Продольные изменения в нейронных связях у пациентов с расстройством интернет-игр: исследование когерентности EEG покоящегося состояния (2018)

Передняя психиатрия. 2018 Jun 7; 9: 252. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00252.

PMID: 29930524

PMCID: PMC5999751

DOI: 10.3389 / fpsyt.2018.00252

Sunyoung Park¹, Хера Рю¹, Джи-Юн Ли¹, Аруем Чой¹, Дай-Цзинь Ким², Сун Нюнь Ким^3* и Юнг-Сёк Чой^1,4*

Цели и задачи:

В настоящем исследовании исследовалась нейронная связь, связанная с ответами на лечение у пациентов с расстройством интернет-игр (ИГД) с использованием анализа когерентности электроэнцефалографии (ЭЭГ) покоящегося состояния.

Методы:

Мы включили пациентов 30 с объектами здорового контроля IGD и 32 (HCs). Из пациентов с ИГД 18 завершил амбулаторное лечение, которое включало фармакотерапию с селективными ингибиторами обратного захвата серотонина в течение 6 месяцев. Для оценки клинических и психологических особенностей до и после лечения использовались когерентность ЭЭГ и самодостаточные анкетирования с сохранением состояния, а данные анализировались с использованием обобщенных оценочных уравнений.

Результаты:

По сравнению с HCs, пациенты с IGD показали повышенную бета-и гамма-внутриполушарную когерентность и увеличенную дельта-внутриполушарную когерентность правого полушария на исходном уровне. После 6 месяцев амбулаторного лечения у пациентов с ИГД были улучшены симптомы ИГД по сравнению с исходным уровнем, но они продолжали демонстрировать повышенную бета-и гамма-внутриполушарную когерентность по сравнению с HCs. Никаких существенных изменений когерентности ЭЭГ между оценками до и после лечения не обнаружено ни в одной группе в группе ИГД.

Вывод:

Эти данные свидетельствуют о том, что значительно более высокая внутриполушарная скоростная когерентность может быть важным маркером нейрофизиологических признаков пациентов с ИГД.

Введение

Нарушение интернет-игр (IGD) характеризуется чередой чрезмерного и повторяющегося использования интернет-игр (1). IGD уделяет все большее внимание из-за различных негативных последствий, влияющих на нормальную повседневную жизнь, академическую и служебную работу и психологическое функционирование (1, 2). Пациенты с поведенческой зависимостью, такие как ИГД, имеют определенные клинические признаки, в том числе импульсивность, тягу и неспособность контролировать вредное поведение (3, 4). Недавние исследования использовали нейровизуальные и нейрофизиологические методы для исследования структурных и функциональных изменений в мозге, связанных с импульсивностью или ингибированием реакции, чтобы улучшить наше понимание характеристик ИГД (5–7).

Несколько исследований нейровизуализации исследовали дисфункциональную связь у пациентов с ИГД. Например, Чжан (8) сообщили об уменьшенной амплитуде низких колебаний в ортофронтальной коре и задней коре головного мозга у молодых людей с ИГД по сравнению с контрольными. Они также обнаружили, что пациенты с IGD демонстрировали улучшенные взаимодействия в режиме по умолчанию и в сетях исполнительного контроля по сравнению с контрольными. Кроме того, пациенты с ИГД проявляли повышенную связь в сенсомоторных сетях головного мозга и изменяли функциональную связность межполушарных состояний покоя в префронтальной доле, включая двустороннюю верхнюю фронтальную извилину, нижнюю лобную извилину и среднюю лобную извилину (9, 10). Эти данные свидетельствуют о том, что пациенты с ИГД имеют нарушения в обработке, связанной с вознаграждением, общим когнитивным функционированием и контролем импульсов.

Хотя исследования в области нейровизуализации выявили структуры мозга, участвующие в деятельности в состоянии покоя, они предоставляют ограниченную информацию с точки зрения временной динамики нейронных сетей в головном мозге. Электроэнцефалографическая (ЭЭГ) когерентность полезна для измерения аномалий в функциональной организации головного мозга с высоким временным разрешением (11). Когерентность ЭЭГ измеряет согласованность разностей фаз в двух областях мозга и отражает синхронизацию между нейронными популяциями и корковой связностью (12). Повышенная когерентность между двумя электродами ЭЭГ предполагает функциональную интеграцию двух областей мозга, тогда как уменьшенная когерентность отражает несвязанные действия двух нейронных популяций (13, 14).

В нескольких исследованиях, которые исследовали связь мозга с использованием ЭЭГ покоящегося состояния, сообщалось, что подростки с интернет-зависимостью проявили повышенную гамма-когерентность между теменной, правой височной и затылочной областями по сравнению со здоровым контролем (HCs) (15). Пациенты с ИГД также демонстрировали усиленную внутрисемейную гамма-когерентность по сравнению с контролем (16). Кроме того, увеличение внутриполушарной связи внутри фронто-временной области может быть связано с повторяющимися онлайн-играми (17). Эти последовательные данные показывают, что измененная гамма-фазовая синхронизация связана с гиперароматическим в сенсорной системе, а также с аномальной возбуждающей системой. Однако остается неясным, является ли измененная нейронная связь у пациентов с ИГД маркер признаков или маркер состояния, связанный с серьезностью ИГД. В нескольких исследованиях с использованием когерентности ЭЭГ были выявлены аномалии в связности мозга у лиц с расстройством употребления психоактивных веществ (SUD), у которого механизм мозга аналогичен механизму IGD (7, 18, 19). Например, долгосрочные абстинентные, а также неприемлемые алкоголь-зависимые участники показали повышенную двустороннюю, внутриполушарную и последующую когерентность ЭЭГ (18). Аналогичным образом, абстинентные героинозависимые индивидуумы проявляют повышенную левую внутрисемейную гамма-когерентность по сравнению с HCs (19). Эти данные свидетельствуют о том, что усиленная нейронная связь не нормализуется после длительного периода абстиненции или лечения и может отражать эндофенотип SUD. Поэтому продольные исследования с пациентами с ИГД могут помочь нам понять патофизиологию и разработать лечебные вмешательства для ИГД.

Насколько нам известно, никакие исследования не исследовали продольные изменения когерентности ЭЭГ покоящегося состояния после лечения пациентов с ИГД. Таким образом, мы исследовали корковое взаимодействие, связанное с ответами на лечение у пациентов с ИГД, чтобы понять его основной механизм и выяснить, является ли измененная фазическая синхронизация у индивидуумов с ИГД состоянием или маркером признаков. Основываясь на предыдущих результатах (16, 17, 20), мы предположили, что пациенты с ИГД будут демонстрировать повышенную скоростную когерентность в начале исследования и что этот нейрофизиологический показатель будет поддерживаться, даже несмотря на то, что симптомы ИГД улучшились после 6 месяцев амбулаторного лечения.

Материалы и методы

Участниками

Это продольное исследование включало участников мужского пола 62 в возрасте 18-38, которые были набраны из медицинского центра SMG-SNU Boramae и окружающего сообщества в Сеуле, Республика Корея. Тридцать пациентов были классифицированы как имеющие IGD, основанные на критериях Диагностического и статистического руководства по психическим расстройствам, пятое издание и диагностированные клинически опытным психиатром (1). Тридцать два участника выступали в качестве HC. Настоящее исследование включало только тех пациентов, которые проводили более 4 часов в день и / или 30 часов в неделю, играя в Интернет-игры. Кроме того, Интернет-тест Янга (Y-IAT) использовался для оценки тяжести симптомов IGD (21). Всем участникам были выполнены исходные клинические оценки и сканирование ЭЭГ. После исходных оценок 18 из 30 пациентов с ИГД, у которых наблюдались коморбидные депрессивные или тревожные симптомы, продолжали фармакотерапию ингибиторами обратного захвата серотонина (СИОЗС), используя средние суточные дозы: эсциталопрам в дозе 15.83 ± 9.17 мг, флуоксетин в дозе 50.00 ± 9.17 мг или пароксетин в дозировке. 30.00 ± 14.14 мг. В этом исследовании не использовались никакие другие препараты, кроме СИОЗС. После 6 месяцев продолжения лечения они завершили последующие обследования, включая клинические измерения и запись ЭЭГ. Первичным результатом лечения было изменение показателя IAT от до лечения к лечению после лечения. Участники HC, которые играли в Интернет-игры менее 2 часов в день, были набраны непосредственно из местных сообществ. Ни у одного из участников не было в анамнезе умственной отсталости, психотического или неврологического расстройства, и все были правши. Участники с оценочным IQ <80 были исключены.

Это исследование было одобрено Институциональным советом по обзору медицинского центра SMG-SNU Boramae, Республика Корея. Все участники получили письменное информированное согласие после получения информации об исследовании.

Записи EEG

Сбор данных ЭЭГ

Подробная информация о регистрации ЭЭГ и процедуре сбора данных была представлена ​​в нашем предыдущем исследовании (16). ЭЭГ в состоянии покоя регистрировали в течение 10 минут (4 минуты с закрытыми глазами, 2 минуты с открытыми глазами и 4 минуты с закрытыми глазами) в электрически экранированном и звукоизолированном помещении с тусклым освещением. Участников попросили расслабиться и избегать любых движений тела и сонливости. Активность ЭЭГ регистрировали с 64 электродов по модифицированной системе International 10–20 в сочетании с вертикальной и горизонтальной электроокулограммами и сосцевидным электродом сравнения. Заземляющий канал располагался между электродами FPz и Fz. Сигналы ЭЭГ регистрировались непрерывно с использованием полосового фильтра 0.1–60 Гц и автономного полосового фильтра 0.1–50 Гц с частотой дискретизации 1,000 Гц. Сопротивление электродов поддерживали на уровне <5 кОм.

Все данные ЭЭГ были проанализированы с помощью программного обеспечения NeuroGuide (NG Deluxe 2.6.1, Applied Neuroscience, Санкт-Петербург, штат Флорида, США) для анализа когерентности, а 19 каналов 64 управлялся набором настроек NeuroGuide следующим образом: FP1, FP2, F7 , F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 и O2. Артефакты из-за морганий и движений глаз во время записи ЭЭГ были устранены автоматической системой NG Deluxe 2.6.1 и были визуально обнаружены.

слаженность

Методы анализа когерентности были представлены в Park et al. (16), Подводя итог, данные ЭЭГ покоящегося состояния были преобразованы в частотную область с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье со следующими параметрами: epoch = 2 s, частота дискретизации = выборки 128 / с (цифровые временные точки 256), диапазон частот = 0.5-40 Гц и разрешение 0.5 Гц с конусным конусным окном для минимизации утечки. Для получения значений когерентности использовалась программа NG 2.6.1. Принятые эпохи данных ЭЭГ были рассчитаны для каждого из следующих полос частот: дельта (1-4 Гц), тета (4-8 Гц), альфа (8-12 Гц), бета (12-25 Гц) и гамма (30-40 Гц). Кроме того, внутриполушарная когерентность для каждой полосы исследовалась с использованием пар электродов F3-C3, F3-T3, F3-P3, C3-T3, C3-P3 и T3-P3 в левом полушарии и F4-C4, F4- T4, F4-P4, C4-T4, C4-P4 и T4-P4 в правом полушарии. Межполушарная когерентность была рассчитана между электродными парами F3-F4, C3-C4, T3-T4 и P3-P4.

Психологические оценки

Взрослая шкала интеллекта Wechsler

Корейской версии шкалы взрослости взрослых Wechsler было поручено всем участникам рассчитать их IQ (22–24).

Анкетирование

Корейская версия всех вопросников была проверена (25–28).

IAT Янга (Y-IAT)

Y-IAT использовался для измерения серьезности интернет-зависимости. Все элементы 20 оцениваются по пятибалльной шкале от 1 до 5. Таким образом, общие баллы варьируются от 20 до 100 (21, 28). Альфа Кронбаха для этого исследования составила 0.97.

Депрессия Бека-II (BDI-II)

BDI-II назначали для оценки тяжести депрессивных симптомов (26, 29). Каждый элемент оценивается по четырехбалльной шкале от 0 до 3, а общие баллы по всем 21 пункту могут варьироваться от 0 до 63. Альфа Кронбаха для этого исследования составляла 0.95.

Резервный запас Бек (BAI)

BAI включает в себя в общей сложности элементы 21 и учитывает интенсивность симптомов тревоги (25, 30). Ответы оцениваются по четырехбалльной шкале от 0 до 3. Общий балл BAI от 0 до 63 получается путем суммирования всех 21 пункта. Альфа Кронбаха для этого исследования составила 0.94.

Шкала импульсивности Barratt-11 (BIS-11)

BIS-11, который использовался для измерения импульсивности (27, 31), представляет собой опросный лист из 30 пунктов, который включает три подшкалы, измеряющие импульсивность (внимание, моторика и непланирование). Каждый пункт оценивается по четырехбалльной шкале от 1 до 4. Альфа Кронбаха для этого исследования составила 0.79.

Статистический анализ

Исходные демографические и психологические переменные были проанализированы независимыми t-тестами, тогда как различия в психологических переменных до и после лечения были проанализированы парными t-тестов. Отдельные обобщенные оценочные уравнения (GEE) использовались для оценки групповых эффектов в данных ЭЭГ для каждой полосы частот для изучения корреляций между повторными измерениями (32, 33). Внутри- и межполушарные значения когерентности анализировались ГЭЭ с использованием следующих факторов на начальном этапе и в конце периода амбулаторного лечения в течение 6, соответственно: анализ внутриполушарной когерентности анализировали в соответствии с областью группы (IGD и HC) × (фронтальная , фронто-временная, фронто-теменная, центро-временная, центро-теменная и височно-теменная) × полусфера (слева и справа); и межполушарная когерентность оценивалась в соответствии с областью группы (IGD и HC) × (лобной, центральной, временной и теменной). В этих анализах мы контролировали оценки образования и BDI-II, BAI и BIS-11 для определения групповых различий. Все статистические анализы были выполнены с использованием программного обеспечения SPSS 20.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США).

Итоги

Демографические и психологические переменные до и после лечения

Пациенты с IGD не отличались от HCs по возрасту или IQ. Однако между этими двумя группами наблюдались значительные различия в показателях образования, BDI-II, BAI и BIS-11. Демографические и психологические характеристики групп IGD и HC представлены в таблице 1, После 6 месяцев лечения пациенты с ИГД имели значительно более низкие показатели Y-IAT, но не более низкие показатели BDI-II, BAI или BIS-11 по сравнению с их исходными данными (Таблица 2).

   

Таблица 1, Демографические и психологические характеристики исследовательских групп на начальном этапе.

   

Таблица 2, Изменения в клинических характеристиках пациентов с расстройством интернет-игр (IGD) до и после лечения.

Когерентность ЭЭГ

Исходные данные когерентности ЭЭГ

Статистический анализ с использованием ГЭЭ внутриполушарной когерентности выявил значительные основные групповые эффекты в бета-и гамма-полосах на исходном уровне после корректировки демографических и психологических переменных (Таблица 3). В частности, у пациентов с IGD [M (стандартная ошибка среднего значения SEM) = 48.95 (69.463)] наблюдалась значительно повышенная бета-внутрисемейственная когерентность, чем HCs [M (SEM) = 41.68 (70.187)]. Пациенты с IGD [M (SEM) = 58.65 (111.862)] также показали значительно более высокую когерентность в гамма-диапазоне, чем HCs [M (SEM) = 46.03 (113.029)]. Кроме того, был обнаружен эффект взаимодействия для группы × полусферы. Группа IGD [M (SEM) = 49.11 (68.393)] значительно увеличила дельта-внутриполушарную когерентность в правом полушарии по сравнению с группой HC [M (SEM) = 42.36 (69.106)]. Анализ межполушарной когерентности не отражал значительного основного эффекта группы, эффекта взаимодействия группы × области или взаимодействия группы × в полусфере.

   

Таблица 3, Влияние на внутриэмиссионную когерентность ЭЭГ, контролирующее влияние демографического (образовательного) и психологического (оценки на характеристики BDI-II, BAI и BIS-11) до и после лечения.

Изменения в данных когерентности ЭЭГ после лечения

Никаких существенных изменений когерентности ЭЭГ не наблюдалось ни в одной из групп предварительной обработки или после лечения в группе IGD. Однако основной эффект группы наблюдался при бета-и гамма-когерентности при оценке после лечения (таблица 3 и рис 1). В частности, пациенты с IGD [M (SEM) = 53.66 (75.338)] показали повышенную бета-внутрисемейственную когерентность по сравнению с HCs [M (SEM) = 40.54 (77.143)]. Внутриполушарная когерентность для гамма-диапазона была значительно выше у пациентов с IGD [M (SEM) = 61.41 (126.700)], чем HCs [M (SEM) = 46.51 (129.734)] при оценке после лечения. Кроме того, согласно post hoc-анализу, эффект взаимодействия группы x в альфа-когерентности наблюдался, но существенных различий между группами не наблюдалось.

   

Рисунок 1, Основные эффекты ЭЭГ в внутриполушарной (A) бета и (B) гамма-когерентность до и после лечения. *P <0.05.

Обсуждение

Насколько нам известно, это первое исследование для исследования продольных изменений в нейронной связности, измеренных когерентностью ЭЭГ у пациентов с ИГД. Участники IGD продемонстрировали повышенную внутриэмиссионную когерентность ЭЭГ в бета-и гамма-полосах в начале исследования. Однако эти аномальные фазовые синхронные паттерны не были нормализованы после 6 месяцев фармакотерапии, хотя пациенты с IGD показали значительное улучшение симптомов IGD. Соответственно, наши результаты показывают, что повышенная бета-и гамма-когерентность в состоянии покоя могут быть важным маркером нейрофизиологических признаков пациентов с ИГД.

Группа IGD показала значительно более высокую частотно-частотную внутриполушарную когерентность, чем группа HC в начале исследования. Предполагается, что активность бета-группы на покоящейся ЭЭГ предрасполагает пациента к использованию вещества и является электрофизиологическим маркером гипервозбудимости из-за дисбаланса возбуждения-возбуждения в головном мозге (34, 35). Повышенная внутрисемейная бета-когерентность была связана с коэффициентом уязвимости для IGD (17, 36). Например, Youh et al. (17) показали, что повышенная бета-когерентность в лобно-височной области чаще встречается у пациентов с сопутствующим ИБС и основным депрессивным расстройством (MDD) по сравнению с пациентами с только MDD. Авторы предположили, что усиленная бета-согласованность может отражать чрезмерные онлайн-игры и указывать на измененную синхронизацию нервов между областями мозга у пациентов с ИГД.

Повышенная гамма-когерентность ЭЭГ до лечения согласуется с предыдущим исследованием (16). Обычно считается, что гамма-активность отражает множество нейронных функций, включая ингибирование реакции и распределение ресурсов внимания (37–40). Наша исследовательская группа сообщила, что повышенная гамма-внутрисемейственная когерентность связана с дисфункциональным импульсным контролем, системой вознаграждения и серьезностью симптомов IGD (16). Кроме того, Choi et al. (41) что повышенная гамма-активность в состоянии покоя связана с ингибирующими нарушениями и характерной импульсивностью у пациентов с ИГД. В совокупности эти данные свидетельствуют о неэффективной нейронной синхронности и функциональной связности у пациентов с ИГД.

После 6 месяцев амбулаторного лечения у пациентов с ИГД были улучшены симптомы их IGD по сравнению с исходным уровнем, но они по-прежнему демонстрировали повышенную бета-и гамма-внутриполушарную когерентность по сравнению с HCs. В нескольких исследованиях, проведенных с использованием СИОЗС, сообщалось, что фармакотерапия снижает симптомы ИГД (20, 42). Считается, что серотонин играет важную роль в депрессии, тревожности и импульсивности (43). Поэтому лечение с помощью СИОЗС, по-видимому, эффективно снижает тяжесть ИГД. Однако в настоящем исследовании не было обнаружено изменений в измененной внутрисемейной когерентности в бета- и гамма-полосах после 6 месяцев лечения SSRI. Эти данные свидетельствуют о том, что повышенная скоростная когерентность может рассматриваться как потенциальный маркер признаков IGD, а не индикатор состояния.

Настоящее исследование было подвержено определенным ограничениям. Во-первых, наши результаты могут иметь ограниченную обобщаемость, поскольку количество участников этого исследования было относительно небольшим, и были включены только мужчины-участники. Во-вторых, в настоящем исследовании использовалась типичная амбулаторная помощь, а не хорошо организованные методы лечения. Однако в этом исследовании основное внимание уделялось изменениям фазовых синхронизаций у пациентов с ИГД, а не эффектам лечения. Таким образом, потребуются дополнительные исследования для выяснения влияния специфической фармакотерапии на нейрофизиологические маркеры пациентов с ИГД. В-третьих, у всех пациентов с ИГД, включенных в это исследование, были сопутствующие симптомы депрессии или беспокойства, которые, возможно, вызывали смешение. Таким образом, психологические ковариаты контролировались в конечном счете для контроля за этими сопутствующими симптомами.

В целом, в настоящем исследовании было установлено, что на начальном этапе у пациентов с ИГД повышена внутрисемейная когерентность в частотной полосе по сравнению с группой HC. Однако эта ненормальная нейронная связь была устойчивой после 6 месяцев амбулаторного лечения, что указывает на то, что повышенная бета-и гамма-когерентность во время покоя могут быть признанным нейробиологическим маркером для патофизиологии IGD. Настоящее исследование будет способствовать лучшему пониманию нейрофизиологических сетей, лежащих в основе ИГД.

Авторские вклады

J-SC и SK провели дизайн и концепцию исследования. С. П. проводил анализы и руководил написанием рукописи. J-SC руководил и руководил написанием рукописи. HR, J-YL, AC и D-JK способствовали проведению исследования.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным исследовательским фондом Кореи (2014M3C7A1062894), Республика Корея.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Рекомендации