Treinamento de videogame e sistema de recompensas (2015)

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Sumário

Os videogames contêm reforços elaborados e cronogramas de recompensas que têm o potencial de maximizar a motivação. Estudos de neuroimagem sugerem que os videogames podem influenciar o sistema de recompensas. No entanto, não está claro se as propriedades relacionadas à recompensa representam uma pré-condição, que distorce um indivíduo em relação a jogar videogames ou se essas mudanças são o resultado de jogar videogames. Portanto, conduzimos um estudo longitudinal para explorar os preditores funcionais relacionados à recompensa em relação à experiência de jogos de vídeo, bem como mudanças funcionais no cérebro em resposta ao treinamento de videogames. Cinqüenta participantes saudáveis ​​foram aleatoriamente designados para um treinamento de videogame (GT) ou grupo controle (GC). Antes e depois do período de treinamento / controle, a ressonância magnética funcional (fMRI) foi conduzida usando uma tarefa de recompensa não relacionada a videogame. No pré-teste, ambos os grupos mostraram uma ativação mais forte no estriado ventral (EV) durante a antecipação da recompensa. No pós-teste, o TG apresentou atividade de VS muito semelhante ao pré-teste. No GC, a atividade do VS foi significativamente atenuada. Este estudo longitudinal revelou que o treinamento em videogames pode preservar a capacidade de resposta da recompensa no SV em uma situação de reteste ao longo do tempo. Sugerimos que os videogames são capazes de manter as respostas estriadas para recompensar a flexibilidade, um mecanismo que pode ser de valor crítico para aplicações como o treinamento cognitivo terapêutico.

Palavras-chave: jogos de vídeo, treinamento, antecipação de recompensas, longitudinal, fMRI

INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, a indústria de videogames tornou-se uma das maiores indústrias de multimídia do mundo. Muitas pessoas jogam videogames no dia-a-dia. Por exemplo, na Alemanha 8 de pessoas 10 entre 14 e 29 anos de idade relataram jogar videogames, e 44% acima da idade 29 ainda jogam videogames. Em conjunto, com base em dados de pesquisas, aproximadamente mais de 25 milhões de pessoas acima de 14 anos de idade (36%) jogam videogames na Alemanha (Illek, 2013).

Parece que os seres humanos têm uma motivação genuinamente alta para jogar videogames. Mais frequentemente, os videogames são jogados com o simples propósito de “diversão” e um aumento de curto prazo no bem-estar subjetivo (Przybylski et al., 2010). De fato, jogar videogames pode satisfazer diferentes necessidades psicológicas básicas, provavelmente também dependentes do videogame específico e de seu gênero. Especialmente o preenchimento de necessidades psicológicas como competência (senso de autoeficácia e aquisição de novas habilidades), autonomia (comportamento pessoal direcionado a objetivos em novos ambientes fictícios) e relacionamento (interações sociais e comparações) foram associados a jogos de vídeo (Przybylski et al., 2010). Especificamente, a satisfação das necessidades psicológicas pode estar relacionada principalmente aos vários mecanismos de feedback fornecidos ao jogador pelo jogo. Este elaborado programa de reforço e recompensa tem o potencial de maximizar a motivação (Verde e Bavelier, 2012).

Devido ao alto uso, videogames entraram no foco de pesquisa de disciplinas como psicologia e neurociência. Tem sido demonstrado que o treinamento com videogames pode levar a melhorias no desempenho cognitivo (Verde e Bavelier, 2003, 2012; Basak et al., 2008) e no comportamento relacionado à saúde (Baranowski et al., 2008; Primack et al., 2012). Além disso, foi demonstrado que os videogames podem ser usados ​​no treinamento de cirurgiões (Boyle e outros, 2011), que estão associados a maior qualidade de vida psicológica em idosos (Allaire et al., 2013; Keogh et al., 2013), e que podem facilitar a redução de peso (Staiano et al., 2013). Embora se saiba que os videogames são projetados para serem recompensados ​​ao máximo pelos desenvolvedores de jogos e os videogames obtêm benefícios psicológicos dos jogos, os processos subjacentes que explicam os benefícios psicológicos não são totalmente compreendidos. Verde e Bavelier (2012) concluíram de sua pesquisa que além das melhorias no desempenho cognitivo, o “verdadeiro efeito do jogo de vídeo game de ação pode ser aumentar a capacidade de aprender novas tarefas.” Em outras palavras, os efeitos do treinamento de videogame podem não estar limitados aos treinados. jogo em si; pode promover a aprendizagem em várias tarefas ou domínios. Na verdade, os jogadores de videogames aprenderam a aprender novas tarefas rapidamente e, portanto, superam os jogadores de videogame, pelo menos no domínio do controle de atenção (Verde e Bavelier, 2012).

Os processos neurobiológicos subjacentes associados ao videogame foram investigados com diferentes técnicas de imagem e desenhos experimentais. Um estudo de tomografia por emissão de pósitrons de racloprida (PET) por Koepp et al. (1998) mostraram que o videogame (mais especificamente, uma simulação de tanque) está associado à liberação endógena de dopamina no estriado ventral (SV). Além disso, o nível de potencial de ligação da dopamina tem sido relacionado ao desempenho no jogo (Koepp et al., 1998). O VS faz parte das vias dopaminérgicas e está associado ao processamento de recompensas e à motivação (Knutson e Greer, 2008), bem como a aquisição de aprendizagem em termos de sinal de erro de previsão (O'Doherty e outros, 2004; Atallah et al., 2006; Erickson et al., 2010). Usando ressonância magnética (MRI) para medir o volume de massa cinzenta, Erickson et al. (2010) mostraram que o volume estriado ventral e dorsal poderia prever os ganhos iniciais de desempenho em um videogame cognitivamente exigente (em particular, uma simulação de tiro espacial bidimensional). Além disso, Kühn et al. (2011) constatou que, por um lado freqüente em comparação com o jogo pouco freqüente de videogame foi associado com maior volume de massa cinzenta estrutural e por outro lado foi relacionado a uma maior ativação funcional durante o processamento de perdas (Kühn et al., 2011). Além disso, a atividade de ressonância magnética funcional (fMRI) do estriado durante a reprodução ativa ou passivamente assistindo a um videogame (simulação de tiro ao espaço, Erickson et al., 2010) ou durante o término de uma tarefa diferente relacionada ao videogame (em particular, uma tarefa excêntrica) previu a melhora subseqüente do treinamento (Vo et al., 2011). Em conjunto, esses estudos mostram que os processos neurais associados aos videogames provavelmente estão relacionados a alterações do processamento neural na VS, a área central do processamento de recompensas. Além disso, o videogame parece estar associado a mudanças funcionais relacionadas a processamento estrutural e de recompensa nessa área. No entanto, não está claro se as propriedades estruturais e funcionais relacionadas ao videogame observadas em estudos anteriores condição prévia, que inclina um indivíduo a jogar videogames ou se essas mudanças são resultar de jogar video games.

Em resumo, os videogames são bastante populares e freqüentemente usados. Uma razão para isso pode ser que os videogames podem atender às necessidades humanas gerais (Przybylski et al., 2010). Necessidades satisfeitas aumentam o bem-estar psicológico, que, por sua vez, provavelmente é experimentado como recompensador. Estudos de neuroimagem apoiam essa visão, mostrando que o videogame está associado a alterações no sistema de recompensa estriado. O processamento de recompensas, por outro lado, é um mecanismo essencial para qualquer processo de aprendizagem de estímulo-resposta humano. Verde e Bavelier (2012) descreveu o treinamento em videogames como um treinamento para aprender a aprender (o aprendizado de padrões de estímulo-resposta é crucial para completar um videogame com sucesso). Acreditamos que o treinamento em videogames tem como alvo o sistema de recompensa estriado (entre outras áreas) e pode levar a mudanças no processamento de recompensas. Portanto, neste estudo, nos concentramos no processamento da recompensa estriatal antes e depois do treinamento em videogame.

Aqui, conduzimos um estudo longitudinal para explorar os preditores funcionais relacionados à recompensa em relação ao desempenho e à experiência no jogo, bem como as mudanças funcionais no cérebro em resposta ao treinamento em videogames. Usamos um videogame comercial de sucesso, porque os jogos comerciais são projetados especificamente para aumentar o bem-estar subjetivo (Ryan et al., 2006) e, portanto, o prazer do jogo e a recompensa experiente durante o jogo podem ser maximizados. De acordo com a hipótese de previsão, esperamos que a resposta ventral do estriado em uma tarefa de recompensa antes do treinamento em videogame preveja o desempenho como já mostrado em um estudo anterior com uma tarefa diferente (Vo et al., 2011). Além disso, queremos investigar se a responsividade da recompensa do estriado ventral está relacionada à diversão, desejo ou frustração experimentada no grupo de treinamento durante o episódio de treinamento. Para investigar o efeito do treinamento em videogames, realizamos uma segunda ressonância após a realização do treinamento em videogame. Baseado nas descobertas de Kühn et al. (2011) mostrando um processamento de recompensa alterado em jogadores frequentes de videogame, esperávamos sinais de recompensa estriados alterados durante a antecipação da recompensa nos participantes que receberam treinamento em comparação aos controles. Se houver mudanças funcionais no sistema de recompensa estriado, elas devem estar relacionadas ao efeito do treinamento em videogame. Se não, as mudanças observadas no estudo por Kühn et al. (2011) pode preferir relacionar-se com uma pré-condição dos jogadores frequentes de videogame.

MATERIAIS E MÉTODOS

PARTICIPANTES

Cinqüenta jovens adultos saudáveis ​​foram recrutados através de anúncios em jornais e internet e distribuídos aleatoriamente em grupo de treinamento de videogame (GT) ou grupo controle (GC). De preferência, recrutamos apenas participantes que jogaram pouco ou nenhum videogame nos últimos meses 6. Nenhum dos participantes relatou jogar videogames mais do que 1 h por semana nos últimos meses 6 (em média 0.7 h por mês, SD = 1.97) e nunca jogou o jogo de treinamento [“Super Mario 64 (DS)”] antes. Além disso, os participantes estavam livres de transtornos mentais (de acordo com entrevista pessoal usando Mini-International Neuropsychiatric Interview), destros, e adequados para o procedimento de exame de ressonância magnética. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética local do Charité - Universitätsmedizin Berlin e o consentimento informado por escrito foi obtido de todos os participantes depois que os participantes foram totalmente instruídos sobre os procedimentos do estudo. Os dados dos mapas anatômicos da substância cinzenta desses participantes foram publicados anteriormente (Kühn et al., 2013).

PROCEDIMENTO DE FORMAÇÃO

O TG (n = 25, média de idade = 23.8 anos, SD = 3.9 anos, 18 mulheres) foi instruído a tocar “Super Mario 64 DS” no console portátil “Nintendo Dual-Screen (DS) XXL” por pelo menos 30 min por dia durante um período de 2 meses. Este jogo de plataforma extremamente bem sucedido foi escolhido com base na sua alta acessibilidade para participantes ingénuos de videojogos, uma vez que oferece um equilíbrio adequado entre entrega de recompensa e dificuldade e é popular entre os participantes masculinos e femininos. No jogo, o jogador tem que navegar através de um ambiente 3D complexo usando botões anexados ao console usado para ações de movimento, salto, transporte, bater, voar, pisar, ler e ações específicas do personagem. Antes do treinamento, os participantes foram instruídos sobre os mecanismos gerais de controle e jogo de maneira padronizada. Durante o período de treinamento, oferecemos diferentes tipos de suporte (telefone, email, etc.) no caso de frustração ou dificuldades durante o jogo.

O CG sem contato (n = 25, média de idade = 23.4 anos, DP = 3.7 anos, 18 fêmeas) não tiveram nenhuma tarefa em particular, mas foram submetidos ao mesmo procedimento de varredura que o TG. Todos os participantes completaram um exame de fMRI no início do estudo (pré-teste) e 2 meses após o treino ou após uma fase de atraso passivo (pós-teste). O treinamento de videogame para o TG começou imediatamente após a medição do pré-teste e terminou antes da medição pós-teste.

QUESTIONÁRIOS

Durante o treinamento, os participantes do GT foram solicitados a registrar a quantidade de tempo de jogo diário. Além disso, os participantes classificaram a diversão, a frustração e o desejo de brincar durante videogames em uma escala Likert de ponto 7 uma vez por semana em um documento de processamento de texto (consulte o material suplementar para obter mais detalhes) e enviaram os arquivos de dados eletrônicos para os pesquisadores. A recompensa relacionada ao jogo realizada (estrelas coletadas) foi avaliada objetivamente, verificando o console de videogame após o período de treinamento. A quantidade máxima absoluta de estrelas foi 150.

SLOT MACHINE PARADIGM

Para investigar a antecipação de recompensa, foi usado um paradigma de slot machine ligeiramente modificado que evocou uma forte resposta striatal (Lorenz et al., 2014). Os participantes tiveram que passar pelo mesmo paradigma de caça-níqueis antes e depois do procedimento de treinamento de videogame. A máquina caça-níqueis foi programada usando o software Presentation (Versão 14.9, Neurobehavioral Systems Inc., Albany, CA, EUA) e consistiu de três rodas exibindo dois conjuntos diferentes de frutas (alternando frutas X e Y). Nos dois momentos de medição, uma máquina caça-níqueis com cerejas (X) e limões (Y) ou melões (X) e bananas (Y) foram dispostas de forma contrabalançada e igualmente distribuídas para o TG e CG. A cor de duas barras horizontais (acima e abaixo da slot machine) indicava os comandos para iniciar e parar a máquina.

No início de cada tentativa, as rodas não se moviam e as barras cinzas indicavam o estado inativo. Quando essas barras ficaram azuis (indicando o início de uma tentativa), o participante foi instruído a iniciar a máquina pressionando um botão com a mão direita. Depois de pressionar um botão, as barras ficaram cinza novamente (estado inativo) e as três rodas começaram a girar verticalmente com diferentes acelerações (aumento exponencial da roda da esquerda para a direita, respectivamente). Quando a velocidade máxima de rotação das rodas foi atingida (1.66 s após pressionar o botão), a cor das barras ficou verde. Essa mudança de cor indicou que o participante poderia parar a máquina pressionando o botão novamente. Depois de pressionar outro botão, as três rodas pararam sucessivamente de girar da esquerda para a direita. A roda esquerda parou após um atraso variável de 0.48 e 0.61 s após o pressionamento do botão, enquanto as rodas central e direita ainda estavam girando. A segunda roda parou após um atraso variável adicional de 0.73 e 1.18 s. A roda direita parou de girar após a roda do meio com um atraso variável de 2.63 e 3.24 s. A parada da terceira roda encerrou a avaliação e um feedback sobre a vitória atual e a quantia total de recompensa foi exibida na tela. Para a próxima tentativa, o botão mudou de cinza para azul novamente e a próxima tentativa começou após um atraso variável que variou entre 4.0 e 7.73 s e foi caracterizado por uma função exponencial decrescente (ver Figura Figura 11).

FIGURA 1 

Estrutura da tarefa da slot machine. Análise FMRI focada na parada do 2nd roda, quando as primeiras duas rodas exibem a mesma fruta (XX_) ou quando as duas primeiras rodas exibem diferentes frutas (XY_) enquanto a 3nd a roda ainda estava girando.

O experimento continha ensaios 60 no total. A slot machine foi determinada com uma distribuição pseudo-aleatória de tentativas de vitória 20 (XXX ou YYY), ensaios de perda 20 (XXY ou YYX) e testes de perda precoce 20 (XYX, YXY, XYY ou YXX). Os participantes começaram com uma quantia de 6.00 euro representando a aposta de 0.10 euro por teste (testes 60 * 0.10 euro wager = 6.00 euro wager) e ganhou 0.50 euro por tentativa, quando todas as frutas seguidas eram da mesma identidade (XXX ou YYY); se não, os participantes não venceram (XXY, YYX, XYX, YXY, XYY, YYX) e a aposta foi subtraída da quantia total de dinheiro. Os participantes não tiveram influência em ganhar ou perder e os participantes ganharam o montante fixo de 10.00 euro (ganho em euro 0.50 * 20 win trials = 10.00 euro gain) no final da tarefa. Os participantes foram instruídos a jogar os horários da máquina caça-níqueis 60 e que o objetivo de cada tentativa é obter três frutas do mesmo tipo em sequência. Além disso, os participantes praticaram a tarefa da máquina caça-níqueis antes de entrar no scanner para testes 3 – 5. Nenhuma informação foi dada que a tarefa era um jogo de azar ou qualquer habilidade estava envolvida.

PROCEDIMENTO DE DIGITALIZAÇÃO

Os exames de ressonância magnética foram realizados em um scanner Tesla Siemens TIM Trio (Siemens Healthcare, Erlangen, Alemanha), equipado com uma bobina de cabeça de arranjo de fases 12. Através de um projetor de vídeo, o paradigma da máquina caça-níqueis foi apresentado visualmente através de um sistema de espelho montado no topo da bobina de cabeça. Imagens funcionais foram gravadas usando T2 axial alinhado*grafia de eco gradiente ponderada (EPI) com os seguintes parâmetros: 36 fatias, ordem de fatia crescente intercalada, tempo para repetir (TR) = 2 s, tempo para ecoar (TE) = 30 ms, campo de visão (FoV) = 216 × 216, ângulo de inclinação = 80 °, tamanho do voxel: 3 mm × 3 mm × 3.6 mm. Para referência anatômica, as imagens anatômicas totais do cérebro 3D foram obtidas por uma seqüência de gradiente-eco preparada por magnetização ponderada T1 tridimensional (MPRAGE; TR = 2500 ms; TE = 4.77 ms; tempo de inversão = 1100 ms, matriz de aquisição = 256 256 × 176, ângulo de inclinação = 7 °, tamanho do voxel: 1 mm × 1 mm × 1 mm).

ANÁLISE DE DADOS

Processamento de imagem

Os dados da ressonância magnética foram analisados ​​utilizando o pacote de software Statistical Parametric Mapping (SPM8, Departamento Wellcome da Imaging Neuroscience, Londres, Reino Unido). Os EPIs foram corrigidos para o atraso no tempo de aquisição e movimento da cabeça e depois transformados no espaço padrão estereotáxico normalizado do Instituto de Neuroimagem de Montreal usando o algoritmo de segmentação unificada conforme implementado no SPM8. Finalmente, os EPIs foram reamostrados (tamanho do voxel = 3 mm x 3 mm x 3 mm) e suavizados espacialmente com um kernel 3D Gaussiano de 7 mm de largura total no meio máximo.

Análise estatística

Um modelo linear geral de efeitos mistos de dois estágios (GLM) foi conduzido. Em um único nível de assunto, o modelo continha os dados de ambas as medidas de ressonância magnética, que foram realizadas ajustando os dados em diferentes sessões. Este GLM incluiu regressores separados por sessão para antecipação de ganho (XX_ e YY_) e nenhuma antecipação de ganho (XY_ e YX_), bem como os seguintes regressores sem juros: ganho (XXX e YYY), perda (XXY e YYX), perda antecipada (XYX, XYY, YXY e YXX), pressiona o botão (depois da barra mudou para azul e verde), fluxo visual (rotação das rodas) e os seis parâmetros de movimento do corpo rígido. Imagens de contraste diferencial para antecipação de ganho contra nenhuma antecipação de ganho (XX_ vs. XY_) foram calculadas para pré e pós teste e levadas para análise de nível de grupo. No segundo nível, esses diferenciais TAs imagens de contraste foram inseridas em uma análise de variância fatorial flexível (ANOVA) com o grupo de fatores (TG vs. CG) e tempo (pré vs. pós-teste).

Efeitos cerebrais inteiros foram corrigidos para comparações múltiplas usando uma correção de tamanho de cluster baseada em simulação de Monte Carlo (AlphaSim, Song et al., 2011). Mil simulações de Monte Carlo revelaram uma probabilidade de erro alfa correspondente p <0.05, ao usar um tamanho de cluster mínimo de 16 voxels adjacentes com um limite estatístico de p <0.001. De acordo com uma meta-análise de Knutson e Greer (2008), as diferenças de ativação durante a antecipação da recompensa eram esperadas na VS. Baseado nesta hipótese a priori, relatamos post hoc análise dentro desta área do cérebro usando uma análise de região de interesse (ROI). Para este fim, usamos um ROI baseado na literatura para o VS (Schubert et al., 2008). Esses ROIs foram criados pela combinação de achados funcionais anteriores referentes ao processamento de recompensas (predominantemente artigos de tarefas de atraso de incentivo monetário) com limites anatômicos ao tecido cerebral da substância cinzenta. Informações detalhadas sobre o cálculo do VS ROI estão descritas no material suplementar. Além disso, realizamos uma análise de controle com os parâmetros médios extraídos do córtex auditivo primário, pois essa região deve ser independente da manipulação experimental na tarefa de recompensa. Portanto, usamos um ROI anatômico dos giros de Heschl como descrito no atlas do cérebro da Anatomic Labelling (AAL) (Tzourio-Mazoyer et al., 2002).

PREÇO/ RESULTADOS

RESULTADOS RELACIONADOS À PREDIÇÃO (PRETEST)

Resposta do cérebro durante a antecipação do ganho

No pré-teste, durante a tarefa de caça-níqueis em ambos os grupos, a antecipação (contra antecipação sem ganho) provocou ativação em uma rede frontoestriada incluindo áreas subcorticais (VS bilateral, tálamo), áreas pré-frontais (área motora suplementar, giro pré-central e médio giro frontal, giro frontal superior) e córtex insular. Adicionalmente, foi observada ativação aumentada nos lobos occipital, parietal e temporal. Todas as regiões do cérebro que apresentam diferenças significativas estão listadas nas Tabelas suplementares S1 (para TG) e S2 (para CG). Note que as maiores diferenças de ativação foram observadas no SV em ambos os grupos mesa Table11; Figura Figura 22) Para o contraste TG> CG, uma ativação mais forte na área motora suplementar direita [SMA, cluster tamanho 20 voxel, T(48) = 4.93, coordenadas MNI [xyz] = 9, 23, 49] e para CG> TG uma ativação mais forte no pálido direito (tamanho do cluster 20 voxel, T(48) = 5.66, coordenadas MNI [xyz] = 27, 8, 7) foram observados. Ambas as regiões provavelmente não estão associadas a funções relacionadas à recompensa, como mostrado na meta-análise Liu et al. (2011) através de estudos de recompensa 142.

tabela 1 

Grupo por interação de tempo (TG: Pós> Pré)> (CG: Pós> Pré) do efeito de antecipação de ganho contra nenhuma antecipação de ganho na análise de todo o cérebro usando limiar de significância corrigido de Monte Carlo de p <0.05. TG, ...
FIGURA 2 

Preditores de diversão experiente. O efeito de antecipação de ganho (XX_) contra nenhuma antecipação de ganho (XY_) é mostrado em uma fatia coronal (Y = 11) na linha superior para o grupo controle (GC) e grupo de treinamento (GT). A comparação do grupo (CG <> ...

Associação entre atividade estriatal ventral e comportamento de videogame associado

Para testar a hipótese das propriedades preditivas do sinal de recompensa estriatal em relação aos videogames, o sinal ventral do estriado foi individualmente extraído usando o ROI baseado na literatura e correlacionado com itens do questionário, bem como o sucesso do jogo, que foi avaliado pela videogame. Devido à falta de conformidade dos participantes, faltavam dados de questionários semanais de quatro participantes. Perguntas semanais sobre diversão experiente (M = 4.43, SD = 0.96), frustração (M = 3.8, SD = 1.03) e desejo de jogos de vídeo (M = 1.94, SD = 0.93) foram calculados ao longo dos meses 2. Os participantes coletaram estrelas 87 (SD = 42.76), em média, durante o período de treinamento.

Ao aplicar a correção de Bonferroni às correlações calculadas (igual a um limiar de significância p <0.006), nenhuma das correlações foi significativa. Nenhum desejo de videogame [saiu VS: r(21) = 0.03, p = 0.886; VS direita: r(21) = -0.12, p = 0.614] nem frustração [esquerda VS: r(21) = -0.24, p = 0.293; VS direita: r(21) = -0.325, p = 0.15] nem recompensa relacionada ao jogo realizada [esquerda VS: r(25) = -0.17, p = 0.423; VS direita: r(25) = -0.09, p = 0.685] foram correlacionados com atividade estriatal relacionada à recompensa. Curiosamente, ao usar o limiar de significância não corrigido, a diversão experimentada durante os jogos de vídeo foi correlacionada positivamente com a atividade durante a antecipação de ganho na VS direta [r(21) = 0.45, p = 0.039] e uma tendência foi observada no VS esquerdo [r(21) = 0.37, p = 0.103] como mostrado em Figura Figura 22 (painel inferior direito). No entanto, ao aplicar a correção de Bonferroni a esta análise exploratória, também as correlações entre diversão experiente e atividade ventricular do estriado permaneceram não significativas.

Além disso, conduzimos uma análise de controle para investigar se esse achado é específico para o SV. Correlacionamos as mesmas variáveis ​​comportamentais com as estimativas dos parâmetros extraídos dos giros de Heschl (córtex auditivo primário). A análise não revelou correlação significativa pde> 0.466).

EFEITO DO TREINAMENTO DE JOGOS DE VÍDEO (PRÉ E PÓS-TESTE)

A análise da antecipação do ganho contra a antecipação do ganho durante a tarefa da máquina caça-níqueis no pós-teste revelou diferenças de ativação no TG na mesma rede frontoestriada observada no pré-teste (para detalhes veja Tabela S3). No CG, esse efeito foi semelhante, mas atenuado Figura Figura 33; Mesa S4). O efeito de interação de grupo por tempo revelou uma diferença significativa nas áreas relacionadas à recompensa (VS direita e insula bilateral / giro frontal inferior, pars orbitalis) e áreas motoras (SMA direita e giro precentral direito) indicando uma atividade SV preservada no TG entre os pontos de tempo, mas não no CG. Post hoc A análise de ROI usando o VS ROI baseado em literatura confirmou o resultado da interação [Interaction group by time: F(48,1) = 5.7, p = 0.021]. A análise do ROI na região controle (giros de Heschl) não foi significativa. Adicional t-testes revelaram uma diferença significativa entre os pontos temporais dentro do grupo GC [t(24) = 4.6, p <0.001], bem como uma diferença significativa entre os grupos no pós-teste [t(48) = 2.27, p = 0.028]. Os resultados para o grupo de interação por tempo são resumidos em mesa Table11 e são ilustrados em Figura Figura 33.

FIGURA 3 

Resultados do efeito de treinamento de videogame. Para pós-teste, o efeito de antecipação de ganho (XX_) contra nenhuma antecipação de ganho (XY_) é mostrado usando um corte coronal (Y = 11) na fila superior para o grupo controle (GC) e grupo treinamento (TG). Resultados de imagem do ...

DISCUSSÃO

O objetivo do presente estudo foi duplo: Nosso objetivo foi investigar como a capacidade de resposta da recompensa estriatal prevê o comportamento ea experiência relacionados ao videogame, bem como o impacto do treinamento em videogames sobre aspectos funcionais do sistema de recompensas. Em relação à previsão, encontramos uma associação positiva entre o sinal de recompensa do corpo estriado no pré-teste e o divertimento experimentado durante o treinamento subseqüente em videogame. Em relação ao efeito do videogame, observou-se um grupo significativo por interação no tempo, impulsionado pela diminuição do sinal de recompensa do corpo estriado no GC.

RESPOSTA À RECOMPENSA E SUAS PROPRIEDADES PREDITIVAS PARA A EXPERIÊNCIA NO VIDEO GAMING

Uma relação entre sinal de recompensa estriado e desempenho do jogo ou desejo e frustração vivenciados não foi observada. No entanto, fomos capazes de demonstrar uma associação positiva do sinal de recompensa do striatal com diversão experiente durante o treinamento de videogame. Assim, acreditamos que a magnitude da atividade do estriatal durante o processamento de recompensa em uma tarefa de recompensa relacionada a jogos de vídeo não é preditiva de diversão experiente durante o jogo. No entanto, esse achado deve ser interpretado com cautela, uma vez que a correlação observada não permaneceu significativa após a correção para múltiplos testes.

Uma possível explicação para a correlação entre sinal de recompensa do corpo estriado e diversão experimentada durante videogames pode ser que o sinal de recompensa do corpo estriado medido durante o jogo de slot machine reflete a responsividade de recompensa dos indivíduos, que pode estar associada à neurotransmissão dopaminérgica no estriado. De acordo, estudos anteriores mostraram que a atividade VS durante a antecipação de recompensa está relacionada à liberação de dopamina nesta região (Schott et al., 2008; Buckholtz et al., 2010). Foi ainda demonstrado que também os jogos de vídeo estavam associados à libertação de dopamina na mesma área (Koepp et al., 1998). Assim, o VS parece estar crucialmente envolvido no processamento de recompensas neurais, bem como nos videogames, o que envolve muitos fatores motivacionais e recompensadores. Especificamente, estamos convencidos de que a relação observada entre a atividade do VS e o divertimento experimentado pode estar relacionada a uma capacidade de resposta geral do sistema de dopamina do estriado relacionado à recompensa aos estímulos hedônicos. O SV tem sido associado a reações motivacionais e provocadas pelo prazer em uma recente revisão por Kringelbach e Berridge (2009). Assim, a associação observada entre atividade estriatal ventral e diversão que se refere à experiência hedônica e relacionada ao prazer durante o jogo parece bem fundamentada. Estudos futuros devem investigar ainda mais a relação entre a capacidade de resposta da recompensa estriatal e a diversão experimentada durante os videogames novamente para explorar essa relação mais profundamente.

Como mencionado acima, a liberação de dopamina no estriadoKoepp et al., 1998), volume (Erickson et al., 2010) e atividade durante o jogo (Vo et al., 2011) foram anteriormente associados ao desempenho dos jogos de vídeo. Os resultados do estudo atual não mostraram uma associação entre o desempenho dos jogos de vídeo e a atividade do VS. A recompensa alcançada foi operacionalizada pelo número de missões / desafios realizados no jogo. As missões típicas dentro do jogo são exemplificadas ao derrotar um chefe, resolver quebra-cabeças, encontrar lugares secretos, competir com um adversário ou juntar moedas de prata. Essas missões representam o progresso no jogo, e não o desempenho real do jogo. Assim, essas variáveis ​​podem não ser uma variável dependente de desempenho suficientemente precisa. No entanto, não fomos capazes de coletar mais variáveis ​​relacionadas ao jogo, porque “Super Mario 64 DS” é um videogame comercial e uma manipulação desse videogame autônomo era impossível.

Investigamos ainda a relação entre o sinal de recompensa do corpo estriado e o desejo de jogar durante o treinamento de videogame. O desejo neste contexto está provavelmente relacionado com a necessidade e expectativas da potencial satisfação e recompensa dos videojogos. O desejo não é claramente separável do querer, porque geralmente surge junto com o querer. Neurobiologicamente, o desejo envolve não apenas áreas estriatais, mas também pré-frontais relacionadas ao comportamento direcionado por objetivos (Cardinal e outros, 2002; Berridge et al., 2010). Portanto, um correlato neural do desejo pode não estar limitado à área de recompensa do estriado. De fato, Kühn et al. (2013) mostraram que as alterações estruturais do volume de substância cinzenta no córtex pré-frontal dorsolateral induzidas pelo treinamento de videogames estão positivamente associadas à sensação subjetiva de desejo durante o treinamento de videogame. Assim, no presente estudo, a responsividade da recompensa estriatal pode não estar relacionada ao desejo, porque o desejo pode estar associado a correlatos neurais pré-frontais direcionados a um objetivo. Estudos futuros podem investigar isso em detalhes.

Esperávamos uma correlação negativa entre a responsividade da recompensa estriatal e a frustração vivenciada durante o treinamento em videogames, uma vez que a atividade da VS é diminuída na omissão da recompensa em relação ao recebimento da recompensa (Abler et al., 2005). No entanto, essa relação não foi observada. Estudos anteriores mostraram que a ínsula é seletivamente ativada no contexto de frustração (Abler et al., 2005; Yu et al., 2014). Assim, estudos futuros também podem investigar a atividade insular no contexto da recompensa omitida.

EFEITO DO TREINAMENTO DE VÍDEO NO SISTEMA DE RECOMPENSA

Kühn et al. (2011) mostraram em um estudo transversal que jogadores de videogame frequentes (> 9 horas por semana) demonstraram maior atividade estriatal relacionada à recompensa em comparação com jogadores de videogame pouco frequentes. No entanto, a questão permaneceu, se essa descoberta foi uma predisposição para ou um resultado de jogos de vídeo. Em nosso presente estudo longitudinal, a antecipação do ganho durante a tarefa de caça-níqueis revelou atividade de VS, que foi preservada no GT ao longo dos 2 meses, mas não no GC. Assumimos que o sinal de recompensa estriatal pode refletir o envolvimento motivacional durante a tarefa de caça-níqueis, que ainda estava alto no TG no pós-teste. Os participantes do TG podem preservar a capacidade de resposta no processamento de recompensas e a disposição motivacional para completar a tarefa da máquina caça-níqueis no segundo momento em um estado de engajamento semelhante ao da primeira vez. Uma explicação para esse achado pode ser que o treinamento de videogame tem uma influência no processamento de recompensa relacionado à dopamina durante o jogo (Koepp et al., 1998). Nossos resultados apóiam essa visão, já que este efeito pode não estar temporariamente limitado à sessão de jogos, mas pode ter uma influência na responsividade geral da recompensa estriada em situações recompensadoras não relacionadas a videogames. Kringelbach e Berridge (2009) mostraram que a atividade no VS pode representar uma função amplificadora da recompensa e, portanto, os videogames podem preservar a responsividade da recompensa durante o jogo em si e até mesmo no contexto de outras tarefas recompensadoras por meio da amplificação da atividade relacionada ao prazer. Assim, o treinamento em videogames pode ser considerado como uma intervenção direcionada ao sistema neurotransmissor dopaminérgico, que pode ser investigado no futuro. Há evidências de que intervenções dopaminérgicas no contexto de estudos farmacológicos podem ter um caráter de mudança de comportamento terapêutico. Um estudo farmacológico recente utilizando uma intervenção dopaminérgica em idosos adultos Chowdhury et al. (2013) mostraram que o sinal de processamento de recompensa estriado prejudicado relacionado à idade poderia ser restaurado por drogas direcionadas à dopamina. Estudos futuros devem investigar os potenciais efeitos terapêuticos do treinamento em videogames em tarefas cognitivas exigentes envolvendo sinal estriatal dopaminérgico. Seria altamente valioso descobrir o efeito específico dos videogames no circuito fronto-estriado. Nossas descobertas sugeriram um efeito no processamento de recompensas, que por sua vez é essencial para moldar o comportamento direcionado por objetivos e a adaptação flexível a ambientes voláteis (Esfria, 2008). Portanto, as tarefas que envolvem decisões relacionadas à recompensa, como a aprendizagem reversa, devem ser investigadas em estudos longitudinais futuros em combinação com o treinamento em videogames. Múltiplos estudos farmacológicos mostraram que uma manipulação dopaminérgica pode levar a um aumento ou diminuição no desempenho da aprendizagem reversa, o que provavelmente depende da demanda de tarefas e dos níveis individuais de dopamina na linha de base (Klanker e outros, 2013).

O efeito observado do treinamento de videogame no sistema de recompensa também foi impulsionado por uma diminuição na atividade do estriatal no GC durante o pós-teste, que pode ser explicado em parte por um declínio motivacional na disposição de completar a tarefa da máquina caça-níqueis no teste. . Um estudo de Shao et al. (2013) demonstrou que mesmo uma única sessão de treinamento com uma tarefa de caça-níqueis antes da sessão de varredura real levou a uma diminuição na atividade de recompensa do striatal durante o processamento de vitórias em comparação com um grupo que não passou por uma sessão de treinamento. Um estudo adicional por Fliessbach et al. (2010) investigaram a confiabilidade do reteste de três tarefas de recompensa e mostraram que a confiabilidade do reteste no VS durante a antecipação do ganho foi bastante fraca, em contraste com as confiabilidades relacionadas ao motor no córtex motor primário que foram caracterizadas como boas. Uma possível explicação desses achados pode ser a natureza de tais tarefas de recompensa. A recompensa idêntica em ambos os pontos de tempo pode não levar ao mesmo sinal de recompensa no segundo momento do desempenho da tarefa, porque o sentimento subjetivo de recompensa pode ser atenuado pela falta de novidade.

Obviamente, no presente estudo o re-teste foi completado por ambos os grupos, mas a diminuição da atividade de recompensa do estriado foi observada apenas no GC, e não no GT. Esse resultado de preservação no GT pode, em parte, estar relacionado ao treinamento de videogame, conforme discutido acima. No entanto, o GC foi um grupo sem contato e não completou uma condição de controle ativo e, portanto, os resultados também podem representar um efeito puramente placebo no GT. No entanto, mesmo que não o treinamento em videogame específico seja a principal razão para a resposta estriada preservada, nosso estudo pode ser interpretado como evidência argumentando que os videogames levam a um efeito placebo bastante forte em um ambiente terapêutico ou baseado em treinamento. Se os videogames representassem um efeito placebo mais forte do que a medicação placebo ou outras tarefas semelhantes a placebo, é uma questão em aberto. Além disso, durante a sessão de escaneamento, os participantes estavam na mesma situação no escâner e pode-se esperar que ambos os grupos produzam os mesmos efeitos de desejo social. Ainda assim, o efeito de preservação deve ser interpretado com muito cuidado, porque o efeito placebo pode confundir o resultado (Boot et al., 2011). Estudos futuros com foco no sistema de recompensa devem incluir uma condição de controle ativo no desenho do estudo.

Outra possível limitação do estudo pode ser o fato de não termos controlado o comportamento de videogame do GC. Nós instruímos os participantes do CG para que não mudassem seu comportamento de videogame no período de espera e não jogassem Super Mario 64 (DS). No entanto, o comportamento de videogame no CG pode ter mudado e poderia ter afetado os resultados. Estudos futuros devem incluir grupos de controle ativos e avaliar o comportamento dos videogames durante o período do estudo em detalhes.

Neste estudo, nos concentramos no VS. No entanto, observamos um efeito significativo relacionado ao treinamento também no córtex insular, na AME e no giro pré-central. Uma recente meta-análise por Liu et al. (2011) Os estudos de recompensa da 142 mostraram que, além da “área central da recompensa” VS, também a insula, o córtex pré-frontal ventromedial, o córtex cingulado anterior, o córtex pré-frontal dorsolateral e o lóbulo parietal inferior fazem parte da rede de recompensas durante a antecipação da recompensa. A ínsula está envolvida na integração subjetiva da informação afetiva, por exemplo, durante a aprendizagem baseada em erros, no contexto da excitação e consciência emocionais (Craig, 2009; Singer et al., 2009). A ativação durante a antecipação da recompensa na tarefa da máquina caça-níqueis pode refletir o despertar subjetivo e o envolvimento motivacional na tarefa. Acreditamos que este significativo efeito de treinamento na ínsula pode - similar ao efeito no VS - representar um engajamento motivacional, que foi preservado no GT no pós-teste. Estudos futuros poderiam testar isso, por exemplo, aplicando escalas de classificação de excitação e correlacionando esses valores com a atividade insular. De acordo com as diferenças na SMA e no giro precentral, queremos destacar que essas áreas podem não estar envolvidas na antecipação de recompensas, pois não fazem parte da rede sugerida da meta-análise mencionada (Liu et al., 2011). Em vez disso, a SMA está envolvida no aprendizado de associações de estímulo-resposta relacionadas ao motor, entre outras funções (Nachev et al., 2008). Com relação ao presente estudo, a atividade de SMA pode refletir um processo de atualização do estímulo (slot machine com três rodas giratórias) - resposta (pressionar botão para parar o caça-níqueis) - conseqüência (aqui atualização do stop da segunda roda: XX_ e XY_) - cadeia. Especulativamente, os participantes do grupo de treinamento entendem a máquina caça-níqueis após o treinamento como um videogame, no qual eles poderiam melhorar seu desempenho, por exemplo, pressionando o botão no momento certo. Em outras palavras, os participantes do GT poderiam ter pensado que poderiam impactar o resultado da máquina caça-níqueis, adaptando seu padrão de resposta. Por favor, note que os participantes não estavam cientes de que a slot machine tinha uma natureza determinista. Como o giro precentral também faz parte do sistema motor, a interpretação do significado funcional do achado da SMA também pode ser válida para o giro pré-central. Estudos futuros podem confirmar essas interpretações das diferenças de SMA e de ativação pré-central por meio da variação sistemática das associações de resposta-consequência.

JOGO DE VÍDEO, SUPER MARIO, MOTIVAÇÃO, BEM-ESTAR SUBJETIVO E O SISTEMA DE RECOMPENSA

Do ponto de vista psicológico, videogames alegres oferecem cronogramas de recompensa altamente eficazes, níveis de dificuldade perfeitamente ajustados e forte engajamento (Verde e Bavelier, 2012). Essas propriedades específicas potencialmente contêm a oportunidade de satisfazer necessidades psicológicas básicas, como competência, autonomia e relacionamento (Przybylski et al., 2010). Um estudo de Ryan et al. (2006) mostrou que os participantes que se sentem motivados por uma sessão de treinamento 20 min de Super Mario 64 tiveram um bem-estar maior depois de jogar. Esse aumento do bem-estar foi ainda associado a aumentos no sentimento de competência (por exemplo, autoeficácia experiente) e autonomia (por exemplo, agir com base no interesse). Juntamente com a descoberta atual da preservação do sinal de recompensa em uma tarefa não treinada, acreditamos que os videogames abrigam o potencial de uma ferramenta poderosa para treinamento específico (cognitivo). Dependendo do gênero dos videogames e das propriedades individuais do jogo, os videogames exigem interações motoras e cognitivas muito complexas dos jogadores para alcançar o objetivo do jogo e, assim, um efeito de treinamento específico. A natureza gratificante dos videogames pode levar a um alto nível de motivação constante dentro da sessão de treinamento.

CONCLUSÃO

O estudo atual mostrou que a capacidade de resposta da recompensa do estriado prediz a diversão subsequente em jogos de vídeo, sugerindo que as diferenças individuais na capacidade de resposta da recompensa podem afetar o envolvimento motivacional dos videogames, mas essa interpretação precisa ser confirmada em estudos futuros. Além disso, este estudo longitudinal revelou que o treinamento em videogame pode preservar a responsividade da recompensa no SV em um reteste. Acreditamos que os videogames são capazes de manter as respostas estriadas para recompensar a flexibilidade, um mecanismo que pode ser extremamente importante para manter a motivação elevada e, portanto, pode ser de valor crítico para muitas aplicações diferentes, incluindo treinamento cognitivo e possibilidades terapêuticas. Pesquisas futuras devem, portanto, investigar se o treinamento em videogames pode ter um efeito sobre a tomada de decisões baseadas em recompensas, o que é uma habilidade importante na vida cotidiana.

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.

Agradecimentos

Este estudo foi apoiado pelo Ministério da Educação e Pesquisa da Alemanha (BMBF 01GQ0914), pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG GA707 / 6-1) e pela Fundação da Fundação Nacional Acadêmica Alemã para a RCL. Somos gratos pela ajuda de Sonali Beckmann operando o scanner, bem como David Steiniger e Kim-John Schlüter para testar os participantes.

MATERIAL SUPLEMENTAR

O Material Complementar deste artigo pode ser encontrado online em: http://www.frontiersin.org/journal/10.3389/fnhum.2015.00040/abstract

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