KB)

Tabella 1. Karatteristiċi demografiċi u kliniċi tal-parteċipanti.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.t001

Akkwist tad-Data u Ipproċessar tal-Immaġni

Immaġini fMRI ta 'l-istat ta' mistrieħ ġew akkwistati fuq skaner Siemens 3T (Siemens Magnetom Trio Tim Syngo MR B17, il-Ġermanja) bil-parametri li ġejjin: ħin ta 'ripetizzjoni (TR) 2700 ms; ħin ta' eku (TE) 30 ms; matriċi ta 'akkwist 64 × 64; kamp viżiv (FOV) 192×192 mm²; angolu flip 90°; daqs voxel 3.0 mm × 3.0 mm × 3.0 mm; slices 40. Il-ħin totali tal-akkwist kien 6 min 45 sek. Intuża coil tar-ras u l-moviment tar-ras ġie minimizzat billi timla l-ispazju vojt madwar ir-ras b'materjal ta 'sponża u twaħħlet ix-xedaq t'isfel b'tejp.

L-ipproċessar minn qabel tal-immaġini tal-fMRI sar bl-użu tal-Assistent għall-Ipproċessar tad-Data għall-fMRI tal-Istat ta' Mistrieħ (DPARSF) [37], li huwa bbażat fuq l-Immappjar Parametriku Statistiku (SPM8) u l-Għodda tal-Analiżi tad-Dejta fMRI tal-Istat ta' Mistrieħ (REST). L-ewwel 5 immaġini f'kull suġġett ġew mormija, u l-145 immaġini li kien fadal ġew ikkoreġuti għall-ħin tal-porzjon u allinjati mill-ġdid mal-ewwel volum sabiex jikkoreġu għall-artifacts tal-moviment. Il-parteċipanti kollha wrew inqas minn 0.5 mm ta 'spostament u 0.5 ° ta' rotazzjoni fis-6 parametri tal-moviment tar-ras tagħhom. Barra minn hekk, iż-żewġ gruppi ma kinux differenti b'mod sinifikanti (p<0.05) fl-erba 'parametri tal-moviment tar-ras issuġġeriti reċentement minn Van Dijk et al. [38]: jiġifieri, ċaqliq medju tar-ras (vizzju tal-internet: 0.04±0.01 mm, kontroll: 0.04±0.01 mm), spostament massimu tar-ras (vizzju tal-internet: 0.18±0.14 mm, kontroll: 0.17±0.07 mm), numru ta 'mikro (> 0.1 mm). ) movimenti (mhux aktar minn 2 għall-parteċipanti kollha, ħlief għal żewġ individwi fil-grupp tal-vizzju tal-internet li għandhom 5 u 6 mikro movimenti), u rotazzjoni tar-ras (vizzju tal-internet: 0.04±0.01°, kontroll: 0.04±0.00°). Qabel in-normalizzazzjoni spazjali, inħoloq mudell tal-moħħ imqabbel mal-età u s-sess ibbażat fuq dejta mill-Istudju tal-NIH MRI tal-Iżvilupp Normali tal-Moħħ, bl-użu ta’ Template-O-Matic [39]. L-immaġini tal-fMRI tagħna ġew normalizzati bl-użu ta 'dan il-mudell personalizzat u mwittija b'qalba Gaussian ta' nofs massimu ta 'wisa' sħiħ ta '6 mm. Id-dejta mbagħad tneħħiet it-tendenza u varjazzjonijiet ta 'frekwenza baxxa (0.01–0.08 Hz) ġew iffiltrati sabiex jinstabu sinjali mill-materja griża u jitnaqqas l-effett tal-ħoss. Sitt parametri tal-moviment tar-ras, sinjali tal-materja bajda, u sinjali tal-fluwidu ċerebrospinali ġew rigressjoni mis-sinjal BOLD iffiltrat. Fl-aħħarnett, ir-residwi ta 'din ir-rigressjoni ġew estratti minn 90 reġjun tal-moħħ (nodi) ibbażati fuq l-atlas Automated Anatomical Labeling (AAL) [40], u l-assoċjazzjonijiet tal-pari ġew ikkalkulati li rriżultaw f'matriċi ta 'konnettività 90 minn 90 għal kull suġġett. Il-koeffiċjent ta 'korrelazzjoni ta' Pearson (lag żero) intuża biex jikkwantifika kull assoċjazzjoni bil-pari. Innota li s-sinjal globali ma kienx inkluż bħala kovarjat ta 'inkonvenjent, u jiżgura li l-proporzjon ta' korrelazzjonijiet negattivi kien minimu.

Analiżi tad-Data

L-istatistika bbażata fuq in-netwerk (NBS) [41], [42] intuża biex jidentifika netwerks reġjonali tal-moħħ li juru differenza sinifikanti bejn il-gruppi fil-konnettività funzjonali inter-reġjonali. Speċifikament, t-test sar biex jiġi ttestjat għal differenza bejn il-gruppi fil-koeffiċjent ta 'korrelazzjoni f'kull wieħed mill- 90 × (90-1) / 2 = 4005 pairings reġjonali uniċi. Netwerks interkonnessi, magħrufa formalment bħala komponenti tal-graff, imbagħad ġew identifikati fost il-konnessjonijiet b't-statistika li taqbeż limitu ta 't = 3.0. Ġie kkalkulat valur p ikkoreġut għall-iżball tal-familja (FWE) għad-daqs ta 'kull komponent li jirriżulta bl-użu ta' ttestjar ta 'permutazzjoni (20000 permutazzjonijiet). Kull permutazzjoni kienet tinvolvi bl-addoċċ tħaffef it-tikketti tal-grupp u tidentifika d-daqs tal- akbar netwerk interkonness, u b'hekk jagħti distribuzzjoni nulla empirika ta' daqsijiet massimi tal-komponenti [43]. Valur p ikkoreġut mill-FWE ġie stmat għal kull netwerk interkonness bħala l-proporzjon ta 'permutazzjonijiet li taw netwerk interkonness ikbar, jew wieħed ta' daqs ugwali. Iż-żewġ ipoteżi alternattivi (vizzju > kontrolli u vizzju < kontrolli) ġew evalwati b'mod indipendenti. Dawn il-passi kollha twettqu bl-użu tal-pakkett tas-softwer tal-NBS, li huwa mqassam liberament bħala parti mill-Brain Connectivity Toolbox (http://www.brain-connectivity-toolbox.net/) jew NITRC (http://www.nitrc.org/projects/nbs/). Biex tiġi vvalutata r-riproduċibbiltà ta' kwalunkwe sejba sinifikanti għal atlasi alternattivi [44], l-analiżi ta 'hawn fuq ġiet ripetuta separatament bl-atlas AAL sostitwit b'żewġ atlasi alternattivi għall-parcellating tal-kortiċi f'reġjuni li ma jikkoinċidux; jiġifieri, l-atlas strutturali tal-Istitut Newroloġiku ta' Montreal (MNI) (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/data/atlas-descriptions.html) u tqassim każwali li jinkludi 120 reġjun [45]. L-atlas tal-MNI huwa partitura oħxon li tirrappreżenta tmien reġjuni anatomiċi għal kull emisfera ċerebrali, u b'hekk tiffaċilita l-karatterizzazzjoni tal-konnettività inter-lobar.

Sussegwentement, ittestjajna għal differenzi bejn il-gruppi f'miżuri ewlenin tan-netwerk ibbażati fuq grafika [28]; jiġifieri, il-koeffiċjent medju ta' raggruppament, it-tul tal-mogħdija karatteristika u l-proporzjon tad-dinja żgħira. Interpretazzjoni ta 'dawn il-miżuri f'termini ta' kumplessità u organizzazzjoni tal-moħħ tista 'tinstab f'ħafna letteratura reċenti [26], [30], [46]-[49]. Il-matriċi ta' konnettività ġew l-ewwel binarizzati fir-rigward ta' sett ta' densitajiet ta' konnessjoni fissi, li jvarjaw minn 10% sa 30% [28]. Il-miżuri tan-netwerk ġew ikkalkulati f'kull densità bl-użu tal-funzjoni xierqa pprovduta fil-Brain Connectivity Toolbox. Il-koeffiċjent ta' raggruppament u t-tul tal-mogħdija karatteristika ġew normalizzati fir-rigward ta' grupp ta' 20 netwerk każwali ġġenerati bl-użu tal-algoritmu ta' wajers mill-ġdid Maslov-Sneppen [50]. Id-differenzi bejn il-gruppi mbagħad ġew evalwati f'kull densità bl-użu ta' test t fuq żewġ naħat.

Fl-aħħarnett, il-koeffiċjent ta 'raggruppament u t-tul tal-mogħdija ġew ikkalkulati lokalment għal kull wieħed mid-90 reġjun. Intuża wkoll test t fuq żewġ naħat biex jiġi ttestjat għal differenzi bejn il-gruppi f'dawn il-miżuri speċifiċi għar-reġjun. Ir-rata ta' skoperta falza (FDR) [51] intuża biex jikkoreġi għal paraguni multipli madwar il-familja ta 'densitajiet tan-netwerk u reġjuni.

Riżultati

Karatteristiċi tal-Parteċipant

Il-parteċipanti kollha kienu rġiel tal-lemin. Ma nstabet l-ebda differenza sinifikanti fl-età u l-IQ bejn iż-żewġ gruppi, u l-punteġġ YIAS kien ogħla b'mod sinifikanti fil-grupp tal-vizzju tal-internet (Tabella 1).

Differenzi tal-Grupp fil-Konnettività Funzjonali

L-NBS identifika netwerk wieħed li juri b'mod sinifikanti (p<0.05, ikkoreġut FWE) naqset il-konnettività f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet meta mqabbla mal-kontrolli. Dan in-netwerk affettwat kien jinkludi 59 link, li kienu jinvolvu 38 reġjun differenti tal-moħħ (Figura 1). In-netwerk ġie replikat b'mod wiesa' meta l-atlas AAL ġie sostitwit b'żewġ atlasi alternattivi biex il-kortiċi jqassmu f'reġjuni li ma jikkoinċidux (ara Figura S1). Minkejja varjazzjoni konsiderevoli fin-numru totali ta' reġjuni li jinkludu dawn l-atlases (AAL: 90, MNI: 16, każwali: 120), konsistenza notevoli kienet evidenti fl-istruttura ġenerali tan-netwerk. Id-daqs tan-netwerk mistenni żdied bir-riżoluzzjoni tal-atlas (jiġifieri, in-numru totali ta' reġjuni), li wassal għal konfigurazzjoni aktar kumplessa. Madankollu, ir-reġjuni kortikali u sub-kortikali (u lobi korrispondenti) implikati kienu replikati b'mod wiesa 'tul it-tliet atlases. Iċ-ċifri ġew viżwalizzati bil-BrainNet Viewer (http://www.nitrc.org/projects/bnv/).

Download: 

• PPT

  Slide slide

• PNG

  immaġni akbar3.47MB)

• TIFF

  immaġini oriġinali (3.16MB)

Figura 1. Netwerk ta 'konnettività funzjonali tal-moħħ mnaqqsa f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet.

It-tikek ħomor jirrappreżentaw iċ-ċentru sterjotattiċi tar-reġjuni tal-moħħ (l-għoqiedi) definiti mill-atlas tal-Awtomatizzat Anatomiku Tikkettjar (AAL), u l-linji blu jirrappreżentaw links suprathreshold (t = 3.0) li jinkludu n-netwerk affettwat identifikat mal-istatistika bbażata fuq in-netwerk (NBS) (p<0.05, komponenti kkoreġuti). Il-veduta axjali turi l-involviment ta 'konnessjonijiet interemisferiċi (jiġifieri, konnessjonijiet li jaqsmu bejn l-emisfera tal-lemin u tax-xellug). Il-veduta sagittali turi l-involviment tal-lobi frontali, temporali u parietali fin-netwerk affettwat.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g001

Wara Fornito et al. [52], Ir-reġjuni AAL ġew kategorizzati f'lobi maġġuri korrispondenti (eż., frontali, temporali, parietali) u l-proporzjon ta 'konnessjonijiet li jgħaqqdu dawn id-diviżjonijiet fuq skala kbira ġie kkwantifikat għal kull par ta' lobi. Konnessjonijiet fronto-temporo-parietali nstabu li ġew affettwati, iżda l-lobu oċċipitali ma kienx inkluż fin-netwerk affettwat. Il-maġġoranza tal-konnessjonijiet li tnaqqsu fil-grupp tal-vizzju tal-internet kienu jinvolvu rabtiet bejn ir-reġjuni sottokortikali u l-kortiċi frontali (~24%) u parietali (~27%) (Figura 2). Biex nifhmu aħjar liema reġjuni subkortikali jistgħu jkunu qed jikkontribwixxu għal din is-sejba, eżaminajna l-konnettività bejn kull lobu kortikali u kull reġjun subkortikali separatament fin-netwerk NBS (Figura S2). Din l-analiżi wriet li r-reġjuni sottokortikali kienu jinkludu hippocampus, globus pallidus, u putamen. L-amigdala u n-nukleu caudate ma kinux inklużi fin-netwerk affettwat. Putamen bilaterali kien l-aktar reġjun sottokortikali involut b'mod estensiv, li juri konnessjonijiet imnaqqsa mat-tliet lobi ċerebrali ewlenin involuti. Dan il-mudell ġie replikat bl-użu tal-atlas MNI, li minnu n-netwerk li jirriżulta kien jinkludi biss putamen u insula, minbarra lobi frontali, parietali u temporali; nukleu caudate u lobu oċċipitali ma kinux inklużi fin-netwerk affettwat.

Download:  

 

• PPT

  Slide slide

• PNG

  immaġni akbar153KB)

• TIFF

  immaġini oriġinali (508KB)

Figura 2. Proporzjon ta' konnessjonijiet affettwati fil-vizzju tal-internet li jgħaqqdu pari distinti ta' diviżjonijiet ċerebrali wesgħin.

In-numru ta 'links li jinvolvu kull par ta' diviżjonijiet huwa normalizzat bin-numru totali ta 'links par-wise.Innota li l-hippocampus, globus pallidus, u putamen ġew assenjati għall-kategorija subkortical, u l-gyrus cingulate anterjuri ġie assenjat għall-kategorija frontali. L-amigdala u n-nukleu caudate ma kinux inklużi fin-netwerk imfixkel u għalhekk ma kienx hemm bżonn li dawn ir-reġjuni jiġu assenjati lil lobu. Il-putamen, b'mod bilaterali, kien l-aktar reġjun sottokortikali involut b'mod estensiv, li juri konnessjonijiet imnaqqsa mat-tliet lobi ċerebrali ewlenin involuti.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g002

Aħna ma identifikajna l-ebda netwerk b'konnettività akbar fil-grupp tal-vizzju tal-internet. Ma nstabet l-ebda korrelazzjoni sinifikanti bejn il-konnettività funzjonali fin-netwerk identifikat u l-punteġġ YIAS, la fil-grupp tal-vizzju tal-internet jew fil-kontrolli.

Differenzi tal-Grupp fit-Topoloġija tan-Netwerk

L-ebda differenza bejn il-gruppi ma ġiet innutata fil-koeffiċjent medju ta' raggruppament, it-tul tal-mogħdija karatteristika jew il-proporzjon tad-dinja żgħira fi kwalunkwe waħda mid-densitajiet tan-netwerk investigati (p<0.05, ikkoreġut FDR) (Figura 3). Barra minn hekk, l-ebda differenza bejn il-gruppi fil-miżuri lokali korrispondenti (speċifiċi għar-reġjun) ma baqgħu ħajjin korrezzjoni FDR għal paraguni multipli. L-applikazzjoni ta' korrezzjoni pożittiva falza inqas stretta p<(1/90) = 0.011 [53] sabiex jiġu esplorati l-effetti tal-livell tat-tendenza wasslu għal differenzi bejn il-gruppi fil-koeffiċjent ta’ raggruppament lokali u t-tul tal-mogħdija lokali li jidher b’mod predominanti fil-lobi oċċipitali (Tabelli S1 u, S2).

Download: 

 

• PPT

  Slide slide

• PNG

  immaġni akbar1.57MB)

• TIFF

  immaġini oriġinali (1.87MB)

Figura 3. Parametri tad-dinja żgħar tal-konnettività funzjonali tal-moħħ f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet.

doi: 10.1371 / journal.pone.0057831.g003

Diskussjoni

Instabet evidenza ta’ tnaqqis fil-konnettività funzjonali tal-moħħ f’adolexxenti bid-dipendenza fuq l-internet. Konsistenti mal-mudelli attwali li jenfasizzaw ir-rwol tal-patoloġija kortiko-subcortical fil-vizzju [54], 24% tal-konnessjonijiet fin-netwerk mibdul li jiddifferenzjaw individwi dipendenti fuq il-vizzju u kontrolli b'saħħithom kienu jinvolvu rabtiet bejn reġjuni frontali u subkortikali. 27% addizzjonali konnessi żoni subkortikali u parietali, b'evidenza aktar limitata għall-involviment tal-insula, għal darb'oħra konsistenti ma 'evidenza reċenti ta' involviment ta 'dawn ir-reġjuni fil-vizzju. Innota li l-analiżi tagħna tipprovdi test strett ta 'mudelli kortiko-subkortikali ta' dipendenza, peress li kienet tinkludi miżuri ta 'konnettività funzjonali bil-pari bejn 90 reġjun differenti mqassma fil-moħħ kollu. Il-fatt li s-sistemi kortiko-subkortikali ħarġu bħala patoloġija prominenti bl-użu ta 'din l-analiżi kompletament immexxija mid-dejta jipprovdi appoġġ qawwi għall-involviment ta' dawn is-sistemi fil-vizzju tal-internet. Barra minn hekk, is-sejbiet tagħna jindikaw li l-vizzju tal-internet jaqsam karatteristiċi newrobijoloġiċi komuni ma 'disturbi oħra ta' vizzju, u li r-reġjuni sottokortikali b'mod partikolari jistgħu jirrappreżentaw siti ewlenin tal-patoloġija tan-netwerk tal-moħħ. Nota importanti hija l-fehma mill-Istitut Nazzjonali dwar l-Abbuż tad-Droga li l-vizzji fl-imġieba jistgħu jkunu mudelli relattivament puri ta’ dipendenza, meta jitqies li dawn il-kundizzjonijiet mhumiex ikkontaminati mill-effetti tas-sustanzi. [55]. Filwaqt li l-istudju ta 'ħafna disturbi oħra ta' dipendenza huwa invarjabbilment konfuż minn effetti ta 'tossiċità sekondarji ta' abbuż ta 'sustanzi, id-dipendenza fuq l-internet hija djanjostikata b'mod imġieba u għalhekk tipprovdi mudell aktar immirat għall-istudju tal-vizzju li huwa ħieles minn effetti tad-droga fit-tul.

F'dan l-istudju, l-NBS intuża b'daqs tan-netwerk imkejjel abbażi tal-firxa tiegħu; jiġifieri, in-numru totali ta 'konnessjonijiet li jinkludu n-netwerk. Din il-miżura tad-daqs mhix adattata biex tiskopri effetti fokali li jinvolvu konnessjonijiet singoli u iżolati li ma jiffurmawx netwerk kollettivament. Biex jiġu ttestjati għal dawn it-tipi ta 'differenzi fokali bejn il-gruppi, l-analiżi tal-NBS kienet ittestjar ripetut għal differenzi fil-massa tal-komponenti aktar milli fid-daqs. L-istatistika tal-massa tipprovdi sensittività akbar għal effetti fokali u intensi mill-ittestjar għal differenzi fid-daqs tal-komponent. Barra minn hekk, aħna wkoll thresholded paraguni għaqli tarf bl-użu l-FDR, li se jkun sensittiv ħafna għal intensità għolja, effetti fokali. L-ebda differenzi sinifikanti bejn il-gruppi ma kienu evidenti la bl-FDR jew l-istatistika tal-massa, li tissuġġerixxi li konnettività aberranti fil-vizzju tal-internet tinkludi netwerk distribwit li jinvolvi diversi reġjuni kortikali u subkortikali.

Minħabba li l-proprjetajiet tan-netwerk tal-moħħ huma magħrufa li huma sensittivi għall-għażla tal-mudell ta 'parcellation, investigajna diversi skemi ta' parcellation alternattivi sabiex nivvalutaw ir-riproduċibbiltà ta 'kwalunkwe sejba għal bidliet fid-definizzjonijiet nodali. [45], [56], [57]. Dan ippermetta li neskludu l-possibbiltà li ċerti sejbiet kienu sempliċement minħabba pożizzjonament statistikament favorevoli tan-nodi, iżda mhux riproduċibbli ma 'parcellations oħra magħrufa sew.

In kuntrast mal-qawwa mnaqqsa tal-konnettività funzjonali, il-parametri topoloġiċi ma żvelaw l-ebda differenzi sinifikanti tal-grupp. Anke meta wettaqna aktar analiżi esploratorji bbażati fuq kontroll inqas stretti kontra żball tat-tip I, ir-riżultati indikaw differenza topoloġika possibbli li tinvolvi prinċipalment il-lobu oċċipitali, li ma kienx affettwat fl-analiżi tal-NBS. Għalhekk, filwaqt li d-dipendenza fuq l-internet kienet assoċjata ma 'tnaqqis mifrux u sinifikanti tal-konnettività funzjonali fiċ-ċirkwiti kortiko-subkortikali, dan it-tnaqqis ma kienx assoċjat ma' tfixkil globali fit-topoloġija tan-netwerk funzjonali tal-moħħ. Dan l-istudju juri li differenzi mifruxa fil-konnettività funzjonali jistgħu jeżistu fin-nuqqas ta 'alterazzjonijiet fil-miżuri topoloġiċi bażiċi. Jista 'jidher notevoli li d-differenzi fis-saħħa tal-konnettività kienu tant mifruxa fin-nuqqas ta' xi differenzi topoloġiċi sinifikanti. Madankollu, huwa importanti li wieħed jinnota li t-topoloġija u s-saħħa tal-konnettività huma proprjetajiet distinti tal-connectome u anormalitajiet f'wieħed m'għandhomx għalfejn jimplikaw anormalitajiet fl-ieħor. Sejbiet simili ġew osservati f'disturbi oħra [52], [58]. Aħna ninnutaw madankollu, li d-differenzi tal-grupp f'xi proprjetajiet topoloġiċi xejru lejn sinifikat statistiku. Analiżi ta' kampjun akbar tista' tagħti s-setgħa meħtieġa biex tiddikjara dawn l-effetti sinifikanti. Ir-riżultati tagħna jissuġġerixxu li l-bidliet topoloġiċi jistgħu jkunu aktar sottili minn dawk osservati għal miżuri ta 'konnettività funzjonali.

Fost id-59 konnessjoni inklużi fin-netwerk mibdul, 25 kienu konnessjonijiet interemisferiċi u 34 kienu intraemisferiċi, li jindikaw l-involviment ta 'konnessjonijiet ta' medda twila kif ukoll ta 'medda qasira madwar il-moħħ. Minħabba li d-dipendenza fuq l-internet hija kundizzjoni tas-saħħa mentali li għadha kif ġiet rikonoxxuta, bil-kunċett u l-kriterji dijanjostiċi tagħha għadhom elużivi u mhux determinati, forsi jista 'jkun sorprendenti li ssib netwerk daqshekk affettwat b'mod estensiv fil-moħħ ta' dawn is-suġġetti. Riċentement, Lin et al. (2012) investigaw l-integrità tal-materja bajda tal-moħħ f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet bl-użu ta 'immaġini tat-tensor tad-diffużjoni, u sabu tnaqqis mifrux fl-anisotropija frazzjonali (FA) fil-moħħ kollu mingħajr żona ta' FA ogħla fil-grupp tal-vizzju tal-internet. [13]. Riżultati bħal dawn jimplikaw bażi anatomika possibbli għad-disturbi funzjonali osservati fil-kampjun tagħna, ipoteżi li tista’ tiġi ttestjata bl-użu ta’ fMRI magħquda u immaġini peżati bid-diffużjoni fl-istess parteċipanti [59].

Rigward in-numru kbir ta’ konnessjonijiet interemisferiċi misjuba fin-netwerk mibdul, il-komunikazzjoni effiċjenti interemisferika ilha maħsuba li hija importanti fil-funzjonijiet tal-moħħ [60]-[63]. Madankollu, relattivament ftit studji ta 'newroimaging dwar il-vizzju indirizzaw l-integrazzjoni funzjonali bejn emisferi bilaterali. Riċentement, Kelly et al. (2011) osservaw konnettività funzjonali interemisferika mnaqqsa f'adulti dipendenti mill-kokaina [64]. Huma wrew involviment primarju ta 'netwerk fronto-parietali, b'nuqqas relattiv ta' reġjuni temporali, riżultati li huma paralleli s-sejbiet tagħna. Għalkemm l-awturi ddiskutew is-sejba prinċipalment bħala li tirrifletti l-effetti fit-tul ta 'espożizzjoni kronika għall-kokaina, huma semmew ukoll il-possibbiltà li konnettività funzjonali interemisferika mnaqqsa setgħet ippreċediet l-espożizzjoni għall-kokaina bħala vulnerabbiltà għal disturbi ta' dipendenza. Ir-riżultati tagħna jissuġġerixxu li dawn il-bidliet interemisferiċi jirriflettu jew vulnerabbiltà għal disturbi ta 'dipendenza jew korrelazzjoni newrali ta' mġieba ġenerika ta 'vizzju, aktar milli jkunu sekondarji għal użu fit-tul tad-droga, peress li l-vizzju fil-kampjun tagħna kien definit f'termini purament ta' mġieba. Dawn il-possibbiltajiet jistgħu jiġu evalwati billi jiġu ttestjati xebh fenotipiċi bejn qraba mhux affettwati ta 'individwi b'disturbi ta' vizzju tad-droga jew tal-imġieba.

Interessanti, mudell simili ta 'konnettività funzjonali mnaqqsa fl-istat ta' mistrieħ bejn ir-reġjuni frontali u parietali kien irrappurtat kemm f'individwu dipendenti mill-kokaina kif ukoll mill-eroina.s [64], [65]. F'reviżjoni reċenti, Sutherland et al. (2012) issuġġerixxa li tnaqqis fil-konnettività fiċ-ċirkwiti fronto-parietali jista 'jkun komponent ċentrali fin-netwerk ta' kontroll konjittiv indebolit ta 'popolazzjonijiet dipendenti fuq id-droga. [54]. Is-sejba tagħna fil-vizzju tal-internet tappoġġja wkoll il-kunċett li tnaqqis fil-konnettività funzjonali bejn ir-reġjuni frontali u parietali tista 'tkun karatteristika komuni f'tipi differenti ta' vizzju, li tissuġġerixxi l-preżenza ta 'fenotip kondiviż li mhuwiex konsegwenza sekondarja tal-użu tad-droga. Barra minn hekk, investigazzjoni reċenti tal-konnettività funzjonali tal-moħħ kollu fl-iskiżofrenja wriet bidliet fronto-temporali prominenti aktar milli fronto-parietali jew fronto-striatali [52], konsistenti ma 'mudelli patofiżjoloġiċi klassiċi tad-disturb [66]. Naturalment, is-sejba l-aktar notevoli tal-istudju preżenti hija li d-dipendenza fuq l-internet kienet assoċjata ma’ patoloġija ta’ ċirkwiti strijatali b’mod partikolari, sistema komunement implikata f’disturbi oħra ta’ dipendenza, li tissuġġerixxi fenotip newrobijoloġiku kondiviż.. L-identifikazzjoni ta’ ċirkwiti strijatali mibdula li jikkoinċidu ma’ dawk ta’ disturbi ta’ vizzju stabbiliti sew tista’ tkun utli biex jiġi ttestjat jekk il-mudell ta’ dipendenza huwiex qafas teoretiku xieraq biex jinftiehem id-disturb [67], [68]. Madankollu, jekk indeboliment relattivament aktar qawwi tal-konnettività funzjonali fronto-parietali u fronto-striatal jistax ikunx fil-biċċa l-kbira speċifiku għal disturbi tal-vizzju għadu fid-dubju. Studji futuri li jqabblu direttament disturbi differenti huma meħtieġa sabiex tiġi stabbilita l-ispeċifiċità.

Waħda mill-aktar sejbiet interessanti fl-istudju attwali kienet l-involviment qawwi tal-putamen. Din l-istruttura tal-moħħ hija magħrufa li timmodula diversi newrotrażmettituri inkluż id-dopamina, u l-funzjoni dopaminerġika strijatali mċajpra ġiet implikata b'mod qawwi bħala wieħed mill-mekkaniżmi bijoloġiċi ewlenin tad-disturbi tal-vizzju. [8]. Id-dopamina hija modulatur ewlieni tal-funzjoni tal-putamen u jista 'jkollha rwol importanti fid-disturbi tal-konnettività funzjonali osservati f'dan l-istudju. Dan huwa konsistenti ma' evidenza reċenti li t-trasportatur ta' dopamina strijatali u d-disponibbiltà tar-riċettur D2 hija mibdula f'nies bid-dipendenza fuq l-internet. [6], [7] u li l-modulazzjoni ġenetika u farmakoloġika tal-livelli tad-dopamina tal-moħħ tista’ teżerċita impatt profond fuq il-mudelli ta’ konnettività funzjonali [69]-[71]. B'kont meħud ta' dawn ir-rapporti preċedenti u l-mekkaniżmu newrobijoloġiku propost tal-vizzju li jinvolvi funzjoni dopaminerġika strijatali mċajpra [8], il-fehim tal-effetti tad-dopamina fuq in-netwerk identifikat bħala li juri konnettività funzjonali mibdula fl-istudju preżenti se jirrappreżenta mod importanti 'l quddiem biex wieħed jifhem il-korrelati newrobijoloġiċi tal-vizzju tal-internet.

Is-sejba tagħna li l-putamen kien l-aktar reġjun sottokortikali involut b'mod estensiv fin-netwerk funzjonali mnaqqas, li jsalva n-nukleu caudate, huwa wkoll interessanti. Iż-żewġ strutturi huma parti mill-istriatum, li min-naħa tiegħu huwa parti mill-istrutturi subcortical. Il-putamen huwa tipikament meqjus bħala reġjun tal-moħħ assoċjat ma 'attività tal-mutur, u inqas spiss kien implikat f'żieda ta' sustanza mill-kawdat. Fost l-attivitajiet bil-mutur, intwera li sekwenza mgħallma sew ta’ movimenti ripetittivi tas-swaba’ hija assoċjata ma’ attivazzjoni fil-putamen. [72]-[76]. Nies li jbatu minn dipendenza fuq l-internet jistgħu jgħaddu minn frekwenza ferm ogħla ta’ ċerti imġieba fuq perjodu twil ta’ żmien, li jinkludu manipulazzjoni ripetittiva tal-maws u t-tastiera, u dawn l-esperjenzi jistgħu jaffettwaw moħħhom. Għalhekk, konnettività aberranti li ġejja mill-putamen forsi tindika karatteristika speċifika tal-vizzju tal-internet. Madankollu, peress li aħna ma kejlux il-grad ta 'manipulazzjoni tas-swaba' fil-parteċipanti tagħna, l-implikazzjoni ta 'konnettività funzjonali mnaqqsa aktar milli miżjuda li tinvolvi l-putamen fir-rigward tal-manipulazzjoni tal-maws/tastiera tibqa' miftuħa għal riċerka futura. Alternattivament, l-involviment tal-putamen fis-sejbiet tagħna jista 'jirrifletti r-rwol tiegħu fi proċessi konjittivi li huma kondiviżi mal-kawdat u li huma mfixkla fil-vizzju, bħall-ipproċessar tal-premju [77], [78].

Punt ieħor denju ta 'diskussjoni huwa n-nuqqas ta' kwalunkwe konnettività funzjonali miżjuda fil-grupp tal-vizzju tal-internet. Għalkemm konna nistennew prinċipalment li nsibu konnettività funzjonali mnaqqsa fil-grupp tal-vizzju, fil-fatt, ma eskludejniex il-possibbiltà li nosservaw ukoll konnettività funzjonali miżjuda, partikolarment minħabba l-ipoteżi li adolexxenti bid-dipendenza fuq l-internet jistgħu juru effett ta’ prattika minħabba attivitajiet online eċċessivi. [79]-[82]. Spjegazzjoni waħda possibbli għas-sejba negattiva tista 'tkun li d-daqs żgħir tal-kampjun tagħna ma kellux is-setgħa li jiskopri din iż-żieda fil-konnettività funzjonali relatata mal-prattika. Madankollu, għadu mhux stabbilit bis-sħiħ jekk il-prestazzjoni konjittiva f'ċerti kompiti jew is-severità ta' ċerti psikopatoloġiji jurux bħala konnettività funzjonali mnaqqsa jew miżjuda [83], [84]. Konsiderazzjoni oħra għandha tkun li l-effett tal-użu eċċessiv tal-internet fit-tul jista’ jinfluwenza b’mod differenzjat il-moħħ skont is-sottopopolazzjoni. Pereżempju, sottopopolazzjoni msejħa plejers professjonali tal-logħob onlajn tinvolvi ruħha f'attivitajiet intensivi tal-internet, tqatta' ammonti twal simili ta' ħin tipprattika logħob online u probabbilment tagħmel prestazzjoni aħjar f'dawk il-logħob minn nies li għandhom il-vizzju tal-internet, u madankollu tidher li mhix vizzju kif jidher minn punteġġ YIAS ferm aktar baxx [85]. Għalhekk, jista 'jiġi ipotetizzat li l-effetti tal-prattika fl-attivitajiet tal-internet forsi jimmanifestaw b'mod differenti skont l-individwu.

L-istudju preżenti għandu xi limitazzjonijiet importanti. L-ewwel, id-daqs tal-kampjun kien pjuttost żgħir, li x'aktarx illimita s-setgħa tagħna biex niskopru korrelazzjonijiet sinifikanti bejn il-konnettività funzjonali u l-punteġġi YIAS. Għalhekk, is-sejba attwali jeħtieġ li tiġi replikata f'kampjun akbar ta 'parteċipanti b'dipendenza fuq l-internet u kontrolli. Huwa, madankollu, ta 'min jinnota li d-daqs tal-kampjun tagħna kien b'mod ġenerali komparabbli ma' dak ta 'studji preċedenti ta' newroimaging funzjonali tad-dipendenza fuq l-internet. Il-kampjun tagħna kien uniku, peress li ħafna mill-istudji preċedenti kienu bbażati fuq adulti [2]-[7]. It-tieni, il-kriterji dijanjostiċi għall-vizzju tal-internet għadhom mhumiex stabbiliti b'mod sod, għalkemm is-sejbiet tagħna jindikaw bażi newrobijoloġika potenzjali għal dan id-disturb putattiv. It-tielet, għalkemm eskludejna disturbi mentali komorbidi bl-użu ta 'K-SADS-PL, sintomi ta' livell taħt il-limitu ta 'kundizzjonijiet mentali komorbidi setgħu kienu għadhom preżenti. Ir-raba’, il-ġbir ta’ firxa usa’ ta’ informazzjoni klinika bħal drawwiet ta’ l-irqad seta’ arrikkitna d-dejta tagħna u tejbet il-kontribut tagħna għal-letteratura. [86], [87]. Fl-aħħarnett, id-disinn ta 'studju trasversali jillimita l-interpretazzjoni ta' relazzjoni kawżali bejn tnaqqis fil-konnettività funzjonali u l-iżvilupp tad-dipendenza fuq l-internet. Għandu jiġi nnutat li l-moviment tar-ras ħareġ bħala konfużjoni importanti fin-newroimmaġini funzjonali [38], [88]. Il-moviment tar-ras ġie vvalutat b’mod komprensiv f’dan l-istudju bl-użu ta’ firxa ta’ miżuri ta’ rotazzjoni u ta’ spostament proposti reċentement [38]. Ma nstabet l-ebda differenza sinifikanti bejn il-gruppi għal kwalunkwe mill-miżuri tal-moviment tar-ras ikkunsidrati.

IFil-qosor, ir-riżultati ta 'dan l-istudju jissuġġerixxu li l-adolexxenti bi dipendenza fuq l-internet juru konnettività funzjonali tal-moħħ mibdula fin-nuqqas ta' disturbi kbar tat-topoloġija tan-netwerk. In-netwerk mibdul wera involviment estensiv ta 'konnessjonijiet interemisferiċi fuq medda twila kif ukoll rabtiet intraemisferiċi ta' medda qasira madwar il-moħħ. Ir-reġjuni tal-moħħ subkortikali jista 'jkollhom rwol importanti f'dan in-netwerk mibdul, partikolarment il-putamen, li wriet konnessjonijiet imnaqqsa mat-tliet lobi ċerebrali ewlenin involuti.

Appoġġ ta 'Informazzjoni

Figura_S1.tif

• 1 / 4

figsehem

download

Netwerk ta 'konnettività funzjonali tal-moħħ mnaqqsa f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet (bl-użu ta' atlases differenti).It-tikek ħomor jirrappreżentaw iċ-ċentru sterjotattiċi tar-reġjuni tal-moħħ (nodi) definiti mill-atlas strutturali tal-Istitut Newroloġiku ta’ Montreal (MNI) (A) u l-atlas tal-parcellation każwali (B), u linji blu jirrappreżentaw rabtiet suprathreshold (t = 2.1 u 3.0, rispettivament) li jinkludu l-affetwati netwerk identifikat mal-istatistika bbażata fuq in-netwerk (NBS) (p<0.05, komponent ikkoreġut).

Figura S1.

Netwerk ta 'konnettività funzjonali tal-moħħ mnaqqsa f'adolexxenti b'dipendenza fuq l-internet (bl-użu ta' atlases differenti).It-tikek ħomor jirrappreżentaw iċ-ċentru sterjotattiċi tar-reġjuni tal-moħħ (nodi) definiti mill-atlas strutturali tal-Istitut Newroloġiku ta’ Montreal (MNI) (A) u l-atlas tal-parcellation każwali (B), u linji blu jirrappreżentaw rabtiet suprathreshold (t = 2.1 u 3.0, rispettivament) li jinkludu l-affetwati netwerk identifikat mal-istatistika bbażata fuq in-netwerk (NBS) (p<0.05, komponent ikkoreġut).

(TIF)

Figura S2.

Proporzjon ta 'konnessjonijiet affettwati fil-vizzju tal-internet li jgħaqqdu pari distinti ta' diviżjonijiet ċerebrali wesgħin (dettaljati għal reġjuni sottokortikali).In-numru ta' links li jinvolvu kull par ta' diviżjonijiet huwa normalizzat bin-numru totali ta' links għal par.

(TIF)

Tabella S1.

Koeffiċjent ta' raggruppament lokali.Din it-tabella turi riżultati fil-livell tat-tendenza b'korrezzjoni pożittiva falza inqas stretti p<(1/90) = 0.011; ebda riżultat ma baqgħu ħajjin l-korrezzjoni standard tar-rata ta 'skoperta falza għal paraguni multipli.

(DOC)

Tabella S2.

Tul tal-mogħdija lokali.Din it-tabella turi riżultati fil-livell tat-tendenza b'korrezzjoni pożittiva falza inqas stretti p<(1/90) = 0.011; ebda riżultat ma baqgħu ħajjin l-korrezzjoni standard tar-rata ta 'skoperta falza għal paraguni multipli.

(DOC)