Voorzijde Psychiatrie. 2018; 9: 77.
Online gepubliceerd 2018 Mar 27. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00077
PMCID: PMC5881242
PMID: 29636704
Ji-Woo Seok1 en Jin-Hun Sohn2,*
Abstract
Neuroimaging-onderzoeken naar de kenmerken van personen met internetgaming-stoornis (IGD) zijn toegenomen als gevolg van groeiende bezorgdheid over de psychologische en sociale problemen die samenhangen 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 grijze massa (GM) en functionele connectiviteit tijdens de rusttoestand te onderzoeken bij individuen met IGD met behulp van op voxel gebaseerde morfometrie en een rusttoestand-connectiviteitsanalyse. De deelnemers namen 20-individuen met IGD en 20 leeftijd- en geslacht-gematchte gezonde controles. Rustende functionele en structurele beelden werden verkregen voor alle deelnemers met behulp van 3 T magnetische resonantie beeldvorming. We hebben ook de ernst van IGD en impulsiviteit gemeten met behulp van psychologische schalen. De resultaten laten zien dat de IGD-ernst positief correleerde met het GM-volume in de linker caudate (p <0.05, gecorrigeerd voor meerdere vergelijkingen), en negatief geassocieerd met functionele connectiviteit tussen de linker caudate en de rechter middelste frontale gyrus (p <0.05, gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen). Deze studie toont aan dat IGD geassocieerd is met neuroanatomische veranderingen in de rechter midden frontale cortex en de linker caudatus. Dit zijn belangrijke hersenregio's voor belonings- en cognitieve controleprocessen, en structurele en functionele afwijkingen in deze regio's zijn gemeld voor andere verslavingen, zoals middelenmisbruik en pathologisch gokken. De bevindingen suggereren dat structurele tekorten en functionele stoornissen in de rusttoestand in het frontostriatale netwerk geassocieerd kunnen zijn met IGD en nieuwe inzichten bieden in de onderliggende neurale mechanismen van IGD.
Introductie
Online gamen zorgt voor plezier en verlicht stress, naast vele andere voordelen. Bijgevolg is het aantal internet gamers wereldwijd constant toegenomen. Overmatig internetgamen kan echter de ervaring in het echte leven beperken, wat resulteert in verschillende negatieve psychosociale gevolgen (1-3). Internet Gaming Disorder (IGD) wordt gedefinieerd als een compulsief en pathologisch gebruik van apparaten die toegang tot internet mogelijk maken en heeft ernstige negatieve gevolgen. Deel III van het diagnostisch en statistisch handboek van psychische stoornissen - 5 (DSM-5) stelt dat IGD een aandoening is die meer klinisch onderzoek vereist (4).
Onlangs hebben neuroimaging-onderzoeken op IGD functionele en structurele veranderingen in de hersenen onderzocht om de neuronale correlaten gerelateerd aan de ontwikkeling van IGD te identificeren (5). Taakgerelateerde functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) heeft functionele stoornissen in individuen met IGD aan het licht gebracht (2, 6, 7-11). De resultaten van deze fMRI-onderzoeken tonen aan dat personen met IGD, in vergelijking met gezonde controles (HC), tijdens blootstelling aan computerspellen, videogames of online games, een verhoogde hunkering naar gamen vertonen, evenals veranderde hersenactiviteit in verschillende regio's zoals als de caudate nucleus, dorsolateraal prefrontaal gebied, nucleus accumbens, anterieure cingulate cortex en hippocampus (7-10).
Hoewel taakgebaseerde fMRI-onderzoeken specifieke functionele stoornissen binnen individuen met IGD kunnen identificeren, kan evaluatie van functionele connectiviteiten in rusttoestanden een andere en potentieel bredere betekenis hebben (12). Rust-status fMRI is een methode voor het evalueren van functionele verbindingen en interacties tussen regio's tijdens een taakvrije toestand. Beoordeling van het fMRI-netwerk in rustende toestand kan meer informatie verschaffen over gedistribueerde circuitafwijkingen bij neuropsychiatrische ziekten (13, 14). Rusttoestand fMRI-onderzoeken naar IGD zijn uitgevoerd om het specifieke neurobiologische netwerk te identificeren dat ten grondslag ligt aan beloning en cognitieve processen in termen van functionele connectiviteit (15-18). Deze studies hebben verbeterde functionele connectiviteit of regionale homogeniteit in de middelste temporale gyrus en de kleine hersenen (15, 16, 18). Bovendien, Hong et al. (17) waargenomen verminderde functionele connectiviteit in subcorticale hersengebieden.
Bevestigend bewijs van structurele hersenafbeeldingsstudies heeft onthuld dat IGD mogelijk verband houdt met mogelijke structurele veranderingen in de hersenen (17, 19-22). De meest gebruikte morfometrische analysemethoden voor hersenanalyse zijn volumegebaseerde grijze stof (GM) metingen, zoals op voxel gebaseerde morfometrie (VBM) en op het oppervlak gebaseerde corticale diktemetingen met FreeSurfer (23). Han et al. (19) en Weng et al. (21) onderzocht structurele abnormaliteiten in de hersenen van adolescenten met IGD die VBM gebruikten en gerapporteerde 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 individuen met IGD te observeren, hebben een verminderde corticale dikte in de orbitofrontale cortex, insula, pariëtale cortex en postcentrale gyrus aangetoond (17, 22).
Meer recent rapporteerde een gecombineerde structurele en functionele MRI-studie een negatieve correlatie tussen impulsiviteit en het linker amygdala-volume en verminderde functionele connectiviteit tussen de amygdala en de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) (13, 14). Deze resultaten suggereren dat gewijzigd GM-volume en functionele connectiviteit in de amygdala mogelijk verband houden met impulsiviteit en een kwetsbaarheid voor IGD vertegenwoordigen (13, 14). Twee studies evalueerden recent het compatibiliteitsverschil in zowel de hersenstructuur als functionele connectiviteit. Ten eerste, Jin et al. (24) bleek dat individuen met IGD het GM-volume in de prefrontale cortex significant hadden verlaagd, inclusief de DLPFC, orbitofrontale cortex, anterior cingulate cortex en aanvullend motorgebied, en verminderde functionele connectiviteit in het prefrontale striatale circuit. Ten tweede, Yuan et al. (25) gevonden verminderde striatumvolume en functionele verbindingsconnectiviteitsverschillen in de frontostriatale circuits tussen individuen met IGD en HC. Deze resultaten suggereren dat op circuitniveau IGD vergelijkbare neurale mechanismen kan delen met een verslavingsstoornis (24, 25).
Concluderend suggereren de resultaten van eerdere studies en recente beoordelingen met behulp van neuroimaging-technieken dat IGD gerelateerd is aan neuroanatomische veranderingen in frontostriatale circuits, vergelijkbaar met stoornissen in het gebruik van middelen (7-11, 24-28). Bovendien suggereert de gelijkenis van psychopathologische symptomen en neurale processen tussen IGD en verslavingsproblemen een mogelijk gedeeld kwetsbaarheidsmechanisme (9, 27, 28).
Tot op heden zijn er weinig studies uitgevoerd naar functionele en structurele wijzigingen in IGD met behulp van structurele gecombineerd met rusttoestand functionele netwerkanalyses (13, 14, 25, 29). Bovendien hebben deze studies van IGD de invloed van gedragskenmerken (dwz gemiddelde speeluren) op de relatie tussen IGD en hersenverandering niet geëlimineerd, hoewel herhaald gedrag de hersenstructuur kon veranderen (30). Om de toewijzing van IGD-kenmerken, waaronder psychiatrische stoornissen (dwz verslaving) aan de hersenverandering, te versterken, hebben we daarom gecontroleerd op het effect van gamingactiviteit op de veranderingen in de 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 het uitzenden van online prikborden en van individuen die een behandelcentrum voor internetverslaving bezoeken, een informatiecentrum voor cyberverslaving of lokale groepsverslavingherstelvergaderingen. Alle deelnemers aan de IGD-groep werden geïnterviewd door twee gekwalificeerde psychiaters, volgens de diagnostische criteria voor IGD die zijn uiteengezet in de Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (31). Op basis van dezelfde criteria werden ook 20 HC (leeftijdscategorie: 20-27 jaar) geschikt voor leeftijds- en geslachtsafstemming. Geen van de deelnemers voldeed aan de criteria voor enige andere psychiatrische of neurologische aandoening zoals schizofrenie, angstgevoelens, depressie, kansspelverslaving of substantieverslaving. Geen van de deelnemers heeft eerdere ervaringen met gokken of illegale drugs gemeld.
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 internetgaming-activiteiten in de afgelopen 12 maanden, zoals 'In het afgelopen jaar gemiddeld over hoeveel dagen per week speelde u internetgames?' En 'In het afgelopen jaar , gemiddeld, over hoeveel minuten per dag heb je uitgegeven aan een internetgame? "Daarnaast zijn gestandaardiseerde schalen zoals de Barratt Impulsiveness Scale-II [BIS (32)], Alcoholgebruiksstoornissen Identificatietest (33), en de Beck Depression Inventory [BDI (34)] werden gebruikt om de psychologische kenmerken van de deelnemers te beoordelen.
De ernst van IGD werd gemeten met Young's online Internet Addiction Test (IAT) (35). De IAT is een betrouwbaar en valide instrument voor het classificeren van internetverslavingsstoornis (36). De IAT bestaat uit een totaal van 20-vragen die zijn ontworpen om dwangmatig internetgebruik, ontwenningsverschijnselen, psychische afhankelijkheid en gerelateerde problemen in het dagelijks leven te beoordelen. Waarderingen werden gemaakt op basis van een 5-puntschaal, variërend van 1 (nooit) tot 5 (zeer). De score varieert van 20 tot 100, en een totale score van 50 of hoger geeft incidentele of frequente internetproblemen aan 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
Op Voxel gebaseerde morfometrie-analyse werd uitgevoerd met 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 registratie-algoritme (diffeomorfe anatomische registratie via exponentiated lie algebra, DARTEL) -techniek om intersubject beeldregistratie van de hersenen te verbeteren (37). In het kort, de VBM-analyse bestond uit de volgende vier stappen: (1) MR-beelden werden gesegmenteerd in GM, witte stof (WM) en hersenvocht; (2) aangepaste GM-sjablonen werden gemaakt op basis van de studiebeelden met behulp van de DARTEL-techniek; (3) na een lineaire affiene registratie van de GM DARTEL-sjablonen op de weefselwaarschijnlijkheidskaarten in Montreal Neurological Institute (MNI) -ruimte, werd niet-lineair kromtrekken van GM-beelden toegepast op de DARTEL GM-sjabloon en vervolgens gebruikt in de modulatiestap om te garanderen dat de relatieve hoeveelheid GM-volumes werd behouden volgens de ruimtelijke normalisatieprocedure; (4) gemoduleerde GM-afbeeldingen werden afgevlakt met een 8-mm volledige breedte op de helft van de maximale Gausse kern 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 de associatie tussen het GM-volume en de ernst van de IGD (dwz de score van IAT) te onderzoeken door de externe variabelen uit te sluiten (dat wil zeggen leeftijd, opleidingsjaren, impulsiviteit en depressie). Bovendien werd een andere analyse van de deelcorrelatie uitgevoerd door de externe variabelen te beheersen met een extra covariaat (dwz de gemiddelde speeluren). De statistische significantie van groepsverschillen werd vastgesteld op p <0.05, gecorrigeerd voor meerdere vergelijkingen met behulp van de false discovery rate (FDR) -methode, bij een clustergrootte van> 50 voxels.
Functionele connectiviteitsanalyse
Functionele connectiviteitsanalyse werd uitgevoerd met de CONN functionele connectiviteit toolbox v.15 [http://www.nitrc.org/projects/conn; geciteerd in Whitfield-Gabrieli et al. (38)] om eigenschappen van rusttoestanden in structureel veranderde hersengebieden te identificeren. Ruststatusgegevens werden eerst voorbewerkt met behulp van standaard voorbewerkingsstappen, inclusief plak-tijdcorrectie, bewegingscorrectie met artefactafwijzing, ruimtelijke normalisatie naar de gestandaardiseerde hersenruimte met behulp van het sjabloonbeeld en afvlakking met een 8-mm isotrope Gausse kernel. Vóór de analyse op subjectniveau werden de denoisingprocedures uitgevoerd op de gegevens met behulp van het BOLD-signaal (bloedzuurstofniveau-afhankelijk) afgeleid van WM-maskers en cerebrale spinale vloeistof, en bewegingscorrectieparameters uit de heruitlijningsfase van de ruimtelijke voorverwerking, als covariaten van geen interesse 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 zenuwcelactiviteit.
Na voorbewerkings- en denoisingprocedures werd de functionele connectiviteitsanalyse uitgevoerd door een benadering op basis van zaden toe te passen door de linker caudate nucleusclusterpiek uit de VBM-analyse (-9 + 8 + 15) in MNI-ruimte te kiezen. We kozen de linker caudate nucleus als het seedregio van belang voor de daaropvolgende functionele connectiviteitsanalyse omdat de linker caudate nucleus werd gekoppeld aan IGD-strengheid in de VBM-analyse, en omdat eerdere studies functionele en structurele veranderingen in de linker caudate nucleus binnen individuen met IGD (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 correlatiecoëfficiënten omgezet in normaal verdeeld z-scores met behulp van een Fisher-transformatie. Leeftijd, jaren van opleiding, impulsiviteit en depressie werden toegevoegd als covariaten in de analyses op het tweede niveau. Voor vergelijkingen op groepsniveau, twee-steekproef t-tests werden uitgevoerd om te vergelijken z-waardenkaarten tussen individuen met IGD en HC, met een hoogtedrempel van een niet-gecorrigeerde waarde p <0.001 en een uitbreidingsdrempel van een FDR-gecorrigeerd p <0.05 op clusterniveau. ANCOVA werd ook uitgevoerd met het optellen van de gemiddelde game-uren als een covariaat om het verschil tussen groepen te identificeren als uitsluiting van de invloed van gedragskenmerken gerelateerd aan IGD.
Binnen elke groep, gedeeltelijke correlatieanalyses tussen de ernst van IGD (ie, IAT) en het gemiddelde z-scores van hersenregio's die verminderde functionele connectiviteit met de linker caudate nucleus vertonen, werden uitgevoerd om de relatie tussen IGD-ernst en veranderde functionele connectiviteit te onderzoeken met uitsluiting van de externe variabelen (dat wil zeggen leeftijd, jaren van opleiding, impulsiviteit en depressie). Een andere gedeeltelijke correlatie werd ook uitgevoerd door de gemiddelde speeluren als een covariaat op te tellen bij de externe 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, Barretts Impulsiveness Scale-II; IGD, internet-gokstoornis; IAT, internetverslavingstest; HC, gezonde controles.
*** 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, internet-gokstoornis; IAT, internetverslavingstest; HC, gezonde controles.
MNI-coördinaten van maximale t-scores worden voor elk cluster weergegeven.
Significantie op het niveau van interessegebieden, p <0.05, clustercorrectie voor valse ontdekkingssnelheid.
Voxel-gebaseerde morfometrie (VBM) analyse. (A) Verschillende grijsstofvolumes tussen de IGD-groep en HC (p <0.05, gecorrigeerd voor valse ontdekkingssnelheid) (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, internetgaming-stoornis; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; R, rechts; MNI, Montreal Neurologisch Instituut.
Voor de IGD-groep werd een significant positieve correlatie gevonden tussen het GM-volume in de linker caudate nucleus en de IGD-ernst (dwz IAT-scores) met uitsluiting van de externe variabelen (gedeeltelijke correlatie r = 0.58, p <0.01, FDR gecorrigeerd) (Figuur (Figure1B), 1B), en met uitsluiting van het effect van gamingactiviteit en andere externe variabelen, werden deze positieve correlaties ook gevonden tussen de linker caudate nucleus en de IAT-scores (gedeeltelijke correlatie r = 0.56, p <0.05). Er werd een significant negatieve correlatie waargenomen tussen het middelste frontale volume en impulsiviteit zoals gemeten met behulp van Barrett's Impulsiveness Scale (gedeeltelijke correlatie r = 0.39, p <0.05, FDR gecorrigeerd) en deze correlatie werd niet getoond na uitsluiting van het effect van spelactiviteit (p > 0.05). Geen enkel hersengebied vertoonde echter een significante associatie met de BDI-scores (p > 0.05, FDR gecorrigeerd).
In HC werd geen significant verband gevonden tussen psychologische variabelen (dwz IAT-, BIS- en BDI-scores) en het GM-volume voor elk hersengebied (p > 0.05, FDR gecorrigeerd).
Functionele connectiviteitsanalyse
Bij individuen met IGD was de linker caudate functioneel verbonden met verschillende hersenregio's, waaronder de bilaterale thalamus, putamen, posterieure cingulate cortex, precuneus, pallidum, accumbens, cortex van de anterior cingulate, superieure occipitale cortex, frontale pool, superieure frontale cortex, middenfrontale cortex en orbitofrontale cortex (hoogtedrempel, p <0.001, niet gecorrigeerd; cluster drempel, p <0.05, FDR gecorrigeerd). Bij HC was de linker caudate nucleus functioneel verbonden met de bilaterale thalamus, putamen, posterieure cingulaire cortex, pallidum, accumbens, anterior cingulate cortex, orbitofrontale cortex, superieure frontale cortex, middelste frontale cortex en mediale frontale cortex (hoogtedrempel, p <0.001, niet gecorrigeerd; cluster drempel, 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, internet-gokstoornis; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; MNI, Montreal Neurological Institute; PCG, achterste cingulate gyrus; R, rechts; ROI, interessegebied.
Clusterniveau FDR gecorrigeerd, p <0.05, de aanvankelijke 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 IGD-ernst en functionele verbindingswaarde (p <0.05, FDR gecorrigeerd) (MNI-coördinaten: L caudate, -9, 8, 15; R MFG, 22, 36, 34). Afkortingen: HC, gezonde controles; IAT, internetverslavingstest; IGD, internetgaming-stoornis; L, links; MFG, middelste frontale gyrus; PG, postcingulate gyrus; R, rechts; FDR, valse detectiegraad; MNI, Montreal Neurologisch Instituut; PCG, posterieure cingulaire gyrus.
Binnen de IGD-groep werd een significant positieve correlatie gevonden tussen IGD-ernst (dwz IAT-scores) en de functionele connectiviteit van de linker caudate kern met de rechter middenfrontschors met uitsluiting van de externe variabelen (gedeeltelijke correlatie r = 0.61, p <0.01, FDR gecorrigeerd) (Figuur (Figure2B) .2B). Nadat het effect van gamingactiviteit was uitgesloten, werd ook een significante positieve correlatie gevonden tussen de ernst van IGD en de functionele connectiviteit van de linker caudate nucleus met de rechter middenfrontschors met uitsluiting van het effect van gamingactiviteit en andere externe variabelen (gedeeltelijke correlatie r = 0.63, p <0.01).
Geen significant verband tussen de andere psychologische variabelen (dwz BIS- en BDI-scores) en de connectiviteit van de linker caudate nucleus met de rechter middelste frontale cortex werd genoteerd in de IGD-groep (p > 0.05, FDR gecorrigeerd). Bij de HC was er geen significante correlatie tussen de psychologische variabelen (dwz 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 GM-volume en functionele connectiviteit in de caudate nucleus (r = 0.08, p > 0.05).
Discussie
Deze studie onderzocht de structurele en functionele neurale correlaten van IGD door het combineren van structurele MRI en rusttoestand fMRI-analyses. In overeenstemming met eerdere studies over de comorbide psychopathologie van overmatig internetgebruik (39, 40), hebben we vastgesteld dat personen met IGD hogere niveaus van depressie en impulsiviteit hadden. De neuroimaging-resultaten laten zien dat de IAT-score positief gekoppeld is aan zowel het GM-volume in de linker caudate nucleus als de waarde van functionele connectiviteit tussen de linker caudate nucleus en de rechter middelste frontale cortex. Interessant is dat de GM-tekorten in de linker caudate nucleus en de veranderde rust-staat-connectiviteit tussen de linker caudate nucleus en de rechter middelste frontale cortex werden getoond na controle voor het effect van gamenactiviteit bij individuen met IGD. We hebben echter geen verband waargenomen tussen de structurele en functionele wijzigingen. Deze bevindingen suggereren dat de linker caudate nucleus een belangrijk gebied is in de pathogenese van overmatig internetgaminggedrag.
We vonden structurele veranderingen in de linker caudate nucleus van individuen met IGD ten opzichte van controles, en het GM-volume in de linker caudate nucleus was positief gerelateerd aan de IGD-ernst. Deze resultaten komen overeen met eerdere structurele onderzoeken naar verslaving, waaronder studies naar verslaving aan middelen (41, 42), gokverslaving (43) en IGD (25, 44). De caudate nucleus is een essentieel onderdeel van het striatum en speelt een cruciale rol bij op beloning gebaseerd gedragsonderwijs. Bovendien is de caudate nucleus ingewikkeld verbonden met plezier en motivatie, en met de ontwikkeling en instandhouding van verslavend gedrag (45-47). Verschillende studies hebben gemeld dat IGD geassocieerd is met abnormaliteiten in het striatum, met name de caudate nucleus. Kim et al. (3) en Hou et al. (48) rapporteerden verminderde spiegels van dopamine D2-receptor en dopaminetransporter in de staart bij mensen met IGD, wat suggereert dat IGD geassocieerd is met lagere niveaus van dopaminerge activiteit in de hersenen-beloningsroutes, vergelijkbaar met andere verslavende aandoeningen. Bovendien heeft een eerdere fMRI-studie door onze groep met behulp van een besluitvormende taak onthuld dat hogere activering in de linker caudate geassocieerd was met het kiezen van risicovolle opties, wat meer inzicht geeft in de betrokkenheid van de linker caudate kern in neurale functies van beloningsvoorspelling en anticipatie (11). Samen suggereren deze bevindingen dat verminderd GM-volume in de linker caudate nucleus kan bijdragen aan een verhoogde sensitiviteit van beloning anticipatie bij individuen met IGD; de linker caudate nucleus kan dus deel uitmaken van de relevante functionele circuits geassocieerd met IGD.
Om de relatie tussen structurele veranderingen en afwijkende functionele connectiviteit te onderzoeken, hebben we een op zaad gebaseerde functionele connectiviteitsanalyse in rusttoestand uitgevoerd. De functionele connectiviteitsanalyse met een zaadje in de linker caudate nucleus onthulde dat de rechter middelste frontale cortex (dwz de DLPFC) positief gecorreleerd was met de IGD-ernst, wat aangeeft dat individuen die meer bezig waren met internetgamen sterkere connectiviteit hadden tussen de linker caudate nucleus en de juiste DLPFC. Het gebied dat wordt weergegeven in het VBM-resultaat komt niet exact overeen met het gebied dat wordt weergegeven in het resultaat rs-fMRI. Het gebied dat wordt weergegeven in de VBM- en rs-fMRI-resultaten was BA 10 en 8, respectievelijk, en het overlappingsgebied is slechts gedeeltelijk. Het hele gebied is echter opgenomen in DLPFC. Het DLPFC-striatale circuit is een belangrijk onderdeel van het dopamine-beloningscircuit en is sterk betrokken bij uitvoerende functies zoals planning, organisatie, set-shifting en aandacht (49). Storingen in dit netwerk kunnen van invloed zijn op het behoud van verslaving door het verminderen van het vermogen om de integratie en selectie van cognitief en doelgemotiveerd gedrag te reguleren (49). Afwijkende frontostriatale circuits zijn eerder geopenbaard in personen met IGD. Een onderzoek naar functionele connectiviteit in rusttoestand suggereert dat adolescenten met internetverslaving veranderingen hebben in hun frontostriatale circuits die affect, motivatie-verwerking en cognitieve controle beïnvloeden (50). Consistent met onze resultaten, toonde een andere studie 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 functionele connectiviteitsstudies echter aangetoond dat personen met IGD verminderde functionele connectiviteit hebben in het frontostriatale circuit (24, 25). Een recent overzicht van neuroimaging-bevindingen bij IGD wees ook op inconsistente resultaten van de onderzoeken 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 behandelingstoestand. Talrijke neuroimaging-onderzoeken hebben ook aangetoond dat de caudate nucleus en DLPFC nauw betrokken zijn bij het spelen van videogames (52-54). Deze studies hebben aangetoond dat het linker striatum en DLPFC-plasticiteit gerelateerd is aan de hoeveelheid gameplay / training in niet-verslaafde onderwerpen. In de studie, om te identificeren dat de verandering in deze regio's meer gerelateerd is aan het kenmerk van de IGD, inclusief verslavend kenmerk of meer gekoppeld aan spelactiviteit, hebben we verdere analyse uitgevoerd na controle voor het effect van gamingactiviteit (dat wil zeggen, de gemiddelde speeluren). De resultaten van de verdere analyse toonden duidelijk de verschillen tussen de groepen. Daarom kan de wijziging in deze gebieden meer gerelateerd zijn aan de kenmerken van de IGD in plaats van aan gamingactiviteit. Alles bij elkaar genomen, ongeacht deze inconsistenties, suggereren de bevindingen tot nu toe dat de disfunctie van het frontostriatale circuit tijdens de rusttoestand en de relatie met de IGD-ernst kan worden geassocieerd met ongepaste gedragskeuzes, zoals het zoeken naar internetgebruik ondanks de negatieve gevolgen.
Verschillende beperkingen van deze studie moeten worden opgemerkt. Ten eerste zijn vanwege de cross-sectionele aard van het onderzoek oorzaak-en-gevolg relaties onduidelijk. Toekomstige studies zouden longitudinale effecten op IGD moeten identificeren. Ten tweede hebben we ons studiecohort beperkt tot mannen van 20-27 jaar en voorzichtigheid is daarom geboden bij het generaliseren van de resultaten van ons onderzoek naar de algemene bevolking, ook gezien de kleine steekproefomvang. Ten derde kunnen toekomstige studies overwegen de tijd te meten sinds de diagnose van een IGD om een significante variabiliteit in neuraal functioneren te verklaren. Ten slotte is er enige tegenstrijdigheid tussen onze bevindingen en de andere met een verhoogde en verminderde functionele connectiviteit in het frontostriatale circuit. Daarom moeten de resultaten voorzichtig worden geïnterpreteerd en zijn verdere studies onder dezelfde omstandigheden (dwz demografische kenmerken of met klinisch vergelijkbare deelnemers) 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
Funding. Dit onderzoek werd ondersteund door het Basic Science Research Program via 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
;