Altered нейронные корреляты вознаграждения и обработки потери во имитируемых игровых автоматах фМРТа в игромании и кокаиновой зависимости (2014)

Наркомания Зависимость, Авторская рукопись; доступный в PMC 2015 Dec 1.

Наркотик Алкоголь. 2014 Dec 1; 145: 77-86.

Опубликован онлайн 2014 Ноябрь 4. DOI: 10.1016 / j.drugalcdep.2014.09.013

PMCID: PMC4266109

NIHMSID: NIHMS640482

Патрик Д. Ворхунский,^a,^b Роберт Т. Мэлисон,^a Роберт Д. Роджерс,^b,^c,¹ и Марк Н. Потенца^a,^d,^e,^1,^*

Абстрактные

проверка данных

Лица с азартными играми или расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, демонстрируют сходные функциональные изменения в схеме вознаграждения, наводящие на мысль об общей уязвимости в зависимости от привыкания. Дополнительные исследования общих и уникальных изменений в обработке вознаграждений в зависимостях, связанных с веществом и не связанных с веществом, могут выявлять нейронные факторы, которые могут быть нацелены на развитие лечения этих расстройств.

методы

Чтобы исследовать контекстуальную обработку вознаграждения при патологической азартной игре, задача fMRI для игровых автоматов выполнялась тремя группами (с патологической азартной игрой, зависимостью от кокаина и ни беспорядком, ни N = 24 каждый), чтобы определить степень, в которой две группы с зависимостями (не- связанные с веществом и связанные с ними вещества) показали сходства и различия в отношении друг друга и группы, не связанной с наркоманией, в течение опережающих периодов и после получения выигрышных, проигрывающих и «близких» результатов.

Итоги

Лица с патологической азартной игрой или зависимостью от кокаина по сравнению с теми, у кого ни один из беспорядков проявлял преувеличенную упреждающую активность в мезолимбическом и венткортикальном регионах, при этом участники патолого-азартных игр демонстрировали более позитивное возможное прогнозируемое ожидание, а участники, зависящие от кокаина, проявляли больше негативных ожиданий с определенной вероятностью. Ни в одном клиническом образце не наблюдались медиальные лобные или полосатые реакции, которые наблюдались после результатов, близких к промахам, у здоровых участников сравнения.

Выводы

Изменения в упреждающей обработке могут быть чувствительны к валентности вознаграждений и специфических для контента факторов. Общие и уникальные находки в патологической азартной игре и зависимости от кокаина в отношении упреждающей награды и обработки потери при пропуске предполагают общие и уникальные элементы, которые могут быть нацелены на поведенческие или фармакологические вмешательства при лечении зависимостей.

Ключевые слова: наркомания, fMRI, патологическая азартная игра, зависимость от кокаина, близость

Перейти к:

1. ВВЕДЕНИЕ

Лица, страдающие азартными играми и расстройствами употребления психоактивных веществ (SUD), проявляют неврологическое сходство, особенно в схемах усиления / вознаграждения / мотивации (Лиман и Потенца, 2012; Potenza, 2008). В частности, аберрантная вентральная полосатая и венткортикальная функция проявляются как общие для расстройств и согласуются с моделями зависимости, которые охватывают поведение, связанное с веществом и не связанными с веществом (Potenza, 2013). Тем не менее, была обсуждена степень, в которой наблюдается усиленная или притупляемая активация схемы вознаграждения при патологической азартной игре (PG, азартные игры в DSM-5) и SUD, с данными, указывающими на то, что контекст (например, азартные игры для PG или веществ для SUD) может определить, наблюдается ли повышенная или притупляемая активация (Лейтон и Везина, 2013; Limbrick-Oldfield и др., 2013; van Holst и др., 2012b). Продолжение исследований общих и уникальных изменений в процессах, связанных с укреплением в PG и SUD, которые рассматривают такие контексты, может помочь выявить нейронные факторы, которые могут быть нацелены на развитие лечения этих расстройств (Insel и др., 2010; Потенца, в прессе; Potenza et al., 2011).

Электронные игровые автоматы (EGM), называемые слот-автоматами, являются распространенной формой азартных игр, которые, по мнению некоторых, являются самой захватывающей формой азартных игр (Schüll, 2012), хотя это обсуждалось (Dowling и др., 2005). Конкретные особенности EGM были названы потенциально захватывающими в том смысле, что они могут влиять или взаимодействовать с связанными с азартными играми познаниями и способствовать укреплению обучения и постоянным азартным играм (Потенца, в прессе; Schüll, 2012). Одной из таких особенностей является феномен «ближнего промаха», связанный с азартными играми, который обычно встречается во время азартных игр EGM. Определяется как проигрышные результаты, которые воспринимаются как «близкие» к успешным (Reid, 1986), результаты ближнего промаха возникают, когда все, кроме одного из барабанов, отображают соответствующие символы (например, AAB). Хотя денежная ценность результатов, близких к промаху, эквивалентна другим потерям, результаты, близкие к промаху, связаны с увеличением физиологического возбуждения (Clark et al., 2012; Dixon и др., 2011), а также в лабораторных ситуациях может продлить продолжительность сеансов азартных игр как у случайных, так и у обычных игроков (Côté et al., 2003; Диксон и Шрайбер, 2004; Kassinove и Schare, 2001; MacLin и др., 2007). Модели того, как близкие результаты могут способствовать продолжению азартных игр, предполагают, что эти события могут способствовать ошибочным убеждениям, связанным с азартными играми, связанными с навыками и иллюзиями контроля (Билли и др., 2012; Clark et al., 2012) и активировать аппетитные механизмы посредством активности в награде / усилении (Чейз и Кларк, 2010; Dixon и др., 2013).

Предыдущие исследования, в которых случайные и рискованные игроки участвовали в имитации азартных игр в игровых автоматах, обнаружили, что доставка результатов с близким промахом относительно полных потерь (например, результатов игровых автоматов, где не совпадают символы) связана с повышенной активностью в пределах схемы вознаграждения / усиления, включая вентральный стриатум, insula и средний мозг (Чейз и Кларк, 2010; Clark et al., 2009). Аналогичным образом, лица с проблемной азартной игрой также проявили повышенную активность в областях, связанных с наградами, после доставки почти промаха (Хабиб и Диксон, 2010), предполагая, что результаты, близкие к промахам, могут способствовать продолжению азартных игр за счет позитивного подкрепления (несмотря на то, что они являются денежными потерями). Однако у индивидуумов с PG или SUD группы, которые, как было обнаружено, проявляют измененные структуры нейронных активаций во время обработки денежного вознаграждения / потери (Balodis et al., 2012; Goldstein et al., 2007; Jia et al., 2011; Peters и др., 2011; Reuter et al., 2005; Wrase et al., 2007), неясно, будет ли нейронная функция, лежащая в основе обработки событий, близких к промаху, одинаковой или различной по группам с зависимостями, не связанными с веществом и веществами.

Предыдущие исследования МРТ в исследованиях, связанных с промахом, были сосредоточены на различиях между нейронными сигналами, вызванными выигрышными, потерями и близкими результатами (Чейз и Кларк, 2010; Clark et al., 2009; Хабиб и Диксон, 2010). Однако связанные с укреплением нейронные реакции развиваются за счет условного обучения прогностическим стимулам, и эта ассоциация выражается в догоняющих состояниях (Fiorillo и др., 2008; Montague et al., 1996; Roesch et al., 2010; Schultz и др., 1997). PG и SUD связаны с различиями в предварительной обработке вознаграждения (Balodis et al., 2012; Choi et al., 2012; Jia et al., 2011; ван Хольст и др., 2012a; Wrase et al., 2007) и, таким образом, требуют расследования.

В текущем эксперименте fMRI использовалась для исследования нейронной активности, связанной с ожиданием вознаграждения и ожидаемого промаха, в то время как индивидуумы с PG, зависимость от кокаина (CD, расстройство кокаина в DSM-5), и ни одно из нарушений не выполняло моделируемое " колесо ". Мы исследовали межгрупповые различия в активности всего мозга, связанные с двумя типами результатов, близких к промахам (не последовательные и последовательные промахи, см. Раздел 2.2.) По сравнению с другими проигравшими событиями. У нас были конкурирующие гипотезы. В соответствии с моделями связанных с азартными играми кий и повышенной гиперчувствительностью в PG (Лейтон и Везина, 2013; Limbrick-Oldfield и др., 2013; van Holst и др., 2012b), мы предположили, что индивидуумы с PG будут демонстрировать повышенную активность вознаграждения и предрасположенность к прохождению в полосатой и венткортикальной схеме по сравнению с участниками CD и здорового сравнения (HC). В качестве альтернативы, если процессы вознаграждения / подкрепления / мотивации были разделены между PG и CD, у нас была конкурирующая гипотеза о том, что обе группы продемонстрировали бы повышенное вознаграждение и прогнозирование активности в полосатой и венткооркальной цепи по сравнению с участниками HC.

Перейти к:

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. участники

Среди участников были люди 24 с PG, 24 с CD и лицами 24 HC (Таблица 1), набранных из местного сообщества (Нью-Хейвен, Коннектикут). Все участники были оценены для диагнозов DSM-IV с использованием полуструктурированных клинических интервью (SCID; (First et al., 2002)). Критерии исключения включали наличие или историю психотического расстройства или общего медицинского заболевания, которое могло бы препятствовать участию в скрининговых, оценочных или МРТ-протоколах. Во время сканирования выполнялся скрининг токсинов на мочу для запрещенных веществ. Все процедуры обучения были одобрены Комитетом по расследованиям в Йельском университете. Участники предоставили письменное информированное согласие.

Таблица 1

Характеристики участников и поведение

2.2. Имитационная задача игрового автомата

Участники выполнили компьютерную симуляцию с тремя барабанами для игровых автоматов, предназначенную для fMRI (Рисунок 1). На каждой игре участники нажали кнопку, после которой все три «барабана» начали случайным образом менять шесть разных символов фруктов каждые 200ms, чтобы имитировать вращающиеся барабаны игровых автоматов. Чтобы максимизировать ожидаемый результат и влияние ближних промахов и других результатов, барабаны останавливались в последовательном порядке слева направо (Стрикленд и Гроте, 1967). Колинеарность событий была сведена к минимуму с использованием продолжительности спинов катушек и интервалов между пробелами, которые были случайным образом представлены между 2 и 10, со средним значением 6, для средней общей продолжительности одиночной игры 18.

Рисунок 1

Моделирование задач игровых автоматов и примеры результатов.

Результаты были представлены в одном из четырех заранее заданных псевдослучайных заказов (сбалансированных по группам), обеспечивая приблизительно 17% (в соответствии с переменным отношением 1: 6), выигрывающим (например, AAA), последовательную близость (например, AAB) последовательные пропуски (например, ABA, ABB). Результаты полного проигрыша (например, ABC) были доставлены на оставшийся 50% (переменное отношение 1: 2). Задача слот-автомата выполнялась в сканере в двух последовательных приобретениях 30. Участникам было предоставлено вознаграждение за $ 5 для начала каждой сессии, заплатив $ 0.10 за игру за возможности выиграть призы за $ 1, $ 2 или $ 3, и им были выплачены их общие выигрыши для обеих сессий (в диапазоне от $ 23- $ 25) в дополнение к фиксированной компенсации за участие.

Задача игрового автомата дала поведенческую меру времени реакции, чтобы начать следующую игру, следуя различным результатам, измеренным с начала подсказки, чтобы начать последующий ответ. Исходные времена инициации были идентифицированы по типу результата с использованием смещающих критериев z-оценки, как описано ранее (Dixon и др., 2013), удалив 3.4% от всех данных до вычисления средних участников. Стандартные повторные измерения ANOVA использовались для изучения различий во времени инициации и исправления нарушений сферичности с использованием оценок Greenhouse-Geisser.

2.3. fMRI, обработка изображений и статистика

Из-за модернизации оборудования, получение изображений было выполнено на двух системах Siemens Trio 3T (Siemens AG, Erlangen, Germany), причем примерно половина каждой группы участников сканировалась на каждом магните. На обоих магнитах использовались идентичные процедуры и последовательности получения. Функциональные изображения были собраны с использованием эхо-планарной градиентной эхо-последовательности градиента изображения (время повторения / эха: 1500 / 27ms, угол поворота 60 °, поле зрения: 22 × 22cm, матрица 64 × 64, разрешение 3.4 × 3.4mm в плоскости , 5mm эффективная толщина среза, ломтики 25). Каждый функциональный запуск включал начальный период отдыха 9, который был удален до обработки изображения.

Пространственная обработка была выполнена с использованием SPM8 (Wellcome Functional Imaging Laboratory, Лондон, Великобритания). Функциональные прогоны были перестроены индивидуально и проверены на движение головы, превышающие один воксель. Реализованные объемы изображений для каждой сессии были использованы для построения среднего объема функционального изображения, который затем использовался для пространственной нормализации в стандартизованном пространстве Монреальского неврологического института (MNI). Параметры нормализации для каждого участника были применены к соответствующим объемам функционального изображения, используя автоматическое пространственное преобразование, в результате чего был получен размер изометрического воксела 3 × 3 × 3mm. Нормализованные изображения затем сглаживались с помощью гауссовского фильтра 6mm full-width-half-maximum. Из участников 84, завершивших сканирование игровых автоматов, участники 12 были исключены из-за избыточного движения.

Анализ функциональных данных проводился с использованием общего линейного моделирования. Модели первого уровня (участника) включали регрессивные задачи, связанные с задачами 13. К ним относятся регрессоры, связанные с событиями (т. Е. Duration = 0), для подсказок, чтобы инициировать азартные игры, ответы, остановки первого барабана, остановки второго барабана с совпадающими или несогласованными символами и четыре соглашения о результатах (описанные выше) рулонная остановка. Кроме того, регрессивные элементы также были включены для интервалов между остановками барабанов (т. Е. Длительностью 2-10s до и после остановки первого барабана и после остановки второго барабана, когда последняя катушка вращалась с отображенными или несогласованными символами на первых двух барабанах). Значение потенциального вознаграждения также включалось в качестве параметрического регрессора для применимых событий остановки и повторных периодов. Наконец, в модель были включены шесть параметров реорганизации, возникающих в результате обработки изображений. Контрастные изображения между интересными событиями были рассчитаны для каждого участника и введены в модели случайных эффектов второго уровня для исследования различий между группами.

Для каждого представляющего интерес интереса были проведены анализы второго уровня с использованием факториалов 3-way (group), которые включали ковариаты для контроля за потенциальными влияниями магнитных и демографических характеристик пола, возраста и IQ (Институт живого веса Shipley, SILS; Захари и Шипли, 1986). Средняя активность, связанная с событиями задачи для всех участников, была исследована с использованием порога коррекции по уровню классовой ошибки (FWE)Уорд, 2011) P_FWE<0.05 (степень кластера больше 125 смежных вокселей), примененная к порогу уровня вокселей P<0.01. При исследовании основных эффектов группы несколько кластеров пережили коррекцию на этом пороговом уровне на уровне вокселей, и, следовательно, на аналогичном пороговом уровне кластерного уровня P_FWE<0.05 (степень кластера более 189 смежных вокселов) применялось к результирующим результатам для всего мозга групповых различий на пониженном уровне вокселов. P<0.02. Кроме того, нескорректированный порог на уровне кластера P<0.05 (размер кластера больше 44 смежных вокселей) применялся на том же уровне вокселей P<0.02 результатов, чтобы исследовать менее объемно устойчивые групповые различия в региональной активности.

Средние ответы BOLD в идентифицированных кластерах были извлечены для каждого участника для изучения парных групповых различий и внутригрупповой активности. Выделенные средние сигналы для каждого кластера были также повторно протестированы для групповых различий с использованием одномерных анализов с дополнительными ковариатами для алкоголя (тест идентификации на использование алкоголя, аудит; Буш и др., 1998) и употребление табака (тест Fagerstrom на зависимость от никотина, FTND; Heatherton et al., 1991), а также после исключения четырех человек с CD, которые сообщили о предыстории PG. Все существенные групповые различия пережили эти дополнительные тесты на P<0.05. Линейный регрессионный анализ использовался для изучения взаимосвязи между BOLD-ответами и клиническими показателями импульсивности (Шкала импульсивности Барратта, BIS; (Patton et al., 1995)), депрессия (Индекс депрессии Бека, BDI; Beck и др., 1996); серьезность проблемных азартных игр (Экран азартных игр South Oaks, SOGS; Лесьер и Блюм, 1987), связанные с азартными играми познания (Шкала познаний, связанных с азартными играми, GRCS; Райлу и Оэй, 2004) и хронической болезни; однако никакие ассоциации не пережили коррекции нескольких сравнений.

Перейти к:

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Характеристики участников и поведение

Характеристики участников суммированы в Таблица 1, Вкратце, участники PG и HC не отличались по возрасту или оценке IQ (t_1,46s <1.6, Ps> 0.10). Участники CD были старше участников HC (t_1,46= 3.80, P<0.001) и более низкий средний оценочный IQ, чем оба PG (t_1,46= 2.37, P= 0.022) и HC (t_1,46= 4.24, P<0.001) группы.

Участники PG сообщили о большей продолжительности проблемных азартных игр, чем CD (t_1,46= 8.24, P<0.001) и HC (t_1,46= 16.40, P<0.001) участники (Таблица 1). Участники PG указали различные регулярные азартные игры (например, лотереи, игры в казино, спортивные ставки), с регулярным участием в среднем по 2.7 (SD = 1.9) различным азартным играмДополнительная таблица S1^¹). Четыре участника PG сообщили о проблемных азартных играх с игровыми автоматами, причем три из этих лиц также сообщили об участии в нескольких играх в азартные игры. Участники CD сообщили о большей продолжительности проблем с азартными играми по продолжительности жизни относительно участников HC (t_1,46= 2.69, P= 0.01). Четыре участника CD сообщили о продолжительной (не текущей) истории вероятного PG (SOGS = 5 или выше). Оценки тяжести проблемы азартных игр участников НС (SOGS от 0 до 1) указывают на минимальную тяжесть азартных игр и согласуются с оценками в общей популяции (Stinchfield, 2002). Участники PG и CD не различались по продолжительности расстройства, употреблению табака, употреблению алкоголя (t_1,46s <1.7, P> 0.1) или частоты сопутствующих на протяжении всей жизни больших депрессий (Таблица 1).

Среднее время начала игрового автомата не отличалось между группами (Таблица 1). По сравнению с участниками, время инициации отличалось предыдущим исходом (F_1.7,120.0= 18.27, P<0.001; Дополнительный рисунок S1^²), причем время инициации после выигрышных результатов больше, чем у всех последующих результатов (F_1,69's> 17.0, P<0.001). Этот эффект паузы после подкрепления ранее наблюдался во время игры в игровые автоматы (Dixon и др., 2013; Таблица 1). Время инициации после не последовательных промахов было быстрее, чем результаты полной потери у участников (F_1,69= 4.17, P= 0.04). Время инициации после последовательных промахов ничем не отличалось от непоследовательных промахов или полных потерь среди участников (F_1,69s <0.7, Ps> 0.4). Не было различий между группами в увеличенном или сокращенном времени инициации (F_2,69«S = 0.5, Ps> 0.6).

3.2. Вознаграждение-квитанция

Хотя первичные гипотезы были сосредоточены на упреждающей и почти пропущенной обработке, мы изучили активность, связанную с выигрышными результатами, чтобы проверить достоверность задачи, вызвав ожидаемые ответные реакции, и проанализировали групповые различия, чтобы идентифицировать измененную региональную деятельность, связанную с обработкой вознаграждений. Обработка заявок на получение вознаграждения была проверена после доставки выигрышных результатов относительно немоделированной активности мозга (например, AAA против неявной базовой линии). Все группы демонстрировали региональные активизации в хорошо зарекомендовавших себя регионах обработки заявок на получение вознаграждения (Liu et al., 2011), включая вентральный стриатум, средний мозг, миндалину, инсулу и вентромедиальную префронтальную, зубчатую и теменную коры (Рисунок 2; Таблица 2). Не было никакого основного эффекта группы в региональных сигналах BOLD в ответ на выигрышные результаты, либо на скорректированные целые, либо нескорректированные пороговые значения кластера.

Рисунок 2

Обработка вознаграждения-получения. Цельный мозг, скорректированный с помощью кластера (P_FWE<0.05) ответы участников на результаты выигрыша игрового автомата (например, AAA)

Таблица 2

Средняя региональная активность мозга, связанная с событиями игровых автоматов.

3.3. Награда-предвкушение

Групповые различия в ожидании вознаграждения были рассмотрены путем сопоставления активности в течение периода вращения третьего барабана, в то время как на первых двух барабанах отображались либо согласованные, либо несогласованные символы (например, AA? Vs AB?). То есть деятельность, связанная с ожиданием потенциальных результатов вознаграждения, сравнивалась с деятельностью, связанной с ожиданием определенных потерь. Во всех группах ожидание возможного вознаграждения было связано с повышенной активностью в полосатом теле, инсуле, среднем мозге, передней челюсти, средней и верхней лобной коре и нижней теменной коре (Рисунок 3a; Таблица 2). Основной эффект группы наблюдался в нескольких регионах (Рисунок 3b; Таблица 3), в частности правый вентральный стриатум, средний мозг и правая изоляция. Дальнейшее исследование отдельных периодов опережающего периода выявило взаимодействие по принципу «за ожиданием» в этих регионах, включая вентральный стриатум (F_2,64= 9.62, P<0.001), причем PG по сравнению с участниками HC демонстрирует повышенное ожидание потенциального вознаграждения, а CD по сравнению с участниками PG и HC демонстрирует пониженное ожидание определенного убытка (Рисунок 3c). Подобные закономерности возросшего возможного вознаграждения-ожидания в PG и снижение ожидаемого ожидания на CD были представлены в срединном мозге, в островных и корковых областях.

Рисунок 3

Прогнозирующая обработка. Средний упреждающий ответ всего мозга у всех участников (а) при скорректированном по кластер (P_FWE<0.05) при просмотре последнего вращения барабанов, когда на первых двух барабанах отображаются совпадающие символы (например, AA ?; ...

Таблица 3

Региональные различия в активности мозга, связанные с событиями в игровых автоматах

3.4. Обработка потерь при пропуске

Групповые различия в обработке с промахом были рассмотрены с использованием двух контрастов. Во-первых, было проведено сравнение результатов несекретных пропусков и полных потерь (например, ABA / ABB против ABC) для изучения различий в активности после доставки результатов в азартных играх, которые уже были потеряны на второй остановке барабанов. Контролируя любые различия в ожиданиях азартных игр (т. Е. Оба результата приносят определенные потери), этот контраст изолирует активность мозга, связанную с не последовательными промахами, которые кодируются как «ближе» к выигрышному результату. По сравнению со всеми участниками результаты не последовательного прохода были связаны с увеличением ответов в затылочных областях, а также задней корой хвоста и нижних и верхних теменных областей (Рисунок 4a; Таблица 2). Был основной эффект группы при несобственной связанной с пропуском деятельности в дорсомедиальной и вентромедиальной лобной коре при нескорректированных порогах (Рисунок 4b; Таблица 3). Исследование определенных результатов потери выявило взаимодействие по принципу «по ожиданию» в этих регионах, включая вентромедиальную префронтальную кору (F_2,64= 8.72, P<0.001). HC по сравнению с участниками PG показали более высокие отрицательные ответы после непоследовательных промахов, в то время как CD по сравнению с участниками HC показали более высокие отрицательные ответы после результатов с полным проигрышем (Рисунок 4c). Примечательно, что люди с PG не проявляли дифференциальных ответов на несекретные промахи относительно полных потерь в медиальных лобных областях.

Рисунок 4

Непоследовательная обработка с пропуском. Средний ответ всего мозга в ответ на не последовательные промахи (например, ABB / ABA) по сравнению с результатами полной потери (например, ABC) для всех участников (a) при скорректированных по кластеру (P_FWE<0.05) порог. Группа ...

Во-вторых, различия в обработке с промахом были проанализированы путем сравнения активности после последовательных пропущенных исходов с активностью после непревзойденных остановок второго барабана (т. Е. AAB против AB). Этот контраст контролирует уведомление об убытии и, таким образом, изолирует активность, связанную с тем, что потеря на третьем барабане кодируется как «ближе» к выигрышному результату, чем потеря, полученная на втором барабане. По сравнению с участниками, последовательные неудачные исходы были связаны с повышенной активностью в затылочных областях, простирающихся в заднюю челюсть (Рисунок 5a; Таблица 2). Основной эффект группы был выявлен в нескольких регионах на порогах целых неконтролируемых головных мозгов, включая правый вентральный стриатум, правую изолию, правую нижнюю лобную извилину и правые теменные области (Рисунок 5b; Таблица 3). HC по сравнению с участниками PG и CD проявили повышенную активность в ответ на результаты последовательного промаха по идентифицированным кластерам, включая вентральный стриатум (Рисунок 5c). Индивидуумы с PG и CD не отображали дифференциальную сигнализацию после последовательных пропущенных результатов по сравнению с секундомерными секундомерами.

Рисунок 5

Последовательная обработка с пропуском. Средний ответ всего мозга в ответ на последовательные промахи (например, AAB) по сравнению со вторым барабаном, не имеющим аналогов (например, AB), проигрывающие события для всех участников (a) при скорректированных по кластеру (P_FWE<0.05) порог. Группа ...

Перейти к:

4. ОБСУЖДЕНИЕ

В настоящем исследовании были исследованы общие и уникальные изменения в обработке вознаграждений / потерь в PG и CD путем изучения региональной активности мозга в ожидании вознаграждения и последующих результатов, связанных с промахом, во время выполнения имитируемой задачи игрового автомата. Лица с PG по сравнению с участниками CD и HC проявили повышенную активность во время прогноза потенциального вознаграждения в регионах, включая вентральный стриатум, insula и медиальную префронтальную кору, в соответствии с моделями, в которых контексты азартных игр вызывают у PG усиленную активацию схемы вознаграждения (Лейтон и Везина, 2013; Limbrick-Oldfield и др., 2013; van Holst и др., 2012b). Лица с CD по сравнению с участниками PG и HC продемонстрировали большую деактивацию в ожидании ожидаемых потерь в областях, связанных с наградами. Групповые различия в ответах с пропуском наблюдались в полосатой и венткортикальной областях, при этом группы PG и CD демонстрировали аналогичную притупленную активацию вентральной полосатой кости к последовательным результатам промаха относительно участников HC. Выводы общих различий в обработке событий, связанных с потерей в PG и CD, показывают, что функция схемы мозга (включая вентральный стриатум), лежащая в основе конкретных аспектов обработки вознаграждения / потери, может быть разделена между психоактивными веществами и веществами, не связанными с веществом. Степень, в которой такие факторы могут относиться к уязвимости, прогрессированию и восстановлению зависимости, требует дополнительного расследования.

4.1. Прогнозирование вознаграждения и потерь

Наиболее достоверные результаты в настоящем исследовании наблюдались до доставки результатов игровых автоматов, при этом участники PG и CD отображали изменения в упреждающих сигналах, особенно в вентральной полосатой, изолированной, медиальной и нижней лобной коре, по сравнению с участниками HC , Оба клинических образца демонстрировали закономерности активности в схемах усиления, которые были выше в ожидании возможного вознаграждения по сравнению с определенной потерей. Однако в соответствии с гипотезами и предыдущими исследованиями (ван Хольст и др., 2012a), люди с PG проявляли повышенную полосатую активность во время ожидаемого возможного выигрыша. Для сравнения, люди с CD проявили большую деактивацию стригала во время предвидения определенных потерь. Эти данные свидетельствуют о том, что, хотя как зависимые от вещества, так и не связанные с веществом наркомании характеризуются дисрегуляцией в механизмах обработки ожидающих вознаграждений, существуют специфические для беспорядка аспекты, связанные с валентностью (вознаграждениями и потерями) в контексте, связанным с азартными играми.

Деструктивная досрочная обработка как в зависимости от веществ, так и не связанных с веществом может относиться к важным клиническим целям (например, тягу, побуждения или стимулы мотивации). В PG про-мотивационные механизмы могут включать определенную гиперчувствительность к перспективам связанных с азартными играми вознаграждений, более того, чем денежные вознаграждения, полученные за пределами игрового контекста (Balodis et al., 2012). Степень, в которой такие изменения могут способствовать ухудшению поведения в азартных играх, в том числе по потере и продолжению азартных игр, требует прямого изучения.

Этот усиленный опережающий ответ на возможные вознаграждения, связанные с азартными играми (например, рискованные и неопределенные денежные вознаграждения), по-видимому, не обобщает на CD. Скорее, участники CD продемонстрировали гиперчувствительный досрочный ответ на ожидаемые результаты с определенными потерями. Ранее сообщалось о снижении активности ожиданий в схемах вознаграждения пользователей кокаина за пределами контекста азартных игр (Patel et al., 2013). С точки зрения про-мотивационных механизмов эти данные свидетельствуют о том, что упреждающие процессы в отношении вторичных усилителей у лиц, употребляющих психоактивные вещества, могут быть более подвержены влиянию отсутствия потенциальных денежных вознаграждений (и, следовательно, отсутствия первичных, связанных с наркотиками вознаграждений), чем ожидание денежной прибыли. Выводы также указывают на возможный механизм, с помощью которого лица с CD могут создавать проблемы с азартными играми (Hall и др., 2000).

4.2. Обработка ближнего и конечного результата

Мы исследовали активность мозга, связанную с обработкой ближней пробой, изолируя две структурные компоненты «близости»: условное обозначение символьных автоматов определенных потерь (например, ABB / ABA против ABC) и временное уведомление об утрате (например, , AAB - AB). В соответствии с предыдущими исследованиями (Чейз и Кларк, 2010; Clark et al., 2009), Участники HC проявили повышенную активность в полосатом и островном регионах после достижения результатов, близких к промаху; однако это наблюдалось только после последовательных ближних результатов. Это говорит о том, что положительная подкрепляющая ценность результатов, близких к промахам, у лиц, не связанных с наркоманией, ограничивается временной поставкой ближнего пролета, а не только символьной компоновкой. Вопреки гипотезам, этот ответ на ближние результаты, последовательные или не последовательные, не был преувеличен в участниках PG и не наблюдался у участников CD.

Обработка потерь во время деятельности, связанной с азартными играми, может иметь особое значение для PG, поскольку расстройство характеризуется постоянными азартными играми, несмотря на негативные последствия частых и значительных потерь. Участники PG относительно участников CD или HC отображали обычно притупленные ответы на потери в текущем анализе всего головного мозга, предполагая, что результаты с близкими и потерями могут быть менее значительными в PG. Наш клинически определенный образец индивидуумов PG представляет собой популяцию с обширными историями азартных игр и, следовательно, потенциально большим опытом с близкими и потерями результатов, связанных с азартными играми. Хотя хроничность PG не была связана с нейронным ответом в текущем исследовании, возможно, что повторное воздействие близких и убыточных результатов влияет на / тупые ответы с течением времени. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять выражение притупленной обработки потерь в PG и как эти сигналы могут быть связаны с увеличением опыта азартных игр, нарушением процесса принятия решений, связанными с азартными играми познаниями и поведением с потерей чести.

Подобно активности, наблюдаемой в течение досрочных периодов, CD по сравнению с HC-участниками проявлял преувеличенный отрицательный ответ в схеме вознаграждения / усиления после доставки определенных результатов с полной потерей. Предыдущие исследования показывают, что нейронная обработка денежных потерь более чем вознаграждение отличает текущий от бывших потребителей кокаина (Балодис и Потенца, в прессе; Patel et al., 2013). Во всех группах участников обработка с определенными потерями не была связана с оцененными IQ или депрессивными симптомами в идентифицированных регионах, предполагая, что групповые различия после доставки определенных потерь могут не быть существенно связаны с когнитивными нарушениями или состояниями настроения. Субъективные сообщения о разочаровании и разочаровании в ответ на результаты не были собраны, и люди с CD могут найти результаты с полной потерей менее приятными, чем люди с участниками PG и HC. Как и участники PG, CD по сравнению с HC-участниками не демонстрировали преувеличенных ответов после результатов, близких к промахам, в текущем анализе всего мозга. Такое сходство между участниками PG и CD предлагает общий нейронный механизм в обработке потерь, которые могут быть нечувствительны к эффектам ближней промашки и требуют дальнейшего изучения.

4.3. Сильные стороны и ограничения

В тех случаях, когда в предыдущих исследованиях по обработке потерь на вознаграждения и при промахе у лиц с проблемным поведением в азартных играх использовался корреляционный дизайн у лиц, сообщающих о серьезности проблемных азартных игр (SOGS 1 - 19) (Чейз и Кларк, 2010) и либеральный порог для определения образцов азартных игр (SOGS> 2) (Хабиб и Диксон, 2010), в текущем исследовании изучались клинически определенные образцы индивидуумов PG и CD в соответствии с диагностическими критериями DSM-IV. Мы также выделили две структурные особенности ближних исходов (последовательные и непоследовательные) и показали, что положительные подкрепляющие нейронные реакции, ранее наблюдавшиеся у не зависимых образцов, реплицируются только после доставки последовательных результатов, близких к промаху.

Хотя размер выборки лиц 72 значительно больше, чем другие образцы, исследованные для обработки с пропуском, в каждой диагностической группе существуют меньшие образцы (все еще значимые при n = 24 на группу) с ограничением на то, что данные собирались по двум магнитам. В соответствии с предыдущими исследованиями на нескольких участках fMRI дисперсия, связанная с эффектами между магнитами, была мала по сравнению с дисперсией, связанной с меж-предметными различиями (Браун и др., 2011; Gountouna и др., 2010). Например, в отношении активизации после получения выигрышных результатов в Рисунок 2, дисперсия между субъектами учитывала 31.4% от общей дисперсии, в то время как дисперсия внутри объекта (т. е. между путями) учитывала 3.1%, а разница между магнитами составляла 2.2% от общей дисперсии сигнала, при этом необъяснимое значение 63.4% дисперсии было необъяснимым. Эти оценки дисперсии сопоставимы с предыдущими исследованиями и показывают, что любые различия между магнитами не вносили существенного вклада в результаты.

Участники CD не были хорошо подобраны по возрасту и IQ для участников PG или HC; однако не было доказательств того, что эти различия повлияли на значительные результаты. Дизайн игрового автомата может ограничивать обобщаемость текущих результатов коммерческими EGM, которые обычно имеют более быстрые темпы игры и интегрируют более сложные функции. Учитывая наблюдения за нарушениями обработки замедленного вознаграждения в зависимых группах населения (Camchong et al., 2011; Miedl и др., 2012), влияние расширенных задержек в текущей задаче требует дополнительных исследований. Мы также не собирали субъективный опыт «близости», «разочарования» или желания продолжать играть в азартные игры во время выполнения задачи, чтобы максимально точно имитировать условия азартных игр в реальном мире. Кроме того, не наблюдалось никаких взаимосвязей между активностью мозга и мерами импульсивности, серьезности проблемных азартных игр или связанных с азартными играми познаний (при контроле за групповыми различиями в этих доменах). Наконец, хотя результаты анализа цельного мозга представлены на скорректированных на уровне кластера и -корректированных пороговых значениях, альтернативные подходы, такие как анализируемый анализ областей, могут быть чувствительны к менее пространственным обширным локализованным изменениям сигнала BOLD и идентифицировать дополнительные групповые различия в мозговой деятельности. В будущих направлениях можно также рассмотреть схемы, общие для обработки как вознаграждения, так и потери (Liu et al., 2011) и как эти механизмы могут быть изменены у людей с зависимостями.

4.3 Выводы

Лица с PG и лицами с SUD имеют общие изменения в обработке вознаграждений / убытков. В контексте азартных игр в игровых автоматах участники PG и CD продемонстрировали измененную упреждающую обработку и обработку, связанную с потерями, по сравнению с участниками, не связанными с наркотиками. Предыдущие нейробиологические данные и высокие частоты совместных PG и CD предполагают общую уязвимость между этими расстройствами. Четкие изменения в прогнозировании ожиданий / потерь могут отражать обусловленную контекстом расхождение от промежуточного фенотипа в PG и CD. Продолжающиеся исследования по изучению механизмов усиления в ПГ и СУД, а также в уязвимых и подверженных риску группах населения могут дать дополнительную информацию о разработке целенаправленных стратегий профилактики и вмешательства.

Галерея

Нарушения азартных игр и злоупотребления психоактивными веществами вызывают аналогичные изменения в схеме вознаграждения.
Мы рассматриваем награду-обработку с использованием fMRI во время имитации азартных игр в игровых автоматах.
Лица с зависимыми расстройствами проявляли преувеличенную упреждающую деятельность.
Лица с патологическими азартными играми не проявляли активность, близкую к промаху.
Общие и уникальные изменения, связанные с вознаграждением, могут быть нацелены на лечение зависимостей.

Перейти к:

Дополнительный материал

1

Нажмите здесь, чтобы посмотреть.^{(214K, doc)}

2

Нажмите здесь, чтобы посмотреть.^{(39K, doc)}

Перейти к:

Благодарности

Роль источника финансирования. Это исследование было частично профинансировано грантами NIH от NIDA (R01 DA019039, P20 DA027844, K24 DA017899) и NIAAA (T32 AA015496), Коннектикутского государственного департамента психического здоровья и наркомании, Центра психического здоровья Коннектикута, неограниченного исследовательского подарка от казино Mohegan Sun, а также грант за выдающиеся достижения в области азартных игр в Йельском университете от National Center for Responsible Gaming. Финансирующие агентства не представили или не комментируют содержание рукописи, а содержание рукописи отражает вклад и мысли авторов и не обязательно отражает взгляды финансирующих агентств.

Авторы хотели бы отметить техническую поддержку, предоставленную Корин Борн, Скоттом Баллоком, Мэтью Лим, Карен Мартин, Хеди Сарофин, Рубинг Ша, Моника Солорцано и Сара У. Ип.

Перейти к:

Сноски

^☆Дополнительный материал можно найти, обратившись к онлайн-версии этого документа в http://dx.doi.org и введя doi: ...

¹Дополнительный материал можно найти, обратившись к онлайн-версии этого документа в http://dx.doi.org и введя doi: ...

²Дополнительный материал можно найти, обратившись к онлайн-версии этого документа в http://dx.doi.org и введя doi: ...

Авторы. Д-ра. Worhunsky, Rogers and Potenza концептуализировали и разработали исследование. Все авторы внесли свой вклад в реализацию исследования. Д-ра. Worhunsky, Mailson и Potenza контролировали набор и сбор данных участников. Д-ра. Worhunsky, Роджерс и Potenza способствовали и контролировали анализ данных. Д-р Worhunsky создал первоначальный проект и доктора. Малисон, Роджерс и Потенца предоставили дополнительную критическую интерпретацию, обратную связь и редактирование рукописи. Все авторы утвердили окончательную рукопись.

Конфликт интересов. Авторы не сообщают о конфликте интересов в отношении содержания этой рукописи. Д-р Potenza получила финансовую поддержку или компенсацию за следующее: д-р Potenza консультировался и консультировал Boehringer Ingelheim, Ironwood, Lundbeck и iNSYS; консультировался и имеет финансовые интересы в Сомаксне; получил исследовательскую поддержку от Mohegan Sun Casino, Национального центра ответственных игр, лесных лабораторий, Ortho-McNeil, Oy-Control / Biotie, Psyadon, Glaxo-SmithKline, Национальных институтов здравоохранения и администрации ветеранов; участвовал в опросах, рассылках или телефонных консультациях, связанных с наркоманией, расстройствами импульсного контроля или другими темами здравоохранения; консультировался в адвокатских бюро и офисе федерального общественного защитника по вопросам, связанным с нарушениями импульсного контроля; оказывает клиническую помощь в Коннектикутском отделении психиатрической помощи и программе лечения азартных игр в связи с наркоманией; провела обзоры грантов для Национальных институтов здравоохранения и других учреждений; имеет редактируемые пользователем разделы журнала; дал академические лекции в грандиозных турах, мероприятиях CME и других клинических или научных площадках; и создал книги или книги для издателей текстов психического здоровья.

Отказ от ответственности издателя: Это файл PDF из неотредактированной рукописи, который был принят для публикации. В качестве сервиса для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергаться копированию, набору и обзору полученного доказательства до его публикации в его окончательной форме. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержимое, и все юридические заявления об отказе от ответственности, которые применяются к журналу.

Перейти к:

Измененные нейронные корреляты обработки награды и потерь во время имитационного МРТ-автомата в патологической азартной игре и зависимости от кокаина (2014)

Абстрактные

проверка данных

методы

Итоги

Выводы

1. ВВЕДЕНИЕ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. участники

2.2. Имитационная задача игрового автомата

2.3. fMRI, обработка изображений и статистика

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Характеристики участников и поведение

3.2. Вознаграждение-квитанция

3.3. Награда-предвкушение

3.4. Обработка потерь при пропуске

4. ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Прогнозирование вознаграждения и потерь

4.2. Обработка ближнего и конечного результата

4.3. Сильные стороны и ограничения

4.3 Выводы

Галерея

Дополнительный материал

1

2

Благодарности

Сноски

Рекомендации

Полезное