Schimbari longitudinale ale conectivitatii neuronale la pacientii cu tulburari de joc pe Internet: Un studiu de coerenta EEG de stare de repaus (2018)

Pediatrie primară. 2018 iunie 7; 9: 252. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00252.

PMID: 29930524

PMCID: PMC5999751

DOI: 10.3389 / fpsyt.2018.00252

Parcul Sunyoung¹, Hyera Ryu¹, Ji-Yoon Lee¹, Aruem Choi¹, Dai-Jin Kim², Sung Nyun Kim^3* și Jung-Seok Choi^1,4*

Obiective:

Prezentul studiu a investigat conectivitatea neurală asociată cu răspunsurile la tratament la pacienții cu tulburări de jocuri pe Internet (IGD), utilizând analize de coerență a electroencefalografiei de stare de repaus (EEG).

Metode:

Am inclus pacienți cu 30 cu subiecți sănătoși de control IGD și 32 (HC). Dintre pacientii IGD, 18 a finalizat un tratament in ambulatoriu care a inclus farmacoterapie cu inhibitori selectivi ai recaptarii serotoninei pentru 6 luni. Starea de echilibru a coerenței EEG și a chestionarelor de auto-raportare au fost utilizate pentru a evalua caracteristicile clinice și psihologice înainte și după tratament, iar datele au fost analizate folosind ecuații generalizate de estimare.

Rezultate:

În comparație cu HC, pacienții cu IGD au prezentat o coerență intrahemispherică beta și gamma crescută și o coerență intrahemispherică delta mai mare a emisferei drepte la momentul inițial. După 6 luni de administrare în ambulatoriu, pacienții cu IGD au prezentat îmbunătățiri ale simptomelor IGD comparativ cu valorile inițiale, dar au continuat să demonstreze o coerență intrahemispherică beta și gamma crescută comparativ cu cea a HC. Nu s-au detectat modificări semnificative ale coerenței EEG între evaluările anterioare și post-tratament în orice grup din grupul IGD.

Concluzie:

Aceste constatări sugerează că o coerență intrahemispherică de frecvență rapidă semnificativ mai mare poate fi un marker important al trasaturilor neurofiziologice la pacienții cu IGD.

Introducere

Tulburarea de jocuri pe Internet (IGD) se caracterizează printr-un model de utilizare excesivă și repetitivă a jocurilor bazate pe Internet (1). IGD a primit o atenție sporită din cauza diferitelor consecințe negative care afectează viața zilnică normală, performanța academică și profesională și funcționarea psihologică (1, 2). Pacienții cu dependență comportamentală, cum ar fi IGD, au anumite trăsături clinice, incluzând impulsivitatea, pofta și incapacitatea de a controla comportamentul dăunător (3, 4). Studiile recente au folosit tehnici neuroimagistice și neurofiziologice pentru a investiga modificările structurale și funcționale ale creierului asociate cu impulsivitatea sau inhibarea răspunsului pentru a spori înțelegerea noastră a caracteristicilor IGD (5-7).

Mai multe studii neuroimagistice au investigat conectivitatea disfuncțională la pacienții cu IGD. De exemplu, Zhang (8) a raportat o amplitudine scăzută a fluctuațiilor scăzute în cortexul orbitofrontal și cortexul cingular posterior la adulții tineri cu IGD comparativ cu martorii. Ei, de asemenea, a constatat ca pacientii cu IGD au prezentat interactiuni imbunatatite in modul implicit si retele de control executiv in comparatie cu controalele. În plus, pacienții cu IGD au prezentat o creștere a conectivității în rețelele creierului senzorimotor și a conectivității funcționale intermitente în starea de repaus în lobul prefrontal, incluzând girosca frontală superioară bilaterală, girus frontal inferior și girus median frontal (9, 10). Aceste constatări sugerează că pacienții cu IGD au deficiențe în procesarea legate de recompense, funcționarea cognitivă generală și controlul impulsurilor.

Deși studiile neuroimagistice au identificat structurile creierului implicate în activitățile de odihnă, ele oferă informații limitate în ceea ce privește dinamica temporală a rețelelor neuronale din creier. Coerența electroencefalografică (EEG) este utilă pentru măsurarea anomaliilor în organizarea funcțională a creierului cu o rezoluție temporală ridicată (11). Coerența EEG măsoară coerența diferențelor de fază în două regiuni ale creierului și reflectă sincronizarea dintre populațiile neuronale și conectivitatea corticală (12). Creșterea coerenței între doi electrozi EEG sugerează integrarea funcțională a două regiuni ale creierului, în timp ce o coerență scăzută reflectă activitățile independente ale celor două populații neuronale13, 14).

Câteva studii care au investigat conectivitatea creierului utilizând EEG de stare de repaus au raportat că adolescenții cu dependență de internet au prezentat o coerență gamma crescută între zonele parietale, temporale temporare și occipital comparativ cu controalele sănătoase (HC) (15). Pacienții cu IGD au prezentat, de asemenea, o coerență gamma mai pronunțată intrahemispheric comparativ cu martorii (16). Mai mult, conectivitatea intrahemispherică crescută în zona fronto-temporală poate fi asociată cu jocurile repetitive online (17). Aceste constatări consecvente indică faptul că sincronizarea gamma fazică modificată este asociată cu hiperarosul în sistemul senzorial, precum și cu un sistem excitator anormal. Cu toate acestea, rămâne neclar dacă conectivitatea neurală modificată la pacienții cu IGD este un marker de trăsătură sau un marker de stare asociat cu severitatea IGD. Câteva studii care utilizează coerența EEG au arătat anomalii ale conectivității creierului la persoanele cu tulburare de consum de substanțe (SUD), care are un mecanism creier similar cu cel al IGD (7, 18, 19). De exemplu, participanții abstinenți pe termen lung, precum și participanții dependenți de alcool non-abstinenți au evidențiat o coerență crescută a EEG bilaterală, intrahemispherică și posterioară (18). În mod similar, indivizii abstinenți pe bază de heroină au prezentat o coerență gamma mai mare intrahemispheric la stânga comparativ cu HC (19). Aceste constatări sugerează că conectivitatea neuronală îmbunătățită nu este normalizată după o lungă perioadă de abstinență sau tratament și poate reflecta un endofenotip pentru SUD. Prin urmare, studiile longitudinale cu pacienți cu IGD ne-ar putea ajuta să înțelegem patofiziologia și să dezvoltăm intervenții de tratament pentru IGD.

Din cele mai bune cunoștințe, studiile nu au investigat modificări longitudinale ale coerenței EEG de stare de repaus după tratamentul pacienților cu IGD. Astfel, am investigat conectivitatea corticală asociată cu răspunsurile la tratament la pacienții cu IGD pentru a înțelege mecanismul de bază și pentru a elucida dacă sincronizarea fazică modificată la indivizi cu IGD este un marker de stare sau de trăsătură. Pe baza constatărilor anterioare (16, 17, 20), am presupus că pacienții cu IGD ar prezenta o coerență crescută a frecvenței rapide la momentul inițial și că acest indice neurofiziologic ar fi susținut chiar dacă simptomele lor IGD s-au îmbunătățit după câteva luni de administrare în ambulatoriu.

Materiale și metode

Participanții

Acest studiu longitudinal a inclus participanti de sex masculin 62 in varsta de 18-38 ani, care au fost recrutati de la SMG-SNU Boramae Medical Center si comunitatea din jurul in Seul, Republica Coreea. Treizeci de pacienți au fost clasificați ca avand IGD pe baza criteriilor din Manualul Diagnostic și Statistic al Tulburărilor Mentale, ediția a cincea și diagnosticate de un psihiatru cu experiență clinică1). Treizeci și doi de participanți au servit ca HC. Prezentul studiu a inclus doar acei pacienți care au petrecut mai mult de 4 ore pe zi și / sau 30 de ore pe săptămână jucând jocuri pe internet. În plus, testul de dependență pe internet al lui Young (Y-IAT) a fost utilizat pentru a evalua severitatea simptomelor IGD (21). Au fost efectuate evaluări clinice de bază și o scanare EEG la toți participanții. De la evaluările inițiale, 18 din cei 30 de pacienți cu IGD care prezentau simptome depresive comorbide sau anxietate au continuat farmacoterapia cu inhibitori ai recaptării serotoninei (ISRS) utilizând dozele zilnice medii: escitalopram la 15.83 ± 9.17 mg, fluoxetină la 50.00 ± 9.17 mg sau paroxetină la 30.00 ± 14.14 mg. În acest studiu nu au fost utilizate alte medicamente decât SSRI. După 6 luni de tratament continuu, au finalizat evaluări de urmărire, inclusiv măsuri clinice și înregistrare EEG. Rezultatul primar al tratamentului a fost modificarea scorului IAT de la pre- la post-tratament. Participanții HC care au jucat jocuri pe internet <2 ore / zi au fost recrutați direct din comunitățile locale. Niciunul dintre participanți nu avea antecedente de dizabilitate intelectuală, tulburare psihotică sau tulburare neurologică și toți erau dreptaci. Participanții cu un IQ estimat <80 au fost excluși.

Acest studiu a fost aprobat de Consiliul de evaluare instituțional al SMG-SNU Boramae Medical Center, Republica Coreea. Toți participanții au primit un consimțământ informat în scris după ce au primit informații despre studiu.

Înregistrări EEG

Colectarea datelor EEG

Informații detaliate despre înregistrările EEG și procedura de colectare a datelor au fost prezentate în studiul nostru anterior (16). EEG în stare de repaus a fost înregistrat timp de 10 minute (4 minute cu ochii închiși, 2 minute cu ochii deschiși și 4 minute cu ochii închiși) într-o cameră ecranată electric și izolată fonic, cu lumini slabe. Participanții au fost instruiți să se relaxeze și să evite orice mișcare corporală și somnolență. Activitatea EEG a fost înregistrată de la 64 de electrozi pe baza sistemului internațional modificat 10–20 împreună cu electrooculograme verticale și orizontale și un electrod de referință mastoid. Canalul de masă a fost situat între electrozii FPz și Fz. Semnalele EEG au fost înregistrate continuu folosind un filtru de bandă online de 0.1-60 Hz și un filtru de bandă offline de 0.1-50 Hz la o rată de eșantionare de 1,000 Hz. Impedanțele electrodului au fost menținute la <5 KΩ.

Toate datele EEG au fost analizate cu ajutorul software-ului NeuroGuide (NG Deluxe 2.6.1, Applied Neuroscience, St. Petersburg, FL, SUA) pentru analiza de coerență și 19 a canalelor 64 au fost conduse de setul de montare NeuroGuide după cum urmează: FP1, FP2, F7 , F3, F4, F8, T3, C3, CX, C4, T4, T5, P3, P4, T6, O1 și O2. Artefactele datorate mișcărilor oculare și mișcărilor înregistrate în timpul înregistrărilor EEG au fost eliminate prin sistemul automat Deluxe 2.6.1 NG și au fost detectate vizual.

Coerenţă

Metodele de analiză a coerenței au fost prezentate în Park et al. (16). Pentru a rezuma, datele EEG de stare de repaus au fost transformate în domeniul de frecvență utilizând algoritmul de transformare rapidă Fourier cu următorii parametri: epoch = 2 s, rata de eșantionare = probe 128 / s (puncte digitale 256), intervalul de frecvență = 0.5-40 Hz, și o rezoluție de 0.5 Hz cu o fereastră conică cosinus pentru a minimiza scurgerile. Programul NG 2.6.1 a fost utilizat pentru a obține valorile de coerență. Epocile acceptate ale datelor EEG au fost calculate pentru fiecare dintre următoarele benzi de frecvență: delta (1-4 Hz), theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (12-25 Hz) gamma (30-40 Hz). În plus, coerența intrahemispherică pentru fiecare bandă a fost examinată utilizând perechile de electrozi F3-C3, F3-T3, F3-P3, C3-T3, C3-P3 și T3-P3 pe emisfera stângă și F4-C4, T4, F4-P4, C4-T4, C4-P4 și perechi de electrozi T4-P4 pe emisfera dreaptă. Coerența interhemispherică a fost calculată între perechile de electrozi F4-F3, C4-C3, T4-T3 și P4-P3.

Evaluări psihologice

Wechsler Adult Intelligence Scale

Versiunea coreeană a Wechsler Adult Intelligence Scale a fost administrată tuturor participanților pentru a calcula IQ (22-24).

chestionare

Versiunea coreeană a tuturor chestionarelor a fost validată (25-28).

Young's IAT (Y-IAT)

Y-IAT a fost folosit pentru a măsura severitatea dependenței de Internet. Toate articolele 20 sunt evaluate pe o scară de cinci puncte de la 1 la 5. Astfel, scorurile totale variază de la 20 la 100 (21, 28). Alfa Cronbach pentru acest studiu a fost de 0.97.

Inventarul depresiei Beck-II (BDI-II)

BDI-II a fost administrat pentru a evalua severitatea simptomelor depresive (26, 29). Fiecare articol este evaluat pe o scară de patru puncte de la 0 la 3, iar scorurile totale pentru toate cele 21 de articole pot varia de la 0 la 63. Alfa lui Cronbach pentru acest studiu a fost 0.95.

Inventarul de anxietate Beck (BAI)

BAI include un total de articole 21 și abordează intensitatea simptomelor de anxietate (25, 30). Răspunsurile sunt evaluate pe o scară de patru puncte, iar scorurile variază de la 0 la 3. Scorul total BAI, care variază de la 0 la 63, se obține prin însumarea tuturor celor 21 de itemi. Alfa Cronbach pentru acest studiu a fost de 0.94.

Scara de impulsivitate Barratt-11 (BIS-11)

BIS-11, care a fost utilizat pentru măsurarea impulsivității (27, 31), este un chestionar de autoreportare cu 30 de itemi care include trei subscale care măsoară impulsivitatea (atenție, motorie și neplanificare). Fiecare articol este evaluat pe o scară de patru puncte de la 1 la 4. Alfa Cronbach pentru acest studiu a fost de 0.79.

Analiza statistică

Variabilele demografice și psihologice de bază au fost analizate de către persoane independente t- teste, în timp ce diferențele în variabilele psihologice înainte și după tratament au fost analizate de pereche t-tests. Pentru a evalua efectele grupului în datele EEG pentru fiecare bandă de frecvență, s-au utilizat ecuații de estimare generalizate separate (GEE) pentru a examina corelațiile între măsurători repetate (32, 33). Valorile coerenței intra- și interhemisferice au fost analizate de GEE folosind următorii factori la momentul inițial și la sfârșitul perioadei de tratament în ambulatoriu 6: Coerența intrahemispherică a fost analizată în funcție de grupul (IGD și HC) × regiunea (fronto-centrală , fronto-temporală, fronto-parietală, centro-temporală, centro-parietală și temporo-parietală) × emisfera (stânga și dreapta); și coerența interhemisferică a fost evaluată în funcție de grupul (IGD și HC) × regiunea (frontală, centrală, temporală și parietală). În aceste analize, am controlat pentru învățământ și scorurile BDI-II, BAI și BIS-11 pentru a identifica diferențele de grup. Toate analizele statistice au fost efectuate utilizând software SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, SUA).

REZULTATE

Variabile demografice și psihologice înainte și după tratament

Pacienții cu IGD nu au fost diferiți de HC în ceea ce privește vârsta sau IQ. Cu toate acestea, diferențele semnificative în ceea ce privește educația, scorurile BDI-II, BAI și BIS-11 au fost observate între cele două grupuri. Caracteristicile demografice și psihologice ale grupurilor IGD și HC sunt prezentate în tabelul 1. După 6 luni de tratament, pacienții cu IGD au avut scoruri Y-IAT semnificativ mai scăzute, dar nu au scăzut scorurile BDI-II, BAI sau BIS-11 comparativ cu datele lor inițiale (tabelul 2).

   

Tabelul 1. Caracteristicile demografice și psihologice ale grupurilor de studiu la momentul inițial.

   

Tabelul 2. Modificări ale caracteristicilor clinice ale pacienților cu tulburare de jocuri pe Internet (IGD) înainte și după tratament.

Coerența EEG

Date de coerență EEG de bază

Analiza statistică utilizând GEE-urile de coerență intrahemispherică a relevat efecte importante ale grupului principal în benzile beta și gamma la momentul inițial după ajustarea pentru variabilele demografice și psihologice (tabelul 3). În mod specific, pacienții cu IGD [M (eroarea standard a mediei; SEM) = 48.95 (69.463)] au prezentat o coerență beta intrahemispherică mărită semnificativ mai mult decât HC [M (SEM) = 41.68 (70.187)]. Pacienții cu IGD [M (SEM) = 58.65 (111.862)] au prezentat, de asemenea, o coerență semnificativ mai mare în banda gamma decât cea efectuată de HC [M (SEM) = 46.03 (113.029)]. În plus, a fost descoperit un efect de interacțiune pentru grupa x emisferă. Grupul IGD [M (SEM) = 49.11 (68.393)] a crescut semnificativ coerența intrahemispherică delta în emisfera dreaptă în comparație cu grupul HC [M (SEM) = 42.36 (69.106)]. O analiză a coerenței interhemisferice nu a reflectat un efect principal semnificativ al grupului, un efect de interacțiune al grupului × regiune sau o interacțiune grup x semisferă.

   

Tabelul 3. Efectele asupra controlului coerenței intrahemispherice EEG pentru efectele demografice (educaționale) și psihologice (scoruri asupra BDI-II, BAI și BIS-11) înainte și după tratament.

Modificări ale datelor de coerență EEG în urma tratamentului

Nu s-au observat modificări semnificative ale coerenței EEG în niciuna din benzile de tratament înainte sau după tratament în grupul IGD. Cu toate acestea, un efect principal al grupului a fost observat în coerența beta și gamma la evaluarea post-tratament (Tabelul 3 și Figura 1). În mod specific, pacienții cu IGD [M (SEM) = 53.66 (75.338)] au prezentat o coerență beta intrahemispherică crescută comparativ cu HC [M (SEM) = 40.54 (77.143)]. Coerența intrarahemispherică pentru banda gamma a fost semnificativ mai mare la pacienții cu IGD [M (SEM) = 61.41 (126.700)] decât HC [M (SEM) = 46.51 (129.734)] la evaluarea ulterioară tratamentului. În plus, conform analizei post hoc, a existat un efect de interacțiune al grupului × regiune în coerența alfa, dar fără diferențe semnificative de grup.

   

Figura 1. Efectele principale asupra EEG intrahemispheric (A) beta și (B) gamma coerență înainte și după tratament. *P <0.05.

Discuție

Din cunoștințele noastre, acesta este primul studiu care investighează modificările longitudinale ale conectivității neuronale măsurate prin coerența EEG la pacienții cu IGD. Participantii cu IGD au prezentat o crestere a coerentei EEG intrahemispherice in benzile beta si gamma la momentul initial. Cu toate acestea, aceste modele anormale de sincronizare de fază nu au fost normalizate după 6 luni de farmacoterapie, chiar dacă pacienții cu IGD au prezentat îmbunătățiri semnificative ale simptomelor IGD. În consecință, rezultatele noastre indică faptul că o creștere a coerenței beta și gamma în timpul stadiului de repaus poate fi un important marker neurologiologic al trasaturilor la pacienții cu IGD.

Grupul IGD a prezentat o coerență intrahemispherică cu o frecvență mai rapidă decât a făcut grupul HC la momentul inițial. Activitatea banda pe EEG de repaus este considerată a predispune un pacient la utilizarea substanței și este un marker electrofiziologic de hiperexcitabilitate datorită unui dezechilibru de excitație-inhibiție în creier (34, 35). Creșterea coerenței beta intrahemispherice a fost legată de factorul de vulnerabilitate pentru IGD (17, 36). De exemplu, Youh și colab. (17) a arătat că o coerență beta crescută în zona frontotemporală a fost mai frecventă la pacienții cu IGD comorbid și tulburarea depresivă majoră (MDD) comparativ cu pacienții cu MDD numai. Autorii au sugerat ca o coerenta beta imbunatatita poate reflecta jocurile excesive online si indica sincronizarea neurala modificata intre regiunile creierului la pacientii cu IGD.

Creșterea coerenței gamma EEG înainte de tratament este în concordanță cu un studiu anterior (16). Activitatea gama se consideră că reflectă o varietate de funcții neuronale, incluzând inhibarea răspunsului și distribuirea resurselor atenționale (37-40). Grupul nostru de cercetare a raportat că o creștere a coerenței intrahemesferice gamma este legată de controlul impulsurilor disfuncționale, de sistemul de recompensare și de severitatea simptomelor IGD (16). Mai mult, Choi și colab. (41) a determinat faptul că creșterea activității gama în timpul unei perioade de repaus este legată de afectarea inhibitivă și impulsivitatea trasatului la pacienții cu IGD. Luate impreuna, aceste constatari sugereaza sincronie neuronala ineficienta si conectivitate functionala la pacientii cu IGD.

După 6 luni de administrare în ambulatoriu, pacienții cu IGD au prezentat îmbunătățiri ale simptomelor IGD comparativ cu valorile inițiale, dar au prezentat încă o coerență intrahemispherică beta și gamma crescută comparativ cu HC. Câteva studii efectuate utilizând SSRI au raportat că farmacoterapia reduce simptomele IGD (20, 42). Se consideră că serotonina joacă un rol important în depresie, anxietate și impulsivitate (43). Prin urmare, tratamentul cu un SSRI pare să fie eficient în reducerea severității IGD. Cu toate acestea, studiul prezent nu a găsit îmbunătățiri în ceea ce privește coerența intrahemispherică modificată în benzile beta și gamma după lunile 6 de tratament cu SSRI. Aceste constatări sugerează că o coerență crescută a frecvenței rapide poate fi considerată un marker potențial al markerii IGD mai degrabă decât un marker de stare.

Studiul prezent a fost supus anumitor limitări. În primul rând, rezultatele noastre pot fi de generalizabilitate limitată, deoarece numărul participanților la acest studiu a fost relativ mic și au fost incluși numai participanții de sex masculin. În al doilea rând, studiul prezent a utilizat mai degrabă o asistență ambulatorie tipică decât modalități de tratament bine organizate. Cu toate acestea, acest studiu sa concentrat pe schimbările în modelele de sincronizare de fază la pacienții cu IGD, mai degrabă decât efectele tratamentului. Astfel, vor fi necesare studii suplimentare pentru a elucida efectul tratamentului specific de farmacoterapie asupra markerilor neurofiziologici ai pacienților cu IGD. În al treilea rând, toți pacienții cu IGD incluși în acest studiu au avut simptome comorbide de depresie sau anxietate, care ar fi putut avea efecte confuze. Astfel, covariantele psihologice au fost controlate în analiza finală pentru a controla aceste simptome comorbide.

În ansamblu, studiul prezent a constatat că, la momentul inițial, pacienții cu IGD au avut o coerență intrahemispherică crescută în banda de frecvență rapidă comparativ cu grupul HC. Cu toate acestea, această conectivitate neuronală anormală a fost susținută după lunile 6 de tratament în ambulatoriu, ceea ce indică faptul că creșterea coerenței beta și gamma în timpul stadiului de repaus poate fi un marker neurobiologic considerat pentru patofiziologia IGD. Cercetarea de față va contribui la o mai bună înțelegere a rețelelor neurofiziologice care stau la baza IGD.

Contribuțiile autorului

J-SC și SK au realizat proiectarea și conceptul studiului. SP a efectuat analizele și a condus scrierea manuscrisului. J-SC a ghidat și a supravegheat scrisul manuscrisului. HR, J-YL, AC și D-JK au contribuit la realizarea studiului.

Finanțare

Acest studiu a fost finanțat de Fundația Națională de Cercetare din Coreea (2014M3C7A1062894), Republica Coreea.

Declarația privind conflictul de interese

Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

Referinte