Comentários: os exames de fMRI detectam anomalias nos cérebros das pessoas com Perturbação da Dependência da Internet.
Chin Med J (Engl). 2010 Jul; 123 (14): 1904-8.
Liu J, Gao XP, Osunde I, Li X, Zhou SK, Zheng HR, Li LJ.
fonte
Instituto de Saúde Mental, o segundo Xiangya Hosipital, Universidade Central do Sul, Changsha, Hunan 410011, China.
Abstrato:
Fundo:
Transtorno de adição à Internet (IAD) está se tornando um sério problema de saúde mental entre os adolescentes chineses. A patogênese da DAI, no entanto, permanece obscura. O objetivo deste estudo foi aplicar o método de homogeneidade regional (ReHo) para analisar a característica funcional encefálica de estudantes universitários de IAD em estado de repouso.
Métodos:
A imagem de ressonância magnética funcional (fMRI) foi realizada em estudantes universitários 19 IAD e controles 19 em repouso. O método ReHo foi utilizado para analisar as diferenças entre o ReHo médio em dois grupos.
Resultados:
As seguintes regiões do encéfalo ReHo aumentadas foram encontradas no grupo IAD comparado ao grupo controle: cerebelo, tronco cerebral, giro cingulado direito, para-hipocampo bilateral, lobo frontal direito (giro retal, giro frontal inferior e giro médio frontal), giro frontal superior esquerdo, precuneus esquerdo giro pós-central direito, giro occipital médio direito, giro temporal inferior direito, giro temporal superior esquerdo e giro temporal médio. As regiões diminuídas do cérebro ReHo não foram encontradas no grupo IAD em comparação com o grupo controle.
Conclusões:
Há anormalidades na homogeneidade regional em estudantes universitários IAD em comparação com os controles e o aprimoramento da sincronização na maioria das regiões encefálicas podem ser encontrados. Os resultados refletem a mudança funcional do cérebro em estudantes universitários da IAD. As conexões entre o aumento da sincronização entre o cerebelo, o tronco cerebral, o lobo límbico, o lobo frontal e o lobo apical podem ser relativas às vias de recompensa.
O uso da Internet aumentou consideravelmente nos últimos anos. Dados do Centro de Informações da Rede de Internet da China (em dezembro de 31, 2008) mostraram que 298 milhões de pessoas acessaram a Internet, das quais 60% eram adolescentes abaixo de 30 anos de idade. Com este crescente número de usuários da Internet, o problema do distúrbio do vício em internet atraiu a atenção de psiquiatras, educadores e do público. Transtorno de adição à Internet está se tornando um sério problema de saúde mental entre os adolescentes chineses. Chou e Hsiao 1 relataram que a taxa de incidência de vício em internet entre estudantes universitários de Taiwan foi 5.9%. Wu e Zhu2 identificaram 10.6% de estudantes universitários chineses como viciados em Internet. A patogênese da DAI, no entanto, permanece obscura.
A ressonância magnética no estado de repouso, no entanto, tem atraído mais atenção recentemente, porque os participantes do estudo são instruídos a simplesmente permanecer imóveis e manter os olhos fechados durante a ressonância magnética funcional. Portanto, a fMRI em estado de repouso tem a vantagem prática da aplicação clínica. No presente estudo de fMRI em estado de repouso, um método de homogeneidade regional (ReHo) recentemente relatado foi usado para analisar o sinal dependente de oxigênio no sangue (BOLD) do cérebro.3 Espera-se que a fMRI no estado de repouso permita uma nova percepção do fisiopatologia da DAI.
MÉTODOS
Assuntos
De acordo com critérios YDQ modificados por Beard e Wolf, 3 de julho 2008 a maio 2009, 19 IAD (11 machos e 8 fêmeas; idade média de (21.0 ± 1.3) anos com intervalo de 18 a 25 anos) e 19 indivíduos (idade média de (20.0 ± 1.8) anos com intervalo de 18 a 25 anos) foram submetidos a ressonância magnética funcional em repouso no nosso hospital. Os sujeitos eram todos destros, conforme medido pelo Inventário de Edimburgo. Nenhum indivíduo tomou qualquer medicação que pudesse afetar a excitabilidade cerebral. Todos os sujeitos tiveram um exame neurológico normal. Eles atenderam aos seguintes critérios de inclusão: 1) os principais critérios 5 devem ser atendidos no Questionário de Diagnóstico para o Vício da Internet (Beard3 - “Critérios 5 + 1”) e atender a qualquer um dos três critérios restantes. 2) a duração do ataque foi ≥6 horas por dia durante os meses 3. 3) função social significativamente prejudicada, incluindo declínio no desempenho acadêmico, incapaz de manter a aprendizagem escolar normal. Os indivíduos não relataram história de doença neurológica de esquizofrenia, depressão e dependência de substância ou transtorno psiquiátrico. Não houve diferença estatisticamente significativa na idade, sexo ou níveis educacionais entre o grupo IAD e o grupo controle. O Comitê de Pesquisa do Segundo Xiangya Hosipital, afiliado à Universidade do Sul Central, aprovou o estudo. Todos os indivíduos deram seu consentimento informado por escrito para o estudo.
Exame de ressonância magnética
As imagens foram adquiridas em um scanner Siemens Tesla Trio Tim 3.0T com gradientes de alta velocidade. A cabeça do participante foi posicionada com uma bobina de cabeça padrão. O acolchoamento de espuma foi fornecido para restringir o movimento da cabeça. Imagens axiais de alta resolução ponderadas em T1 e T2 foram obtidas em todos os sujeitos. Durante o estado de repouso fMRI, os indivíduos foram instruídos a manter os olhos fechados, a permanecer imóveis ou não pensar nada em particular. Os seguintes parâmetros foram usados para imagens anatômicas T1 axialmente: 3080/12 ms (TR / TE), 36 cortes, matriz 256 × 256, campo de visão de 24 cm (FOV), espessura de seção de 3 mm e lacuna de 0.9 mm, 1 NEX, ângulo de inversão = 90. Nos mesmos locais para cortes anatômicos, as imagens funcionais foram adquiridas usando uma sequência de imagem ecoplanar com os seguintes parâmetros: 3000/30 ms (TR / TE), 36 cortes, matriz 64 × 64, campo de visão de 24 cm (FOV), Espessura de seção de 3 mm e lacuna de 0.9 mm, 1 NEX, ângulo de rotação = 90. Cada varredura de fMRI durou 9 minutos.
Análise estatística
Os dados do fMRI de cada sujeito continham 180 pontos no tempo. Os primeiros cinco pontos de tempo de dados de fMRI foram descartados por causa da instabilidade do sinal inicial de MRI e adaptação dos participantes à circumatância, deixando 175 volumes. Os 175 volumes restantes foram pré-processados usando o software Statistical Parametric Mapping 2 (SPM2) (London University, Grã-Bretanha). Eles foram corrigidos no tempo de corte e alinhados à primeira imagem de cada sessão para correção de movimento, normalizados espacialmente para MNI e foram suavizados com um filtro gaussiano de 8 mm de largura total na metade do máximo (FWHM) para reduzir o ruído e as diferenças residuais na anatomia giral. Todos os indivíduos tiveram deslocamento máximo inferior a 0.5 mm em X, Y, Z e 1.0 ° de movimento angilar durante toda a varredura de fMRI. Nenhum sujeito foi excluído. Um filtro temporal (0.01 Hz <f <0.08 Hz) foi aplicado para remover desvios de baixa frequência e ruído fisiológico de alta frequência.
Usamos o coeficiente de concordância de Kendall (KCC) 4 para medir a homogeneidade regional da série temporal de um determinado voxel com seu voxel vizinho 26 mais próximo de maneira voxel. O KCC pode ser calculado pela seguinte fórmula:
Onde W é o KCC de um cluster, variando de 0 a 1; Ri é a classificação da soma do i-ésimo ponto no tempo, n é o número de pontos no tempo de cada série temporal de voxel (aqui n = 175); = ((n + 1)) / 2 é a média dos Ri's; k é o número de voxels no cluster (aqui k = 27). O mapa W individual foi obtido em uma base de voxel por voxel para cada conjunto de dados de sujeito. O programa acima foi codificado no Matrix Laboratory (MATLAB, MathWorks Inc., Natick, EUA)
Para explorar a diferença ReHo entre os IADs e controles, um teste t de duas amostras de efeito aleatório de segundo nível foi realizado nos mapas ReHo individuais de forma voxel por voxel. O mapa estatístico resultante foi definido em um limite combinado de P <0.001 e um tamanho mínimo de cluster de 270 mm3, o que resulta em um limite corrigido de P <0.05.
PREÇO/ RESULTADOS
Para todos os indivíduos, nenhuma alteração patológica significativa foi encontrada com RM de alta resolução T1 e T2. O grupo IAD mostrou aumento das regiões cerebrais no ReHo no estado de repouso em comparação com os controles. O ReHo aumentado foi distribuído sobre o cerebelo, tronco cerebral, giro cingulado direito, para-hipocampo bilateral, lobo frontal direito (giro retal, giro frontal inferior e giro médio frontal), giro frontal superior esquerdo, precuneus esquerdo, giro pós-central direito, giro occipital médio direito , giro temporal inferior direito, giro temporal superior esquerdo e giro temporal médio. A diminuição do ReHo no grupo IAD não foi encontrada (Figura e Tabela).
Figura. Diferentes áreas do cérebro com ReHo aumentado em imagens combinadas de IADs e controles obtidos pelo software SPM2. A: cerebelo. B: tronco cerebral. C: giro cingulado direito. D: para-hipocampo direito. E: para-hipocampo esquerdo. F: giro frontal superior esquerdo. Essas regiões têm o valor ReHo mais alto: IADs> controles. L: esquerda. R: certo. O cruciforme azul representa regiões de atividade do cérebro. Um teste t de uma amostra foi realizado nos mapas ReHo individuais de forma voxel a voxel entre os IADs e os controles. Os dados dos dois grupos foram testados usando o teste t de duas amostras. O mapa estatístico final foi estabelecido em um limite combinado de P <0.001 e um tamanho mínimo de cluster de 270 mm3, o que resulta em um limite corrigido de P <0.05.
Mesa. Regiões cerebrais com homogeneidade regional anormal em IADs em comparação com os controles
DISCUSSÃO
Método ReHo sobre fMRI
ReHo método, uma nova maneira de analisar os dados fMRI sob o estado de repouso. 4 A hipótese da teoria básica do método ReHo é que um dado voxel é temporalmente semelhante aos seus vizinhos. Ele mede a ReHo da série temporal do sinal BOLD regional. Portanto, ReHo reflete a homogeneidade temporal do sinal BOLD regional, em vez de sua densidade. O ReHo pode detectar a atividade nas diferentes regiões do cérebro. O método ReHo já está sendo aplicado com sucesso ao estudo de Parkinson, Alzheimer, depressão, transtorno do déficit de atenção e hiperatividade, esquizofrenia e epilepsia.5-10 No entanto, nenhum jamais detectou a atividade cerebral de DAI por meio de ressonância magnética funcional em repouso.
Características e significado das regiões aumentadas de cérebro ReHo em DAI em comparação com os controles
Comparado com os controles, o grupo experimental descobriu que as regiões aumentadas do cérebro ReHo estavam distribuídas sobre o cerebelo, tronco cerebral, giro cingulado direito, para-hipocampo bilateral, lobo frontal direito (giro retal, giro frontal inferior e giro médio frontal), giro frontal superior esquerdo , precuneus esquerdo, giro pós-central direito, giro occipital médio direito, giro temporal inferior direito, giro temporal superior esquerdo e giro temporal médio. Representa o aumento da atividade nervosa.
Estudos mostraram que o cerebelo tem funções cognitivas de alto nível, como consciência de linguagem e assim por diante. Existe uma extensa conexão funcional entre o cerebelo e o cérebro, o que ajuda a regular a atividade cognitiva, o pensamento e as emoções até certo ponto. Há junção fibrosa entre o mesencéfalo e cerebelo, cerebelo e tálamo, cerebelo e cérebro, por exemplo, lobo pré-frontal. Pesquisadores descobriram as correlações entre as anormalidades estruturais do cerebelo e a manifestação clínica de certas doenças mentais.11 Estudos descobriram em pacientes com esquizofrenia que o lobo pré-frontal do cerebelo e as conexões cerebelo-tálamo estavam enfraquecidas, mas a conexão tálamo-lobo pré-frontal estava aumentada.
O giro cingulado que pertence ao sistema límbico está localizado no topo do corpo caloso. Juntamente com o giro para-hipocampal, foi considerada a região de transição do córtex heterotípico e do neocórtex, também conhecido como mesocórtex. O cingutato anterior regula as reações e serve como um integrador sensorial na regulação da congnição. A função primária cingulada anterior é o monitoramento do conflito. O cingulado posterior estava envolvido no processo de senso visual e sensorimotor. 15-18
Os hipocampos do mesencéfalo e do subiculum desempenham um papel importante no sistema dopaminérgico mesolímbico. O núcleo tegmentar ventral é uma parte importante da via de recompensa e existem conexões extensas entre o mesencéfalo e o cerebelo, além do mesencéfalo e do cérebro. O aumento da sincronização da reatividade do mesencéfalo, cerebelo, giro do cíngulo e giro para-hipocampal é consistente com a via recompensadora de adição de substância. Indicou que, até certo ponto, as conexões da via de recompensa no IAD aumentaram.
O estudo encontrou ReHo aumentado na região temporal e região occipital, o que sugere a sincronização elevada no grupo IAD que o grupo controle. Isso pode ser causado pelo comportamento do viciado, como entrar em contato com frequência com a imagem da rede, entregar-se à barulhenta barra da Internet ou ao som do jogo. O centro óptico e auditivo, que tem sido estimulado repetidamente por um longo tempo, torna-se facilmente excitado ou tem uma excitabilidade elevada. A principal função do lobo temporal é regular a percepção sensorial, incluindo o processamento visual e auditivo através do córtex associado primário e secundário. O ReHo aumentado no córtex do lobo temporal, serve como fator intensificador positivo para se revelar como um viciado em Internet. Os comportamentos repetitivos que navegam na internet do IAD merecem mais pesquisas.
Por fMRI, Bartzokis et al19 descobriram que o volume do lobo frontal e do lobo temporal foram significativamente reduzidos em pessoas dependentes de cocaína e anfetamina, enquanto a massa cinzenta do lobo temporal em pessoas dependentes de cocaína reduziu óbviamente com o aumento da idade. Indicou que a dependência de cocaína pode acelerar a redução da massa cinzenta do lobo temporal, e a redução do lobo frontal e do lobo temporal pode ser o marcador de identificação do comportamento de dependência. A variação da ReHo no córtex do lobo temporal do viciado em Internet, pode ser o sinal inicial de mudança na estrutura de barin e, até certo ponto, pode significar a anormalidade da função cerebral. Modell et al 20 descobriram ativação entre o núcleo caudado, corpora striata, tálamoencefálico, córtex do lobo frontal em álcool e drogas por fMRI. Tremblay e Schultz21 descobriram que a função dos giros orbitais do lobo frontal e da recompensa se relacionavam, e a diminuição dos giros orbitais do lobo frontal poderia levar à diminuição da inibição e do impulso.
Em comparação com a pessoa normal, o ReHo aumentado em certas regiões do lobo frontal e no lobo parietal revela uma sincronização avançada do que é normalmente visto. O córtex do lobo frontal, que é a região neocórtex mais complexa e altamente evoluída, aceita as fibras nervosas aferentes do lobo parietal, do lobo temporal, do lobo occipital e do córtex sensorial de latero-associação próximo a Brodman 1, 2 e 3. como córtex de associação latero-límbica, incluindo giro cingulado, giro para-hipocampal e cujas fibras nervosas eferentes se projetam para estriato e ponte. É a área essencial do cérebro para o controle de impulsão.22-24
Vários estudos descobriram que o lobo parietal tinha uma relação combinada com a tarefa visuoespacial. A mudança de posição do objeto concernente poderia levar a uma forte ativação do córtex parietal superior em ambos os lados.25,26 Por fMRI, Zheng et al27 descobriram que o lobo apical desempenhou um papel dominante. papel quando o cérebro estava lidando com a memória de curto prazo. A neuroanatomia encontrou que o lobo dorsal pré-frontal aceitou a projeção da fibra de associação do lobo apical, e o córtex visual primário transmitiu as características espaciais (na informação visual transformada pela via visual) para o córtex associado do lobo apical, e formou percepção espacial em o mesmo tempo. Finalmente, a informação espacial integrada é transportada para o lobo pré-frontal dorsal para formar memória espacial. Em uma palavra, a informação visual completou o processamento da relação posicional e espacial no córtex posterior superior por via dorsal. 28
Com base na literatura disponível e nos resultados deste experimento, acreditamos que as imagens e o som são introduzidos por certas vias de condução auditivas e visuais. Sentidos concretos como cor, posição espacial relativa e percepção espacial são formados no lobo parietal. No final, os sinais se espalham para o lobo frontal para continuar o processamento, como a próxima decisão, planejamento e execução. A ativação freqüente dessas regiões encefálicas dos viciados em Internet leva ao aprimoramento da sincronização nessas regiões. O aumento da sincronização entre o cerebelo, tronco cerebral, lobo límbico, lobo frontal e lobo apical pode estar associado a vias de recompensa, e seus mecanismos concretos precisam ser confirmados por estudos posteriores.
Em conclusão, esta pesquisa aplicou o método de fMRI em estado de repouso para coletar dados e o método ReHo para analisar dados. Descobrimos que houve anormalidades na homogeneidade regional em estudantes universitários IAD em comparação com o grupo controle. Há aprimoramento da sincronização na maioria das regiões do cérebro. Os resultados refletem a mudança funcional do cérebro em estudantes universitários IAD eo aumento da sincronização entre o cerebelo, tronco cerebral, lobo límbico, lobo frontal, lobo apical pode ser relevante para recompensar as vias. Este estudo fornece um novo método e uma nova ideia para estudar a etiologia da DAI e confirma a possibilidade de aplicar ReHo a estudos pré-clínicos e clínicos de DAI ao mesmo tempo.
REFERÊNCIAS
1. Chou C, Hsiao MC. Dependência, uso, gratificação e experiência de prazer em Internet: o caso dos estudantes universitários de Taiwan. Comput Educ 2000; 35: 65-80.
2. Wu HR, Zhu KJ. Análise do caminho em fatores relacionados causando transtorno de dependência de internet em estudantes universitários. Chin J Saúde Pública (Chin) 2004; 20: 1363-1364.
3. Barba KW, Wolf EM. Modificação nos critérios diagnósticos propostos para o vício em internet. Cyberpsychol Behav 2001; 4: 377-383.
4. Zang Y, Jiang T, Lu Y, Ele Y, Tian L. abordagem de homogeneidade regional para análise de dados fMRI. NeuroImage 2004; 22: 394-400.
5. Wu T, Long X, Zang Y, Wang L, Hallett M, Li K, et al. Mudanças na homogeneidade regional em pacientes com doença de Parkinson. Hum Brain Mapp 2009; 30: 1502-1510.
6. Liu Y, Wang K, Yu C, He Y, Zhou Y, Liang M, et al. Homogeneidade regional, conectividade funcional e marcadores de imagem da doença de Alzheimer: uma revisão dos estudos de fMRI em estado de repouso. Neuropsychologia 2008; 46: 1648-1656.
7. Tian LX, Jiang TZ, M Liang, Zang Y, ele Y, Sui M, et al. Atividade cerebral aprimorada em estado de repouso em pacientes com TDAH: um estudo de fMRI. Cérebro Dev 2008; 30: 342-348.
8. Yuan Y, Zhang Z, Bai F, Yu H, Shi Y, Y Qian, et al. Atividade neural anormal em pacientes com depressão geriátrica remitente: estudo de ressonância magnética funcional em estado de repouso. J Affect Disord 2008; 111: 145-152.
9. Liu H, Liu Z, Liang M, Y Hao, Tan L, Kuang F, et al. Diminuição da homogeneidade regional na esquizofrenia: estudo de ressonância magnética funcional em estado de repouso. Neuroreport 2006; 17: 19-22.
10. Yu HY, Zian Qian, ZQ ZQ, ZL Chen, Zhong Y, Tan QF, et al. Estudo da atividade cerebral baseado na aritmética de amplitude de baixa frequência de flutuação por fMRI durante tarefa de cálculo mental. Acta Biophysica Sinica 2008; 24: 402-407.
11. Katanoda K, Yoshikawa K, Sugishita M. Um estudo de ressonância magnética funcional sobre os substratos neurais para a escrita. Cérebro Mapp 2001; 13: 34-42.
12. Preibisch C, Berg D, Hofmann E, Solymosi L, Naumann M. Padrões de ativação cerebral em pacientes com cãibra do escritor: um estudo de ressonância magnética funcional. J Neurol 2001; 248: 10-17.
13. Wassink TH, Andreasen NC, Nopoulos P, Flaum M. Morfologia do cerebelo como preditor de sintomas e desfecho psicossocial na esquizofrenia. Biol Psiquiatria 1999; 45: 41-48.
14. Schlosser R, T Gesierich, Kaufmann B, Vucurevic G, Hunsche S, Gawehn J, et al. Conectividade efetiva alterada durante o desempenho da memória de trabalho na esquizofrenia: um estudo com fMRI e modelagem de equações estruturais. NeuroImage 2003; 19: 751-763.
15. Badre D, Wagner AD. Seleção, integração e monitoramento de conflitos; avaliar a natureza e generalidade dos mecanismos de controle cognitivo pré-frontal. Neuron 2004; 41: 473-487.
16. Braver TS, Barch DM, Gray JR, Molfese DL, Snyder A. Córtex anterior cingulado e conflito de resposta: efeitos de freqüência, inibição e erros. Cereb Cortex 2001; 11: 825-836.
17. Barch DM, Braver TS, Akbudak E, T Conturo, Ollinger J, Snyder A. Córtex anterior cingulado e conflito de resposta: efeitos da modalidade de resposta e domínio de processamento. Cereb Cortex 2001; 11: 837-848.
18. Bush G, Frazier JA, Rauch SL, Seidman L.J., Whalen PJ, Jenike MA, et al. Disfunção do cíngulo anterior do córtex no transtorno de déficit de atenção / hiperatividade revelada pela fMRI e pelo Counting Stroop. Biol Psiquiatria 1999; 45: 1542-1552.
19. Bartzokis G, Beckson M, Lu PH, N Edwards, Rapoport R, Wiseman E, et al. Reduções do volume cerebral relacionadas à idade em viciados em anfetamina e cocaína e controles normais: implicações para a pesquisa sobre dependência química. Psiquiatria Res 2000; 98: 93-102.
20. Modell JG, Mountz JM, Beresford TP. Gânglios da base / envolvimento límbico estriatal e tálamo-cortical em fissura e perda de controle no alcoolismo. J Neuropsiquiatria Clin Neurosci 1990; 2: 123-144.
21. Tremblay A, Schultz W. Preferência de recompensa relativa no córtex orbitofrontal de primatas. Nature 1999; 398: 704-708.
22. Robbins TW. Química da mente: modulação neuroquímica da função cortical pré-frontal. J Comp Neurol 2005; 493: 140-146.
23. Hester R, Garavan H. Disfunção executiva na dependência de cocaína: evidência de atividade discordante frontal, cingulada e cerebelar. J Neurosci 2004; 24: 11017-11022.
24. Berlim HA, Rolls ET, Kischka U. Impulsividade, percepção do tempo, sensibilidade emocional e de reforço em pacientes com lesões no córtex orbitofrontal. Cérebro 2004; 127: 1108-1126.
25. Saco AT, Hubl D, D Prvulovic, Formisano E, M Jandl, Zanella FE, et al. Cérebro Res Cogn Cérebro Res 2002; 13: 85-93.
26. Vandenberghe R, Gitelman DR, TB Parrish, Mesulam MM. Especificidade funcional da mediação parietal superior do deslocamento espacial. Neuroimagem 2001; 14: 661-673.
27. Zheng JL, YM Wu, Shu SY, Liu SH, Zo Guo, Bao XM, et al. Papel dos lobos parietais na cognição da memória espacial em voluntários saudáveis.Tianjin Med J (Chin) 2008; 36: 81-83.
28. Rao SC, Rainer G, Miller EK. Integração do que e onde no córtex pré-frontal dos primatas. Ciência 1997; 276: 821-824.
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