Circuitos funcionais corticostriatais aberrantes em adolescentes com transtorno de dependência de internet (2015)

Introdução

O distúrbio do vício em internet (DAI), uma preocupação prevalente em saúde mental em todo o mundo, atraiu atenção considerável da comunidade pública e científica (Spada, 2014). No apêndice do recém-lançado Manual de Diagnóstico e Estatística da Edição de Transtornos Mentais, quinta edição (DSM-5), o transtorno de jogos pela Internet, um subtipo principal de DAI, está listado como um transtorno que requer estudo adicional (Petry e outros, 2014). IAD leva a conseqüências negativas na vida diária; entretanto, pouco se sabe sobre os biomarcadores, prevalência, evolução e resultados do tratamento associados à DAI.

Para compreender os mecanismos neurobiológicos subjacentes à DAI, estudos de imagem foram realizados para investigar anormalidades estruturais e funcionais associadas à DAI. As alterações estruturais e funcionais cerebrais associadas à DAI foram revistas em estudos anteriores em outros locais (Kuss e Griffiths, 2012; Ko et al., 2015; Lin e Lei, 2015). Em resumo, é mostrado consistentemente que o córtex pré-frontal (PFC) e estriado estão implicados na DAI. Os indivíduos com DAI reduziram as densidades / volumes de massa cinzenta (Yuan et al., 2011; Zhou e outros, 2011; Weng et al., 2013), espessura cortical (Hong et al., 2013a; Yuan et al., 2013), metabolismo da glicose (Tian et al., 2014) e ativação cerebral alterada (Dong et al., 2013a; Ko et al., 2014) no CPF, incluindo o CPF dorsolateral, o córtex orbitofrontal (OFC) e o córtex cingulado anterior (ACC). Foi também verificado que os adictos da DAI têm níveis mais baixos de receptores D2 de dopamina (Kim et al., 2011; Hou et al., 2012), metabolismo alterado da glicose (Park et al., 2010a) e ativação cerebral (Ko et al., 2014; Li et al., 2014) no estriado. Esses achados estão de acordo com o modelo fisiopatológico atual, enfatizando o papel proeminente do estriado e do CPF nos distúrbios de dependência (Goldstein e Volkow, 2011; Limbrick-Oldfield et al., 2013).

A conectividade funcional de estado de repouso (FC), que mede correlações inter-regionais da atividade cerebral espontânea de sinais de ressonância magnética funcional (BOLD) dependentes do nível de oxigênio no sangue, tem sido amplamente utilizada para investigar a organização funcional do cérebro. Com essa técnica, as evidências sugerem que os circuitos funcionais corticoestriais são críticos para o surgimento de comportamentos repetitivos e compulsivos, comportamentos habituais, comportamentos de busca de recompensa e de busca de novidades e comportamento aditivo (Feil et al., 2010; Pastor, 2013). Além disso, foram encontrados circuitos funcionais corticostriatais alterados no autismo (Di Martino e outros, 2011), transtorno obsessivo-compulsivo (Harrison e outros, 2009; Posner et al., 2014; Burguière et al., 2015) e transtorno da depressão maior (Furman et al., 2011). A rede corticostriatal interrompida também foi relatada em usuários frequentes de pornografia que estavam envolvidos em comportamentos relacionados a recompensa e dependência (Kühn e Gallinat, 2014). Estudos de imagem também demonstraram fortes ligações entre distúrbios do uso de substâncias e disfunção dentro dos circuitos funcionais corticostriatais (Feil et al., 2010; Volkow et al., 2013).

Anatomicamente, o estriado é uma estrutura heterogênea que pode ser dividida em sub-regiões, que está envolvida em circuitos corticostriatais funcionalmente segregados, sustentando diferentes funções cognitivas (Alexander et al., 1986; Choi et al., 2012; Gordon e outros, 2015; Manza et al., 2015). Por exemplo, parcelando caudado e putamen em três regiões, respectivamente, Di Martino et al. (2008) delinearam os padrões detalhados de circuitos funcionais corticostriatais que estão envolvidos em processos afetivos, motivacionais, cognitivos e motores (Di Martino e outros, 2008). Foi demonstrado em estudos anteriores que a conectividade funcional / efetiva entre o estriado e o córtex é reduzida em indivíduos com DAI (Hong et al., 2013b, 2015; Li et al., 2014; Wee et al., 2014). No entanto, a maioria desses estudos não investigou como os circuitos corticostriatais funcionalmente segregados específicos para as sub-regiões do estriado são afetados.

Portanto, no presente estudo, usamos um conjunto validado de seis sementes estriatais bilaterais (três sementes no caudado e três sementes no putâmen) para explorar alternâncias de circuitos funcionais corticostraciais específicos em adolescentes com DAI. Os objetivos são: (1) investigar diferenças na distribuição topográfica dos circuitos funcionais corticoestriatais entre adolescentes com DAI e controles saudáveis sem DAI; e (2) para esclarecer as relações entre os circuitos funcionais corticostriatais e as medidas neuropsicológicas em indivíduos com DAI.

Materiais e Métodos

Assuntos

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Renji da Faculdade de Medicina da Universidade Jiao Tong de Xangai. Os participantes e seus pais forneceram consentimento informado por escrito antes dos exames de ressonância magnética.

Dezoito adolescentes destros com controles saudáveis, com idade, sexo e educação pareados, do tipo IAD e 18 participaram deste estudo. O padr� de diagn�tico para DAI foi estabelecido pelo question�io de diagn�tico modificado de Young para crit�ios de depend�cia da Internet por Beard e Wolf (Barba e Lobo, 2001). Todos os indivíduos foram selecionados para transtornos psiquiátricos com o Mini International Neuropsychiatric Interview para crianças e adolescentes (MINI-KID; Sheehan et al., 2010). Os critérios de exclusão incluíram uma história de abuso ou dependência de substâncias; uma história de grandes transtornos psiquiátricos, como esquizofrenia, depressão, transtorno de ansiedade, episódios psicóticos ou hospitalização por transtornos psiquiátricos. Os sujeitos IAD não receberam tratamentos medicamentosos, enquanto um pequeno número de indivíduos IAD receberam psicoterapia. Os dados estruturais e de difusão da ressonância magnética desses indivíduos foram utilizados em nossos estudos anteriores (Zhou e outros, 2011; Lin et al., 2012). Para este estudo, os dados rs-fMRI de três controles e quatro sujeitos IAD foram descartados devido ao grande movimento da cabeça (consulte a Seção de pré-processamento). Como resultado, um total de quinze controles e quatorze indivíduos IAD foram utilizados no estudo. Informações demográficas detalhadas para todos os assuntos estão listadas na Tabela 1.

  

Tabela 1. Características demográficas e comportamentais dos sujeitos utilizados neste estudo.

Avaliações Neuropsicológicas

Seis questionários, incluindo a Young's Addiction Scale (YIAS); Jovem, 1996Questionário de Pontos Fortes e Dificuldades (SDQ; Goodman, 1997), Escala de Disposição de Gerenciamento de Tempo (TMDS; Huang e Zhang, 2001), Barratt Impulsiveness Scale-11 (BIS; Patton e outros, 1995), o Rastreio de Distúrbios Emocionais Relacionados à Ansiedade Infantil (SCARED; Birmaher et al., 1997) e Dispositivo de Avaliação Familiar (FAD; Epstein et al., 1983), foram utilizados para avaliar as características neuropsicológicas dos participantes.

Aquisição de imagem

Os exames de fMRI em estado de repouso foram realizados por uma ecocardiografia em um scanner médico 3.0 Tesla Phillips Achieva com os seguintes parâmetros: tempo de repetição = 2000 ms; tempo de eco = 30 ms; ângulo de viragem = 90 °; matriz de aquisição = 64 64; campo de visão = 230 230 mm²; Espessura da fatia = 4 mm sem folga. Cada volume cerebral composto por fatias axiais 34 e cada execução continha volumes 220. Durante a aquisição de dados, todos os sujeitos foram instruídos a descansar, manter os olhos fechados e não pensar em nada em particular.

Pré-processamento de dados

O pré-processamento de dados foi realizado usando o SPM8.¹ Os primeiros volumes 10 para cada assunto foram descartados para evitar os efeitos da instabilidade do sistema. Os volumes 210 restantes foram corrigidos para o atraso do tempo de aquisição e realinhados para o primeiro volume. Indivíduos com deslocamento máximo em qualquer direção maior que 2.0 mm ou rotação da cabeça maior que 2.0 ° foram excluídos deste estudo. Como resultado, dados de quatro indivíduos IAD e três controles foram excluídos. Os resultados mostraram que não houve diferenças no movimento da cabeça entre os dois grupos (p = 0.55 para movimento translacional e p = 0.43 para movimento rotacional). As imagens realinhadas foram então normalizadas espacialmente para o espaço do Instituto Neurológico de Montreal e reamostradas para um voxel isotrópico de 3 mm. As imagens normalizadas foram suavizadas com uma largura total de 6-mm no núcleo Gaussiano isotrópico até a metade e várias fontes de variâncias espúrias incluindo os parâmetros de movimento da cabeça, desvio linear, sinais BOLD globais e sinais BOLD na substância branca e no líquido cefalorraquidiano foram removidos através de regressão linear. Finalmente, a filtragem passa-banda temporal (0.01 - 0.08 Hz) foi realizada na série temporal de cada voxel usando uma janela retangular ideal.

Análise de Conectividade Funcional

Empregamos seis regiões bilaterais de interesse estriado previamente validadas (“sementes”; Di Martino e outros, 2008). As sementes caudadas incluíam o corpo estriado ventral inferior (VSi, correspondendo ao núcleo accumbens; 9, 9, 8), estriado ventral superior (VSs; 10, 15, 0) e caudado dorsal (DC; 13 , 15, 9). As sementes de Putamen incluíram o putâmen rostral ventral (VRP; 20, 12, 3), putâmen rostral dorsal (DRP; 25, 8, 6) e putâmen dorsal caudal (DCP; Â28, 1, 3 ). O raio para cada semente é 6 mm. As coordenadas para as sementes do hemisfério direito e esquerdo foram definidas no espaço MNI. Estas sementes foram validadas com base em subdivisões anatômicas e funcionais do corpo estriado e seus padrões de conectividade foram replicados independentemente (Di Martino e outros, 2008, 2011; Harrison e outros, 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon e outros, 2015; Manza et al., 2015).

Para cada sujeito, um mapa de coeficiente de correlação cruzada para cada semente foi obtido primeiramente calculando o coeficiente de correlação cruzada entre os cursos de tempo médio da sub-região de sementes e de cada voxel de todo o cérebro através da regressão dos efeitos do movimento da cabeça linear deriva, e atividade cerebral de fluido cerebrospinal e substância branca. E então o mapa do coeficiente de correlação cruzada foi convertido para z-valor de mapas por transformaçà £ o r-to-z de Fisher para se aproximar de uma distribuiçà £ o normal. o zmapas de valores foram inseridos em uma amostra de um voxel t teste para determinar os mapas do grupo FC com altura (p <0.001) e extensão (p <0.001) limiares corrigidos no nível do cérebro inteiro (Greicius et al., 2007). Os mapas do Grupo FC de ambos os indivíduos IAD e controles saudáveis foram combinados usando uma operação “OR” para gerar uma máscara combinada, que foi usada para restringir as análises subseqüentes entre os grupos. Então o zmapas de valor dentro desta máscara foram inseridos em uma amostra de dois voxels t teste com idade e sexo como covariáveis ​​para avaliar diferenças entre os grupos. O limiar combinado de p <0.005 para cada voxel e tamanho de cluster de 351-405 mm³ (esquerda (l) VSi: 351 mm³; direita (r) VSi: 378 mm³; lVSs: 405 mm³; rVSs: 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), correspondendo a uma p <0.05 foi usado para obter os mapas de diferenças significativas entre grupos de FC. Esta correção foi confinada dentro da máscara combinada e foi determinada por 5000 simulações de Monte Carlo usando o programa AFNI AlphaSim.²

Associações de comportamento cerebral

Análises de regressão múltipla step-wise com a força média da FC nas regiões mostrando o grupo - entre as diferenças FC como variável dependente e idade, sexo, escolaridade, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS e BIS como variáveis ​​independentes - foram realizadas para verificar se Os circuitos funcionais alterados estão correlacionados com os escores comportamentais.

Resultados

Medidas demográficas e comportamentais

Participantes no grupo IAD e grupo controle normal foram pareados em idade, sexo e anos de escolaridade. Não houve diferenças significativas na TMDS e no BIS entre os dois grupos, enquanto os indivíduos IAD apresentaram maior YIAS (p <0.0001), SDQ (p <0.0001), ASSUSTADOR (p <0.001) e FAD (p = 0.017) pontuações que os controles. As características demográficas e medidas comportamentais para IAD e controles foram listadas na Tabela 1.

Circuitos Funcionais Corticostriatais

Consistente com trabalhos anteriores, as análises FC baseadas em sementes forneceram mapas detalhados de circuitos funcionais distintos para cada uma das seis sementes no estriado por hemisfério. O padrão de FC para as sementes de caudado e putâmen foi mostrado nas Figuras 1, 2, respectivamente. Nossas descobertas recapitularam estudos prévios (Di Martino e outros, 2008, 2011; Harrison e outros, 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay et al., 2013; Gordon e outros, 2015; Manza et al., 2015) e eram consistentes com conectividade anatômica conhecidaHaber, 2003) e ativação funcional adaptada de uma meta-análise da literatura encarregada (Postuma e Dagher, 2006). Embora os padrões de FC estriado para indivíduos IAD e controles normais fossem similares para cada uma das seis sementes do estriado, a extensão do grupo IAD foi reduzida quando comparada com a do grupo controle. Resultados específicos são exibidos na Figura 3; Mesa 2 e estão descritos abaixo.

  

Figura 1. Mapas de conectividade funcional (FC) das sementes caudadas para cada grupo. Mapas FC para transtorno de dependência de Internet (IAD) adolescentes (vermelho) e controles normais (HC; amarelo) foram gerados separadamente e, em seguida, sobrepostos juntos para fins de exibição; A cor púrpura clara indica áreas sobrepostas para ambos os grupos. A coluna esquerda (direita) indica os mapas FC gerados pelas sementes caudadas esquerda (direita). A coluna do meio indica as sementes caudadas. O lado esquerdo da imagem corresponde ao hemisfério esquerdo do cérebro. VSi, estriado ventral inferior; VS, estriado ventral superior; DC, caudado dorsal.

  

Figura 2. Mapas de conectividade funcional (FC) das sementes de putâmen para cada grupo. Mapas FC para adolescentes IAD (vermelho) e controles normais (HC; amarelo) foram gerados separadamente e depois sobrepostos para fins de exibição; A cor púrpura clara indica áreas sobrepostas para ambos os grupos. A coluna da esquerda (direita) indica os mapas FC gerados pelas sementes de putâmen esquerda (direita). A coluna do meio indica as sementes de putâmen. O lado esquerdo da imagem corresponde ao hemisfério esquerdo do cérebro. VRP, putâmen rostral ventral; DRP, putâmen rostral dorsal; DCP, putâmen caudal dorsal.

  

Figura 3. Áreas cerebrais mostraram diferenças significativas na CF entre adolescentes com DAI e controles normais pareados (p <0.05, AlphaSim corrigido), quando as regiões de sementes estavam localizadas em (A) lVSi, (B) rVSi, (C) lVSs, (D) rVSs, (E) lDC, (F) rDC, (G) lVRP, e (H) lDCP. Para mais detalhes, consulte a Tabela 2. Cores quentes e frias indicam aumentos e diminuições de FC em IAD quando comparados com controles.

  

Tabela 2. Regiões que mostram diferenças significativas de conectividade funcional entre adolescentes com distúrbio de dependência de internet (DAI) e indivíduos de controle pareados (p <0.05, AlphaSim corrigido).

Estarte Ventral Superior e Inferior

Ambos os grupos exibiram um gradiente FC de divisões ventromedial a dorsolateral de pré-frontal e ACC indo de VSi para VSs. Além disso, o VSi mostrou correlação positiva significativa com o córtex cingulado posterior (PCC). Quando os mapas FC foram comparados entre os grupos, diferenças significativas foram observadas para o VSi e VSs. Em relação ao VSi, os adolescentes da DAI demonstraram redução significativa da CF com a cabeça caudada e o ACC subcaloso bilateralmente. FC diminuída também foi encontrada entre o VSi esquerdo e o PCC bilateralmente. Para a região de sementes VS, os indivíduos IAD exibiram FC menor com ACC dorsal / rostral e tálamo anterior ventral bilateralmente, e as áreas subcorticais esquerdas incluindo o putâmen, pallidum, ínsula e giro frontal inferior (IFG).

Caudado Dorsal

Em ambos os indivíduos IAD e controles saudáveis, a DC mostrou relações positivas com as regiões do cérebro envolvidas no controle cognitivo. Comparações diretas em grupo revelaram que o DAI apresentou diminuição da FC entre as CD e ACC dorsal / rostral bilateralmente. A CD esquerda também mostrou FC reduzida com o tálamo lateral ventral esquerdo, bem como a DC direita apresentou relações positivas mais baixas com o IFG esquerdo na DAI.

Dorsal Caudal e Dorsal Rostral Putamen

Consistente com seu papel no controle motor, as sementes de putâmen dorsal exibiram relações positivas significativas com as áreas sensório-motoras primárias e secundárias tanto para indivíduos IAD quanto saudáveis. No entanto, em relação aos controles saudáveis, a DAI apresentou aumento da CF entre o DCP esquerdo e a área motora do cíngulo caudal bilateralmente.

Putamen Rostral Ventral

A semente de VRP correlacionou-se positivamente com o ACC rostral e com o PFC dorsal lateral, comumente associado a processos de monitoramento de conflitos e erros relacionados. Embora a DAI tenha mostrado menor extensão do FC com outra região do cérebro, apenas a FC entre a VRP esquerda e IFG direita demonstrou diferenças significativas entre os grupos.

Associações de comportamento cerebral no IAD

Nos indivíduos IAD, escores mais altos no YIAS previram menor força da CF entre os VSs direitos e o caudado dorsal bilateral (r = −0.560; p = 0.038; Figura 4A). Além disso, escores SCARED mais elevados previram menor força da FC entre os VSs direitos e o ACC rostral bilateral (r = −0.540; p = 0.046; Figura 4B), entre o CD esquerdo eo CCR bilateral dorsal / rostral (r = −0.566; p = 0.035; Figura 4C), e entre o VRP esquerdo e o IFG direito (r = −0.609; p = 0.021; Figura 4D). Nós também usamos a correlação de Spearman para detectar associações entre o FC alterado e medidas de comportamento. Os resultados da regressão de Spearman foram semelhantes aos da regressão linear. YIAS foi correlacionado com a força da CF entre os VSs direitos e o caudado dorsal bilateral (r = −0.594; p = 0.025). Os escores SCARED foram associados à força da CF entre os VSs direitos e o ACC rostral bilateral (r = −0.548; p = 0.042), e entre o VRP esquerdo e o IFG direito (r = −0.666; p = 0.009). Os escores SCARED tiveram correlação de tendência com a força da CF entre a CD esquerda e o ACC bilateral dorsal / rostral (r = −0.464; p = 0.095).

  

Figura 4. Análise de correlação entre força da FC e medidas comportamentais dentro do grupo IAD. (UMA) Correlações entre a força do FC (indicada pela média z valor) do estriado ventral superior direito (rVSs) ao caudado dorsal e à escala de dependência de Young (YIAS; r = −0.560, p = 0.038). (B) Correlações entre a força do FC (indicada pela média z valor) das rVSs ao córtex cingulado anterior rostral (ACC) e a triagem para transtornos emocionais relacionados à ansiedade infantil (SCARED; r = −0.540, p = 0.046). (C) Correlações entre a força do FC (indicada pela média z valor) do caudado dorsal esquerdo (CDI) para o ACC rostral / dorsal e SCARED; (r = −0.566, p = 0.035). (D) Correlações entre a força do FC (indicada pela média z valor) do putâmen rostral ventral esquerdo (lVRP) para o giro frontal inferior direito (IFG) e SCARED (r = −0.609, p = 0.021).

Discussão

Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a investigar a integridade das redes funcionais corticoestriatais e as relações entre anormalidades no nível do circuito e medidas clínicas na DAI. Tanto para os sujeitos e controles IAD, nós replicamos os achados de Di Martino et al. (2008), observando padrões de conectividade compatíveis com hipóteses afetivas e de motivação (estriado ventral inferior), subdivisões cognitiva (putâmen ventral, caudado dorsal, estriado ventral superior) e motor (dorsal putamen) do corpo estriado. Quando comparados com os controles, os IAD mostram padrões de conectividade semelhantes, mas alteraram as forças de conectividade para cada sub-região do corpo estriado, exceto o DRP. Além disso, encontramos escores do YIAS negativamente relacionados com a força de conectividade entre o VS direito e o caudado dorsal bilateralmente, e os escores SCARED foram inversamente associados com as forças de conectividade entre o VS direito e o ACC rostral bilateral, entre o CD esquerdo e dorsal bilateral / ACC rostral, bem como entre o VRP esquerdo e o IFG direito. Essas relações indicam que quanto mais grave o vício da Internet, mais fracas as forças de conectividade entre essas regiões. Nossos achados sugerem que os circuitos funcionais corticoestriais podem ser usados ​​como um biomarcador qualificado para entender os mecanismos neurais subjacentes da lesão ou para avaliar a eficácia de intervenções precoces específicas na DAI.

Circuitos Funcionais Corticostriatais Rompidos na IAD

No presente estudo, a semente VSi apresentou diminuição da conectividade com a cabeça caudada, ACC subgenual e PCC no grupo IAD, uma conexão conhecida por ser importante para o processamento afetivo e motivacional (Johansen-Berg et al., 2008; Beckmann et al., 2009). O achado de conectividade reduzida entre o nucleus accumbens / VSi e cabeça caudada implica as funções relacionadas a recompensa alteradas em IAD, indicando que viciados em Internet podem preferir selecionar recompensas imediatas menores (isto é, efeitos eufóricos imediatos) ao invés de recompensas maiores que ocorrem no futuro , como boa saúde, bons relacionamentos ou sucesso ocupacional (Irvine e outros, 2013). Como observado, a ativação diminuída no caudado após vitórias contínuas foi observada em DAI (Dong et al., 2013b). O ACC subgenual, uma alta probabilidade de conectividade com o nucleus accumbens / VSi, é um centro crítico dentro das redes distribuídas responsáveis ​​pelo despertar emocional negativo ou pela regulação (Johansen-Berg et al., 2008; Rudebeck et al., 2014). Estudos anteriores de imagem cerebral mostraram que o ACC subgenual está implicado na experiência de estados de humor negativos (Mayberg et al., 1999) e ACC subgenual é um alvo com estimulação cerebral profunda para o tratamento da depressão (Liston e outros, 2014). Estudos neuropsicológicos revelaram que altas taxas de transtornos de ansiedade e de humor foram encontradas em indivíduos com DAI (Bozkurt et al., 2013; Zhang et al., 2013). O PCC, uma região central do cérebro da rede de modo padrão, está implicado em funções autorreferenciais (Vogt et al., 2006). Densidade anormal da massa cinzenta (Zhou e outros, 2011) e microestrutura da substância branca (Dong et al., 2012a) no CCP foram relatados em indivíduos com DAI. Os estudos clínicos psicológicos também descobriram que os estudantes universitários de vício em internet têm menor escore de autodireção e cooperatividade (Dalbudak et al., 2013a), sugerindo que os sujeitos da DAI possuem menor grau para funções autorreferenciais. Em conjunto, os achados de reduzida conectividade entre o VSi e a cabeça caudada, ACC subgenual e PCC indicam que os adolescentes da DAI mostram um processamento afetivo e motivacional anormal.

Nosso achado de diminuição da conectividade entre o CAV (VS e DC) e o ACC dorsal / rostral bilateral implica em disfunção dos circuitos lombo-triatura-límbicos envolvidos no controle cognitivo e emocional (Botvinick et al., 2004; Li e Sinha, 2008) no IAD. O ACC dorsal tem sido associado à manutenção da memória de trabalho, monitoramento de conflitos e processamento de erros, assim como o ACC rostral está envolvido no processamento afetivo e na regulação emocional (Bush e outros, 2000). Como observado, menor densidade de massa cinzenta no ACC dorsal esquerdo foi encontrada na coorte de dados estruturais de ressonância magnética em nossos estudos anteriores (Zhou e outros, 2011). Outra pesquisa mostrou que a DAI apresentou diminuição do volume de massa cinzenta no CCR rostral (Yuan et al., 2011). Maior atividade no ACC também foi revelada para a condição de interferência do paradigma stroop (Dong et al., 2012b) e uma meta-análise mostrou que a DAI teve uma hiperativação significativa no frontal medial / ACC (Meng et al., 2014). Indivíduos com IAD também demonstraram uma capacidade de monitoramento de erro prejudicada em comparação com controles, o que foi relacionado com a atividade mais forte no ACC dorsal em respostas de erro (Dong et al., 2013a). Estudos comportamentais mostraram que os indivíduos IAD foram associados com maior tempo de reação e mais erros de resposta em condições incongruentes do que os controles sem IAD (Dong et al., 2011). A conectividade reduzida entre VSs e insula também foi relatada no IAD. A ínsula já foi mostrada anteriormente para ser ativada de forma consistente durante o monitoramento de desempenho e modulada pela percepção de erros (Menon e Uddin, 2010). Um estudo de meta-análise de imagens do cérebro sugeriu que a ínsula está envolvida na percepção de erros (Klein et al., 2007). Assim, a ínsula desempenha um papel importante no processamento de erros em termos de ajuste do comportamento humano. Como observado, os indivíduos IAD exibiram menor densidade de massa cinzenta (Zhou e outros, 2011) e diminuição da espessura cortical (Yuan et al., 2013) na ínsula. Além disso, a ativação insular diminuída durante o processamento de erros foi previamente encontrada em indivíduos com DAI (Ko et al., 2014). Portanto, a dependência de substâncias, o controle cognitivo interrompido e o processamento de estresse emocional, juntamente com o uso compulsivo da Internet, constituem o cerne dos déficits funcionais lúcio-triatura-límbicos em dependentes de DAI.

A DAI também demonstrou diminuição da conectividade entre o estriado (VSs, DC e VRP) e o IFG, uma conexão conhecida por estar envolvida no controle inibitório (Chambers et al., 2009; Swick e outros, 2011). Os déficits no controle inibitório podem contribuir para a perda de controle sobre o uso da Internet e a persistência no uso de jogos on-line, apesar do sofrimento pessoal, dos sintomas de dependência psicológica e das diversas consequências negativas. Estudos epidemiológicos mostraram que adolescentes com DAI exibiam mais impulsividade (ou seja, déficits na inibição da resposta) do que controles sem DAI (Cao e outros, 2007; Dalbudak et al., 2013b). Um estudo neuropsicológico demonstrou inibição da resposta prejudicada em indivíduos com DAI (Zhou e outros, 2012). Outro potencial cerebral relacionado ao evento com o estudo da tarefa Go / No-Go demonstrou que os alunos IAD tiveram menos eficiência no processamento de informações e menor controle de impulsos do que seus pares normais (Dong et al., 2010). Além disso, os indivíduos com distúrbio de jogos na Internet exibiram maior ativação cerebral ao processar a inibição da resposta sobre o lobo frontal esquerdo do que os controles (Ko et al., 2014). Conexões reduzidas entre estriado (VSs e DC) e pallidum e tálamo também foram encontradas no grupo IAD. Nos circuitos corticoestriatais, o pallidum é a saída do estriado e o pallidum se conecta ao tálamo que se projeta para o córtex (Alexander et al., 1986). Esses circuitos são considerados importantes para focalizar e manter os comportamentos desejados, ao mesmo tempo em que suprimem comportamentos indesejáveis ​​(Haber e McFarland, 2001). Sabe-se que os indivíduos com DAI têm dificuldades com a inibição da resposta, o que provavelmente contribui para sua propensão à recaída na presença de sinais relacionados à Internet. Portanto, os achados implicam que o controle inibitório deficiente, a diminuição da capacidade de suprimir comportamentos automáticos e habituais, é prevalente em indivíduos com DAI.

Curiosamente, os DAI mostraram maior conectividade entre o DCP esquerdo e as áreas motoras do cíngulo bilateral caudal, que são freqüentemente ativadas durante movimentos simples do braço (Shima e Tanji, 1998). Os viciados em Internet gastam uma quantidade enorme de tempo on-line e se tornam incrivelmente habilidosos e precisos em cliques de mouse e digitação de teclado (Kuss e Griffiths, 2012), é possível que tais processos de treinamento possam induzir alterações neuroplásticas nas áreas relacionadas ao motor cigulado caudal.

Relações entre Circuitos Funcionais Corticostriatais e Comportamento em IAD

Neste estudo, investigamos os correlatos comportamentais das alterações dos circuitos funcionais corticoestriatais em adolescentes com DAI. A redução da força CF entre os VSs direitos e o caudado dorsal bilateral dos sujeitos IAD correlacionou-se significativamente com o aumento do escore YIAS; enquanto escore SCARED mais alto parece estar relacionado com menores intensidades FC entre o VS direito e o ACC rostral bilateral, entre a CD esquerda e o ACC dorsal / rostral bilateral, e entre a PRV esquerda e IFG direita. O YIAS é um questionário amplamente utilizado para avaliar a dependência da Internet. Estudos psicométricos anteriores relataram que os indivíduos IAD tinham escores YIAS mais elevados do que aqueles sem IAD (Cao e Su, 2007). Uma vez que a conectividade reduzida parece indicar mais dificuldade em envolver um circuito quando necessário, essa observação da correlação negativa entre os escores do YIAS e a força de conectividade entre os VSs direitos e o caudado dorsal bilateral implicava que os indivíduos IAD com maiores escores de YIAS pareciam procurar estimulação suprafisiológica da Internet sobre recompensas naturais. O SCARED é um questionário de autorrelato confiável e válido que mede os sintomas de transtornos de ansiedade em crianças (Birmaher et al., 1997). Estudos neuropsicológicos revelaram que os adolescentes DAI tinham escore SCARED significativamente maior do que aqueles sem DAI (Xiuqin et al., 2010). A associação negativa entre os escores SCARED e as forças de conectividade surge da disfunção dos circuitos corticoestriais envolvidos na regulação da afetividade. Além disso, os achados de associações significativas entre a força de conectividade dentro dos circuitos corticoestriatais e as características comportamentais indicam que as redes corticoestriatais podem servir como um preditor de abstinência ou um potencial novo alvo de tratamento para a DAI.

Comparações com Anormalidades dos Circuitos Funcionais Corticostriatais na Toxicodependência

Estudos em FC em estado de repouso também demonstraram fortes associações entre dependência de drogas e anormalidades nos circuitos funcionais corticoestriatais. Por exemplo, o aumento da FC foi observado entre o estriado ventral esquerdo e o OFC direito, estendendo-se para ACC rostroventral na dependência de cocaína (Wilcox e outros, 2011). A força da CF dentro do CPF estriado-dorsolateral correlacionou-se positivamente com a quantidade de uso de cocaína nos usuários de cocaína, e o equilíbrio entre o CCE estriado-dorsal e os circuitos estriado-anterior pré-frontal / orbitofrontal foi significativamente associado à perda de controle sobre o uso de cocaína (Hu et al., 2015). O abuso crônico de álcool também tem um efeito deletério sobre a função dentro dos circuitos corticoestriatais. Por exemplo, o striatum mOFC FC dorsal foi prejudicado (Lee et al., 2013) e a conectividade frontostriatal prejudicada induziu tomada de decisão anormal e inibição de recompensa e resposta na dependência de álcool (Park et al., 2010b; Courtney et al., 2013; Forbes et al., 2014). Quanto à dependência da nicotina, a diminuição da FC entre o corpo estriado ventral e o córtex cingulado anterior dorsal correlacionou-se negativamente com a gravidade da dependência de nicotina (Hong et al., 2009). Além disso, o FC aumentado entre o núcleo accumbens e ACC ventral / rostral e OFC, entre o giro frontal médio caudado direito e bilateral e o giro frontal superior direito foi observado em usuários crônicos de heroína (Ma et al., 2010; Wang et al., 2013). Parece, portanto, que a DAI e a toxicodependência estão associadas, em certa medida, a anormalidades semelhantes dos circuitos funcionais corticoestriatais no cérebro, o que pode constituir uma assinatura neural para essas formas de dependência.

Limitações

Existem várias limitações que devem ser mencionadas neste estudo. Em primeiro lugar, o diagnóstico de DAI baseou-se principalmente em resultados de questionários autorreferidos, que podem potencialmente resultar em erros de classificação em alguns casos. Portanto, o diagnóstico de DAI precisa ser aperfeiçoado com ferramentas de diagnóstico padronizadas para melhorar a confiabilidade e a validade. Em segundo lugar, o tamanho da amostra no estudo foi relativamente pequeno e a generalização dos resultados também deve ser cautelosa. Devido a essa limitação, os resultados devem ser considerados preliminares e precisam ser replicados em estudos futuros com um tamanho amostral maior. Em terceiro lugar, excluímos os casos que foram comórbidos com substância e outros transtornos psiquiátricos importantes, e os resultados devem ser generalizados com cautela para esses grupos com abuso de drogas comórbidos e outras doenças psiquiátricas. Em quarto lugar, detalhes da duração da doença não foram registrados neste estudo. Portanto, qualquer associação entre os déficits nos circuitos funcionais corticoestriatais e a duração da DAI não pôde ser confirmada neste estudo. Em quinto lugar, devido à resolução limitada de dados de ressonância magnética em estado de repouso, examinamos a FC com base em um pequeno número de sub-regiões no estriado, o que pode levar a uma descrição incompleta dos circuitos funcionais corticostriatais. Portanto, dados de ressonância magnética em estado de repouso de alta resolução precisavam ser usados ​​para resolver esse problema em estudos futuros. Por fim, sem investigações prospectivas, as relações causais entre disfunções dos circuitos funcionais corticoestriatais e DAI não puderam ser respondidas neste estudo. Estudos futuros devem tentar identificar as relações causais entre DAI e as vias funcionais corticoestriais alteradas.

Conclusão

Em resumo, utilizamos a análise FC em estado de repouso para investigar a arquitetura funcional corticostriatal em adolescentes IAD. Os resultados demonstram que a DAI é caracterizada pelo comprometimento dos circuitos funcionais corticoestriatosos envolvendo processamento afetivo e emocional, e controle cognitivo. Os achados sugerem que a DAI pode compartilhar mecanismos psicológicos e neurais com outros tipos de transtornos de controle de impulsos e dependência de substâncias. Além disso, as associações entre a força de conectividade dos circuitos corticoestriatais e as medidas comportamentais indicam que os circuitos corticoestriatal podem servir como um novo alvo potencial de tratamento para DAI, e FC corticostriatal pode ser valiosa para fornecer informações sobre o prognóstico para DAI. Nossos resultados indicam que o FC corticostriatal anormal em estado de repouso pode servir como in vivo biomarcador para testar novas terapias potencialmente viciantes para a Internet.

Contribuições do autor

FL, YZ, YD, JX e HL foram responsáveis ​​pelo conceito e design do estudo. YZ, LQ e ZZ contribuíram para a aquisição de dados. FL auxiliou na análise de dados e interpretação dos resultados. FL elaborou o manuscrito. FL e HL forneceram revisão crítica do manuscrito quanto a conteúdo intelectual importante. Todos os autores revisaram criticamente o conteúdo e aprovaram a versão final para publicação.

Métodos

Este trabalho foi parcialmente financiado pelo Programa Nacional de Pesquisa Básica da China (Programa 973) Subvenção nº 2011CB707802 e Fundação de Ciências Naturais da China (Nos. 21221064, 81171302 e 81171325) e pela Subvenção do Programa Nacional de P&D de Tecnologia Principal No.2007BAI17B03.

Declaração de conflito de interesse

Os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Notas de rodapé

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

Referências

Editado por:

Charlotte A. BoettigerUniversidade da Carolina do Norte, EUA

Revisados ​​pela:

Carol Seger, Colorado State University, EUA
Sheng ZhangUniversidade de Yale, EUA