Brain Imaging Studies in Pathologisch Gokken (2010)

Ruth J. van Holst, Wim van den Brink, Dick J. Veltman en Anna E. Goudriaan

Auteursinformatie ► Informatie over auteursrecht en licentie ►

Ga naar:

Abstract

Introductie

Wanneer gokgedrag dwangmatig wordt, relaties begint te verstoren en sociale activiteiten of werk negatief beïnvloedt, wordt het gedefinieerd als pathologisch gokken (PG). Hoewel PG is geclassificeerd als een stoorniscontrolestoornis in de DSM-IVhet wordt vaak beschouwd als een gedragsmatige of niet-chemische verslaving vanwege zijn genetische, endofenotypische en fenotypische gelijkenissen met substantie-afhankelijkheid. De diagnostische criteria voor PG lijken bijvoorbeeld op die van substantieafhankelijkheid en beide stoornissen vertonen vergelijkbare comorbiditeitspatronen [1], genetische kwetsbaarheden en reacties op specifieke farmacologische behandelingen [2].

Onderzoek naar PG als een model van verslavend gedrag is aantrekkelijk omdat het kan onthullen hoe verslavend gedrag kan ontwikkelen en de hersenfunctie kan beïnvloeden, zonder de verstorende effecten van (neurotoxische) stoffen. Bovendien kan een beter begrip van de neurobiologische basis van PG de behandeling van deze aandoening helpen verbeteren.

Gezien de overeenkomsten tussen PG en substance-afhankelijkheid, heeft PG-onderzoek veronderstellingen gemaakt en paradigma's gebruikt die vergelijkbaar zijn met die gebruikt in onderzoek naar de stoornissen in de verslavingszorg (SUD). De huidige verslavingstheorieën hebben vier belangrijke cognitief-emotionele processen geïdentificeerd die waarschijnlijk ook voor PG relevant zullen zijn. De eerste hiervan is de verwerking van beloning en straf en de relatie met gedragsconditionering. Het tweede proces is verhoogde saillantie van gokelementen die vaak resulteert in sterke drang of hunkeren naar gokken. De derde is impulsiviteit omdat het is betrokken als een kwetsbaarheidstrek voor het verwerven van PG en als een gevolg van gokproblemen. Het vierde proces is een verminderde besluitvorming, omdat pathologische gokkers blijven gokken in het gezicht van ernstige negatieve gevolgen.

Hoewel neuropsychologische studies bij PG consequent een afwijkende functie hebben gemeld in deze domeinen [3, 4••], is de implementatie van neuroimagingtechnieken pas sinds kort begonnen om de neurobiologie van PG op te helderen. In dit overzicht worden neuroimaging-bevindingen in PG besproken met behulp van de vier processen die zojuist zijn beschreven als een organisatieprincipe.

Gebaseerd op de zoekcriteria gebruikt in de recente review van van Holst et al. [4••], waaronder 10-neuroimaging-onderzoeken die sinds 2005 zijn gepubliceerd, hebben we deze selectie bijgewerkt met drie studies die sinds die beoordeling zijn gepubliceerd of ingediend (dwz 2009-2010). Verder bespreken we uitdagingen en nieuwe ontwikkelingen op het gebied van onderzoek naar neurobiologisch gokken en becommentariëren ze hun implicaties voor de behandeling van PG.

Beloning en strafgevoeligheid

Gedragsmatige conditionering is een belangrijk proces dat betrokken is bij de ontwikkeling van gokgedrag omdat gokken werkt op een variabel, intermitterend patroon van versterking [5]. Verschillen in gedragsconditionering hangen af ​​van de onderliggende beloning en strafgevoeligheid, die relatief vaak in PG zijn bestudeerd met neuroimaging-technieken.

Reuter et al. [6] vergeleken functioneel MRI (fMRI) bloed zuurstofniveau afhankelijkheid (BOLD) responsen geassocieerd met beloning en straf gebeurtenissen in 12 pathologische gokkers en 12 normale controles (NC's) met behulp van een raadsparadigma. Zij rapporteerden lagere ventrale striatale en ventromediale prefrontale cortex (VMPFC) activiteit in pathologische gokkers wanneer zij monetaire winsten behaalden in vergelijking met controles. Vergelijkbare resultaten werden gerapporteerd in een onderzoek van de Ruiter et al. [7•], die een affectief schakelparadigma gebruikte om de effecten van beloning en bestraffing op volgend gedrag te onderzoeken. Beeldvormende gegevens in verband met monetaire voordelen lieten zien dat pathologische gokkers (n = 19) hadden lagere ventrolaterale prefrontale cortexactivering tot geldwinst dan NC's (n  = 19). Bovendien toonde deze studie een lagere gevoeligheid voor geldverliezen bij pathologische gokkers dan bij NC's. Terwijl Reuter et al. [6] vonden voornamelijk verschillen in ventromediale delen van de prefrontale cortex, de Ruiter en collega's [7•] meldde verschillen voornamelijk in ventrolaterale prefrontale regio's. In hun bespreking, de Ruiter et al. [7•] suggereerde dat hun gebrek aan VMPFC-bevindingen waarschijnlijk het gevolg was van signaalverlies veroorzaakt door inhomogeniteit van het weefsel in deze regio's.

Dus, pathologische gokkers bleken te hebben verminderde ventrale striatum en ventrale prefrontale activering tijdens niet-specifieke belonen en straffen evenementen in vergelijking met NC's [6, 7•], wat wijst op een afgestompte neurofysiologische respons op beloningen en op verliezen bij pathologische gokkers. De gerapporteerde verminderde ventrale striatumactivatie als reactie op niet-specifieke belonende en straffende gebeurtenissen gevonden door Reuter et al. [6] is vergelijkbaar met bevindingen in SUDs [8, 9]. Bovendien hebben de meeste theorieën over verslaving verklaard dat substantie-afhankelijkheid wordt gekenmerkt door verminderde dopaminerge transmissie van basale ganglia voorafgaand aan de ontwikkeling van verslavend gedrag, en dat herhaalde medicijngebruik resulteert in een verdere reductie van dopamine (DA) -transmissie geassocieerd met verminderde gevoeligheid voor belonende stimuli [10]. In overeenstemming met deze theorieën is verondersteld dat pathologische gokkers meer kans hebben om lonende gebeurtenissen te zoeken ter compensatie van een reeds bestaande anhedonische staat die vergelijkbaar is met die van substantie-afhankelijke individuen [11]. Uit de bestaande literatuur over PG is echter nog niet duidelijk of een verminderde beloning en strafgevoeligheid een gevolg is of een voorbode is van gokverslaving.

Cue Reactivity

Naast het belonen van systeemstoornissen, is een prominent symptoom van PG de sterke drang om te gokken, wat vaak leidt tot een terugval in het gokgedrag. Hoewel craving en cue-reactiviteit uitgebreid zijn bestudeerd met neuroimaging-technieken in SUD's, zijn slechts een paar studies in PG gepubliceerd.

De eerste fMRI-studie over kansspelen voor gokken werd gepubliceerd in 2003 [12]. Tijdens het bekijken van een gokvideo die is ontworpen om emotionele en motiverende antecedenten voor gokken op te roepen (acteurs die emotionele [bijv. Gelukkige, boze] situaties nabootsten, gevolgd door de acteur die beschrijft hoe het was om door een casino te lopen en te gokken), werden de deelnemers gevraagd om druk op een knop wanneer ze gokbedreigingen hebben ervaren. Tijdens dergelijke episoden van toegenomen verlangen, de PG-groep (n = 10) vertoonden minder activering in de cingulate gyrus, (orbito) frontale cortex, caudate, basale ganglia en thalamische gebieden vergeleken met de NC-groep (n = 11). Onlangs hebben de auteurs hun gegevens uit 2003 opnieuw geanalyseerd om te bepalen of motiverende verwerking bij pathologische gokkers (n = 10) en cocaïnegebruikers (n = 9) verschilde van die van recreatieve gokkers (n = 11) en NC's (n = 6) geen cocaïne gebruiken [13]. Het bekijken van verslavingsgerelateerde scenario's in vergelijking met neutrale scenario's resulteerde in verhoogde activiteit in de ventrale en dorsale anterieure cingulate cortex en rechter inferieure pariëtale lobule, met relatief verminderde activiteit bij pathologische gokkers vergeleken met recreatieve gokkers, en relatief verhoogde activiteit bij cocaïnegebruikers in vergelijking met NC's . Deze bevindingen wijzen dus op tegengestelde effecten bij personen met een verslaving in vergelijking met mensen met een gedragsverslaving.

Een fMRI cue reactiviteitsstudie door Crockford et al. [14] vond een hogere VETDE respons in de rechter dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC), rechterferiorale frontale gyrus, mediale frontale gyrus, linker parahippocampale regio en linker achterhoofdskortel in reactie op gokstimuli bij pathologische gokkers (n = 10) vergeleken met NC's (n  = 11). Bovendien werd de dorsale visuele verwerkingsstroom geactiveerd bij pathologische gokkers wanneer ze gokfilms aan het bekijken waren, terwijl de ventrale visuele stroom werd geactiveerd in controles toen ze deze films bekeken. De auteurs voerden aan dat hersenregio's die worden geactiveerd bij pathologische gokkers, in vergelijking met NC's, voornamelijk regio's betreffen die zijn geassocieerd met het DLPFC-netwerk, dat wordt geassocieerd met voorwaardelijke reacties.

In een recente studie, Goudriaan et al. [15] vertoonden vergelijkbare cue-reactiviteit gerelateerde hersenactivaties zoals gerapporteerd door Crockford et al. [14] in pathologische gokkers (n = 17) vergeleken met NC's (n  = 17). In deze fMRI-studie bekeken deelnemers gokfoto's en neutrale afbeeldingen terwijl ze werden gescand. Bij het bekijken van gokfoto's versus neutrale afbeeldingen werd hogere bilaterale parahippocampale gyrus, rechter amygdala en rechter DLPFC-activiteit gevonden bij probleemgokkers in vergelijking met NC's. Verder werd een positieve relatie gevonden tussen subjectief verlangen naar gokken na scannen bij probleemgokkers en BOLD-activering in de ventrolaterale prefrontale cortex, linker anterieure insula en linker caudate hoofd bij het bekijken van gokfoto's versus neutrale afbeeldingen.

Tenslotte werd in een recent onderzoek naar het gokken paradigma, 12 problemen met gokkers en 12 frequente (niet-probleem) gokkers gevraagd om een ​​blackjack gokspel te spelen terwijl fMRI-scans werden verkregen [16]. Het spel bestond uit proeven met een hoog risico op verliezen en proeven met een laag risico om te verliezen. Probleemgokkers vertoonden een signaaltoename in thalamische, inferieure frontale en superieure temporale regio's tijdens hoog-risicoproeven en een signaalafname in deze regio's tijdens experimenten met laag risico, terwijl het tegenovergestelde patroon werd waargenomen bij frequente gokkers. Miedl en collega's [16] betoogde dat het frontale-pariëtale activeringspatroon dat werd opgemerkt tijdens hoogrisicoproeven in vergelijking met proefnemingen met een laag risico bij probleemgokkers, een gevolg is van een cue-geïnduceerd geheugen voor verslavingsgeheugen dat wordt veroorzaakt door gokgerelateerde signalen. Ze suggereerden dat risicovolle situaties kunnen dienen als een verslavingstip in probleemgokkers, terwijl de laagrisico-situatie een "veilige" klap betekent bij veelvuldige gokkers. Interessant is dat probleemgokkers hogere activiteit vertoonden in dorsolaterale prefrontale en pariëtale lobben vergeleken met frequente gokkers tijdens het winnen in vergelijking met het verliezen van geld, een netwerk dat over het algemeen geassocieerd wordt met executieve functies. Activiteitenpatronen in limbische regio's tijdens het winnen vergeleken met het verliezen van geld waren echter vergelijkbaar, wat in strijd is met eerdere bevindingen van beloningsverwerking in de onderzoeken van Reuter et al. [6] en de Ruiter et al. [7•]. Verschillen in de gehanteerde paradigma's kunnen de verschillen tussen deze studies verklaren: in het Blackjack-paradigma van Miedl en collega's [16], moest het winnende resultaat worden berekend door de deelnemers (berekening van de kaartwaarden) voordat ze zich realiseerden dat een winst of verlies werd ervaren, in de onderzoeken van Reuter et al. [6] en de Ruiter et al. [7•], winsten of verliezen werden op het scherm weergegeven en dus onmiddellijk ervaren. Daarom, in de studie door Miedl et al. [16], de relatief hoge stimuluscomplexiteit en cognitieve elementen bij beloning en verlieservaring, hebben mogelijk de verwerking van beloningen beïnvloed en hebben het potentieel om groepsverschillen te vinden, verminderd.

Aldus hebben cue-reactiviteitsstudies in PG tot nu toe tegenstrijdige resultaten gerapporteerd. Opgemerkt moet echter worden dat de bevindingen van Potenza et al. [12, 13] zijn moeilijk te interpreteren vanwege de complexe emotionele films die worden gebruikt om het hunkeren naar gokken op te wekken. Aan de andere kant, de toegenomen activiteit als reactie op gokelementen in de prefrontale cortex, parahippocampale regio's en occipitale cortex gerapporteerd door Crockford et al. [14], Goudriaan et al. [15], en Miedl et al. [16] is consistent met de resultaten van cue-reactiviteitsparadigma's in SUD-onderzoeken [17, 18]. In tegenstelling tot SUD-onderzoeken werd verhoogde limbische activering tijdens cue-reactiviteitsparadigma's bij gokken echter alleen gerapporteerd in een van de onderzoeken naar het opsporen van cue-reactiviteit [15]. Toekomstig onderzoek moet zich richten op het type stimuli dat de meest krachtige cue-reactiviteit opwekt (bijvoorbeeld foto's versus films). Een aspect dat het vermogen om verschillen in cue-reactiviteit in PG-studies te detecteren, in tegenstelling tot SUD-onderzoeken kan verminderen, is dat gokken een diversiteit aan gokactiviteiten kan omvatten (bijvoorbeeld blackjack, fruitmachines, paardenrennen), terwijl actiereactiviteit voor een stof is specifieker voor de bedoelde stof (bijv. cocaïne, marihuana) en kan daarom limbische hersenactiviteit opwekken bij de meeste SUD-deelnemers. Het selecteren van specifieke goktypes voor stimuli voor cue-reactiviteit en het beperken van de integratie van deelnemers aan een specifieke gokpathologie kan resulteren in een betere matching van cues en PG-pathologie en dus resulteren in meer robuuste hersenactiveringen als reactie op cues in PG.

Impulsiviteit bij pathologisch gokken

Impulsiviteit wordt vaak gelijkgesteld aan ontremming, een toestand waarbij top-down-controlemechanismen die normaal gesproken automatische of beloning-gestuurde reacties onderdrukken, ontoereikend zijn om aan de huidige eisen te voldoen [19]. Ontremming heeft de laatste jaren veel aandacht gekregen in het verslavingsonderzoek omdat het is erkend als een endofenotype van individuen met een risico op SUD en PG [20]. Een ander aspect van impulsiviteit dat vaak aan de orde wordt gesteld in neurocognitieve studies is vertragingsdiscounting: kiezen voor directe kleinere beloningen in plaats van vertraagde grotere beloningen. Dit aspect wordt besproken in de volgende sectie over besluitvorming. Helaas zijn neuroimaging-onderzoeken die de neurale correlaten van impulsiviteit / disinhibitie bij PG onderzoeken, schaars.

In de enige tot nu toe gepubliceerde fMRI-studie, Potenza et al. [21] gebruikte een Stroop-kleurwoordtaak om de cognitieve inhibitie te beoordelen, dat wil zeggen, de inhibitie van een automatische respons (congruente stimulus, het lezen van een woord) vergeleken met het benoemen van de kleur waarin het woord wordt afgedrukt (incongruente stimulus) -in 13 pathologische gokkers en 11 NC's. Pathologische gokkers vertoonden een lagere activering in de linker middelste en superieure frontale gyri in vergelijking met de NC-groep tijdens de verwerking van incongruente versus congruente stimuli.

Samenvattend, hoewel verschillende neuropsychologische studies een hogere impulsiviteit bij pathologische gokkers [22, 23], tot op heden is slechts één enkele neuroimaging-studie over inhibitie gepubliceerd. Daarom zijn aanvullende neuroimaging-onderzoeken gerechtvaardigd, bij voorkeur bij grotere populaties en beoordeling van verschillende impulsiviteitsmaatregelen bij pathologische gokkers.

Besluitvorming bij pathologisch gokken

Pathologische gokkers en SUD-patiënten vertonen een patroon van besluitvorming dat wordt gekenmerkt door het negeren van negatieve gevolgen op de lange termijn om onmiddellijke bevrediging of verlichting te verkrijgen van ongemakkelijke toestanden geassocieerd met hun verslaving [24]. Een verscheidenheid aan cognitieve en emotionele processen kan de besluitvorming beïnvloeden. Risicobereidheid, ervaring en evaluatie van directe versus uitgestelde winsten en verliezen, en impulsiviteit bleken bij te dragen aan het veelzijdige concept van besluitvorming [25]. Daarnaast zijn stoornissen van de leidinggevenden - voornamelijk verminderde cognitieve flexibiliteit - in verband gebracht met stoornissen in de besluitvorming [26].

In een recente event-related potential (ERP) -studie [27], werden neurofysiologische correlaten van besluitvorming tijdens een blackjackgame gemeten. Twintig probleemgokkers en 21 NC's speelden een geautomatiseerd blackjackspel en moesten beslissen of ze een kaart zouden "slaan" of "zitten" om zo dicht mogelijk bij, maar niet groter dan 21-punten te komen. Bij de kritische score van 16-punten beslisten probleemgokkers vaker dan NC's om door te gaan met spelen. Bovendien vertoonden probleemspelers een grotere positieve amplitude in de ERP's, gemodelleerd door een dipool in de voorste cingulate cortex, dan NC's na succesvolle "hit" beslissingen bij 16. Gokkers vertoonden dus meer risicogedrag gekoppeld aan een sterkere neurale respons op (niet vaak voorkomende) succesvolle uitkomsten van dit gedrag in vergelijking met NC's. Interessant genoeg werden er geen neurofysiologische verschillen tussen groepen waargenomen tijdens verliesproeven.

Tot nu toe zijn er geen andere neuroimaging-onderzoeken gepubliceerd die zich richten op besluitvormingsprocessen bij pathologische gokkers. In één fMRI-onderzoek werd echter een aangepaste versie van de Iowa Gambling Task (IGT) gebruikt om de besluitvorming in NC's te onderzoeken (n = 16), personen met afhankelijkheid van middelen (SD; n = 20) en middelenafhankelijke personen met comorbide gokproblemen (SDPG; n = 20) [28]. De IGT is gemaakt om de besluitvorming in het echte leven na te bootsen [29]. Deelnemers kregen vier virtuele stapels kaarten te zien op een computerscherm waaruit ze een kaart moesten kiezen. Elke getrokken kaart zou resulteren in een beloning, maar af en toe zou een kaart resulteren in een verlies. Vandaar dat sommige spellen op de lange termijn tot verliezen zouden leiden en andere tot winst zouden leiden. Het doel van het spel was om zoveel mogelijk geld te winnen. Hoewel SDPG's meestal beter presteerden dan SD's en NC's, waren deze verschillen niet statistisch significant. SD- en SDPG-individuen vertoonden lagere VMPFC-activiteit vergeleken met NC's bij het uitvoeren van de IGT. Bovendien toonde de SD-groep minder rechtse superieure frontale cortex-activiteit tijdens de besluitvorming dan de SDPG- en NC-groepen. De auteurs concludeerden dat groter rechtse superieure frontale cortexactiviteit in SDPG's in vergelijking met SD's een overgevoeligheid voor gokelementen kan zijn, omdat de IGT op een gokspel lijkt. Helaas omvatte de studie geen pathologische gokkersgroep zonder comorbide SUD's. Deze resultaten suggereren dat comorbide PG niet geassocieerd is met een bijkomende stoornis in de besluitvorming in SD, een bevinding die niet consistent is met een neurocognitieve studie van pathologische gokkers, SUD's en NC's [23]. Deze incongruente bevindingen kunnen worden verklaard door het feit dat Tanabe et al. [28] gebruikte een aangepaste versie van de IGT die opeenvolgende keuzes van een bepaald kaartspel verhinderde, waardoor correcte keuzes in de SD-groepen mogelijk waren doordat de behoefte aan cognitieve flexibiliteit die waarschijnlijk defect is bij pathologische gokkers wegvalt [26, 30].

Conclusies

De herziene studies geven aan dat pathologische gokkers verminderde BOLD-responsen vertonen op niet-specifieke belonende en straffende stimuli in het ventrale striatum en VMPFC [6, 7•]. Met name werden dergelijke botte reacties niet waargenomen bij probleemspelers die een realistisch gokspel speelden tijdens het winnen en verliezen van geld [16]. Drie van de vier neuroimaging-onderzoeken naar cue-reactiviteit bij pathologische gokkers vertoonden verhoogde hersenactivatie voor gokgerelateerde stimuli [14-16], terwijl de resultaten van de andere studie, die verminderde hersenactivatie tijdens een craving-paradigma rapporteerden, moeilijk te interpreteren waren vanwege het complexe stimulusparadigma [12, 13]. De neurobiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan abnormale cue-reactiviteit bij pathologische gokkers zijn daarom nog niet duidelijk, en hetzelfde geldt voor de waargenomen verhoogde impulsiviteit en ontremming bij pathologische gokkers. Bovendien, terwijl een groot aantal neurocognitieve studies over impulsiviteit hebben aangegeven dat pathologische gokkers worden verstoord in verschillende remmende processen (bijvoorbeeld het filteren van irrelevante informatie, het remmen van lopende reacties en het vertragen van discontering [4••]), tot op heden is slechts één fMRI-studie over Stroop-interferentie in pathologische gokkers gepubliceerd [21]. Evenzo, hoewel neurocognitieve studies wijzen op verminderde besluitvorming bij pathologische gokkers [4••], wat consistent is met de bevindingen met betrekking tot afhankelijkheid van middelen [31], momenteel slechts één ERP-onderzoek naar besluitvorming bij pathologische gokkers beschikbaar [27]. Deze laatste studie toonde aan dat probleemgokkers meer risicovol gedrag vertoonden tijdens gokken dan NC's, en dat succesvolle maar riskante beslissingen geassocieerd waren met grotere activiteit in de cortex anterior cingulate. Ten slotte wees een fMRI-onderzoek naar de besluitvorming met behulp van de IGT op lagere superior frontale cortex-activiteit tijdens besluitvorming bij stofafhankelijke personen met gokproblemen.

Dankwoord

Referenties