Front Psychiatry . 2018; 9: 77.
Online gepubliceerd op 27 maart 2018. doi: 10.3389/fpsyt.2018.00077
PMCID: PMC5881242
PMID: 29636704
Ji-Woo Seok 1 en Jin-Hun Sohn 2, *
Abstract
Neuroimagingstudies naar de kenmerken van personen met een internetgameverslaving (IGD) nemen toe vanwege de groeiende bezorgdheid over de psychologische en sociale problemen die gepaard gaan met internetgebruik. Er is echter relatief weinig bekend over de hersenkenmerken die ten grondslag liggen aan IGD, zoals de bijbehorende functionele connectiviteit en structuur. Het doel van deze studie was om veranderingen in het volume van de grijze stof (GM) en de functionele connectiviteit in rusttoestand te onderzoeken bij personen met IGD met behulp van voxel-gebaseerde morfometrie en een connectiviteitsanalyse in rusttoestand. De deelnemers bestonden uit 20 personen met IGD en 20 qua leeftijd en geslacht overeenkomende gezonde controlepersonen. Van alle deelnemers werden functionele en structurele beelden in rusttoestand verkregen met behulp van 3 T magnetische resonantiebeeldvorming. We hebben ook de ernst van IGD en impulsiviteit gemeten met behulp van psychologische schalen. De resultaten tonen aan dat de ernst van IGD positief gecorreleerd was met het grijze-materievolume in de linker nucleus caudatus ( p < 0.05, gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen) en negatief geassocieerd met de functionele connectiviteit tussen de linker nucleus caudatus en de rechter middelste frontale gyrus ( p < 0.05, gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen). Deze studie toont aan dat IGD gepaard gaat met neuroanatomische veranderingen in de rechter middelste frontale cortex en de linker nucleus caudatus. Dit zijn belangrijke hersengebieden voor belonings- en cognitieve controleprocessen, en structurele en functionele afwijkingen in deze gebieden zijn ook gerapporteerd voor andere verslavingen, zoals middelenmisbruik en pathologisch gokken. De bevindingen suggereren dat structurele tekorten en functionele beperkingen in rusttoestand in het frontostriatale netwerk mogelijk verband houden met IGD en bieden nieuwe inzichten in de onderliggende neurale mechanismen van IGD.
Introductie
Online gamen biedt plezier en verlicht stress, naast vele andere voordelen. Daardoor is het aantal internetgamers wereldwijd gestaag toegenomen. Overmatig internetgamen kan echter de ervaringen in het echte leven beperken, met diverse negatieve psychosociale gevolgen tot gevolg ( 1-3 ) . Internetgameverslaving (IGD) wordt gedefinieerd als een dwangmatig en pathologisch gebruik van apparaten die toegang tot internet mogelijk maken en heeft ernstige negatieve gevolgen. Sectie III van het Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (DSM-5) stelt dat IGD een aandoening is die meer klinisch onderzoek vereist ( 4 ).
Recentelijk hebben neuroimaging-studies naar IGD functionele en structurele veranderingen in de hersenen onderzocht om de neuronale correlaten te identificeren die verband houden met de ontwikkeling van IGD ( 5 ) . Taakgerelateerde functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) heeft functionele verstoringen aan het licht gebracht bij personen met IGD ( 2, 6, 7-11 ) . De resultaten van deze fMRI-studies geven aan dat personen met IGD, vergeleken met gezonde controlepersonen (HC), tijdens blootstelling aan computerspellen, videospellen of online games een verhoogde drang naar gamen vertonen, evenals veranderde hersenactiviteit in verschillende gebieden zoals de nucleus caudatus, het dorsolaterale prefrontale gebied, de nucleus accumbens, de anterieure cingulate cortex en de hippocampus ( 7-10 ).
Hoewel taakgerichte fMRI-studies specifieke functionele stoornissen kunnen identificeren bij individuen met IGD, kan de evaluatie van functionele connectiviteit in rusttoestand een andere en mogelijk bredere betekenis hebben ( 12 ). fMRI in rusttoestand is een methode om functionele verbindingen en interacties tussen regio's te evalueren tijdens een taakvrije conditie. Beoordeling van het fMRI-netwerk in rusttoestand kan meer informatie verschaffen over gedistribueerde circuitafwijkingen bij neuropsychiatrische aandoeningen ( 13 , 14 ). fMRI-studies in rusttoestand naar IGD zijn uitgevoerd om het specifieke neurobiologische netwerk te identificeren dat ten grondslag ligt aan belonings- en cognitieve processen in termen van functionele connectiviteit ( 15-18 ). Deze studies hebben een verhoogde functionele connectiviteit of regionale homogeniteit gerapporteerd in de middelste temporale gyrus en het cerebellum (15, 16, 18 ) . Bovendien observeerden Hong et al. ( 17 ) een verminderde functionele connectiviteit in subcorticale hersengebieden.
Toenemend bewijs uit structurele hersenbeeldvormingsstudies heeft aangetoond dat IGD mogelijk verband houdt met structurele veranderingen in de hersenen ( 17 , 19-22 ). De meest gebruikte morfometrische analysemethoden voor hersenanalyse zijn volumemetingen van grijze stof (GM), zoals voxel-gebaseerde morfometrie (VBM), en oppervlaktemetingen van de corticale dikte met behulp van FreeSurfer ( 23). Han et al. (19) en Weng et al. (21 ) onderzochten structurele afwijkingen in de hersenen van adolescenten met IGD met behulp van VBM en rapporteerden verminderde GM-volumes in de orbitofrontale cortex, insula, temporale gyrus en occipitale cortex. Studies die de corticale dikte evalueren om structurele veranderingen in de hersenen van personen met IGD te observeren, hebben een verminderde corticale dikte aangetoond in de orbitofrontale cortex, insula, pariëtale cortex en postcentrale gyrus ( 17 , 22 ).
Meer recentelijk rapporteerde een gecombineerde structurele en functionele MRI-studie een negatieve correlatie tussen impulsiviteit en het volume van de linker amygdala, en een lagere functionele connectiviteit tussen de amygdala en de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) ( 13 , 14 ). Deze resultaten suggereren dat een veranderd grijze-materievolume en functionele connectiviteit in de amygdala mogelijk verband houden met impulsiviteit en een kwetsbaarheid voor IGD vertegenwoordigen ( 13 , 14 ). Twee recente studies hebben het verschil in compatibiliteit in zowel hersenstructuur als functionele connectiviteit onderzocht. Ten eerste vonden Jin et al. ( 24 ) dat individuen met IGD een significant verminderd grijze-materievolume hadden in de prefrontale cortex, inclusief de DLPFC, orbitofrontale cortex, anterieure cingulate cortex en supplementaire motorische cortex, en een verminderde functionele connectiviteit in het prefrontale striatale circuit. Ten tweede vonden Yuan et al. ( 25 ) een verminderd striatumvolume en verschillen in functionele connectiviteit in rusttoestand in de frontostriatale circuits tussen individuen met IGD en gezonde controlepersonen (HC). Deze resultaten suggereren dat IGD op circuitniveau mogelijk vergelijkbare neurale mechanismen deelt met stoornissen in het middelengebruik ( 24 , 25 ).
Samenvattend suggereren de resultaten van eerdere studies en recente overzichten met behulp van neuroimaging-technieken dat IGD verband houdt met neuroanatomische veranderingen in frontostriatale circuits, vergelijkbaar met stoornissen in het gebruik van middelen ( 7-11 , 24-28 ) . Bovendien wijst de gelijkenis van psychopathologische symptomen en neurale processen tussen IGD en stoornissen in het gebruik van middelen op een mogelijk gedeeld kwetsbaarheidsmechanisme ( 9 , 27 , 28 ).
Tot op heden zijn er slechts weinig studies uitgevoerd naar functionele en structurele veranderingen bij IGD waarbij gebruik is gemaakt van structurele analyses in combinatie met functionele netwerkanalyses in rusttoestand ( 13 , 14 , 25 , 29 ). Bovendien hebben deze studies naar IGD de invloed van gedragskenmerken (bijv. gemiddeld aantal game-uren) op de relatie tussen IGD en hersenveranderingen niet uitgesloten, hoewel herhaald gedrag de hersenstructuur kan veranderen ( 30 ). Om de toeschrijving van IGD-kenmerken, waaronder psychiatrische stoornissen (bijv. verslaving), aan de hersenveranderingen te versterken, hebben we daarom gecontroleerd voor het effect van gameactiviteit op de veranderingen in hersenstructuur en connectiviteit bij IGD.
In deze studie onderzochten we veranderingen in structuur en functionele connectiviteit in de hersenen van individuen met IGD, met behulp van 3 T magnetische resonantie beeldvorming van de hersenen GM volume en rusttoestand connectiviteitsanalyse. In het bijzonder hebben we onderzocht of het GM-volume is gewijzigd in de frontostriatale circuits van individuen met IGD en of een vermindering van GM-volume geassocieerd is met gewijzigde functionele connectiviteit. We hebben ook vastgesteld of deze wijzigingen zijn weergegeven na uitsluiting van gamingactiviteit.
Materialen en methoden
Deelnemers en meetinstrumenten
Twintig rechtshandige mannelijke deelnemers met IGD (leeftijdscategorie: 20-26 jaar) werden gerekruteerd via online bulletinboards en onder personen die een behandelcentrum voor internetverslaving, een informatiecentrum voor cyberverslaving of lokale bijeenkomsten van een herstelgroep voor internetverslaving bezochten. Alle deelnemers in de IGD-groep werden geïnterviewd door twee gekwalificeerde psychiaters, volgens de diagnostische criteria voor IGD zoals beschreven in de Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 ( 31 ). Met dezelfde criteria werden ook twintig qua leeftijd en geslacht overeenkomende gezonde controlepersonen (HC, leeftijdscategorie: 20-27 jaar) gerekruteerd. Geen van de deelnemers voldeed aan de criteria voor een andere psychiatrische of neurologische aandoening, zoals schizofrenie, angststoornis, depressie, gokverslaving of middelenafhankelijkheid. Geen van de deelnemers gaf aan eerder met gokken of illegale drugs te hebben gegokt.
Alle deelnemers hebben hun schriftelijke geïnformeerde toestemming gegeven na grondig geïnformeerd te zijn over de details van het experiment. De Chungnam National University Institutional Review Board keurde de experimentele en toestemmingsprocedures goed (goedkeuringsnummer: P01-201602-11-002). Alle deelnemers ontvingen een financiële compensatie (50 US dollars) voor hun deelname.
Deelnemers vulden een enquête in met vragen over hun demografische kenmerken en internetgameactiviteiten in de afgelopen 12 maanden, zoals: "Hoeveel dagen per week speelde u het afgelopen jaar gemiddeld internetgames?" en "Hoeveel minuten per dag besteedde u het afgelopen jaar gemiddeld aan een internetgame?". Daarnaast werden gestandaardiseerde schalen zoals de Barratt Impulsiveness Scale-II [BIS ( 32 )], de Alcohol Use Disorders Identification Test ( 33 ) en de Beck Depression Inventory [BDI ( 34 )] gebruikt om de psychologische kenmerken van de deelnemers te beoordelen.
De ernst van IGD werd gemeten met behulp van Youngs online Internetverslavingstest (IAT) ( 35 ). De IAT is een betrouwbaar en valide instrument voor het classificeren van internetverslavingsstoornis ( 36 ). De IAT bestaat uit in totaal 20 vragen die zijn ontworpen om dwangmatig internetgebruik, ontwenningsverschijnselen, psychologische afhankelijkheid en gerelateerde problemen in het dagelijks leven te beoordelen. De beoordelingen werden gemaakt op basis van een 5-puntsschaal, variërend van 1 (nooit) tot 5 (zeer). De score varieert van 20 tot 100, en een totale score van 50 of hoger duidt op incidentele of frequente internetgerelateerde problemen als gevolg van ongecontroleerd internetgebruik ( http://netaddiction.com/internet-addiction-test/ ).
Data Acquisition
Een 3.0 T MRI-scanner (Achieva Intera 3 T; Philips Healthcare, Best, Nederland) werd gebruikt voor beeldacquisitie. T1-gewogen anatomische beelden werden verkregen met behulp van de volgende parameters: herhalingstijd = 280; echo tijd = 14 ms; kantelhoek = 60 °; gezichtsveld = 24 cm × 24 cm; matrix = 256 × 256; plakdikte = 4 mm. Tijdens scannen in rusttoestand werden 180-foto's gemaakt met een eenmalige, echovariale pulsreeks (herhalingstijd = 2,000 ms; echotijd = 28 ms; plakdikte = 4 mm, geen gat; matrix = 64 × 64; veld van weergave = 24 cm × 24 cm en kantelhoek = 80 °). De deelnemers kregen de opdracht om hun ogen comfortabel te sluiten, wakker te blijven, niets te bedenken en niet te slapen of in slaap te vallen tijdens scannen in rusttoestand. Na de scan werd aan alle deelnemers gevraagd of ze gedurende de hele scantijd wakker waren gebleven met hun ogen gesloten. Gegevens van deelnemers die problemen rapporteerden om volledig wakker te blijven, werden weggegooid en niet gebruikt voor verdere analyse.
VBM-analyse
Voxelgebaseerde morfometrie-analyse werd uitgevoerd met behulp van de SPM8-software ( http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm ) en de VBM8-toolbox ( http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm.html ). MR-beelden werden verwerkt met behulp van het diffeomorfe niet-lineaire registratiealgoritme (diffeomorfe anatomische registratie door middel van exponentiële Lie-algebra, DARTEL) om de registratie van hersenbeelden tussen proefpersonen te verbeteren ( 37 ). Kort gezegd bestond de VBM-analyse uit de volgende vier stappen: (1) MR-beelden werden gesegmenteerd in grijze stof (GM), witte stof (WM) en hersenvocht; (2) aangepaste GM-templates werden gemaakt van de studiebeelden met behulp van de DARTEL-techniek; (3) Na een lineaire affiene registratie van de GM DARTEL-templates op de weefselwaarschijnlijkheidskaarten in de Montreal Neurological Institute (MNI)-ruimte werd niet-lineaire vervorming van de GM-beelden toegepast op de DARTEL GM-template en vervolgens gebruikt in de modulatiestap om te garanderen dat de relatieve hoeveelheid GM-volumes behouden bleef na de ruimtelijke normalisatieprocedure; (4) gemoduleerde GM-beelden werden gladgemaakt met behulp van een Gaussische kernel met een volledige breedte op halve hoogte van 8 mm voor statistische analyses.
Na voorbewerking werd het GM-volume vergeleken tussen individuen met IGD en HC. Een absoluut drempelmasker van 0.1 werd gebruikt voor GM-analyses om mogelijke randeffecten rond de grens tussen het grijs en de WM te vermijden.
Om te controleren op externe effecten van leeftijd, jaren van opleiding, impulsiviteit en depressie, werden deze variabelen toegevoegd als covariaten. We voerden ook tussen groepsanalyse door de gemiddelde speeluren als een covariabele toe te voegen om het effect van IGD te identificeren als exclusief de invloed van gedragskenmerken gerelateerd aan IGD.
In elke groep werden partiële correlatieanalyses uitgevoerd om het verband tussen het grijze-materievolume en de ernst van IGD (d.w.z. de IAT-score) te onderzoeken, waarbij de storende variabelen (d.w.z. leeftijd, opleidingsjaren, impulsiviteit en depressie) werden uitgesloten. Daarnaast werd een tweede partiële correlatieanalyse uitgevoerd, waarbij de storende variabelen werden gecontroleerd met een extra covariaat (d.w.z. het gemiddelde aantal game-uren). De statistische significantie van groepsverschillen werd vastgesteld op p < 0.05, gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen met behulp van de false discovery rate (FDR)-methode, bij een clustergrootte van >50 voxels.
Functionele connectiviteitsanalyse
Functionele connectiviteitsanalyse werd uitgevoerd met behulp van de CONN functional connectivity toolbox v.15 [ http://www.nitrc.org/projects/conn ; geciteerd in Whitfield-Gabrieli et al. ( 38 )] om eigenschappen in rusttoestand te identificeren in structureel veranderde hersengebieden. De rusttoestandgegevens werden eerst voorbewerkt met behulp van standaard voorbewerkingsstappen, waaronder slice-time correctie, bewegingscorrectie met artefactverwijdering, ruimtelijke normalisatie naar de gestandaardiseerde hersenruimte met behulp van de template-afbeelding en gladmaken met een isotrope Gaussische kernel van 8 mm. Vóór de analyse op subjectniveau werden ruisonderdrukkingsprocedures uitgevoerd op de gegevens met behulp van het BOLD-signaal (blood-oxygen-level dependent) afgeleid van WM-maskers en hersenvocht, en bewegingscorrectieparameters uit de realignment-fase van de ruimtelijke voorbewerking, als covariaten zonder belang in een lineair regressiemodel. Vervolgens werd een banddoorlaatfilter tussen 0.01 en 0.08 Hz toegepast op de tijdreeks om het specifieke frequentiegebiedsignaal te extraheren dat verband houdt met de activiteit van zenuwcellen.
Na de voorbewerking en ruisonderdrukking werd de functionele connectiviteitsanalyse uitgevoerd met behulp van een zaadpuntbenadering, waarbij de piek van de cluster in de linker nucleus caudatus uit de VBM-analyse werd gekozen, (−9 +8 +15) in de MNI-ruimte. We kozen de linker nucleus caudatus als zaadregio voor de daaropvolgende functionele connectiviteitsanalyse omdat de linker nucleus caudatus in de VBM-analyse in verband werd gebracht met de ernst van IGD, en omdat eerdere studies functionele en structurele veranderingen in de linker nucleus caudatus bij individuen met IGD hebben aangetoond ( 24 , 25 ). De kruiscorrelatiecoëfficiënt tussen deze zaadvoxels en alle andere voxels werd berekend om een correlatiekaart te genereren. Voor analyses op het tweede niveau werden de correlatiecoëfficiënten getransformeerd naar normaal verdeelde z- scores met behulp van een Fisher-transformatie. Leeftijd, opleidingsjaren, impulsiviteit en depressie werden als covariaten toegevoegd aan de analyses op het tweede niveau. Voor vergelijkingen op groepsniveau werden t- toetsen voor twee steekproeven uitgevoerd om z -waardekaarten te vergelijken tussen individuen met IGD en HC, met een drempelwaarde van een ongecorrigeerde p < 0.001 voor de hoogte en een drempelwaarde van een FDR-gecorrigeerde p < 0.05 voor de omvang op clusterniveau. Er werd ook een ANCOVA uitgevoerd, waarbij het gemiddelde aantal game-uren als covariaat werd toegevoegd om het verschil tussen de groepen te identificeren, waarbij de invloed van gedragskenmerken gerelateerd aan IGD werd uitgesloten.
Binnen elke groep werden partiële correlatieanalyses uitgevoerd tussen de ernst van IGD (d.w.z. IAT) en de gemiddelde z- scores van hersengebieden die een verminderde functionele connectiviteit met de linker nucleus caudatus vertoonden. Dit om de relatie tussen de ernst van IGD en de veranderde functionele connectiviteit te onderzoeken, waarbij de storende variabelen (d.w.z. leeftijd, opleidingsniveau, impulsiviteit en depressie) werden uitgesloten. Er werd ook een partiële correlatieanalyse uitgevoerd waarbij het gemiddelde aantal game-uren als covariabele werd toegevoegd aan de storende variabelen.
Correlatieanalyse tussen hersenstructuur en functionele connectiviteit
Om de associatie tussen structuur en functionele connectiviteit in de linker caudate nucleus van individuen met IGD te onderzoeken, werd een correlatieanalyse uitgevoerd na statistisch controleren voor impulsiviteit en depressie.
Resultaten
Deelnemerskenmerken
Zoals weergegeven in de tabel Table1,1, individuen met IGD en HC verschilden niet significant in leeftijd (t = 0.83, p > 0.05) en opleidingsduur (t = 0.67, p > 0.05). In vergelijking met HC scoorden personen met IGD echter hoger op metingen van het gemiddelde aantal speeluren per dag (t = 7.25, p <0.001) en gemiddelde gokdagen per week (t = 7.42, p <0.001), en had hogere IAT-scores (t = 11.37, p <0.001). Personen met IGD waren ook depressiever (t = 4.88, p <0.001) en impulsief (t = 5.23, p <0.001) dan controles. Scores voor internetverslaving waren positief geassocieerd met depressiescores (r = 0.71, p <0.001) en impulsiviteitsscores (r = 0.66, p <0.001).
Tabel 1
Demografische en klinische kenmerken van de IGD-groep en HC.
| Variabelen (gemiddelde ± SD) | IGD | HC | t |
|---|---|---|---|
| Leeftijd (jaren) | 21.70 ± 2.74 | 22.40 ± 2.62 | 0.83 |
| Onderwijs (jaren) | 14.55 ± 2.93 | 15.15 ± 2.72 | 0.67 |
| Gemiddelde gaming-uren per dag | 11.87 ± 5.33 | 1.90 ± 3.06 | 7.25 *** |
| Gemiddelde speeldagen per week | 6.75 ± 0.71 | 2.4 ± 2.52 | 7.42 *** |
| AUDIT score | 4.73 ± 3.07 | 3.75 ± 2.59 | 1.09 |
| BDI-score | 12.4 ± 7.36 | 3.3 ± 3.89 | 4.88 *** |
| BIS-II score | 56.00 ± 5.34 | 47.50 ± 4.92 | 5.23 *** |
| IAT score | 71.85 ± 12.82 | 29.80 ± 8.80 | 12.09 *** |
BDI, Beck Depression Scale; BIS, Barrett's Impulsiveness Scale-II; IGD, Internet gaming disorder; IAT, Internet addiction test; HC, gezonde controlegroep.
***p < 0.001 voor groepsvergelijkingen.
VBM-analyse
Zoals afgebeeld in de tabel Table22 en Figuur Figure1A, 1A, de resultaten van de VBM-analyse tonen aan dat personen met IGD het GM-volume in de bilaterale middenfrontschors [Brodmann-gebied (BA) 10] hadden verminderd (rechts: t = 4.82, links: t = 4.30, p <0.05, FDR gecorrigeerd) en significant verhoogd GM-volume in de linker caudate nucleus (t = 5.37, p <0.05, FDR gecorrigeerd), vergeleken met HC. Na controle voor het effect van spelactiviteit, de GM-volumes van de bilaterale middelste frontale cortex [rechts: F(1, 38) = 5.58, p <0.05,
Tabel 2
Regionale grijze stof (GM) verschillen tussen de IGD-groep en HC onthullen een positieve correlatie met IGD-ernst.
| Hersengebied | MNI-coördinaten
|
tmax | Clusterformaat (voxels) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| x | y | z | |||
| IGD> HC | |||||
| L caudaat | -8 | 14 | 10 | 5.37 | 234 |
|
|
|||||
| IGD <HC | |||||
| R / L MFG (BA 10) | 44 | 51 | 8 | 4.82 | 417 |
| -37 | 45 | 20 | 4.30 | 247 | |
|
|
|||||
| Correlatie tussen GM-dichtheid en IAT-score | |||||
| L caudaat | -9 | 8 | 15 | 4.91 | 75 |
BA, Brodmann-gebied; L, links; MNI, Montreal Neurological Institute; MFG, middelste frontale gyrus; R, rechts; IGD, internetgameverslaving; IAT, internetverslavingstest; HC, gezonde controlegroep.
Voor elk cluster worden de MNI-coördinaten van de maximale t-scores weergegeven.
Significantie op het niveau van interessegebieden, p < 0.05, clustergecorrigeerd voor vals-positiefpercentage.
Voxel-gebaseerde morfometrie (VBM)-analyse. (A) Verschillen in grijze-materievolumes tussen de IGD-groep en HC ( p < 0.05, gecorrigeerd voor valse ontdekkingen) (MNI-coördinaten: L caudate, −8, 14, 10; R MFG, 44, 51, 8; L MFG, −37, 45, 20). (B) VBM-correlatieanalyse ( p < 0.01) (MNI-coördinaten: L caudate, −9, 8, 15). Afkortingen: HC, gezonde controles; IAT, Internetverslavingstest; IGD, internetgameverslaving; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; R, rechts; MNI, Montreal Neurological Institute.
Voor de IGD-groep werd een significant positieve correlatie gevonden tussen het grijze-materievolume in de linker nucleus caudatus en de ernst van IGD (d.w.z. IAT-scores) na uitsluiting van de storende variabelen (partiële correlatie r = 0.58, p < 0.01, FDR-gecorrigeerd) (Figuur 1B ). Na uitsluiting van het effect van gameactiviteit en andere storende variabelen werden deze positieve correlaties ook gevonden tussen de linker nucleus caudatus en de IAT-scores (partiële correlatie r = 0.56, p < 0.05). Er werd een significant negatieve correlatie waargenomen tussen het volume van de middelste frontale cortex en impulsiviteit, zoals gemeten met de Impulsiviteitsschaal van Barrett (partiële correlatie r = 0.39, p < 0.05, FDR-gecorrigeerd). Deze correlatie verdween na uitsluiting van het effect van gameactiviteit ( p > 0.05). Er werd echter geen enkel hersengebied gevonden dat een significante associatie vertoonde met de BDI-scores ( p > 0.05, FDR-gecorrigeerd).
In de controlegroep werd geen significant verband gevonden tussen psychologische variabelen (d.w.z. IAT-, BIS- en BDI-scores) en het grijze-materievolume van enig hersengebied ( p > 0.05, FDR-gecorrigeerd).
Functionele connectiviteitsanalyse
Bij personen met IGD was de linker nucleus caudatus functioneel verbonden met verschillende hersengebieden, waaronder de bilaterale thalamus, het putamen, de posterieure cingulate cortex, de precuneus, het pallidum, de nucleus accumbens, de anterieure cingulate cortex, de superieure occipitale cortex, de frontale pool, de superieure frontale cortex, de middelste frontale cortex en de orbitofrontale cortex (hoogtedrempel, p < 0.001, ongecorrigeerd; clusterdrempel, p < 0.05, FDR-gecorrigeerd). Bij de controlegroep (HC) was de linker nucleus caudatus functioneel verbonden met de bilaterale thalamus, het putamen, de posterieure cingulate cortex, het pallidum, de nucleus accumbens, de anterieure cingulate cortex, de orbitofrontale cortex, de superieure frontale cortex, de middelste frontale cortex en de mediale frontale cortex (hoogtedrempel, p < 0.001, ongecorrigeerd; clusterdrempel, p < 0.05, FDR-gecorrigeerd).
Zoals weergegeven in de tabel Table33 en Figuur Figure2A, 2A, verhoogde functionele connectiviteit werd waargenomen tussen de linker caudate en de bilaterale cyreages gyrus (PCG) aan de achterzijde (BA 31) (t = 5.97, p <0.05, FDR gecorrigeerd), rechter midden frontale gyrus (MFG) (BA 8) (t = 11.39, p <0.05, FDR gecorrigeerd) en linker precuneus (BA 31) (t = 5.48, p <0.05, FDR gecorrigeerd) bij personen met IGD ten opzichte van controles. Na correctie voor het effect van gamingactiviteit, werden deze verhoogde connectiviteit tussen IGD-proefpersonen aangetoond in de linker caudate en bilaterale PCG [F(1, 38) = 6.27, p <0.05,
Tabel 3
Verschillen in functionele connectiviteit a tussen de IGD-groep en HC onthullen een positieve correlatie met IGD-ernst.
| Seed ROI | Verbonden regio | MNI-coördinaten
|
tmax | Clusterformaat (voxels) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| x | y | z | ||||
| IGD> HC | ||||||
| L caudaat | R / L PCG (BA 31) | 0 | -28 | 44 | 5.97 | 391 |
| R MFG (BA 8) | 35 | 12 | 40 | 11.39 | 506 | |
| L-precuneus (BA 31) | -16 | -56 | 26 | 5.48 | 381 | |
|
|
||||||
| Correlatie tussen functionele connectiviteit en IAT-score | ||||||
| L caudaat | R MFG (BA 8) | 22 | 36 | 34 | 6.26 | 446 |
BA, Brodmann-gebied; HC, gezonde controles; IGD, internetgameverslaving; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; MNI, Montreal Neurological Institute; PCG, posterieure cingulate gyrus; R, rechts; ROI, regio van interesse.
Cluster-niveau FDR-gecorrigeerd, p < 0.05, de initiële hoogtedrempel is p < 0.001.
Functionele connectiviteitsanalyse. (A) Verschillende hersenconnectiviteit tussen de IGD-groep en HC ( p < 0.05, FDR-gecorrigeerd) (MNI-coördinaten: L caudate, −9, 8, 15; R/L PCG, 0, -28, 44; R MFG, 35, 12, 40; L precuneus, −16, −56, 26). (B) Correlatieanalyse tussen de ernst van IGD en de waarde van de functionele connectiviteit ( p < 0.05, FDR-gecorrigeerd) (MNI-coördinaten: L caudate, −9, 8, 15; R MFG, 22, 36, 34). Afkortingen: HC, gezonde controles; IAT, Internetverslavingstest; IGD, Internetgameverslaving; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; PG, postcingulate gyrus; R, rechts; FDR, false discovery rate; MNI, Montreal Neurological Institute; PCG, posterior cingulate gyrus.
Binnen de IGD-groep werd een significant positieve correlatie gevonden tussen de ernst van IGD (d.w.z. IAT-scores) en de functionele connectiviteit van de linker nucleus caudatus met de rechter middelste frontale cortex, na uitsluiting van de storende variabelen (partiële correlatie r = 0.61, p < 0.01, FDR-gecorrigeerd) (Figuur 2B ). Na uitsluiting van het effect van gameactiviteit werd ook een significant positieve correlatie gevonden tussen de ernst van IGD en de functionele connectiviteit van de linker nucleus caudatus met de rechter middelste frontale cortex, na uitsluiting van het effect van gameactiviteit en andere storende variabelen (partiële correlatie r = 0.63, p < 0.01).
Er werd geen significant verband gevonden tussen de andere psychologische variabelen (d.w.z. BIS- en BDI-scores) en de connectiviteit van de linker nucleus caudatus met de rechter middelste frontale cortex in de IGD-groep ( p > 0.05, FDR-gecorrigeerd). Bij de controlegroep (HC) was er geen significante correlatie tussen de psychologische variabelen (d.w.z. IAT-, BIS- en BDI-scores) en de connectiviteit van de linker nucleus caudatus met andere hersengebieden.
Correlatieanalyse tussen hersenstructuur en functionele connectiviteit
Er was geen significante correlatie tussen het volume van de grijze stof en de functionele connectiviteit binnen de nucleus caudatus ( r = 0.08, p > 0.05).
Discussie
Deze studie onderzocht de structurele en functionele neurale correlaten van IGD door structurele MRI- en rusttoestand-fMRI-analyses te combineren. In overeenstemming met eerdere studies naar de comorbide psychopathologie van overmatig internetgebruik ( 39 , 40 ) observeerden we dat personen met IGD hogere niveaus van depressie en impulsiviteit vertoonden. De neuroimaging-resultaten laten zien dat de IAT-score positief verband houdt met zowel het grijze-materievolume in de linker nucleus caudatus als de waarde van de functionele connectiviteit tussen de linker nucleus caudatus en de rechter middelste frontale cortex. Interessant is dat de grijze-materietekorten in de linker nucleus caudatus en de veranderde rusttoestandconnectiviteit tussen de linker nucleus caudatus en de rechter middelste frontale cortex werden aangetoond nadat er was gecorrigeerd voor het effect van gameactiviteit bij personen met IGD. We observeerden echter geen verband tussen de structurele en functionele veranderingen. Deze bevindingen suggereren dat de linker nucleus caudatus een belangrijk gebied is in de pathogenese van overmatig internetgamegedrag.
We vonden structurele veranderingen in de linker nucleus caudatus bij personen met IGD in vergelijking met controles, en het grijze-materievolume in de linker nucleus caudatus was positief gerelateerd aan de ernst van IGD. Deze resultaten zijn consistent met eerdere structurele studies naar verslaving, waaronder studies naar middelenverslaving ( 41 , 42 ), gokverslaving ( 43 ) en IGD ( 25 , 44 ). De nucleus caudatus is een essentieel onderdeel van het striatum en speelt een cruciale rol bij beloningsgericht gedragsleren. Bovendien is de nucleus caudatus nauw verbonden met plezier en motivatie, en met de ontwikkeling en instandhouding van verslavend gedrag ( 45-47 ). Verschillende studies hebben gerapporteerd dat IGD geassocieerd is met afwijkingen in het striatum, met name de nucleus caudatus . Bijvoorbeeld Kim et al. ( 3 ) en Hou et al . ( 48 ) rapporteerden verlaagde niveaus van dopamine D2-receptor en dopaminetransporter in de nucleus caudatus bij personen met IGD, wat suggereert dat IGD geassocieerd is met lagere niveaus van dopaminerge activiteit in de beloningscircuits van de hersenen, vergelijkbaar met andere verslavingsstoornissen. Bovendien heeft een eerdere fMRI-studie van onze groep met behulp van een besluitvormingstaak aangetoond dat een hogere activatie in de linker nucleus caudatus geassocieerd was met het kiezen van risicovolle opties, wat meer inzicht geeft in de betrokkenheid van de linker nucleus caudatus bij neurale functies van beloningsvoorspelling en -anticipatie ( 11 ). Samen suggereren deze bevindingen dat een verminderd grijze-materievolume in de linker nucleus caudatus kan bijdragen aan een verhoogde gevoeligheid voor beloningsanticipatie bij personen met IGD; de linker nucleus caudatus kan dus deel uitmaken van het relevante functionele circuit dat geassocieerd is met IGD.
Om de relatie tussen structurele veranderingen en afwijkende functionele connectiviteit te onderzoeken, voerden we een seed-gebaseerde functionele connectiviteitsanalyse in rusttoestand uit. De functionele connectiviteitsanalyse met een seed in de linker nucleus caudatus onthulde dat de rechter middelste frontale cortex (d.w.z. de DLPFC) positief gecorreleerd was met de ernst van IGD, wat aangeeft dat individuen die meer bezig waren met internetgamen een sterkere connectiviteit hadden tussen de linker nucleus caudatus en de rechter DLPFC. Het gebied dat in het VBM-resultaat werd weergegeven, kwam niet exact overeen met het gebied dat in het rs-fMRI-resultaat werd weergegeven. Het gebied dat in de VBM- en rs-fMRI-resultaten werd weergegeven, was respectievelijk BA 10 en 8, en het overlappende gebied is slechts gedeeltelijk. Het gehele gebied is echter opgenomen in de DLPFC. Het DLPFC-striatale circuit is een belangrijk onderdeel van het dopamine-beloningscircuit en is sterk betrokken bij executieve functies zoals planning, organisatie, set-shifting en aandacht ( 49 ). Een disfunctie van dit netwerk kan de instandhouding van verslaving beïnvloeden door het vermogen om de integratie en selectie van cognitief en doelgericht gedrag te reguleren te verminderen ( 49 ). Abnormale frontostriatale circuits zijn eerder aangetoond bij personen met internetverslaving. Een onderzoek naar functionele connectiviteit in rusttoestand suggereert dat adolescenten met internetverslaving veranderingen in hun frontostriatale circuits hebben die de affectieve verwerking, motivatieverwerking en cognitieve controle belemmeren ( 50 ). In overeenstemming met onze resultaten toonde een ander onderzoek aan dat functionele connectiviteit in het frontostriatale netwerk positief geassocieerd was met een hogere ernst van internetverslaving ( 51 ). In tegenstelling tot de huidige resultaten hebben andere studies naar functionele connectiviteit echter aangetoond dat personen met internetverslaving een verminderde functionele connectiviteit in het frontostriatale circuit hebben ( 24 , 25 ). Een recent overzicht van neuroimaging-bevindingen bij internetverslaving wees ook op inconsistente resultaten tussen de studies en suggereerde dat de veranderde hersenen niet robuust zijn en verder onderzoek verdienen ( 28 ). De discrepantie tussen deze bevindingen kan te wijten zijn aan demografische of klinische factoren zoals geslacht, leeftijd, duur van de ziekte of de status van het zoeken naar behandeling. Talrijke neuroimaging-studies hebben ook aangetoond dat de nucleus caudatus en de DLPFC nauw betrokken zijn bij het spelen van videogames ( 52-54 ) . Deze studies hebben aangetoond dat de plasticiteit van het linker striatum en de DLPFC verband houdt met de hoeveelheid gamen/trainen bij niet-verslaafde proefpersonen. Om te bepalen of de veranderingen in deze gebieden meer verband houden met IGD-kenmerken, waaronder verslavingskenmerken, of meer met gameactiviteit, hebben we in deze studie een verdere analyse uitgevoerd na correctie voor het effect van gameactiviteit (d.w.z. het gemiddelde aantal game-uren). De resultaten van de verdere analyse lieten duidelijk de verschillen tussen de groepen zien. Daarom lijken de veranderingen in deze gebieden meer verband te houden met de IGD-kenmerken dan met gameactiviteit. Alles bij elkaar genomen, en ondanks dergelijke inconsistenties, suggereren de bevindingen tot nu toe dat de disfunctie van het frontostriatale circuit in rusttoestand en de relatie daarvan met de ernst van internetverslaving mogelijk samenhangt met ongepaste gedragskeuzes, zoals het zoeken naar internetgebruik ondanks de negatieve gevolgen.
Er zijn een aantal beperkingen aan dit onderzoek. Ten eerste zijn oorzaak-gevolgrelaties onduidelijk vanwege het cross-sectionele karakter van de studie. Toekomstige studies zouden longitudinale effecten op IGD moeten onderzoeken. Ten tweede hebben we ons cohort beperkt tot mannen van 20-27 jaar, en daarom moet voorzichtigheid worden betracht bij het generaliseren van de resultaten van ons onderzoek naar de algemene bevolking, mede gezien de kleine steekproefomvang. Ten derde zouden toekomstige studies de tijd sinds de IGD-diagnose kunnen meten om eventuele significante variabiliteit in neurale functies te verklaren. Ten slotte is er enige tegenstrijdigheid tussen onze bevindingen en andere studies die een toename en afname van de functionele connectiviteit in het frontostriatale circuit aantonen. De resultaten moeten daarom met de nodige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd en verder onderzoek onder dezelfde omstandigheden (d.w.z. demografische kenmerken of met klinisch vergelijkbare deelnemers) is nodig om de tegenstrijdigheid te verklaren ( 24 , 25 , 28 ).
Concluderend, deze studie onthult structurele veranderingen van de caudate nucleus en disfunctionaliteiten van de frontostriatale netwerken bij individuen met IGD. Wat nog belangrijker is, beide typen veranderingen waren geassocieerd met IGD-ernst. Onze resultaten suggereren dat de linker caudate nucleus een sleutelrol speelt in de pathogenese van IGD en dat IGD en middelenmisbruik vergelijkbare neurale mechanismen delen.
ethische uitspraak
Alle deelnemers hebben hun schriftelijke geïnformeerde toestemming gegeven na grondig geïnformeerd te zijn over de details van het experiment. De Chungnam National University Institutional Review Board (IRB) keurde de experimentele en toestemmingsprocedures goed (goedkeuringsnummer: P01-201602-11-002). Alle deelnemers ontvingen een financiële compensatie (50 US dollars) voor hun deelname.
Bijdragen van auteurs
JWS heeft bijgedragen aan de conceptie en het experimenteel ontwerp, of aan de verwerving van gegevens, of analyse en interpretatie van gegevens, en JHS heeft substantieel bijgedragen aan de interpretatie van gegevens en het artikel opgesteld of kritisch herzien voor belangrijke intellectuele inhoud.
Belangenconflict verklaring
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden beschouwd als een potentieel belangenconflict.
voetnoten
Financiering. Dit onderzoek werd ondersteund door het Basic Science Research Program van de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door het Ministerie van Onderwijs (NRF-2015R1D1A1A01059095).
Afkortingen
BIS, Barratt Impulsiveness Scale-II; BDI, Beck Depression Inventory; DLPFC, dorsolaterale prefrontale cortex; FDR, percentage valse ontdekkingen; fMRI, functionele magnetische resonantie beeldvorming; GM, grijze massa; IAT, internetverslavingstest; IGD, internet-gokstoornis; VBM, op voxel gebaseerde morfometrie; MNI, Montreal Neurological Institute; WM, witte stof.
Referenties

