Aberrant corticostriatal funksjonelle kretser hos ungdom med internetavhengighetsforstyrrelse (2015)

Introduksjon

Internett-avhengighetsforstyrrelse (IAD), en utbredt bekymring for mental helse over hele verden, har vakt betydelig oppmerksomhet fra det offentlige og vitenskapelige samfunnet (Spada, 2014). I vedlegget til den nylig utgitte Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders Edition, femte utgave (DSM-5), er internettspillforstyrrelse, en hovedtype av IAD, oppført som en lidelse som krever ytterligere studier (Petry et al., 2014). IAD fører til negative konsekvenser i dagliglivet; Imidlertid er lite kjent om biomarkørene, utbredelsen, forløpet og behandlingsresultatene forbundet med IAD.

For å forstå de nevrobiologiske mekanismene som ligger til grunn for IAD, har det blitt utført avbildningsstudier for å undersøke strukturelle og funksjonelle avvik knyttet til IAD. Strukturelle og funksjonelle endringer i hjernen assosiert med IAD har blitt gjennomgått i tidligere studier andre steder (Kuss og Griffiths, 2012; Ko et al., 2015; Lin og Lei, 2015). Kort fortalt er det konsekvent vist at den prefrontale cortex (PFC) og striatum er implisert i IAD. Personer med IAD har redusert gråstofftetthet / volum (Yuan et al., 2011; Zhou et al., 2011; Weng et al., 2013), kortikaltykkelse (Hong et al., 2013a; Yuan et al., 2013), glukosemetabolisme (Tian et al., 2014) og endret hjerneaktivering (Dong et al., 2013a; Ko et al., 2014) i PFC inkludert den dorsolaterale PFC, orbitofrontal cortex (OFC) og fremre cinguate cortex (ACC). IAD-avhengige ble også funnet å ha lavere nivå av dopamin D2-reseptorer (Kim et al., 2011; Hou et al., 2012), endret glukosemetabolisme (Park et al., 2010a) og hjerneaktivering (Ko et al., 2014; Li et al., 2014) i striatum. Disse funnene er i tråd med gjeldende patofysiologisk modell som understreker den fremtredende rollen til striatum og PFC i avhengighetsforstyrrelser (Goldstein og Volkow, 2011; Limbrick-Oldfield et al., 2013).

Hviletilstand funksjonell tilkobling (FC), måling av interregionale korrelasjoner av spontan hjerneaktivitet fra blod oksygennivåavhengige (BOLD) funksjonelle magnetiske resonans imaging (MRI) signaler, har blitt mye brukt for å undersøke funksjonell organisering / tilkobling av hjernen. Med denne teknikken tyder bevis på at corticostriatal funksjonelle kretsløp er kritiske for fremveksten av repetitiv og tvangsmessig atferd, vanemessig atferd, belønningssøkende og nyhetssøkende atferd og vanedannende atferd (Feil et al., 2010; Shepherd, 2013). Videre ble endrede corticostriatal funksjonelle kretsløp funnet hos autisme (Di Martino et al., 2011), tvangstanker (Harrison et al., 2009; Posner et al., 2014; Burguière et al., 2015), og alvorlig depresjonslidelse (Furman et al., 2011). Forstyrret corticostriatal nettverk er også rapportert hos hyppige pornobrukere som var involvert i belønningsrelatert og vanedannende atferd (Kühn og Gallinat, 2014). Imaging studier har også vist sterke bånd mellom rusforstyrrelsesforstyrrelser og dysfunksjon i de corticostriatal funksjonelle kretsløp (Feil et al., 2010; Volkow et al., 2013).

Anatomisk er striatum en heterogen struktur som kan pakkes inn i underregioner, som er involvert i funksjonelt segregerte kortikostriatale kretsløp som understøtter forskjellige kognitive funksjoner (Alexander et al., 1986; Choi et al., 2012; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015). For eksempel ved å pakke henholdsvis caudat og putamen i tre regioner, Di Martino et al. (2008) avgrenset de detaljerte mønstrene for kortikostriatale funksjonelle kretsløp som er involvert i affektive, motiverende, kognitive og motoriske prosesser (Di Martino et al., 2008). Det har vist seg fra tidligere studier at funksjonell / effektivitetsforbindelse mellom striatum og cortex er redusert hos IAD-personer (Hong et al., 2013b, 2015; Li et al., 2014; Wee et al., 2014). De fleste av disse studiene undersøkte imidlertid ikke hvordan de funksjonelt segregerte kortikostriatale kretsløp som er spesifikke for striatum-underregionene påvirkes.

I den nåværende studien brukte vi derfor et validert sett med seks bilaterale striatalfrø (tre frø i caudatet og tre frø i putamen) for å utforske vekslinger av spesifikke corticostriatal funksjonelle kretsløp hos ungdommer med IAD. Målene er: (1) å undersøke forskjeller i den topografiske fordelingen av corticostriatal funksjonelle kretsløp mellom ungdommer med IAD og sunne kontroller uten IAD; og (2) for å belyse sammenhenger mellom kortikostriatale funksjonelle kretsløp og nevropsykologiske tiltak i IAD-fag.

Materialer og metoder

Fag

Studien ble godkjent av Etikkomiteen ved RenJi Hospital ved Shanghai Jiao Tong University Medical School. Deltakerne og foreldrene ga skriftlig informert samtykke før MR-undersøkelser.

Atten høyrehendte ungdommer med IAD og 18 høyrehendte, alders-, kjønn- og utdanningsmessige sunne kontroller deltok i denne studien. Diagnosestandarden for IAD ble etablert av det modifiserte Youngs diagnostiske spørreskjema for kriterier for avhengighet av internett av Beard og Wolf (Skjegg og ulv, 2001). Alle forsøkspersonene ble undersøkt for psykiatriske lidelser med Mini International Neuropsychiatric Interview for Children and Adolesents (MINI-KID; Sheehan et al., 2010). Utelukkelseskriteriene inkluderte en historie med rus eller avhengighet; en historie med store psykiatriske lidelser, for eksempel schizofreni, depresjon, angstlidelser, psykotiske episoder eller sykehusinnleggelse for psykiatriske lidelser. IAD-forsøkspersonene fikk ingen medisinbehandling mens et lite antall IAD-individer fikk psykoterapi. Strukturelle og diffusjons MR-data fra disse forsøkspersonene hadde blitt brukt i våre tidligere studier (Zhou et al., 2011; Lin et al., 2012). For denne studien ble rs-fMRI-data fra tre kontroller og fire IAD-personer kastet på grunn av stor bevegelse i hodet (se avsnittet om forbehandling). Som et resultat ble totalt femten kontroller og fjorten IAD-personer brukt i studien. Detaljert demografisk informasjon for alle fag er listet i tabell 1.

Nevropsykologiske vurderinger

Seks spørreskjemaer, inkludert Young's Internet Addiction Scale (YIAS; Young, 1996), Styrke og vanskelighetsspørreskjema (SDQ; Goodman, 1997), Time Management Disposition Scale (TMDS; Huang og Zhang, 2001), Barratt Impulsiveness Scale-11 (BIS; Patton et al., 1995), skjermen for barns angstrelaterte følelsesforstyrrelser (SCARED; Birmaher et al., 1997) og familievurderingsenhet (FAD; Epstein et al., 1983), ble brukt til å evaluere deltakernes nevropsykologiske funksjoner.

Bildeoppkjøp

Hviletilstand fMRI-skanninger ble utført ved en ekko-plan avbildning på en 3.0 Tesla Phillips Achieva medisinsk skanner med følgende parametere: repetisjonstid = 2000 ms; ekko tid = 30 ms; vippevinkel = 90 °; anskaffelsesmatrise = 64 × 64; synsfelt = 230 × 230 mm²; skivetykkelse = 4 mm uten åpning. Hvert hjernevolum besto av 34 aksiale skiver og hver kjøring inneholdt 220 volum. Under datainnsamlingen ble alle forsøkspersoner instruert til å hvile, holde øynene lukket og ikke tenke på noe særlig.

Forbehandling av data

Forbehandling av data ble utført ved bruk av SPM8.¹ De første 10-volumene for hvert individ ble kastet for å unngå effekten av systemets ustabilitet. De gjenværende 210-volumene ble korrigert for anskaffelsestidsforsinkelsen og justert til det første volumet. Personer med maksimal forskyvning i alle retninger større enn 2.0 mm eller hoderotasjon større enn 2.0 ° ble ekskludert fra denne studien. Som et resultat ble data fra fire IAD-personer og tre kontroller ekskludert. Resultatene viste at det ikke var noen forskjeller på hodebevegelse mellom to grupper (p = 0.55 for translasjonsbevegelse og p = 0.43 for rotasjonsbevegelse). De nyutformede bildene ble deretter romlig normalisert til Montreal Neurological Institute-rom og prøvetatt på nytt til en 3 mm isotropisk voxel. De normaliserte bildene ble glattet ut med en 6-mm full bredde ved halv maksimal isotropisk Gauss-kjerne og flere kilder til falske avvik inkludert hodebevegelsesparametere, lineær drift, globale BOLD-signaler og BOLD-signaler i hvitt stoff og cerebro-spinal fluid. fjernet gjennom lineær regresjon. Til slutt ble temporær båndpassfiltrering (0.01 – 0.08 Hz) utført på tidsserien til hver voxel ved hjelp av et ideelt rektangelvindu.

Funksjonell tilkoblingsanalyse

Vi ansatte seks tidligere validerte bilaterale striatal regioner av interesse ("frø"; Di Martino et al., 2008). Caudatfrø inkluderte det underordnede ventrale striatum (VSi, tilsvarer nucleus accumbens; ± 9, 9, −8), superior ventral striatum (VSs; ± 10, 15, 0) og rygg caudate (DC; ± 13, 15, 9, 20, 12) ). Putamenfrø inkluderte den ventrale rostrale putamen (VRP; ± 3, 25, −8), rygglig rostern putamen (DRP; ± 6, 28, 1), og rygg caudal putamen (DCP; ± 3, 6, XNUMX). Radien for hvert frø er XNUMX mm. Koordinatene for frø fra høyre og venstre hjernehalvdel ble definert i MNI-rommet. Disse frøene ble validert basert på anatomiske og funksjonelle underinndelinger av striatum, og deres tilkoblingsmønstre er kopiert uavhengig (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015).

For hvert individ ble det først oppnådd et tverr-korrelasjonskoeffisientkart for hvert frø ved å beregne tverr-korrelasjonskoeffisienten mellom gjennomsnittlig tidskurs i frø-underregionen og den for hver voxel i hele hjernen ved å regresere effekten av hodebevegelse, lineær drift og hjerneaktivitet fra cerebrospinalvæske og hvit substans. Og så ble tverrkorrelasjonskoeffisientkartet konvertert til z-vurder kart etter Fishers omdannelse for å nærme seg en normal fordeling. De z-verdikart ble lagt inn i en voxel-messig en-prøve t test for å bestemme gruppe FC-kart med høyde (p <0.001) og omfang (p <0.001) terskler korrigert på hele hjernenivået (Greicius et al., 2007). Gruppe FC-kart fra både IAD-personer og sunne kontroller ble kombinert ved å bruke en "OR" -operasjon for å generere en kombinert maske, som ble brukt til å begrense de påfølgende analysene mellom gruppene. Og så z-verdikart i denne masken ble lagt inn i en voxel-messig to-prøve t test med alder og kjønn som kovariater for å evaluere gruppe mellom FC-forskjeller. Den kombinerte terskelen til p <0.005 for hver voxel og klyngestørrelse på 351–405 mm³ (venstre (l) VSi: 351 mm³; høyre (r) VSi: 378 mm³; lVSs: 405 mm³; rVSer: 378 mm³; lDC: 405 mm³; rDC: 405 mm³; lDRP: 378 mm³; rDRP: 405 mm³; lDCP: 405 mm³; rDCP: 432 mm³; lVRP: 405 mm³; rVRP: 405 mm³), tilsvarende en korrigert p <0.05 ble brukt for å oppnå den signifikante gruppen mellom FC-forskjellskart. Denne korreksjonen ble begrenset i den kombinerte masken og ble bestemt av 5000 Monte Carlo-simuleringer ved bruk av AFNI AlphaSim-programmet.²

Hjerneatferdforeninger

Trinnvis flere regresjonsanalyser med gjennomsnittlig FC-styrke i regionene som viser gruppe-mellom FC-forskjeller som avhengig variabel og alder, kjønn, utdanning, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS og BIS som uavhengige variabler ble utført for å sjekke om endrede funksjonelle kretsløp er korrelert med atferdspoengene.

Resultater

Demografiske og atferdsmessige tiltak

Deltakere i IAD-gruppen og normal kontrollgruppe ble matchet etter alder, kjønn og utdanningsår. Det var ingen signifikante forskjeller i TMDS og BIS mellom de to gruppene mens IAD-forsøkspersonene hadde høyere YIAS (p <0.0001), SDQ (p <0.0001), SCARED (p <0.001) og FAD (p = 0.017) score enn kontrollene. De demografiske egenskapene og atferdsmessige tiltakene for IAD og kontrollpersoner ble listet i tabell 1.

Corticostriatal funksjonelle kretser

I samsvar med tidligere arbeider ga frøbaserte FC-analyser detaljerte kart over distinkte funksjonelle kretsløp for hvert av de seks frøene i striatum per halvkule. FC-mønster for frøene caudate og putamen ble vist i figurer 1, 2henholdsvis. Våre funn rekapitulerte tidligere studier (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon et al., 2015; Manza et al., 2015) og var i samsvar med kjent anatomisk tilkobling (Haber, 2003) og funksjonell aktivering tilpasset fra en metaanalyse av oppgavelitteraturen (Postuma og Dagher, 2006). Selv om de striatale FC-mønstrene for IAD-personer og normale kontroller var like for hvert av de seks striatalfrøene, ble omfanget av IAD-gruppen redusert sammenlignet med kontrollgruppens. Spesifikke funn er vist i figur 3; Bord 2 og er beskrevet nedenfor.

Underordnet og Superior Ventral Striatum

Begge grupper viste en FC-gradient fra ventromedial til dorsolaterale divisjoner av prefrontal og ACC som går fra VSi til VSs. I tillegg viste VSi signifikant positiv korrelasjon med den bakre cingulerte cortex (PCC). Når FC-kart ble sammenlignet mellom grupper, ble det observert signifikante forskjeller for VSi og VS. Når det gjelder VSi, demonstrerte IAD-ungdommer betydelig redusert FC med caudatehode og subcallosal ACC bilateralt. Nedsatt FC ble også funnet mellom venstre VSi og PCC bilateralt. For VSs frøregion viste IAD-pasienter lavere FC med rygg / rostral ACC og ventral anterior thalamus bilateralt, og de venstre subkortikale områdene inkludert putamen, pallidum, insula og inferior frontal gyrus (IFG).

Rygg Caudate

I både IAD-forsøkspersoner og sunne kontroller viste DC positive forbindelser med hjerneområder involvert i kognitiv kontroll. Direkte gruppe-sammenligninger avdekket at IAD viste redusert FC mellom DC og rygg / rostral ACC bilateralt. Venstre DC viste også redusert FC med venstre ventral lateral thalamus, i tillegg til at høyre DC viste lavere positive forhold til venstre IFG i IAD.

Dorsal Caudal og Dorsal Rostral Putamen

I samsvar med sin rolle i motorisk kontroll, viste ryggputten frø signifikante positive forhold til de primære og sekundære sensorimotoriske områdene for både IAD og friske personer. I forhold til sunne kontroller viste imidlertid IAD økt FC mellom venstre DCP og caudal cingulat motorisk område bilateralt.

Ventral Rostral Putamen

VRP-frøet korrelerte positivt med rostral ACC og dorsalt lateral PFC som ofte er assosiert med konfliktovervåking og feilrelaterte prosesser. Selv om IAD viste mindre extender FC med andre hjerneområder, var det bare FC mellom venstre VRP og høyre IFG som viste signifikante forskjeller mellom gruppene.

Hjerneadferdforeninger i IAD

Hos IAD-fag spådde høyere score på YIAS lavere FC-styrke mellom høyre VS-er og det bilaterale ryggkudatet (r = -0.560; p = 0.038; Figur 4A). Dessuten spådde høyere SCARED-score lavere FC-styrke mellom høyre VS og det bilaterale rostrale ACC (r = -0.540; p = 0.046; Figur 4B), mellom venstre DC og den bilaterale rygg / rostral ACC (r = -0.566; p = 0.035; Figur 4C), og mellom venstre VRP og høyre IFG (r = -0.609; p = 0.021; Figur 4D). Vi brukte også spearman-korrelasjon for å oppdage assosiasjoner mellom det endrede FC og atferdstiltak. Resultatene av spearman-regresjon var de samme som for lineær regresjon. YIAS var korrelert med FC-styrke mellom de høyre VS-ene og det bilaterale dorsale caudatet (r = -0.594; p = 0.025). SCARED-score var assosiert med FC-styrke mellom høyre VS og det bilaterale rostrale ACC (r = -0.548; p = 0.042), og mellom venstre VRP og høyre IFG (r = -0.666; p = 0.009). SCARED-score hadde en trendkorrelasjon med FC-styrke mellom venstre DC og den bilaterale rygg / rostral ACC (r = -0.464; p = 0.095).

Diskusjon

Så vidt vi vet, er dette den første studien som undersøkte integriteten til de corticostriatal funksjonelle nettverk og sammenhenger mellom kretsnivåavvik og kliniske tiltak i IAD. For både IAD-personer og kontroller, repliserte vi funnene fra Di Martino et al. (2008), observere koblingsmønstre som stemmer overens med hypotetisert affektiv og motivasjon (inferior ventral striatum), kognitive (ventral putamen, dorsal caudate, superior ventral striatum) og motoriske (dorsal putamen) underavdelinger av striatum. Sammenlignet med kontroller viser IAD lignende tilkoblingsmønstre, men endrede tilkoblingsstyrker for hver striatum-underregion unntatt DRP. Videre fant vi at YIAS-score var negativt relatert med tilkoblingsstyrke mellom høyre VS og rygg caudate bilateralt, og SCARED-score var omvendt assosiert med tilkoblingsstyrker mellom høyre VS og den bilaterale rostrale ACC, mellom venstre DC og den bilaterale rygg / rostral ACC så vel som mellom venstre VRP og høyre IFG. Disse forholdene indikerer at alvorligere Internett-avhengighet, jo svakere tilkoblingsstyrker mellom disse regionene. Våre funn antyder at kortikostriatale funksjonelle kretsløp kan brukes som en kvalifisert biomarkør for å forstå de underliggende nevrale mekanismene for skade eller for å evaluere effektiviteten av spesifikke tidlige intervensjoner i IAD.

Avbrutte kortikostriatale funksjonelle kretsløp i IAD

I den nåværende studien viste VSi frø redusert tilkobling med caudatehodet, subgenual ACC og PCC i IAD-gruppen, en forbindelse som er kjent for å være viktig for affektiv og motiverende prosessering (Johansen-Berg et al., 2008; Beckmann et al., 2009). Funnet av redusert tilkobling mellom nucleus accumbens / VSi og caudate head innebærer endrede belønningsrelaterte funksjoner i IAD, noe som indikerer at internettmisbrukere foretrekker å velge mindre umiddelbare belønninger (dvs. umiddelbare euforiske effekter) i stedet for større belønninger som oppstår i fremtiden , for eksempel god helse, gode forhold eller suksess på arbeidsplassen (Irvine et al., 2013). Som nevnt ble nedsatt aktivering i caudatet etter kontinuerlig seier observert i IAD (Dong et al., 2013b). Subgenual ACC, en stor sannsynlighet for tilkobling med nucleus accumbens / VSi, er et kritisk knutepunkt i distribuerte nettverk med ansvar for negativ følelsesmessig vekker eller regulering (Johansen-Berg et al., 2008; Rudebeck et al., 2014). Tidligere hjernebildingsstudier viste at subgenual ACC er involvert i opplevelse av negative humøretilstander (Mayberg et al., 1999) og subgenual ACC er et mål med dyp hjernestimulering for behandling av depresjon (Liston et al., 2014). Nevropsykologiske studier avdekket at høye frekvenser av angst og humørsykdommer ble funnet hos personer med IAD (Bozkurt et al., 2013; Zhang et al., 2013). PCC, et sentralt hjerneområde i standardmodusnettverket, er involvert i selvreferensjonsfunksjoner (Vogt et al., 2006). Unormal gråstofftetthet (Zhou et al., 2011) og hvitstoffmikrostruktur (Dong et al., 2012a) i PCC ble rapportert hos IAD-individer. De kliniske psykologiske studiene fant også at universitetsstudenter på internettavhengighet har lavere selvstyringsevne og samarbeidsevne (Dalbudak et al., 2013a), noe som antyder at IAD-fag har lavere grad for selvreferensjonsfunksjoner. Samlet tyder funnene på reduserte forbindelser mellom VSi og caudatehodet, subgenual ACC og PCC at IAD-ungdommer viser unormal affektiv og motivasjonsbehandling.

Vårt funn av nedsatt tilkobling mellom caudatet (VS og DC) og den bilaterale rygg / rostrale ACC antyder dysfunksjon av krotostriatal-limbisk kretsløp involvert i kognitiv og emosjonell kontroll (Botvinick et al., 2004; Li og Sinha, 2008) i IAD. Dorsal ACC har blitt assosiert med vedlikehold av arbeidsminne, konfliktovervåking og feilbehandling samt rostral ACC er involvert i affektiv prosessering og emosjonell regulering (Bush et al., 2000). Som nevnt, ble lavere gråstofftetthet i venstre rygg ACC funnet i gruppen av strukturelle MR-data i våre tidligere studier (Zhou et al., 2011). En annen undersøkelse viste at IAD hadde et redusert gråstoffvolum i rostral ACC (Yuan et al., 2011). Større aktivitet i ACC ble også avslørt for interferensbetingelsen til stroopparadigmet (Dong et al., 2012b) og en metaanalyse viste at IAD hadde en betydelig hyperaktivering i medial frontal / ACC (Meng et al., 2014). Personer med IAD påviste også en svekket evne til å overvåke feil sammenlignet med kontroller, som var relatert til den sterkere aktiviteten i rygg ACC i feilresponser (Dong et al., 2013a). Atferdsstudier viste at IAD-individer var assosiert med lengre reaksjonstid og flere responsfeil under inkongruente forhold enn kontrollene uten IAD (Dong et al., 2011). Nedsatt tilkobling mellom VS og insula ble også rapportert i IAD. Insulaen har tidligere vist seg å være konsekvent aktivert under overvåkning av ytelse, og modulert av feilbevissthet (Menon og Uddin, 2010). En metaanalyseundersøkelse av hjerneavbildning antydet at insulaen er involvert i feilbevissthet (Klein et al., 2007). Dermed spiller insulaen en viktig rolle i feilprosessering når det gjelder å justere den menneskelige atferden. Som nevnt, IAD-personer hadde lavere gråstofftetthet (Zhou et al., 2011) og redusert kortikaltykkelse (Yuan et al., 2013) i insulaen. Dessuten er redusert insulær aktivering under feilbehandling tidligere funnet hos personer med IAD (Ko et al., 2014). Som substansavhengighet utgjør derfor forstyrret kognitiv kontroll og emosjonell stressbehandling sammen med tvangsmessig bruk av Internett kjernen i croticostriatal-limbiske funksjonsunderskudd hos IAD-avhengige.

IAD demonstrerte også redusert tilkobling mellom striatum (VS, DC og VRP) og IFG, en forbindelse som er kjent for å være involvert i hemmende kontroll (Chambers et al., 2009; Swick et al., 2011). Mangel på hemmende kontroll kan bidra til tap av kontroll over deres internettbruk og vedvarende bruk av online spill til tross for personlig nød, symptomer på psykologisk avhengighet og forskjellige negative konsekvenser. Epidemiologiske studier viste at ungdommer med IAD viste mer impulsivitet (dvs. mangel på responshemming) enn kontroller uten IAD (Cao et al., 2007; Dalbudak et al., 2013b). En nevropsykologisk studie viste nedsatt responshemming hos personer med IAD (Zhou et al., 2012). Et annet hendelsesrelaterte hjernepotensialer med Go / No-Go oppgavestudien demonstrerte at IAD-studentene hadde mindre effektivitet i informasjonsbehandling og lavere impulskontroll enn deres vanlige jevnaldrende (Dong et al., 2010). Personer med Internett-spillsykdom viste dessuten høyere hjerneaktivering når de behandlet responshemming over venstre frontlapp enn kontroller (Ko et al., 2014). Reduserte forbindelser mellom striatum (VS og DC) og pallidum og thalamus ble også funnet i IAD-gruppen. I corticostriatal kretsløp er pallidum utgangen av striatum og pallidum kobles til thalamus som rager ut til cortex (Alexander et al., 1986). Disse kretsløpene antas å være viktige for å fokusere og opprettholde ønsket atferd mens de undertrykker uønsket atferd (Haber og McFarland, 2001). IAD-individer er kjent for å ha vanskeligheter med responshemming, noe som sannsynligvis bidrar til tilbøyeligheten til tilbakefall i nærvær av internettrelaterte ledetråder. Derfor impliserer funnene at dårlig hemmende kontroll, redusert evne til å undertrykke automatisk og vanlig atferd, er utbredt hos personer med IAD.

Interessant nok viste IAD økt tilkobling mellom venstre DCP og de bilaterale caudale cigulatmotorområdene som ofte aktiveres under enkle armbevegelser (Shima og Tanji, 1998). Gitt internettmisbrukere bruker enorm tid på nettet og blir forbløffende dyktige og nøyaktige når det gjelder museklikking og tastaturtasting (Kuss og Griffiths, 2012), er det mulig at slike treningsprosesser kan indusere nevroplastiske endringer i de caudale cigulerende motorrelaterte områdene.

Forhold mellom kortikostriatale funksjonelle kretsløp og atferd i IAD

I denne studien undersøkte vi atferdskorrelatene til endringer av funksjonelle kortikostriatale kretsløp hos IAD-ungdommer. Reduksjon av FC-styrke mellom høyre VS-er og det bilaterale rygg-caudatet til IAD-individene korrelerte betydelig med økning av YIAS-poengsum; mens høyere SCARED-score syntes å være relatert til lavere FC-styrker mellom høyre VS og den bilaterale rostrale ACC, mellom venstre DC og den bilaterale rygg / rostral ACC, og mellom venstre VRP og høyre IFG. YIAS er et mye brukt spørreskjema for evaluering av avhengighet av Internett. Tidligere psykometriske studier rapporterte at IAD-fag hadde høyere YIAS-score enn de uten IAD (Cao og Su, 2007). Siden redusert tilkobling antas å indikere mer vanskeligheter med å koble til en krets når det er nødvendig, antydet denne observasjonen av den negative korrelasjonen mellom YIAS-score og tilkoblingsstyrke mellom de høyre VS-ene og det bilaterale ryggkodatet at IAD-personer med høyere YIAS-score syntes å oppsøke suprafysiologisk stimulering av Internett over naturlige belønninger. SCARED er et pålitelig og gyldig spørreskjema for egenrapport som måler symptomer på angstlidelser hos barn (Birmaher et al., 1997). Nevropsykologiske studier avdekket at IAD-ungdommer hadde betydelig høyere SCARED-score enn de uten IAD (Xiuqin et al., 2010). Den negative assosiasjonen mellom SCARED-score og tilkoblingsstyrker oppstår ved dysfunksjon av kortikostriatale kretsløp som er involvert i affeksjonsregulering. Videre indikerer funnene av signifikante assosiasjoner mellom tilkoblingsstyrke innenfor kortikostriatale kretsløp og atferdsfunksjoner at kortikostriatale nettverk kan tjene som en prediktor for avholdenhet eller et potensielt nytt behandlingsmål for IAD.

Sammenligninger med kortikostriatale funksjonelle kretser Abnormaliteter i rusavhengighet

Hviletilstand FC-studier har også vist sterke assosiasjoner mellom medikamentavhengighet og kortikostriatale funksjonelle kretsforstyrrelser. For eksempel ble økt FC observert mellom venstre ventral striatum og høyre OFC, og strekker seg til rostroventral ACC i kokainavhengighet (Wilcox et al., 2011). FC-styrken i den striatal-dorsolaterale PFC var positivt korrelert med mengden kokainbruk hos kokainbrukere, og balansen mellom striatal-dorsal ACC og striatal-anterior prefrontal / orbitofrontal cortex-kretser var signifikant assosiert med tap av kontroll over kokainbruk (Hu et al., 2015). Kronisk alkoholmisbruk har også en skadelig effekt på funksjonen innenfor de kortikostriatale kretsløp. For eksempel ble ryggstriatum-mOFC FC nedsatt (Lee et al., 2013) og den nedsatte forbindelsen foran føttri fødsel induserte unormal beslutningstaking og belønning og responshemming i alkoholavhengighet (Park et al., 2010b; Courtney et al., 2013; Forbes et al., 2014). Når det gjelder nikotinavhengighet, var den reduserte FC mellom ventral striatum og rygg fremre cingulert cortex negativt korrelert med nikotinavhengighetsgraden (Hong et al., 2009). Videre har økt FC mellom kjernen accumbens og ventral / rostral ACC og OFC, mellom høyre kaudat og bilateral midtre frontal gyrus og høyre overordnet frontal gyrus blitt observert hos kroniske heroinbrukere (Ma et al., 2010; Wang et al., 2013). Det ser derfor ut til at IAD og medikamentavhengighet er assosiert med til en viss grad lignende kortikostriatale funksjonelle kretsavvik i hjernen, noe som kan utgjøre en nevral signatur for disse former for avhengighet.

Begrensninger

Det er flere begrensninger som bør nevnes i denne studien. For det første var diagnosen IAD hovedsakelig basert på resultater av selvrapporterte spørreskjemaer, som i noen tilfeller kan føre til feilklassifisering. Derfor må diagnosen IAD foredles med standardiserte diagnostiske verktøy for å forbedre påliteligheten og gyldigheten. For det andre var utvalgsstørrelsen i studien relativt liten, og generalisering av funnene bør også være forsiktige. På grunn av denne begrensningen, bør resultatene anses som foreløpige og må reproduseres i fremtidige studier med større prøvestørrelse. For det tredje utelukker vi tilfeller som var komorbide med stoff og andre større psykiatriske lidelser, og resultatene bør generaliseres forsiktig til disse gruppene med komorbid rusmisbruk og andre psykiatriske sykdommer. For det fjerde ble ikke detaljer om sykdomsvarigheten registrert i denne studien. Derfor kan ikke noen sammenheng mellom underskuddene i corticostriatal funksjonelle kretsløp og varigheten av IAD bekreftes i denne studien. For det femte, på grunn av begrenset oppløsning fMRI-data for hviletilstand, undersøker vi FC basert på et lite antall underregioner i striatum, noe som kan føre til ufullstendig skildring av de corticostriatal funksjonelle kretsløp. Derfor trengte fMRI-data med høy oppløsning hviler for å løse dette problemet i fremtidige studier. Til slutt, uten prospektive undersøkelser, kunne ikke årsakssammenhengen mellom dysfunksjoner i de corticostriatal funksjonelle kretsløp og IAD besvares i denne studien. Fremtidige studier bør forsøke å identifisere årsakssammenhenger mellom IAD og de endrede funksjonene i kortikostriatal funksjon.

Konklusjon

Oppsummert brukte vi hviletilstand FC-analyse for å undersøke den corticostriatal funksjonelle arkitekturen hos IAD-ungdommer. Resultatene viser at IAD er preget av svekkelse av corticostriatal funksjonelle kretsløp som involverer affektiv og emosjonell prosessering, og kognitiv kontroll. Funnene antyder at IAD kan dele psykologiske og nevrale mekanismer med andre typer impulskontrollforstyrrelser og rusavhengighet. I tillegg indikerer assosiasjonene mellom tilkoblingsstyrken til corticostriatal kretser og atferdstiltak at corticostriatal kretser kan tjene som et potensielt nytt behandlingsmål for IAD, og ​​corticostriatal FC kan være verdifull når det gjelder å gi informasjon om prognose for IAD. Resultatene våre indikerer at den unormale corticostriatal FC i hviletilstand kan tjene som et in vivo biomarkør for testing av nye, potensielt mer effektive terapier for avhengighet av internett.

Forfatterbidrag

FL, YZ, YD, JX og HL sto for studiekonseptet og designen. YZ, LQ og ZZ bidro til innsamling av data. FL bistod med dataanalyse og tolkning av funn. FL utarbeidet manuskriptet. FL og HL ga kritisk revisjon av manuskriptet for viktig intellektuelt innhold. Alle forfattere kritisk gjennomgått innhold og godkjent sluttversjon for publisering.

Finansiering

Dette arbeidet ble delvis støttet av National Basic Research Program of China (973 Program) Grant No. 2011CB707802, and Natural Science Foundation of China (Nnr. 21221064, 81171302 og 81171325), og National Key Technology R & D Program Grant No.2007BAI17B03.

Interessekonflikt

Forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kunne tolkes som en potensiell interessekonflikt.

Fotnoter

1. ^ http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
2. ^ http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/AlphaSim.pdf

Referanser

Redigert av:

Charlotte A. Boettiger, University of North Carolina, USA

Anmeldt av:

Carol Seger, Colorado State University, USA
Sheng Zhang, Yale University, USA