Impactul jocului de jocuri pe proprietățile microstructurale ale creierului: analize transversale și longitudinale (2016)

Începutul paginii   

Introducere

Jocul video (VGP) este din ce în ce mai răspândit în rândul copiilor din era modernă.¹ VGP a fost asociat cu numeroase efecte preferate și care nu sunt preferate. O relație cauzală între VGP și îmbunătățirile anumitor tipuri de cunoaștere vizuală a fost relativ bine stabilită.² Pe de altă parte, efectele negative ale VGP includ efecte asupra memoriei verbale, unele tipuri de atenție, somn, învățare și cunoaștere.^{2, 3, 4} Mai mult, în studiile imagistice, sa demonstrat că VGP cauzează o eliberare substanțială de dopamină în sistemul dopaminergic⁵ precum și dependența.⁶

Studiile anterioare în secțiune au relevat faptul că copiii care joacă cantități mari de jocuri video și jucători online profesioniști au prezentat o grosime corticală crescută și un volum regional de materie cenușie în cortexul prefrontal dorsolateral, câmpul frontal al ochilor și în alte zone similare.^{7, 8, 9} Cu toate acestea, până în prezent nu au fost identificate efectele VGP asupra dezvoltării proprietăților microstructurale la copii, în special a celor asociate cu consecințe psihologice negative ale VGP. Scopul acestui studiu a fost de a cerceta această problemă prin analize prospective transversale și longitudinale. Folosind o perspectivă longitudinală, proiectarea studiului observațional, ne putem concentra pe consecințele negative ale VGP, cum ar fi dezvoltarea pe termen lung a funcțiilor verbale și modificările sistemului dopamină din cauza VGP îndelungată. Aceste probleme nu pot fi cercetate etic și practic în studiile intervenționale controlate pe termen scurt.

Difuzivitatea medie (MD) și anisotropia fracțională (FA) măsoară imagistica cu tensor de difuzie¹⁰ poate măsura diferite proprietăți microstructurale ale creierului. În special, un MD mai mic reflectă o densitate tisulară mai mare, cum ar fi prezența crescută a structurilor celulare. Mecanismele posibile de afectare a MD includ capilare, sinapse, coloane vertebrale și proteine ​​macromoleculare; proprietățile mielinei, membranei și axonului; forma neuronilor sau a glia; sau o organizație îmbunătățită a țesuturilor, dar MD nu este sensibil în mod special la oricare dintre ele.^{10, 11} S-a dovedit că modificările în MD sunt sensibile în mod unic la plasticitatea neuronală.^{11, 12} IÎn special, s-a dovedit că MD în sistemul dopaminergic este destul de sensibil la diferențele patologice, farmacologice și cognitive sau la modificările legate de dopamină.^{12, 13, 14, 15} Pe de altă parte, se știe că FA este relativ mai puternic asociată proprietăților microstructurale legate de conectivitatea creierului și sensibilă la creșterile în grosimea membranei axonale, diametrul și / sau la cantitatea de organizare paralelă a axonilor și poate reflecta, de asemenea, procesul neuronal. plasticitate.^{10, 16} Prin urmare, am utilizat aceste măsuri în acest studiu.

Pe baza studiilor anterioare psihologice și neuroimagistice menționate anterior asupra VGP, am emis ipoteza că VGP afectează aceste mecanisme neuronale în zonele PFC și în girul frontal temporal superior și inferior stâng, care sunt implicate în procesele verbale;¹⁷ sistemele dopaminergice orbitofrontale și subcorticale, care sunt implicate în procese de recompensare și motivație;¹⁸ și hipocamp, care este implicat în memorie și somn.¹⁹ Având în vedere prevalența VGP în rândul copiilor, este important să dezvăluim consecințele VGP.

Începutul paginii   

materiale si metode

Subiecții

Toți subiecții erau copii japonezi sănătoși. Pentru descrieri complete, consultați Metode suplimentare. Conform Declarației de la Helsinki (1991), consimțământul în scris a fost obținut de la fiecare subiect și de la părintele său. Aprobarea pentru aceste experimente a fost obținută de la Consiliul de revizuire instituțională al Universității Tohoku. Câțiva ani (pentru detalii despre acest interval, vezi Tabelul 1) după preexperiment, s-a efectuat postexperiment și o parte din subiecții din preexperiment au participat și la acest postexperiment.

Analizele imagistice în secțiune transversală au fost efectuate la subiecți 240 (băieți 114 și fete 126; vârsta medie, ani 11.5 ± 3.1; interval, ani 5.7 – 18.4) și analize de imagini longitudinale au fost efectuate la subiecții 189 (băieți 95 și fete 94; medie vârstă, 14.5 ± 3.0 ani; interval, 8.4 – 21.3 ani).

Evaluări ale variabilelor psihologice

Atât în ​​preexperiment cât și în postexperiment, am măsurat coeficientul de inteligență Full Scale (FSIQ) folosind versiunea japoneză a Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition (WAIS-III) pentru subiecții în vârstă 16 ani sau Scala de informații Wechsler pentru copii - Ediția a treia (WISC-III) pentru subiecți cu vârsta <16 ani.²⁰ Testele au fost administrate de examinatori instruiți.²¹ Am calculat FSIQ, IQ verbal (VIQ) și IQ de performanță (PIQ) pentru fiecare subiect din punctajele lor WAIS / WISC. Testul Wechsler IQ este unul dintre cele mai utilizate măsuri psihometrice ale funcției cognitive, iar scorurile acestui test prezic în mod fiabil rezultate diverse în educație, carieră și relații sociale.²² Pentru verificarea calității, au fost calculate corelațiile scorurilor testului preexperiment atât cu scorurile testului postexperiment cât și cu volumul intracranial total preexperiment Rezultate suplimentare).

În preexperiment, durata VGP în timpul săptămânilor a fost colectată folosind un chestionar cu auto-raport cu întrebări cu alegere multiplă. Au existat următoarele opt opțiuni: 1, niciuna; 2, puțin; 3, aproximativ 30 min; 4, aproximativ 1 h; 5, aproximativ 2 h; 6, aproximativ 3 h; 7, 4 h; și 8, nu au cum să spună. Aceste alegeri au fost transformate în ore de VGP (alegerea 1 = 0, alegerea 2 = 0.25, alegerea 3 = 0.5, alegerea 4 = 1, alegerea 5 = 2, alegerea 6 = 3, alegerea 7 = 4) și orele VGP au fost utilizate în analizele statistice descrise mai jos. Datele de la subiecții care au ales opțiunea 8 au fost eliminate din analizele care implică ore de VGP. Această metodă pare a fi o modalitate brută de evaluare a cantității de VGP. Cu toate acestea, este utilizat pe scară largă și a fost validat în domeniu (a se vedea Discuții și referințe de validitate a metodei în Material suplimentar).

În plus, ca și covariatele suplimentare, am adunat următoarele informații: relația cu părinții, numărul de părinți care locuiesc împreună cu copiii, veniturile anuale ale familiei, calificările educaționale ale ambilor părinți și urbanitatea locului (la nivel municipal) unde locuiau subiecții. . Pentru detalii despre aceste măsuri, inclusiv metodele detaliate de evaluare, consultați studiul nostru anterior.²³

Pentru participanții din clasa a patra sau mai jos, părinții au răspuns la întrebări cu privire la cantitatea de VGP și relația dintre copii și părinți. Pentru participanții din clasa a cincea sau mai sus, copiii înșiși au răspuns la aceste întrebări. Pentru motivele pentru această alegere a pragului, consultați Metode suplimentare.

Analiza datelor comportamentale

Datele comportamentale au fost analizate folosind versiunea de lansare a software-ului de analiză predictivă 22.0.0 (Statistici PASW 22; SPSS, Chicago, IL, SUA; 2010). Pentru analizele psihologice, au fost utilizate analize de regresie multiplă cu o coadă pentru a investiga asocierile negative ipotezate între cantitatea de VGP și VIQ în preexperiment (analize în secțiune transversală), precum și asociații negative între cantitatea de VGP în preexperiment și modificările VIQ de la preexperiment la postexperiment (analize longitudinale). În analizele transversale, sex, vârstă (zile după naștere), venitul anual al familiei, numărul mediu de ani pentru cea mai înaltă calificare educațională a părinților, persoana care a răspuns la întrebarea cu privire la cantitatea de VGP, urbanitatea zonei în care a participat participantul trăit, numărul de părinți care au trăit împreună cu participantul și relația cu părinții au fost adăugate ca covariate. În plus, în analizele longitudinale, intervalul de timp dintre preexperiment și postexperiment și variabila dependentă a analizei secțiunii transversale (VIQ) a fost adăugat sub formă de covariate. Alte scoruri de test IQ au fost cercetate în aceeași manieră. Testele cu o singură coadă au fost utilizate pentru analizele care au testat ipoteze specifice (efectele negative ale VGP asupra VIQ). Acest lucru a fost realizat deoarece, în aceste analize, ipotezele care trebuie testate au vizat dacă VGP are un impact negativ asupra funcțiilor verbale. Mai mult, pentru scorurile IQ care au demonstrat efectele VGP în analizele secțiunii transversale, testele pe o singură coadă au fost utilizate în analizele longitudinale (conform aceleași direcții ca cele ale efectelor în analizele transversale).

Au fost aplicate mai multe corecții de comparație la rezultatele analitice relevante pentru scopul studiului. În aceste șase analize, rezultă un prag de P<0.05 (corectat pentru rata de descoperire falsă (FDR) folosind metoda ascuțită în două etape²⁴) au fost considerate semnificative statistic. Am considerat că rezultatele sunt semnificative numai atunci când nu au fost corectate și corectate P-valorile au fost ambele <0.05.²⁵

Achiziționarea și analiza imaginilor

Achiziția de date prin rezonanță magnetică (RMN) a fost realizată folosind un scaner 3-T Philips Achieva (Best, Olanda). Folosind o secvență imagistică ecografică cu ecou rotativ (TR = 10 293 ms, TE = 55 ms, Δ= 26.3 ms, δ= 12.2 ms, FOV = 22.4 cm, 2 × 2 × 2 mm³ voxels, 60 slices, factorul de reducere SENSE = 2, numărul de achiziții = 1), date ponderate prin difuzie au fost colectate. Ponderarea de difuzie a fost distribuită izotropic de-a lungul direcțiilor 32 (b-valoare = 1000 s mm^-2). În plus, o singură imagine fără pondere difuză (b-valoare = 0 s mm^-2; bImaginea 0) a fost achiziționată. Timpul total de scanare a fost 7 min 17 s. Hărțile FA și MD au fost calculate din imaginile colectate folosind un pachet de analiză a tensiunii de difuzie disponibil comercial pe consola MR. Pentru mai multe detalii, consultați Metode suplimentare.

Preprocesarea datelor imagistice

Preprocesarea și analiza datelor imagistice au fost efectuate utilizând SPM8 implementat în Matlab. Practic, am normalizat imaginile pre și post-MD și pre și post-FA ale subiecților cu înregistrare anatomică diferomorfă validată anterior prin metoda procesului de înregistrare bazată pe algebra minciună (DARTEL), apoi imaginile MD normalizate au fost mascate de imaginea de mască personalizată care este puternic probabil să fie materie gri sau albă, iar imaginile FA normalizate au fost mascate de imaginea de mască personalizată, care este puternic probabil să fie materie albă și netezită. Pentru detalii, vezi Metode suplimentare.

În cele din urmă, modificarea semnalului în MD (sau FA) între imaginile preexperiment și postexperiment a fost calculată la fiecare voxel în masca menționată mai sus pentru fiecare participant. Hărțile rezultate care reprezintă modificarea MD (sau FA) între experimentele pre și post-RMN ((MD după-MD înainte) sau (FA după-FA înainte)) au fost apoi transmise analizelor imagistice longitudinale, așa cum este descris în secțiunea următoare.

Analiza datelor cu imagini cu creier întreg

Analizele statistice ale datelor de imagini cu creierul întreg în secțiune transversală au fost efectuate utilizând SPM8. Analiza de regresie multiplă a creierului integral în secțiune transversală a fost efectuată pentru a investiga asocierea dintre MD sau FA și cantitatea de VGP. Covariatele au fost aceleași cu cele utilizate în analizele psihologice în secțiune transversală, cu excepția faptului că în analizele imagistice, volumul intracranian total calculat folosind o morfometrie pe bază de voxel (pentru detalii, a se vedea Takeuchi et al.²⁶) a fost adăugat sub formă de covariate.

În analizele longitudinale ale MD (sau FA), au fost analizate hărți reprezentând modificări ale semnalului în MD (sau FA) între imaginile preexperiment și postexperiment. Am investigat asocierea dintre preexperiment și modificările postexperiment MD (și FA) și orele de VGP. Covariatele au fost aceleași cu cele utilizate în analizele longitudinale psihologice, cu excepția faptului că în analizele imagistice, volumul intracranial total a fost adăugat ca covariate și acest lucru a fost posibil prin voxel-by-voxel folosind instrumentul de mapare parametrică biologică (BPM) (www.fmri.wfubmc.edu).

Analizele MD au fost limitate la masca gri + materie albă care a fost creată mai sus. Analizele FA au fost limitate la masca de materie albă care a fost creată mai sus.

O corecție comparativă multiplă a analizelor transversale a fost efectuată folosind îmbunătățirea clusterului fără prag (TFCE),²⁷ cu testare aleatorie (permutări 5000) neparametrice de permutare prin cutia de instrumente TFCE (http://dbm.neuro.uni-jena.de/tfce/). Am aplicat pragul unei erori (FWE) corectată în familie P<0.05. În analizele longitudinale, corecția comparației multiple a fost efectuată folosind abordarea FDR,²⁸ și zone care au depășit pragul de întindere²⁹ pe baza acestui prag de determinare a clusterului au fost raportate. Au fost luate diferite praguri statistice, deoarece testele de permutare (1) pot controla în mod corespunzător ratele false pozitive³⁰ dar (2) BPM nu permite utilizarea TFCE. Am ales cea mai bună metodă statistică disponibilă pentru fiecare analiză.

Începutul paginii   

REZULTATE

Date de bază

Caracteristicile subiecților sunt prezentate în Tabelul 1. Durata VGP în timpul săptămânilor a fost colectată printr-un chestionar auto-raport, iar mediile și s.ds. sunt prezentate în Tabelul 1.

Analiza comportamentală transversală

Au fost folosite analize de regresie multiplă care au utilizat datele preexperimentului și au fost corectate pentru variabile confundante (a se vedea Metode pentru detalii). Aceste analize au relevat că cantitatea de VGP din preexperiment a fost corelată semnificativ și negativ cu VIQ în preexperiment (Figura 1a, P= 0.027, necorectată, P= 0.038, corectat pentru FDR, t= −1.930, coeficient de regresie parțială standardizată (β) = - 0.120), așa cum era de așteptat, și cu FSIQ în preexperiment (P= 0.032, necorectată, P= 0.038, corectat pentru FDR, t= -2.159, β= −0.135), dar a avut doar o corelație negativă cu PIQ în preexperiment (P= 0.061, P= 0.038, corectat pentru FDR, t= -1.879, β= -0.118).

Analiza comportamentală longitudinală

Au fost folosite analize de regresie multiplă care au utilizat datele longitudinale și au fost corectate pentru variabilele confundante (a se vedea Metode pentru detalii). Rezultatele au relevat faptul că orele de VGP în preexperiment au fost corelate semnificativ și negativ cu modificarea VIQ între datele de preexperiment și postexperiment (Figura 1b, P= 0.044, necorectată, P= 0.038, corectat pentru FDR, t= −1.710, coeficient de regresie parțială standardizată (β) = - 0.119), dar a avut doar tendința de a corela negativ cu FSIQ în preexperiment cu schimbarea FSIQ între preexperiment și postexperiment (P= 0. 064, P= 0.038, corectat pentru FDR, t= -1.525, β= −0.076) și nu s-a corelat cu modificarea PIQ între preexperiment și postexperiment (P= 0. 595, P= 0.2975, corectat pentru FDR, t= -0.533, β= -0.037).

Analize transversale ale MD și FA

Analizele de regresie multiplă au arătat că orele de VGP în preexperiment au corelat semnificativ și pozitiv cu MD în preexperiment în regiuni extinse de materie cenușie și albă în PFC bilateral, cingulat anterior, cortex temporal și lateral, medial, ganglioni bazali și girus fusiform (vezi Tabelul 2 și Figurile 2a și b pentru zone anatomice precise). În plus, au existat corelații negative semnificative între orele de VGP în preexperiment și FA, în principal în zonele genu și corpul corpus callosum, corona anterioară bilaterală corona și corona radiata superioară dreaptă (vezi Tabelul 3 și Figurile 2c și d pentru zone anatomice precise).

Analize longitudinale ale MD și FA

Analizele de regresie multiplă au relevat faptul că orele de VGP în preexperiment au corelat semnificativ și pozitiv cu modificările în MD între preexperiment și postexperiment în grupul anatomic care a inclus zone de materie gri și albă a ganglionilor bazali stângi, lobul temporal medial stâng și talamusul bilateral; un cluster în părțile ventrale ale PFC; un grup anatomic, care include zonele mater gri și alb ale insulei drepte, putamenului drept și talamului drept; și un grup anatomic care includea zone de materie cenușie și albă a lobilor temporari, inferiori, inferiori și ai occipitalului stâng. (Figurile 3a – c, Tabelul 4). Nu au existat rezultate semnificative asociate cu modificările FA.

Analize ale MD și ale inteligenței psihometrice

Analize de regresie multiplă care au utilizat date preexperimentate și corectate pentru variabile confuzive (vezi Metode suplimentare pentru detalii) au fost angajați. Aceste analize au relevat faptul că FSIQ s-a corelat în mod semnificativ și negativ cu MD în zonele în jurul talamusului stâng, hipocampus stâng, putamen stâng, insula stângă, Heschl gyrus și mănunchiuri de materie albă asociate, cum ar fi fornixul, corona superioară stângă și radiația capsulă internă stângă (Figura 4a; Valoarea TFCE = 1423.1, corectată TFCE P-value = 0.0166, dimensiunea clusterului = vocale 1512). Mai mult, PIQ s-a corelat semnificativ și negativ cu MD în zonele răspândite de materie gri și albă din zonele răspândite în jurul întregului creier (Figura 4c; vedea Masa suplimentară S5 pentru zone anatomice precise). VIQ nu s-a corelat semnificativ cu MD în analiza întregului creier. Cu toate acestea, s-a observat o tendință substanțială în zonele în care s-au observat efectele FSIQ. Analiza regiunii de interes a relevat că, în această zonă, VIQ s-a corelat semnificativ și negativ cu MD (Figura 4b; Valoarea TFCE = 357.31, corectată TFCE P-value = 0.002, cluster size = 1475 voxels) (pentru a lua în considerare validitatea statistică a acestei regiuni de analiză a intereselor și demonstrarea faptului că asociațiile dintre MD și VIQ, precum și PIQ în acest domeniu sunt formate din asociațiile dintre MD și comun componente ale VIQ și PIQ, vezi Metode suplimentare și Rezultate suplimentare). Aceste rezultate sugerează că PIQ asociat cu MD în zone răspândite și că VIQ asociat cu o zonă mai restrânsă în emisfera stângă. În plus, un efect comun al PIQ și VIQ a dus la efectul FSIQ asupra MD în acest domeniu.

Corelațiile MD observate cu FSIQ și VIQ s-au suprapus cu cele ale VGP în analizele în secțiune transversală, dar nu cu cele din analizele longitudinale. Cu toate acestea, când pragul pentru formarea clusterului a fost desfăcut P<0.1 corectat în FDR în analizele longitudinale ale VGP, clusterul format a suprapus corelațiile MD ale FSIQ și VIQ.

Începutul paginii  

Discuție

În acest studiu, am dezvăluit pentru prima dată efectele VGP asupra MD și FA la copii. Ipotezele noastre au fost parțial confirmate, iar studiile noastre transversale și longitudinale au relevat constant că o cantitate mai mare de VGP a fost asociată cu MD crescut în zonele corticale și subcorticale și scăderea inteligenței verbale.

Rezultatele prezentei MD și dovezi convergente sugerează că VGP excesiv perturbă direct sau indirect dezvoltarea sistemelor neuronale preferabile, care poate fi legată de dezvoltarea întârziată a inteligenței verbale. Rezultatele prezente au arătat că VGP mai lungă este asociată cu MD mai mare în regiuni extinse și cu inteligență verbală mai mică, atât în ​​secțiune transversală, cât și longitudinal. Pe de altă parte, în timpul dezvoltării, MD în general scade.³¹ Mai mult, în studiul de față, un PIQ mai mare a fost asociat cu MD mai scăzut în regiuni extinse din creier, iar FSIQ și VIQ mai mari au fost asociate cu MD inferior în talamul stâng, hipocampus stâng, putamen stâng, insula stângă, Heschl gyrus stânga și mănunchiuri de materie albă asociate. MD în zonele incluzând sau învecinate cu aceste zone au demonstrat efectele pozitive ale VGP atât în ​​secțiune transversală, cât și longitudinal. Aceste linii de dovezi sugerează că VGP excesiv perturbă direct sau indirect dezvoltarea sistemelor neuronale preferabile, care poate fi legată de dezvoltarea întârziată a inteligenței verbale.

Studiile anterioare au sugerat mai multe mecanisme fiziologice care stau la baza modificărilor MD. Scăderea MD a fost sugerată să reflecte diverse modificări celulare și citoarhitectonice care au ca rezultat o densitate tisulară mai mare, așa cum este descris în secțiunea Introducere. Mai mult, MD s-a arătat ca fiind sensibil în mod unic la plasticitatea neurală, iar mecanismele tisulare menționate mai sus au fost arătate sau sugerate să se schimbe prin procese care implică plasticitate neurală.¹¹ Ca atare, de obicei se consideră că o scădere a MD reflectă o creștere a adaptărilor funcționale și tisulare. Cu toate acestea, MD nu este foarte specific pentru nici un anumit țesut.³² În plus, MD poate reflecta scăderi ale fluxului sanguin, iar în anumite cazuri, adaptarea funcțională este reflectată de o creștere a MD.¹² Prin urmare, dacă scăderea MD este o modificare adaptativă, ar trebui să fie determinată dintr-o perspectivă cuprinzătoare care include măsuri psihologice.

Toate zonele identificate în care MD s-a corelat cu cantitatea de VGP atât în ​​secțiunile transversale, cât și în analizele longitudinale au fost sugerate să aibă roluri unice în procesele verbale, de memorie și de execuție; recompensă și motivație; și procesele de citire și limbaj, iar prin aceste procese VGP poate duce direct sau indirect la deficiențe funcționale raportate anterior. În primul rând, hipocampul este asociat cu procesele de memorie și somn.¹⁹ VGP este cunoscut pentru a asocia cu anomalii și tulburări de somn în învățare, memorie și cunoaștere.^{3, 4} Anomalii observate în acest domeniu care sunt legate de VGP pot fi asociate cu deficite în funcțiile legate de VGP. În al doilea rând, girul frontal mediu stâng și inferior au roluri critice în funcțiile executive și în sistemul central și subsistemele memoriei de lucru.³³ Pe de altă parte, aceste procese sunt perturbate cauzal de VGP.² În al treilea rând, zonele din ganglionii bazali, cortexul orbitofrontal și insula au diverse roluri în procesele de recompensare și motivație.^{34, 35} Interesant, similar cu psihostimulanții, VGP determină eliberarea substanțială de dopamină în sistemul dopaminergic⁵ și provoacă dependență.⁶ S-a cunoscut că dopamina prezintă proprietăți neurotoxice, iar dopamina excesivă dăunează țesuturilor și celulelor din creier.³⁶ În plus, un studiu anterior asupra utilizatorilor de psiostimulant (metamfetamina) a evidențiat un nivel mai ridicat de MD în regiunile sistemului dopaminergic.³⁷ Mai mult, un studiu de intervenție al bolii Parkinson a relevat faptul că administrarea de agonistă dopamină L-dopa a dus la creșterea MD în regiunile sistemului dopaminergic.¹⁴ Prin urmare, o cantitate mai mare de VGP și creșterea concomitentă a eliberării de dopamină sunt asociate cu modificările ulterioare ale MD în sistemul dopaminergic, asemănător efectelor substanțelor care eliberează dopamina. MD-ul acestor zone este asociat cu trăsături cu efecte negative, în timp ce VGP excesiv este asociat cu golirea sau tendințele depresive atunci când nu joci jocuri video.³⁸ Prin mecanismele neuronale din aceste zone, VGP poate fi asociată direct sau indirect cu deficiențele funcționale raportate anterior. În plus, în studiul de față, VIQ a scăzut ca răspuns la VGP, și indiferent de tipul IQ, un IQ mai mic a fost asociat cu MD mai ridicat în zone, inclusiv sistemul dopaminergic și hipocampus. În plus față de procesele de învățare și memorie, procesele de motivație au roluri cheie în performanța testelor IQ în rândul copiilor.³⁹ Prin urmare, efectele observate ale VGP asupra VIQ pot fi parțial mediate de aceste mecanisme neuronale. Totuși, acestea sunt speculații, deoarece studiul de față este longitudinal și neintervențional și nu avem date suficiente pentru a susține aceste speculații și cauzalități; sunt necesare studii viitoare pentru a confirma aceste speculații sau cauzalități.

Asocierile dintre o cantitate mai mare de VGP și FA mai scăzută, precum și un PIQ mai mic au fost observate doar în analize transversale. De obicei, o FA mai scăzută în domenii precum corpul callosum, unde mai multe fibre neuronale nu se încrucișează, se consideră că reprezintă funcții ale tractului care nu sunt preferate, care sunt însoțite de mielinizarea redusă a axonilor și a altor mecanisme fiziologice.^{16, 40} Lipsa observată de asocieri în analizele longitudinale poate fi atribuită multor cauze. Unul este puterea statistică mai mică în analizele longitudinale din cauza unei dimensiuni mai mici a eșantionului sau a vârstei crescute, deoarece copiii mai mici prezintă o plasticitate mai mare.⁴¹ De asemenea, plasticitatea cea mai proeminentă poate apărea în stadiul inițial al experienței cu VGP în conformitate cu aceste măsuri, iar plasticitatea neurală nu poate fi deci observată în analizele longitudinale ale acestor măsuri. Ultima, dar cea mai simplă interpretare este aceea că VGP nu are efecte detectabile asupra acestor măsuri. Asociația observată în secțiune transversală a fost aceea că copiii cu astfel de caracteristici neurocognitive (PIQ inferior și FA mai mică în regiunile răspândite) joacă jocuri video în cantități mai mari. Legat de concluziile actuale ale FA, studii anterioare au investigat caracteristicile FA ale pacienților cu dependență de internet.^{42, 43} Aceste studii sunt relevante pentru rezultatele actuale, deoarece dependența de internet este slab legată de cantitatea de VGP,⁴⁴ poate din cauza jocurilor online. Deși concluziile acestor două sunt inconsistente, s-a constatat că pacienții cu dependență de internet au FA mai scăzută în zonele prefrontal, inclusiv părțile anterioare ale corpus callosum. Mai mult, acest studiu a utilizat un chestionar pentru tulburările emoționale legate de anxietate pentru copii⁴⁵ și a demonstrat că pacienții cu dependență de internet prezintă probleme emoționale mai severe și că aceste probleme au fost asociate cu FA în corpul callosum anterior. Deși studiile anterioare au arătat că corelațiile structurale ale substanței cenușii ale cantității de VGP nu erau legate de dependența de internet,⁴⁴ este posibil ca rezultatele actuale ale FA să împărtășească mecanisme patogene comune cu dependența de internet (cum ar fi vulnerabilitatea și / sau semnele dobândite de dependență / probleme emoționale). Aceste posibilități ar trebui să fie explorate în studiile viitoare.

Studiile prezente ne-au avansat înțelegerea efectelor directe sau indirecte ale VGP la copii. După cum s-a descris în studiile anterioare, neuroimagistica anterioară a arătat în mod constant o corelație pozitivă între cantitatea de VGP și cantitatea de materie cenușie din DLFPC, iar acest lucru a fost în general considerat un rezultat pozitiv..^{7, 8, 9} O tendință similară între cantitatea de VGP și volumul regional de materie cenușie în PFC dorsolateral stâng (T= 3.27, 689 mm³, P<0.0025) a fost observată în analiza transversală a acestui studiu. În această analiză, analiza VBM a fost efectuată folosind aceleași covariate utilizate în acest studiu (pentru detalii despre metodele de preprocesare, a se vedea Takeuchi et al.²⁶). Cu toate acestea, studii suplimentare au indicat că creșterea materiei cenușii legate de experiența computerizată la copii și adulți tineri are consecințe psihologice negative.^{26, 46} Studiile de față au investigat efectele directe sau indirecte ale VGP din perspectiva FA și MD și a inteligenței verbale și au susținut în continuare aspectele negative ale VGP la subiecții mai tineri.

Studiul de față a avut unele limitări. În primul rând, acesta nu a fost un studiu de intervenție și, prin urmare, include unele limitări comune ale studiilor epidemiologice de observație. Acest studiu a implicat analize longitudinale și a fost scăzut de unele limitări (de exemplu, posibilitatea ca asocierile dintre inteligența verbală și VGP să fie cauzate de o tendință a copiilor cu inteligență mai mică de a juca jocuri video). Cu toate acestea, rezultatele prezente încă nu pot dovedi că VGP a provocat direct modificările observate. Este posibil ca numeroși factori de mediu care nu au putut fi corectați în analize să fi provocat modificările observate. De asemenea, este posibil ca o reducere a numărului de activități zilnice (de exemplu, studierea, citirea, conversațiile cu ceilalți și exercițiile fizice) să fie înlocuită cu timpul petrecut în VGP. Acest lucru este mai adevărat la copii, deoarece copiii își petrec timpul într-o manieră destul de uniformă în zilele de săptămână (de exemplu, la școală). În timpul rămas, pe măsură ce anumite activități cresc, alte activități tind să scadă simultan. Având în vedere această natură, nu este corect să se corecteze aceste activități în analize de regresie multiplă. De asemenea, trebuie amintit că, la copii, timpul petrecut în VGP reflectă o scădere a timpului petrecut în activități verbale (sau exerciții), iar unele dintre efectele observate pot fi mediate de astfel de efecte. Chiar dacă acest lucru ar fi fost cazul, nu credem că scopul acestui studiu nu a fost îndeplinit, deoarece timpul petrecut în VGP reflectă natura timpului petrecut în VGP în viața reală. Cu alte cuvinte, spre deosebire de setările experimentale, în viața reală chiar dacă un anumit joc video are efecte benefice asupra anumitor funcții, timpul substanțial petrecut pentru a juca un astfel de joc trebuie să înlocuiască alte activități favorabile, cum ar fi studiul și exercițiile fizice. Pentru o examinare suplimentară a acestei probleme și evaluarea efectelor sportului, a se vedea Metode și rezultate suplimentare. Mai mult, este, de asemenea, posibil ca cantitatea de VGP să reflecte alte deficiențe (dependență de VGP și motivație scăzută de activități academice sau sociale) și ca aceste deficiențe să afecteze funcțiile neurocognitive. În mod alternativ, atunci când o cantitate mai mare de VGP progresează spre dependența de jocuri video, aceasta poate afecta funcțiile neurocognitive. Studiile viitoare trebuie efectuate pentru a lua în considerare aceste mecanisme cauzale. Pentru discuții suplimentare despre această problemă, consultați Metode suplimentare. În plus, în acest studiu, am folosit și o măsură cognitivă validată și folosită pe scară largă, dar pe scară largă (test WeQsler IQ) și nu am adunat date care pot evalua în mod specific măsurile socio-emoționale. Efectele VGP asupra acestor funcții specifice, precum și relația lor cu măsurile de imagistică cu tensor de difuzie ar trebui să fie cercetate în studiile viitoare. De asemenea, studiile au arătat că anumite jocuri video (de exemplu, jocuri violente, spațiale și strategice) au anumite efecte specifice.⁴⁷ Deoarece scopul nostru de studiu nu a abordat aceste probleme, nu am adunat date necesare pentru a investiga astfel de efecte; cu toate acestea, aceste efecte ar putea fi studiate în viitor. O limitare generală a acestui tip de studiu structural asupra efectelor factorilor de mediu asupra mecanismelor neuronale și cognitive este că modificările structurale nu reflectă în mod direct modificările funcționale din zonele identificate care sunt legate de funcțiile cognitive. Astfel, studiul nostru nu poate explica în mod direct cum corelațiile MD din cantitatea de VGP din zonele identificate sunt asociate cu corelațiile funcționale cognitive observate ale cantității de VGP și alte funcții cognitive.

În concluzie, VGP crescut este asociat direct sau indirect cu dezvoltarea întârziată a MD în regiuni extinse din creier, precum și inteligență verbală. Anterior, a fost raportată o gamă largă de efecte benefice ale VGP,⁴⁸ și jocurile video pot fi utile în anumite condiții (de exemplu, adulți în vârstă, anumite tipuri de jocuri). Cu toate acestea, studiul de față a avansat înțelegerea VGP ca un obicei zilnic al copiilor și a dezvăluit că condițiile în care copiii joacă jocuri video timp îndelungat pot duce la o dezvoltare neurocognitivă nefavorabilă, cel puțin dintr-o anumită perspectivă.

Începutul paginii   

Conflictul de interese

Autorii nu declară nici un conflict de interese.

Începutul paginii   

Referinte

1. Sharif I, Sargent JD. Asociere între expunerea la televiziune, filme și jocuri video și performanța școlară. Pediatrie 2006; 118: e1061 – e1070. | Articol | PubMed |
2. Barlett CP, Anderson CA, Swing EL. Efectele jocurilor video - confirmate, suspectate și speculative: o revizuire a dovezilor. Simulat Gaming 2008; 40: 377–403. | Articol |
3. Anand V. Un studiu al managementului timpului: corelația dintre utilizarea jocurilor video și markerii de performanță academică. Cyberpsychol Behav 2007; 10: 552–559. | Articol | PubMed |
4. Dworak M, Schierl T, Bruns T, Strüder HK. Impactul expunerii excesive la jocuri pe computer și la televizor asupra modurilor de somn și a performanței de memorie a copiilor de vârstă școlară. Pediatrie 2007; 120: 978–985. | Articol | PubMed |
5. Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T et al. Dovezi pentru eliberarea de dopamină striatală în timpul unui joc video. Natura 1998; 393: 266–268. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
6. Weinstein AM. Dependența de computer și jocuri video - o comparație între utilizatorii de jocuri și utilizatorii non-jocuri. Am J Abuz de alcool de droguri 2010; 36: 268-276. | Articol | PubMed |
7. Kühn S, Lorenz R, Banaschewski T, Barker GJ, Büchel C, Conrod PJ et al. Asociere pozitivă a jocului video cu grosimea corticală frontală stângă la adolescenți. PLoS One 2014; 9: e91506. | Articol | PubMed |
8. Hyun GJ, Shin YW, Kim BN, Cheong JH, Jin SN, Han DH. Creșterea grosimii corticale la jucătorii profesioniști online. Psychiatry Investig 2013; 10: 388-392. | Articol | PubMed |
9. Han DH, Lyoo IK, Renshaw PF. Volumele de substanță gri diferențiale regionale la pacienții cu dependență de jocuri online și jucătorii profesioniști. J Psychiatr Res 2012; 46: 507–515. | Articol | PubMed |
10. Beaulieu C. Baza difuziei anizotrope a apei în sistemul nervos - o revizuire tehnică. RMN Biomed 2002; 15: 435-455. | Articol | PubMed | ISI |
11. Sagi Y, Tavor I, Hofstetter S, Tzur-Moryosef S, Blumenfeld-Katzir T, Assaf Y. Learning on the fast lane: new insights on neuroplasticity. Neuron 2012; 73: 1195–1203. | Articol | PubMed | CAS |
12. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Hashizume H, Sekiguchi A, Kotozaki Y et al. Antrenarea memoriei de lucru are impact asupra difuzivității medii în sistemul dopaminergic. Brain Struct Funct 2014; 220: 3101–3111. | Articol | PubMed |
13. Takeuchi H, Taki Y, Sekuguchi A, Hashizume H, Nouchi R, Sassa Y et al. Difuzivitatea medie a globului pallidus asociată cu creativitatea verbală măsurată prin gândirea divergentă și temperamentele legate de creativitate la adulții tineri sănătoși. Hum Brain Mapp 2015; 36: 1808-1827. | Articol | PubMed |
14. Razek AA, Elmongy A, Hazem M, Zakareyia S, Gabr W. Efectul bolii Parkinson idiopatice a levodopa asupra valorii aparente a coeficientului de difuzie a creierului. Acad Radiol 2011; 18: 70–73. | Articol | PubMed |
15. Péran P, Cherubini A, Assogna F, Piras F, Quattrocchi C, Peppe A et al. Markeri imagistică prin rezonanță magnetică a semnăturii nigrostriatale a bolii Parkinson. Brain 2010; 133: 3423–3433. | Articol | PubMed |
16. Takeuchi H, Sekiguchi A, Taki Y, Yokoyama S, Yomogida Y, Komuro N et al. Instruirea memoriei de lucru are impact asupra conectivității structurale. J Neurosci 2010; 30: 3297–3303. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
17. Friederici AD, Rueschemeyer SA, Hahne A, Fiebach CJ. Rolul cortexului frontal stâng inferior și al cortexului temporal superior în înțelegerea propoziției: localizarea proceselor sintactice și semantice. Cereb Cortex 2003; 13: 170–177. | Articol | PubMed |
18. RA înțelept. Dopamina, învățarea și motivația. Nat Rev Neurosci 2004; 5: 483–494. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
19. Morrell MJ, McRobbie DW, Quest RA, Cummin AR, Ghiassi R, Corfield DR. Modificări ale morfologiei creierului asociate cu apneea obstructivă în somn. Sleep Med 2003; 4: 451-454. | Articol | PubMed |
20. Azuma H, Ueno K, Fujita K, Maekawa H, Ishikuma T, Sano H. Scala de informații japoneze Wechsler pentru copii, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokyo, Japonia, 1998.
21. Fujita K, Maekawa H, Dairoku H, Yamanaka K. Japonia Wechsler Scala de Informații pentru Adulți, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokyo, Japonia, 2006.
22. Tanaka H, ​​Monahan KD, Seals DR. Ritmul cardiac maxim estimat de vârstă revizuit. J Am Coll Cardiol 2001; 37: 153–156. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
23. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Impactul interacțiunii părinte-copil asupra structurilor creierului: analize transversale și longitudinale. J Neurosci 2015; 35: 2233–2245. | Articol | PubMed |
24. Benjamini Y, Krieger AM, Yekutieli D. Proceduri adaptive liniare de intensificare care controlează rata de descoperire falsă. Biometrika 2006; 93: 491-507. | Articol | ISI |
25. Pike N. Folosirea ratelor de descoperire falsă pentru comparații multiple în ecologie și evoluție. Metode Ecol Evol 2011; 2: 278-282. | Articol |
26. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Impactul vizionării televiziunii asupra structurilor creierului: analize transversale și longitudinale. Cereb Cortex 2015; 25: 1188–1197. | Articol | PubMed |
27. Smith SM, Nichols TE. Îmbunătățirea clusterului fără prag: soluționarea problemelor de netezire, dependență de prag și localizare în inferența clusterului. Neuroimage 2009; 44: 83–98. | Articol | PubMed | ISI |
28. Genovese CR, Lazar NA, Nichols T. Pragul hărților statistice în neuroimagistica funcțională utilizând rata de descoperire falsă. Neuroimage 2002; 15: 870-878. | Articol | PubMed | ISI |
29. Friston KJ, Holmes A, Poline JB, Price CJ, Frith CD. Detectarea activărilor în PET și fMRI: niveluri de inferență și putere. Neuroimage 1996; 4: 223–235. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
30. Hayasaka S, Phan KL, Liberzon I, Worsley KJ, Nichols TE. Inferența nestatiară a dimensiunii clusterului cu câmp aleatoriu și metode de permutare. Neuroimage 2004; 22: 676-687. | Articol | PubMed | ISI |
31. Taki Y, Thyreau B, Hashizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K et al. Corelații liniare și curvilinee ale volumului de substanță albă a creierului, anizotropie fracționată și difuzivitate medie cu vârsta utilizând analize bazate pe voxel și regiuni de interes la 246 de copii sănătoși. Hum Brain Mapp 2013; 34: 1842–1856. | Articol | PubMed |
32. Jones DK, Knösche TR, Turner R. Integritatea substanței albe, numărul de fibre și alte erori: ceea ce trebuie făcut și nu trebuie să difuzeze RMN. Neuroimage 2013; 73: 239–254. | Articol | PubMed | ISI |
33. Baddeley A. Memoria de lucru: privirea în urmă și privirea în față. Nat Rev Neurosci 2003; 4: 829–839. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
34. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Prelucrarea recompenselor în cortexul orbitofrontal al primatelor și în ganglionii bazali. Cereb Cortex 2000; 10: 272–283. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
35. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Sekiguchi A, Kotozaki Y, Miyauchi C et al. Densitatea materiei cenușii regionale este asociată cu motivația realizării: dovezi din morfometria bazată pe voxel. Brain Struct Funct 2014; 219: 71–83. | Articol | PubMed |
36. Cheng Nn, Maeda T, Kume T, Kaneko S, Kochiyama H, Akaike A et al. Neurotoxicitate diferențială indusă de L-DOPA și dopamină în neuronii striatali cultivați. Brain Res 1996; 743: 278-283. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
37. Alicata D, Chang L, Cloak C, Abe K, Ernst T. Difuzie mai mare în striat și anizotropie fracțională inferioară în substanța albă a consumatorilor de metamfetamină. Psychiatry Res 2009; 174: 1–8. | Articol | PubMed | ISI |
38. Griffiths MD, Meredith A. Dependența de jocuri video și tratamentul acesteia. J Contemp Psychother 2009; 39: 247–253. | Articol |
39. Duckworth AL, Quinn PD, Lynam DR, Loeber R, Stouthamer-Loeber M. Rolul motivației testului în testarea inteligenței. Proc Natl Acad Sci 2011; 108: 7716–7720. | Articol | PubMed |
40. Takeuchi H, Taki Y, Sassa Y, Hashizume H, Sekiguchi A, Fukushima A et al. Structuri de substanță albă asociate cu creativitatea: dovezi din imagistica tensorică de difuzie. Neuroimage 2010; 51: 11–18. | Articol | PubMed |
41. Bengtsson SL, Nagy Z, Skare S, Forsman L, Forssberg H, Ullén F. Practicarea extensivă a pianului are efecte regionale specifice asupra dezvoltării substanței albe. Nat Neurosci 2005; 8: 1148–1150. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
42. Lin F, Zhou Y, Du Y, Qin L, Zhao Z, Xu J et al. Integritatea anormală a substanței albe la adolescenții cu tulburare de dependență de internet: un studiu de statistici spațiale bazat pe tract. PLoS One 2012; 7: e30253. | Articol | PubMed |
43. Yuan K, Qin W, Wang G, Zeng F, Zhao L, Yang X et al. Anomalii ale microstructurii la adolescenții cu tulburare de dependență de internet. PLoS One 2011; 6: e20708. | Articol | PubMed | CAS |
44. Kühn S, Gallinat J. Cantitatea de jocuri video de-a lungul vieții este asociată pozitiv cu volumul entorinal, hipocampal și occipital. Psihiatrie Mol 2014; 19: 842–847. | Articol | PubMed |
45. Birmaher B, Khetarpal S, Brent D, Cully M, Balach L, Kaufman J et al. Ecranul pentru tulburările emoționale legate de anxietatea copilului (SCARED): construcția scării și caracteristicile psihometrice. J Am Acad Psihiatrie Adolescent Copil 1997; 36: 545-553. | Articol | PubMed |
46. Li W, Li Y, Yang W, Wei D, Li W, Hitchman G et al. Structurile cerebrale și conectivitatea funcțională asociate cu diferențele individuale în tendința internetului la adulții tineri sănătoși. Neuropsihologie 2015; 70: 134–144. | Articol | PubMed |
47. Green CS, Bavelier D. Jocul video de acțiune modifică atenția selectivă vizuală. Natura 2003; 423: 534-537. | Articol | PubMed | ISI | CAS |
48. Powers KL, Brooks PJ, Aldrich NJ, Palladino MA, Alfieri L. Efectele jocului video asupra procesării informațiilor: o investigație meta-analitică. Psychon Bull Rev 2013; 20: 1055–1079. | Articol | PubMed | ISI |
49. Maldjian JA, Laurienti PJ, Burdette JH. Discrepanță girus precentrală în versiunile electronice ale atlasului Talairach. Neuroimage 2004; 21: 450–455. | Articol | PubMed | ISI |
50. Maldjian JA, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. O metodă automatizată pentru interogarea pe bază de atlas neuroanatomic și citoarhitectonic a seturilor de date fMRI. Neuroimage 2003; 19: 1233–1239. | Articol | PubMed | ISI |
51. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, Crivello F, Etard O, Delcroix N et al. Etichetarea anatomică automată a activărilor în SPM utilizând o parcelare anatomică macroscopică a creierului cu un singur subiect RMN RMN. Neuroimage 2002; 15: 273-289. | Articol | PubMed | ISI | CAS |

Începutul paginii    

Mulţumiri

Mulțumim respectuos lui Yuki Yamada pentru operarea scanerului RMN, Keiko Okimoto pentru că a ajutat la gestionarea experimentului și lui Yuriko Suzuki de la Philips pentru sfaturi privind imagistica ponderată de difuzie. Mulțumim, de asemenea, participanților la studiu, celorlalți examinatori ai testelor psihologice și tuturor colegilor noștri din Institutul de Dezvoltare, Îmbătrânire și Cancer și din Universitatea Tohoku pentru sprijinul acordat. Acest studiu a fost susținut de JST / RISTEX și JST / CREST. Mulțumim Enago (www.enago.jp) pentru revizuirea limbii engleze.