O uso excessivo de jogos na Internet está associado a uma alteração da conectividade funcional fronto-estriatal durante o processamento de feedback de recompensa (2018)

Conectividade vmPFC mais fraca com o núcleo caudado

O vmPFC é conhecido por estar envolvido na tradução de recompensas para representações de valor subjetivo (39, 42). Tem conexões recíprocas com o estriado para funções cognitivas e afetivas / emocionais (43, 44). Nossos achados revelam um acoplamento funcional dissociado da vmPFC com sub-regiões do estriado associadas à IGO: conectividade funcional mais fraca com o estriado dorsal (isto é, o núcleo caudado) e conectividade mais forte com o estriado ventral (ou seja, o NAcc).

O núcleo caudado é a região alvo dos neurônios de projeção de dopamina na substância negra, e é conhecido por estar envolvido na codificação de associações ação-resultado durante a aprendizagem de recompensa (45). É uma das regiões do cérebro onde as anormalidades associadas ao IGD têm sido amplamente relatadas em termos moleculares (46) estrutural (47, 48) e estudos funcionais (17). Por exemplo, adultos jovens com dependência de internet exibem reduzida disponibilidade de receptor de dopamina D2 no caudado dorsal bilateral, e a gravidade da dependência de internet medida por escalas IAT é negativamente associada com a disponibilidade do receptor dopamina D2 no caudado esquerdo (46). Além disso, indivíduos com IGD parecem ter aumentado o volume de substância cinzenta no caudado, juntamente com desempenho prejudicado no controle cognitivo (47). Dong et al. (17) relataram redução da ativação caudada em indivíduos com dependência de internet durante a tomada de decisão no contexto de vitórias “contínuas”, sugerindo atenção insuficiente às seleções de comportamentos anteriores e seus resultados.

As ativações cerebrais em resposta ao feedback positivo foram relatadas tanto no núcleo caudado quanto no PMFC, especialmente quando o feedback contém informações para o comportamento futuro (49). Demonstrou-se que a força anatômica da conexão caffate-vmPFC prediz a flexibilidade da ação direcionada por objetivos (50). A comunicação funcional prejudicada entre o estriado dorsal e o CPF da vm encontrada no grupo IGO deste estudo implica que deve haver tomada de decisão anormal ou falha de ajuste comportamental para recompensa monetária, particularmente desde que descobertas semelhantes foram relatadas para outros tipos de vício. Por exemplo, Lee et al. (51relataram redução do acoplamento funcional entre o estriado dorsal e a região orbitofrontal ao redor da CPFm durante uma tarefa Odd-Even-Pass em indivíduos com dependência de álcool, em associação com sua seleção persistente de escolhas não-adaptativas. No entanto, não encontramos uma ligação entre a fraca conectividade do estriado vmPFC-dorsal da IGO e o desempenho de aprendizagem para recompensa monetária.

Conectividade vmPFC mais forte com o núcleo accumbens

Em contraste com a conectividade do núcleo caudado da vmPFC, a conectividade vmPFC-NAcc foi melhorada no grupo IGO. O NAcc, como um dos principais componentes do estriado ventral, tem sido sugerido como envolvido na atribuição de saliência de incentivo a um estímulo recompensador. O circuito vmPFC-NAcc foi proposto como um mecanismo neuropatológico de dependência (52). Por exemplo, há um aumento da conectividade funcional entre o estriado ventral e o CPFm em indivíduos dependentes de heroína durante o estado de repouso (53). Um aumento na conectividade vmPFC-NAcc também foi relatado em adultos jovens dependentes de álcool durante o processamento de recompensa, e as diferenças individuais nessa conectividade foram associadas à freqüência de uso de álcool (54).

Nossos achados estão de acordo com as conclusões de Volkow et al. (55), que propôs que o vício está relacionado a circuitos “NOW”, em que o circuito vmPFC / NAcc elevado favorece a escolha de uma recompensa imediata. A descoberta atual do acoplamento vmPFC-NAcc no grupo IGO é consistente com alterações patológicas nos mecanismos neuronais envolvidos no processamento do valor de recompensa na dependência de substâncias, particularmente dentro dos circuitos “desejados”.

Embora tenha havido uma correlação negativa entre a conectividade funcional do vmPFC-NAcc e a taxa de permanência correta para recompensa monetária, deve-se ter cuidado ao interpretar esse achado. Observe que dois indivíduos do grupo IGO cujos pontos fortes da conectividade funcional vmPFC-NAcc foram altamente aprimorados durante a entrega de recompensa monetária apresentaram a menor taxa de permanência correta. Em particular, um participante do grupo IGO poderia ser identificado como um outlier estatístico [método de distância de Cook; (56)]. A correlação negativa encontrada originalmente no grupo IGO [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] não é mais significativo se esse valor atípico for removido da análise [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Alternativamente, pensamos que esse outlier é apenas o exemplo extremo dessa relação negativa, em que o participante com o acoplamento funcional vmPFC-NAcc mais aprimorado para recompensa monetária experimentaria a maior interferência cognitiva no processamento de feedback de recompensa. O baixo desempenho desse participante foi específico apenas para recompensa monetária (0.65: taxa média de permanência correta do grupo IGO = 0.941; SD = 0.094), não à recompensa simbólica (0.77: taxa média de permanência correta do grupo IGO = 0.822; SD = 0.179). Isso sugere que o baixo desempenho comportamental do outlier não foi associado a um mal-entendido das instruções da tarefa ou à baixa capacidade de aprendizagem em geral. Além disso, uma tendência semelhante de uma relação negativa existia mesmo no grupo de controle normal [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], indicando que o aumento do acoplamento funcional vmPFC-NAcc foi associado a um baixo desempenho de aprendizado para recompensa monetária, independentemente dos problemas de IGO. Essa interpretação é apoiada por um relato anterior de que, entre indivíduos saudáveis, indivíduos com conectividade ventricular aumentada do corpo estriado com PFC apresentaram maior tendência comportamental impulsiva durante uma tarefa de desconto por atraso (57). A descoberta atual da conectividade funcional reforçada vmPFC-NAcc no grupo IGO pode ser entendida como um mecanismo patológico similar de uma saliência aumentada dentro de circuitos “desejados” (58). Em outras palavras, o acoplamento avançado de vmPFC-NAcc para o incentivo de recompensa em indivíduos IGO pode estar relacionado a uma maior resposta de saliência para recompensa, o que pode ser um possível mecanismo subjacente de comportamento problemático de uso excessivo de internet para incentivos salientes.

Conectividade VS mais fraca com o córtex cingulado anterior dorsal

Nosso exame da conectividade funcional VS baseada em tarefas revelou que indivíduos IGO têm um acoplamento VS-dACC mais fraco em relação ao grupo controle. Esse acoplamento funcional reduzido entre o estriado ventral e o dACC é consistente com achados anteriores. A conectividade intrínseca do striatum-dACC ventral demonstrou estar associada a uma maior gravidade da nicotina (59) e dependência de cocaína (60). Além disso, Crane et al. (61) relataram que o grupo de alto risco em transtornos relacionados ao uso de bebidas alcoólicas (ou seja, bebedores compulsivos) tem dificuldade em envolver essa rede durante o processamento da recompensa.

No contexto da aprendizagem, o DACC tem um papel importante na codificação de associações ação-resultado, incluindo a integração do histórico de recompensas para orientar as decisões de possíveis recompensas (62, 63). Também tem sido sugerido estar envolvido na sinalização da necessidade de atenção durante a aprendizagem (64). Anormalidades na função dACC para processamento de feedback em indivíduos com IGD foram relatadas. Yau et al. (65) observou que os adolescentes com uso problemático da internet têm atenuado a negatividade relacionada ao feedback e as amplitudes do P300 durante a tomada de risco, sugerindo uma função anormal do ACC no processamento de feedback precoce e tardio. Dado que VS é também uma região cerebral crítica para a aprendizagem associada a recompensa (66), bem como para o processamento de recompensas (67), o acoplamento funcional entre VS e dACC deve ter um papel crítico na aprendizagem de feedback, na qual os valores dos resultados das respostas selecionadas são atualizados. Portanto, o acoplamento funcional VS-dACC alterado no grupo IGO poderia indicar uma dificuldade em representar sinais de valor ligados às relações ação-resultado, o que, por sua vez, poderia levar a problemas de aprendizagem, mesmo que o desempenho de aprendizado prejudicado não fosse observado para recompensa monetária.

Conectividade VS mais fraca com outras regiões corticais e subcorticais

Encontramos acoplamentos funcionais anormais generalizados no vlPFC, precuneus e giro lingual em associação com IGO. Essas regiões estão envolvidas em vários controles cognitivos durante o aprendizado por feedback. Por exemplo, o vlPFC é conhecido por guiar o comportamento flexível direcionado por objetivos, integrando informações de motivação de áreas subcorticais (68, 69). O precuno e o giro lingual são ativados em resposta à recompensa monetária durante a aprendizagem de reversão quando uma recompensa é dada como um sinal para reverter os papéis (70). Segundo Dong et al. (71), há redução da ativação do córtex frontal inferior em indivíduos com IGD ao fazer escolhas arriscadas. A reduzida conectividade funcional entre VS e as várias regiões corticais no grupo IGO do presente estudo sugere controles cognitivos prejudicados do processamento de feedback quando uma recompensa monetária é dada como feedback positivo.

Descobrimos também que o grupo IGO exibiu conectividade funcional VS mais fraca com o pallidum durante o processamento de recompensa monetária. O pallidum recebe conexões eferentes do estriado ventral, especialmente do NAcc, e envia um sinal para o córtex através de relés através do tálamo (72). O pallidum é principalmente conhecido por estar associado a funções motoras, mas um papel no processamento de recompensas também tem sido amplamente discutido (73). Zhai et al. (74) relataram que o IGD está associado à redução da eficiência da substância branca no pallidum. O VS e o pallidum estão ambos implicados no impacto hedônico do vício, que se acredita ser mediado por sistemas opióides (75), especulamos que a conectividade funcional reduzida VS-Pallidum em indivíduos IGO pode refletir um prazer hedônico reduzido para recompensa monetária. Esta interpretação está de acordo com um modelo teórico de dependência que incorpora diminuição dos set points hedônicos (76).

Por que os efeitos na conectividade funcional são apenas para recompensa monetária?

Apenas para recompensa monetária, o grupo IGO mostrou conectividade funcional alterada, com padrões mais fortes ou mais fracos. Durante a aprendizagem por feedback, os participantes estavam cientes de que uma resposta correta poderia resultar em uma recompensa monetária ou simbólica. Por não terem sido informados sobre qual estímulo de aprendizagem deveria ser seguido por uma recompensa monetária, em oposição a uma recompensa simbólica, a entrega de uma recompensa monetária teria tido maior saliência motivacional em relação a uma recompensa simbólica. O fato de esses efeitos estarem confinados ao grupo IGO sugere que essa saliência teve mais impacto nos indivíduos IGO do que nos controles.

Apesar dos efeitos de conectividade funcional observados em indivíduos IGO para recompensa monetária, não detectamos um prejuízo na aprendizagem para recompensa monetária no grupo IGO em relação aos controles. Uma possível razão para isso poderia ser um efeito de teto. Nesse paradigma de aprendizagem de feedback, onde cada feedback foi dado com base em uma contingência determinística de resultado-estímulo, a taxa média de permanência correta para recompensa monetária foi muito alta em ambos os grupos (grupo IGO: M = 0.94, SD = 0.09; grupo de controle: M = 0.95, SD = 0.04). Consequentemente, seria difícil resolver qualquer dificuldade de aprendizagem para aprender com recompensa monetária, mesmo no grupo IGO. Outra possibilidade é que indivíduos IGO possam confiar em outros recursos cognitivos compensatórios para aprender as associações de RS, resultando em desempenho similar aos controles. No entanto, não encontramos evidências que apoiem a hipótese compensatória, porque a maioria das redes funcionais investigadas era mais fraca no grupo IGO do que nos controles. Para o único exemplo de maior conectividade funcional no grupo IGO (ie, acoplamento vmPFC-NAcc), a relação com o desempenho comportamental foi o oposto da expectativa: indivíduos com acoplamento vmPFC-NAcc mais forte para recompensa monetária exibiram uma tendência reduzida para escolher o mesma resposta em ocasiões subseqüentes. Assim, se houver um mecanismo compensatório para superar o prejuízo na aprendizagem para feedback de recompensa no IGO, ele deve existir fora das redes de acoplamento vmPFC ou VS. Finalmente, devemos considerar a possibilidade de que os mecanismos compensatórios da IGO não ocorram durante o tempo de processamento de feedback, como investigado no presente estudo, mas durante o intervalo interjuízo (estratégia de memória de trabalho) ou durante a seleção de apresentação / resposta do estímulo. Consistente com esta ideia, um relatório anterior (1) sugere que os indivíduos da IGO recrutaram uma estratégia de memória de trabalho especificamente para a recompensa monetária, a fim de compensar o prejuízo na aprendizagem da recompensa.

Advertências e limitações

Embora tenhamos observado diferentes padrões de conectividade funcional de VS e vmPFC no grupo IGO, o grau dessas anormalidades não foi associado à gravidade dos sintomas de dependência de jogos na Internet. As anormalidades encontradas nas redes funcionais envolvidas no processamento da informação de recompensa podem resultar do uso pesado de jogos de internet pelos indivíduos IGO. No entanto, esta possibilidade não foi suportada pelos nossos dados, uma vez que não conseguimos encontrar qualquer correlação entre o tempo gasto em jogos e as forças de conectividade. Uma possibilidade alternativa é que a gravidade do vício pode não mostrar uma relação linear com o grau de anormalidades no processamento da recompensa. Outra é que os indivíduos com certos recursos de rede funcionais inerentes e pré-existentes podem ter mais probabilidade de ter problemas de uso excessivo de jogos. Por exemplo, a atividade de jogo casual pode se tornar problemática para aqueles que são relativamente ineficientes no processamento de demandas cognitivas / atencionais para controlar o ambiente ao experimentar prazer por recompensas altamente salientes, colocando tais indivíduos normais em risco de IGD. Estudos longitudinais serão necessários para abordar os efeitos de longo prazo do uso de jogos na Internet ou fatores de risco no processamento de informações.

Depressão e transtorno de déficit de atenção / hiperatividade (TDAH) têm sido implicados no processamento de recompensas (77, 78), ambas as quais são também comorbidades psiquiátricas bem conhecidas da IGD (79). As mudanças nos padrões de conectividade funcional observadas no grupo IGO não foram associadas a nenhuma das comorbidades do IGD, como depressão ou impulsividade. Como as diferenças de grupo para recompensa monetária foram observadas em redes cerebrais funcionais conhecidas por estarem envolvidas na saliência e no controle cognitivo da recompensa, é razoável supor que essas diferenças estejam relacionadas ao processamento de informações de recompensa. Portanto, as diferenças no processamento de informações para recompensa monetária são provavelmente características críticas de IGD que podem ocorrer independentemente de traços de personalidade ou transtornos emocionais.

É importante discutir algumas limitações deste relatório. Nosso grupo IGO consistia de jovens do sexo masculino considerados “em risco” de IGD. É preciso ter cautela ao generalizar nossas descobertas para mulheres com IGO, ou para homens ou mulheres com diagnóstico clínico de IGD (80). Outra questão é o uso de um intervalo inter-estímulo fixo entre os estímulos de aprendizagem e a exibição de feedback, como é típico dos paradigmas de aprendizagem de associação de RS. Esse intervalo fixo poderia ter causado que os dados de imagem da ativação relacionada a feedback fossem afetados pela atividade residual do período de antecipação de feedback (ou seja, apresentação de sinalização ou início de resposta). De fato, um estudo anterior que examinou o erro de predição de recompensa em IGD revelou ativação do VS embotada durante o processamento da sugestão (81). Finalmente, deve-se ter em mente que a abordagem de conectividade funcional não revela relações diretas ou causais entre duas regiões, embora algumas de nossas interpretações tenham sido informadas por interconexões anatômicas específicas encontradas em estudos com animais.