Vplyv hrania videohier na mikroštruktúrne vlastnosti mozgu: prierezové a pozdĺžne analýzy (2016)

Na začiatok stránky   

úvod

Videoherné hry (VGP) sa v modernej dobe u detí čoraz častejšie vyskytujú.¹ VGP sa spája s mnohými výhodnými a nepreferenčnými účinkami. Príčinná súvislosť medzi VGP a zlepšením určitých typov vizuálneho poznania bola pomerne dobre preukázaná.² Na druhej strane medzi negatívne účinky VGP patria účinky na verbálnu pamäť, niektoré typy pozornosti, spánok, učenie a vedomosti.^{2, 3, 4} Ďalej sa v zobrazovacích štúdiách preukázalo, že VGP spôsobuje podstatné dopamínové uvoľňovanie v dopaminergickom systéme⁵ rovnako ako závislosť.⁶

Predchádzajúce prierezové štúdie odhalili, že deti, ktoré hrajú veľké množstvo videohier a profesionálni online hráči, vykazovali zvýšenú kortikálnu hrúbku a regionálny objem šedej hmoty v dorsolaterálnom prefrontálnom kortexe (PFC), v prednom oku av podobných oblastiach.^{7, 8, 9} Doposiaľ však neboli zistené účinky VGP na vývoj mikroštruktúrnych vlastností u detí, najmä tých, ktoré sú spojené s negatívnymi psychologickými dôsledkami VGP. Účelom tejto štúdie bolo preskúmať tento problém prostredníctvom prierezových a pozdĺžnych prospektívnych analýz. Použitím dlhodobého prospektívneho návrhu observačnej štúdie sa môžeme zamerať na negatívne dôsledky VGP, ako je dlhodobý nesprávny vývoj verbálnych funkcií a zmeny v dopamínovom systéme v dôsledku dlhodobého VGP. V kontrolovaných krátkodobých intervenčných štúdiách sa tieto problémy nemôžu eticky a prakticky vyšetriť.

Meranie priemernej difúzivity (MD) a frakčnej anizotropie (FA) difúzneho tenzorového zobrazovania¹⁰ dokáže merať rôzne mikroštrukturálne vlastnosti mozgu. Najmä nižšia MD odráža väčšiu hustotu tkaniva, ako je zvýšená prítomnosť bunkových štruktúr. Medzi možné mechanizmy ovplyvňujúce MD patria kapiláry, synapsie, chrbtice a makromolekulárne proteíny; vlastnosti myelínu, membrány a axónu; tvar neurónov alebo glií; alebo posilnená organizácia tkanív, ale MD nie je špecificky citlivý na žiadnu z nich.^{10, 11} Ukázalo sa, že zmeny MD sú jedinečne citlivé na nervovú plasticitu.^{11, 12} INajmä sa ukázalo, že MD v dopaminergnom systéme je dosť citlivý na patologické, farmakologické a kognitívne rozdiely alebo zmeny týkajúce sa dopamínu.^{12, 13, 14, 15} Na druhej strane je známe, že FA je relatívne silnejšie asociovaný s mikroštruktúrnymi vlastnosťami súvisiacimi s mozgovou konektivitou a je citlivý na zvýšenie hrúbky axonálnej membrány, jej priemeru a / alebo množstva paralelnej organizácie axónov a môže tiež odrážať proces neurónov. plastickosť.^{10, 16} Preto sme tieto opatrenia použili v tejto štúdii.

Na základe vyššie uvedených predchádzajúcich psychologických a neuroimagingových štúdií VGP sme predpokladali, že VGP ovplyvňuje tieto nervové mechanizmy v oblastiach PFC a zanechal vynikajúci dočasný a dolný frontálny gyrus, ktoré sú zapojené do verbálnych procesov;¹⁷ orbitofrontálne a subkortikálne dopaminergné systémy, ktoré sú zapojené do procesov odmeňovania a motivácie;¹⁸ a hippocampus, ktorý sa podieľa na pamäti a spánku.¹⁹ Vzhľadom na výskyt VGP u detí je dôležité odhaliť následky VGP.

Na začiatok stránky   

Materiály a metódy

Predmety

Všetci boli zdravé japonské deti. Úplný popis nájdete v časti Doplnkové metódy, Podľa Helsinskej deklarácie (1991) bol od každého subjektu a jeho rodiča získaný písomný informovaný súhlas. Schválenie týchto experimentov bolo získané od Inštitúcie pre inštitucionálne preskúmanie Tohoku univerzity. Niekoľko rokov (podrobnosti o tomto intervale nájdete v časti Tabuľka 1) po predexperimente sa uskutočnil postexperiment a do tohto postexperimentu sa zapojila aj časť subjektov z predexperimentu.

Prierezové zobrazovacie analýzy sa uskutočnili u subjektov 240 (114 chlapci a dievčatá 126; priemerný vek, 11.5 ± 3.1 rokov; rozsah, 5.7 – 18.4 rokov) a pozdĺžne zobrazovacie analýzy sa vykonali u subjektov 189 (95 chlapci a dievčatá 94; priemer) vek, 14.5 ± 3.0 rokov; rozsah, 8.4 – 21.3 rokov).

Posúdenie psychologických premenných

V predexperimente aj postexperimente sme merali kvocient inteligencie Full Scale (FSIQ) pomocou japonskej verzie škály Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition (WAIS-III) pre subjekty vo veku 16 rokov alebo Wechsler Intelligence Scale for Children - tretie vydanie (WISC-III) pre subjekty vo veku do 16 rokov.²⁰ Testy boli vykonávané školenými skúšajúcimi.²¹ Vypočítali sme FSIQ, verbálne IQ (VIQ) a výkonnostné IQ (PIQ) pre každý subjekt z ich skóre WAIS / WISC. Wechslerov test IQ je jedným z najpoužívanejších psychometrických mier kognitívnych funkcií a skóre tohto testu spoľahlivo predpovedajú rôzne výsledky vo vzdelávaní, kariére a sociálnych vzťahoch.²² Na kontrolu kvality sa vypočítali korelácie skóre predexperimentálneho testu s skóre po experimente a celkovým intrakraniálnym objemom predexperimentu (uvedené v Doplňujúce výsledky).

Vopred sa dĺžka VGP počas pracovných dní zbierala pomocou dotazníka s vlastným hlásením s otázkami s možnosťou výberu z viacerých odpovedí., Bolo týchto osem možností: 1, žiadna; 2, trochu; 3, približne 30 min .; 4, približne 1 h; 5, približne 2 h; 6, približne 3 h; 7, 4 h; a 8, nemajú žiadny spôsob, ako to povedať. Tieto voľby boli transformované do hodín VGP (výber 1 = 0, výber 2 = 0.25, výber 3 = 0.5, výber 4 = 1, výber 5 = 2, výber 6 = 3) a použité hodiny VGP boli použité v štatistických analýzach opísaných nižšie. Údaje od subjektov, ktoré sa rozhodli pre možnosť 7, boli odstránené z analýz zahŕňajúcich hodiny VGP. Zdá sa, že táto metóda je hrubým spôsobom na vyhodnotenie množstva VGP. Je však široko používaný a bol overený v teréne (pozri Diskusia a odkazy na validitu metódy v roku 2007) Doplnkový materiál).

Ďalej sme ako ďalší spolubratia zhromaždili nasledujúce informácie: vzťah s rodičmi, počet rodičov, ktorí žijú spolu s deťmi, ročný príjem rodiny, vzdelanie oboch rodičov a urbanita miesta (na úrovni obcí), v ktorom subjekty žili , Podrobnosti o týchto opatreniach vrátane podrobných metód posudzovania nájdete v našej predchádzajúcej štúdii.²³

V prípade účastníkov 4. alebo nižšej triedy rodičia odpovedali na otázky týkajúce sa množstva VGP a vzťahu medzi deťmi a rodičmi. V prípade účastníkov piatej triedy alebo vyšších odpovedali na tieto otázky samotné deti. Odôvodnenie tohto výberu prahovej hodnoty sa nachádza v časti Doplnkové metódy.

Analýza behaviorálnych údajov

Behaviorálne údaje sa analyzovali s použitím verzie 22.0.0 s prediktívnou analýzou softvéru (PASW Statistics 22; SPSS, Chicago, IL, USA; 2010). Na psychologické analýzy sa na skúmanie hypotetických negatívnych asociácií medzi množstvom VGP a VIQ v predexperimente (prierezové analýzy) ako aj negatívnych asociácií medzi množstvom VGP v predexperimente a VIQ zmien použili jednostranné viacnásobné regresné analýzy. od predexperimentu k postexperimentu (pozdĺžne analýzy), V prierezových analýzach, pohlavie, vek (dni po narodení), ročný príjem rodiny, priemerný počet rokov s najvyššou dosiahnutou kvalifikáciou rodičov, osoba, ktorá odpovedala na otázku týkajúcu sa množstva VGP, mestskosť oblasti, v ktorej účastník žili, počet rodičov, ktorí žili spolu s účastníkom, a vzťahy s rodičmi sa pridali ako kovariáti. Okrem toho sa v pozdĺžnych analýzach ako kovariáty pridal časový interval medzi predexperimentom a postexperimentom a závislou premennou analýzy prierezu (VIQ). Rovnakým spôsobom sa skúmali aj ďalšie výsledky testov IQ. Jednostranné testy sa použili na analýzy, ktoré testovali špecifické hypotézy (negatívne účinky VGP na VIQ). To sa uskutočnilo, pretože v týchto analýzach sa testované hypotézy týkali toho, či VGP negatívne ovplyvňuje verbálne funkcie. Ďalej, pre skóre IQ, ktoré demonštrovali účinky VGP v prierezových analýzach, sa v pozdĺžnych analýzach použili jednostranné testy (podľa rovnakých pokynov ako pri účinkoch v prierezových analýzach).

Viacnásobné korekcie porovnania boli použité na analytické výsledky, ktoré boli relevantné pre účel štúdie. V týchto šiestich analýzach sú výsledky s prahovou hodnotou P<0.05 (korigované na mieru falošných objavov (FDR) pomocou dvojstupňovej zaostrenej metódy²⁴) sa považovali za štatisticky významné. Výsledky sme považovali za významné iba vtedy, keď boli neopravené a opravené P-hodnoty boli obidve <0.05.²⁵

Získavanie a analýza obrázkov

Zber údajov pomocou magnetickej rezonancie (MRI) sa uskutočňoval pomocou skenera 3-T Philips Achieva (Best, Holandsko). Použitie zobrazovacej postupnosti echo-planárne so spinu-echo (TR = 10 293 ms, TE = 55 ms, Δ= 26.3 ms, δ= 12.2 ms, FOV = 22.4 cm, 2 × 2 × 2 mm³ zhromaždili sa voxely, plátky 60, redukčný faktor SENSE = 2, počet akvizícií = 1), difúzne vážené údaje. Difúzne váženie bolo izotropne rozdelené podľa smerov 32 (b-hodnota = 1000 s mm^-2). Navyše, jeden obrázok bez difúznej váhy (b-hodnota = 0 s mm^-2; b0 obrázok). Celkový čas skenovania bol 7 min. 17 s. Mapy FA a MD sa vypočítali zo zozbieraných obrázkov s použitím komerčne dostupného balíka na difúznu tenzorovú analýzu na konzole MR. Pre viac informácií pozri Doplnkové metódy.

Predbežné spracovanie obrazových údajov

Predbežné spracovanie a analýza obrazových údajov sa uskutočnili pomocou SPM8 implementovaného v Matlabe. V zásade sme normalizovali snímky pred a po MD a pred a po FA u jedincov s predtým validovanou difeomorfnou anatomickou registráciou pomocou postupu registrácie na základe externiovanej lži algebry (DARTEL), potom sme normalizované obrázky MD zakryli vlastným obrázkom masky. to je veľmi pravdepodobné, že to bude šedá alebo biela hmota, a normalizované obrázky FA boli maskované vlastným obrázkom masky, ktorý je veľmi pravdepodobné, že bude biela a vyhladená. Podrobnosti pozri Doplnkové metódy.

Nakoniec sa pre každý voxel vo vyššie uvedenej maske pre každého účastníka vypočítala zmena signálu v MD (alebo FA) medzi predexperimentárnymi a postexperimentálnymi obrazmi. Výsledné mapy predstavujúce zmenu MD (alebo FA) medzi experimentmi pred a po MRI ((MD po − MD pred) alebo (FA po − FA pred)) sa potom poslali na analýzy pozdĺžneho zobrazovania, ako je opísané v nasledujúca časť.

Analýza zobrazovacích údajov celého mozgu

Štatistické analýzy prierezových zobrazovacích údajov celého mozgu sa uskutočňovali s použitím SPM8. Prierezová mnohopočetná regresná analýza celého mozgu sa uskutočnila na preskúmanie vzťahu medzi MD alebo FA a množstvom VGP. Kovariáty boli rovnaké ako tie, ktoré sa použili pri psychologických prierezových analýzach, s výnimkou toho, že pri zobrazovacích analýzach sa celkový intrakraniálny objem vypočítal pomocou morfometrie založenej na voxeli (podrobnosti pozri Takeuchi et al.²⁶) sa pridal ako kovariát.

V pozdĺžnych analýzach MD (alebo FA) sa analyzovali mapy predstavujúce zmeny signálu v MD (alebo FA) medzi obrázkami predexperiment a postexperiment. Skúmali sme súvislosť medzi zmenami pred a po MD (a FA) a hodinami VGP. Kovariáty boli rovnaké ako tie, ktoré sa použili v psychologických pozdĺžnych analýzach, s výnimkou toho, že v zobrazovacích analýzach bol ako kovariant pridaný celkový intrakraniálny objem, čo bolo umožnené pomocou voxel-by-voxel pomocou biologického parametrického mapovacieho nástroja (BPM) (www.fmri.wfubmc.edu).

Analýzy MD boli obmedzené na masku sivej + bielej hmoty, ktorá bola vytvorená vyššie. Analýzy FA boli obmedzené na masku bielej hmoty, ktorá bola vytvorená vyššie.

Viacnásobná porovnávacia korekcia prierezových analýz sa uskutočnila pomocou vylepšenia klastrov bez prahov (TFCE),²⁷ s randomizovaným (5000 permutáciami) neparametrickým permutačným testovaním pomocou sady nástrojov TFCE (http://dbm.neuro.uni-jena.de/tfce/). Použili sme prah korigovaný na chybu rodiny (FWE) P<0.05. V pozdĺžnych analýzach bola vykonaná viacnásobná porovnávacia korekcia pomocou prístupu FDR,²⁸ a oblasti, ktoré prekročili prahovú hodnotu rozsahu²⁹ na základe tohto prahu určujúceho klaster boli hlásené. Boli urobené rôzne štatistické prahy, pretože (1) permutačné testy môžu všeobecne správne kontrolovať falošné pozitívne hodnoty³⁰ ale (2) BPM nepovoľuje použitie TFCE. Pre každú analýzu sme vybrali najlepšiu dostupnú štatistickú metódu.

Na začiatok stránky   

výsledky

Základné údaje

Charakteristiky predmetov sú uvedené v Tabuľka 1, Trvanie VGP počas pracovných dní sa zbieralo pomocou dotazníka s vlastným hlásením a priemery a s.ds. sú prezentované v Tabuľka 1.

Prierezová analýza správania

Použili sa viacnásobné regresné analýzy, ktoré použili údaje o predbežných pokusoch a korigovali sa na mätúce premenné (podrobnosti pozri v časti Metódy). Tieto analýzy odhalili, že množstvo VGP v preexperimente bolo významne a negatívne korelované s VIQ v preexperimente (Obrázok 1a, P= 0.027, neopravené, P= 0.038, korigovaná na FDR, t= −1.930, štandardizovaný čiastočný regresný koeficient (β) = - 0.120) podľa očakávania as FSIQ v predexperimente (P= 0.032, neopravené, P= 0.038, korigovaná na FDR, t= -2.159, β= −0.135), ale mali tendenciu negatívne korelovať s PIQ v predexperimente (P= 0.061, P= 0.038, korigovaná na FDR, t= -1.879, β= -0.118).

Pozdĺžna analýza správania

Použili sa viacnásobné regresné analýzy, ktoré používali pozdĺžne údaje a korigovali zmätočné premenné (podrobnosti pozri v časti Metódy). Výsledky odhalili, že hodiny VGP v predexperimente boli signifikantne a negatívne korelované so zmenou VIQ medzi údajmi o predexperimente a postexperimente (Obrázok 1b, P= 0.044, neopravené, P= 0.038, korigovaná na FDR, t= −1.710, štandardizovaný čiastočný regresný koeficient (β) = - 0.119), ale mali tendenciu negatívne korelovať s FSIQ v predexperimente so zmenou FSIQ medzi údajmi o predexperimente a postexperimente (P= 0. 064, P= 0.038, korigovaná na FDR, t= -1.525, β= −0.076) a nekoreluje so zmenou PIQ medzi údajmi o predexperimente a postexperimente (P= 0. 595, P= 0.2975, korigovaná na FDR, t= -0.533, β= -0.037).

Prierezové analýzy MD a FA

Viacnásobné regresné analýzy odhalili, že hodiny VGP v predexperimente významne a pozitívne korelovali s MD v predexperimente v rozsiahlych oblastiach šedej a bielej hmoty v dvojstrannom PFC, prednom cinguláte, laterálnom a strednom časovom kortexe, bazálnych gangliách a fusiformných gyrusoch (pozri pozri časť 4.8). Tabuľka 2 a Obrázky 2a a b pre presné anatomické oblasti). Okrem toho sa vyskytli významné negatívne korelácie medzi hodinami VGP v predexperimente a FA, najmä v oblastiach pravého a tupého telesa korpusu, dvojstranného predného korónového žiarenia a pravého nadradeného korónového radiaty (pozri pozri nižšie). Tabuľka 3 a Obrázky 2c a d pre presné anatomické oblasti).

Pozdĺžne analýzy MD a FA

Viacnásobné regresné analýzy odhalili, že hodiny VGP v predexperimente významne a pozitívne korelovali so zmenami v MD medzi predexperimentom a postexperimentom v anatomickom zhluku, ktorý zahŕňal oblasti šedej a bielej hmoty ľavého bazálneho gangliu, ľavého stredného laloku a dvojstranného talamu; klaster vo ventrálnych častiach PFC; anatomický zhluk obsahujúci sivé a biele materské oblasti pravej izolácie, pravého putamenu a pravého talamu; a anatomický zhluk, ktorý obsahoval oblasti sivej a bielej hmoty v ľavom strednom a dolnom časovom, fusiformnom a ľavom týlnom laloku (Obrázky 3a – c, Tabuľka 4). So zmenami FA neboli spojené žiadne významné výsledky.

Analýzy MD a psychometrickej inteligencie

Viacnásobné regresné analýzy, ktoré používali údaje o predbežných skúškach a korigovali sa na mätúce premenné (pozri Doplnkové metódy pre podrobnosti). Tieto analýzy odhalili, že FSIQ významne a negatívne koreloval s MD v oblastiach hlavne okolo ľavého talamu, ľavého hippocampu, ľavého putamenu, ľavého ostrovčeka, ľavého Heschl gyrusu a súvisiacich zväzkov bielej hmoty, ako napríklad fornix, ľavého horného korónového žiarenia a ľavého vnútorného puzdra. (Obrázok 4a; Hodnota TFCE = 1423.1, korigovaná na TFCE P-hodnota = 0.0166, veľkosť klastra = 1512 voxely). Ďalej PIQ významne a negatívne koreloval s MD v rozsiahlych oblastiach sivej a bielej hmoty rozsiahlych oblastí okolo celého mozgu (Obrázok 4c; vidieť Doplnkový stôl S5 pre presné anatomické oblasti). VIQ významne nekoreluje s MD pri analýze celého mozgu. V oblastiach, kde sa pozorovali účinky FSIQ, sa však pozoroval výrazný trend. Analýza záujmovej oblasti odhalila, že v tejto oblasti VIQ významne a negatívne korelovala s MD (Obrázok 4b; Hodnota TFCE = 357.31, korigovaná na TFCE P-value = 0.002, veľkosť klastra = 1475 voxely) (na zváženie štatistickej platnosti tejto analýzy záujmovej oblasti a preukázania, že asociácie medzi MD a VIQ, ako aj PIQ v tejto oblasti sú tvorené asociáciami medzi MD a spoločnými komponenty VIQ a PIQ, pozri Doplnkové metódy a Doplňujúce výsledky). Tieto výsledky naznačujú, že PIQ súvisí s MD v rozsiahlych oblastiach a že VIQ sa spája s obmedzenejšou oblasťou na ľavej hemisfére. Okrem toho spoločný účinok PIQ a VIQ viedol k účinku FSIQ na MD v tejto oblasti.

Pozorované MD korelácie s FSIQ a VIQ sa v prierezových analýzach prekrývali s koreláciami VGP, ale nie s koreláciami v pozdĺžnych analýzach. Keď sa však prah pre tvorbu zhlukov uvoľnil P<0.1 korigované v FDR v pozdĺžnych analýzach VGP, vytvorený klaster prekrýval MD koreláty FSIQ a VIQ.

Na začiatok stránky  

Diskusia

V tejto štúdii sme prvýkrát odhalili účinky VGP na MD a FA u detí. Naše hypotézy boli čiastočne potvrdené a naše prierezové a pozdĺžne štúdie neustále odhalili, že väčšie množstvo VGP bolo spojené so zvýšeným MD v kortikálnych a subkortikálnych oblastiach a so zníženou verbálnou inteligenciou.

Súčasné výsledky MD a konvergentné dôkazy naznačujú, že nadmerné VGP priamo alebo nepriamo narušuje vývoj preferovaných neurálnych systémov, ktoré môžu súvisieť s oneskoreným vývojom verbálnej inteligencie. Súčasné výsledky ukázali, že dlhšie VGP je spojené s väčším MD v rozsiahlych oblastiach a nižšou verbálnou inteligenciou, a to prierezovo aj pozdĺžne. Na druhej strane, počas vývoja MD všeobecne klesá.³¹ Ďalej, v tejto štúdii bol vyšší PIQ spojený s nižšou MD v rozsiahlych oblastiach mozgu a vyššie FSIQ a VIQ boli spojené s nižšou MD v ľavom talame, ľavom hippocampu, ľavom putamene, ľavom ostrove, ľavom Heschl gyrus a súvisiace zväzky bielej hmoty. MD v oblastiach zahŕňajúcich tieto oblasti alebo v ich blízkosti preukázal pozitívne účinky VGP prierezovo aj pozdĺžne. Tieto línie dôkazov naznačujú, že nadmerné VGP priamo alebo nepriamo narúša vývoj preferovaných nervových systémov, čo môže súvisieť s oneskoreným vývojom verbálnej inteligencie.

Predchádzajúce štúdie naznačili niekoľko fyziologických mechanizmov, ktoré sú základom zmien MD. Navrhlo sa, že znížená MD odráža rôzne bunkové a cytoarchitektonické zmeny vedúce k vyššej hustote tkaniva, ako je opísané v časti Úvod. Ďalej sa ukázalo, že MD je jedinečne citlivý na nervovú plasticitu, a vyššie uvedené tkanivové mechanizmy sa ukázali alebo sa navrhli zmeniť prostredníctvom procesov zahŕňajúcich nervovú plasticitu.¹¹ Preto sa predpokladá, že zníženie MD zvyčajne odráža nárast tkanivových a funkčných adaptácií. MD však nie je veľmi špecifický pre konkrétne tkanivo.³² Okrem toho môže MD odrážať pokles prietoku krvi av niektorých prípadoch sa funkčná adaptácia odráža zvýšením MD.¹² Preto je potrebné určiť, či znížená MD je adaptívnou zmenou z komplexného hľadiska, ktoré zahŕňa psychologické opatrenia.

Predpokladá sa, že všetky identifikované oblasti, v ktorých MD koreloval s množstvom VGP v prierezových aj pozdĺžnych analýzach, majú jedinečné úlohy vo verbálnych, pamäťových a výkonných procesoch; odmena a motivácia; a procesy čítania a jazyka, a prostredníctvom týchto procesov môže VGP priamo alebo nepriamo viesť k predtým vykazovaným funkčným deficitom. Po prvé, hippocampus je spojený s procesmi pamäte a spánku.¹⁹ Je známe, že VGP sa spája s abnormalitami spánku a poruchami učenia, pamäte a vedomostí.^{3, 4} Pozorované abnormality v tejto oblasti, ktoré súvisia s VGP, môžu byť spojené s deficitmi vo funkciách súvisiacich s VGP. Po druhé, ľavý stredný frontálny a dolný frontálny gyrus majú kritické úlohy vo výkonných funkciách a centrálnom systéme a subsystémoch pracovnej pamäte.³³ Na druhej strane tieto procesy VGP kauzálne narušujú.² Po tretie, oblasti bazálnych ganglií, orbitofrontálnej kôry a ostrovčekov majú rôzne úlohy v procesoch odmeňovania a motivácie.^{34, 35} Je zaujímavé, že VGP, podobne ako psychostimulanty, spôsobuje značné dopamínové uvoľňovanie v dopaminergnom systéme⁵ a spôsobuje závislosť.⁶ Je známe, že dopamín vykazuje neurotoxické vlastnosti a nadmerný dopamín poškodzuje tkanivá a bunky v mozgu.³⁶ Okrem toho predchádzajúca štúdia používateľov psychostimulancií (metamfetamínu) odhalila vyššiu MD v oblastiach dopaminergného systému.³⁷ Ďalej, intervenčná štúdia Parkinsonovej choroby odhalila, že podávanie agonistu dopamínu L-dopa viedlo k zvýšeniu MD v oblastiach dopaminergného systému.¹⁴ Preto je väčšie množstvo VGP a sprievodné zvýšenie uvoľňovania dopamínu spojené s neskoršími zmenami MD v dopaminergnom systéme, podobne ako účinky látok, ktoré uvoľňujú dopamín. MD týchto oblastí je spojený s vlastnosťami, ktoré majú negatívny vplyv, zatiaľ čo nadmerné VGP je spojené s prázdnotou alebo depresívnymi tendenciami pri hraní videohier.³⁸ Prostredníctvom nervových mechanizmov v týchto oblastiach môže byť VGP priamo alebo nepriamo spojený s predtým uvedenými funkčnými deficitmi. Okrem toho sa v tejto štúdii znížilo VIQ v reakcii na VGP a bez ohľadu na typ IQ bol nižší IQ spojený s vyššou MD v oblastiach vrátane dopaminergného systému a hippocampu. Procesy motivácie majú okrem procesov učenia a pamäte kľúčovú úlohu pri vykonávaní IQ testov u detí.³⁹ Preto pozorované účinky VGP na VIQ môžu byť čiastočne sprostredkované týmito nervovými mechanizmami. Ide však o špekulácie, pretože táto štúdia je dlhodobá a neintervenčná a nemáme dostatočné údaje na to, aby sme tieto špekulácie a príčiny dokázali odôvodniť; na potvrdenie týchto špekulácií alebo príčin sú potrebné budúce štúdie.

Asociácie medzi väčším množstvom VGP a nižším FA, ako aj nižším PIQ sa pozorovali iba pri prierezových analýzach. Obyčajne sa predpokladá, že nižší FA v takých oblastiach, ako je corpus callosum, kde mnoho neuronálnych vlákien nekrižuje, predstavuje nepreferované funkcie traktu, ktoré sú sprevádzané zníženou myelinizáciou axónov a inými fyziologickými mechanizmami.^{16, 40} Pozorovaný nedostatok asociácií v pozdĺžnych analýzach možno pripísať mnohým príčinám. Jednou z nich je nižšia štatistická sila v pozdĺžnych analýzach z dôvodu menšej veľkosti vzorky alebo zvýšeného veku, pretože mladšie deti vykazujú väčšiu plasticitu.⁴¹ Najvýznamnejšia plasticita sa tiež môže vyskytnúť v počiatočnej fáze skúseností s VGP podľa týchto opatrení, a nervová plasticita sa preto nemusí pozorovať v pozdĺžnych analýzach týchto opatrení. Posledná, ale najpriamejšia interpretácia je, že VGP nemá na tieto opatrenia zistiteľné účinky. Pozorované prierezové spojenie bolo, že deti s takýmito neurokognitívnymi vlastnosťami (nižší PIQ a nižší FA v rozšírených oblastiach) hrajú videohry vo väčších množstvách. Pokiaľ ide o súčasné zistenia FA, predchádzajúce štúdie skúmali charakteristiky FA pacientov s internetovou závislosťou.^{42, 43} Tieto štúdie sú relevantné pre súčasné výsledky, pretože závislosť od internetu slabo súvisí s množstvom VGP,⁴⁴ možno kvôli online hrám. Napriek tomu, že zistenia týchto dvoch prípadov nie sú konzistentné, zistili sme, že pacienti s internetovou závislosťou majú nižšie FA v prefrontálnych oblastiach vrátane predných častí tela corpus callosum. V tejto štúdii sa ďalej použil dotazník na emočné poruchy súvisiace s úzkosťou detí⁴⁵ a preukázali, že pacienti s internetovou závislosťou majú závažnejšie emocionálne problémy a že tieto problémy sú spojené s FA v prednom telese tela. Aj keď predchádzajúce štúdie ukázali, že štrukturálne korelácie množstva VGP s šedou hmotou nesúviseli s závislosťou od internetu,⁴⁴ je možné, že súčasné zistenia FA zdieľajú spoločné patogénne mechanizmy so závislosťou od internetu (ako je zraniteľnosť a / alebo získané príznaky závislosti / emocionálne problémy). Tieto možnosti by sa mali preskúmať v budúcich štúdiách.

Tieto štúdie rozšírili naše chápanie priamych alebo nepriamych účinkov VGP na deti. Ako sa uvádza v predchádzajúcich štúdiách, predchádzajúce neuroimagingové vyšetrenie skôr konzistentne preukázali pozitívnu koreláciu medzi množstvom VGP a množstvom sivej hmoty v DLFPC, čo sa vo všeobecnosti považuje za pozitívny výsledok..^{7, 8, 9} Podobná tendencia medzi množstvom VGP a regionálnym objemom šedej hmoty v ľavom dorsolaterálnom PFC (T= 3.27, 689 mm³, P<0.0025) sa pozorovalo pri prierezovej analýze tejto štúdie. V tejto analýze sa analýza VBM vykonala s použitím rovnakých kovariátov použitých v tejto štúdii (podrobnosti o metódach predbežného spracovania pozri Takeuchi et al.²⁶). Ďalšie štúdie však naznačili, že zvýšená sivá hmota súvisiaca s počítačovými skúsenosťami u detí a mladých dospelých má negatívne psychologické následky.^{26, 46} Tieto štúdie skúmali priame alebo nepriame účinky VGP z pohľadu FA a MD a verbálnej inteligencie a ďalej podporovali negatívne aspekty VGP u mladších subjektov.

Táto štúdia mala určité obmedzenia. Po prvé, nejde o intervenčnú štúdiu, a preto obsahuje niektoré bežné obmedzenia observačných epidemiologických štúdií. Táto štúdia zahŕňala longitudinálne analýzy a bola zbavená niektorých obmedzení (napríklad možnosť, že spojenie medzi verbálnou inteligenciou a VGP bolo spôsobené tendenciou detí s nižšou inteligenciou hrať videohry). Súčasné výsledky však stále nemôžu dokázať, že VGP priamo spôsobil pozorované zmeny. Je možné, že pozorované zmeny spôsobili mnohé environmentálne faktory, ktoré nemohli byť opravené v analýzach. Je tiež možné, že zníženie počtu denných aktivít (napríklad štúdium, čítanie, rozhovory s ostatnými a cvičenie) boli nahradené časom stráveným vo VGP. Platí to najmä pre deti, pretože deti trávia svoj čas dosť jednotným spôsobom v pracovné dni (napríklad v škole). Počas zostávajúceho času, keď sa určité činnosti zvyšujú, majú tendenciu súčasne klesať aj iné činnosti. Vzhľadom na túto povahu nie je správne korigovať tieto činnosti vo viacnásobných regresných analýzach. Malo by sa tiež pamätať na to, že u detí čas strávený v VGP odráža skrátenie času stráveného na verbálnych činnostiach (alebo cvičení) a niektoré z pozorovaných účinkov mohli byť sprostredkované takýmito účinkami. Aj keď by to tak bolo, nemyslíme si, že účel tejto štúdie nebol splnený, pretože čas strávený vo VGP odráža povahu času stráveného vo VGP v reálnom živote. Inými slovami, na rozdiel od experimentálneho prostredia, v skutočnom živote, aj keď má určitá videohra priaznivé účinky na určité funkcie, značný čas strávený hraním takejto hry musí nahradiť iné priaznivé činnosti, ako je štúdium a cvičenie. Ďalšie informácie o tomto probléme a vyhodnotení účinkov športu sa nachádzajú v časti Doplnkové metódy a výsledky. Ďalej je tiež možné, že množstvo VGP odrážalo ďalšie poruchy (závislosť od VGP a nízka motivácia k akademickým alebo sociálnym aktivitám) a že také poruchy ovplyvňujú neurokognitívne funkcie. Alternatívne, keď vyššie množstvo VGP progreduje do závislosti na videohrách, môže to ovplyvniť neurokognitívne funkcie. Na zváženie týchto príčinných mechanizmov je potrebné vykonať budúce štúdie. Ďalšie diskusie na túto tému nájdete na stránke Doplnkové metódy, Okrem toho sme v tejto štúdii použili aj overené a široko používané, ale hrubé kognitívne opatrenie (Wechslerov test IQ) a nezhromažďovali sme údaje, ktoré dokážu konkrétne vyhodnotiť sociálno-emocionálne opatrenia. Účinky VGP na tieto špecifické funkcie, ako aj ich vzťah k zobrazovacím opatreniam difúzneho tenzora by sa mali skúmať v budúcich štúdiách. Štúdie tiež ukázali, že určité videohry (napríklad násilné, priestorové a strategické hry) majú určité konkrétne účinky.⁴⁷ Pretože náš študijný účel tieto problémy neriešil, nezhromažďovali sme údaje potrebné na preskúmanie takýchto účinkov; tieto účinky by sa však mohli študovať v budúcnosti. Jedným všeobecným obmedzením tohto druhu štrukturálnej štúdie o vplyve environmentálnych faktorov na nervové a kognitívne mechanizmy je to, že štrukturálne zmeny priamo neodrážajú funkčné zmeny v identifikovaných oblastiach, ktoré súvisia s kognitívnymi funkciami. Naša štúdia teda nemôže priamo vysvetliť, ako MD koreluje množstvo VGP v identifikovaných oblastiach s pridruženými pozorovanými kognitívnymi funkčnými korelátmi množstva VGP a inými kognitívnymi funkciami.

Záverom možno povedať, že zvýšená hladina VGP je priamo alebo nepriamo spojená s oneskoreným vývojom MD v rozsiahlych oblastiach mozgu, ako aj verbálnou inteligenciou. Predtým bola hlásená široká škála priaznivých účinkov VGP,⁴⁸ a videohry môžu byť užitočné za určitých podmienok (napríklad starší dospelí, určité typy hier). Táto štúdia však pokročila v našom chápaní VGP ako denného zvyku detí a odhalila, že podmienky, za ktorých deti hrajú videohry po dlhú dobu, môžu viesť k nepriaznivému neurokognitívnemu vývoju, aspoň z určitej perspektívy.

Na začiatok stránky   

Konflikt záujmov

Autori neuvádzajú žiadny konflikt záujmov.

Na začiatok stránky   

Referencie

1. Sharif I, Sargent JD. Asociácia medzi vystavením televízie, filmu a videohry a školským výkonom. Pediatrics 2006; 118: e1061 – e1070. | Článok | PubMed |
2. Barlett CP, Anderson CA, Swing EL. Účinky videohier - potvrdené, podozrivé a špekulatívne: preskúmanie dôkazov. Simulatívne hranie 2008; 40: 377–403. | Článok |
3. Anand V. Štúdia riadenia času: Korelácia medzi používaním videohier a značkami akademického výkonu. Cyberpsychol Behav 2007; 10: 552–559. | Článok | PubMed |
4. Dworak M, Schierl T, Bruns T, Strüder HK. Vplyv samostatného nadmerného vystavenia počítačovým hrám a televízii na spánkové vzorce a pamäťový výkon detí v školskom veku. Pediatrics 2007; 120: 978–985. | Článok | PubMed |
5. Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T et al. Dôkazy o striatálnom uvoľňovaní dopamínu počas videohry. Nature 1998; 393: 266–268. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
6. Weinstein AM. Závislosť na počítači a videohrách - porovnanie medzi používateľmi hier a nehernými používateľmi. Am J Drug Alcohol Abuse 2010; 36: 268–276. | Článok | PubMed |
7. Kühn S, Lorenz R, Banaschewski T, Barker GJ, Büchel C, Conrod PJ et al. Pozitívna asociácia hrania videohier s hrúbkou ľavej prednej kortikálnej kosti u dospievajúcich. PLoS One 2014; 9: e91506. | Článok | PubMed |
8. Hyun GJ, Shin YW, Kim BN, Cheong JH, Jin SN, Han DH. Zvýšená kortikálna hrúbka u profesionálnych hráčov online. Psychiatry Investig 2013; 10: 388–392. | Článok | PubMed |
9. Han DH, Lyoo IK, Renshaw PF. Diferenciálne regionálne objemy šedej hmoty u pacientov so závislosťou od online hry a profesionálnych hráčov. J Psychiatr Res 2012; 46: 507–515. | Článok | PubMed |
10. Beaulieu C. Základ anizotropnej difúzie vody v nervovom systéme - technický prehľad. NMR Biomed 2002; 15: 435–455. | Článok | PubMed | ISI |
11. Sagi Y, Tavor I, Hofstetter S, Tzur-Moryosef S, Blumenfeld-Katzir T, Assaf Y. Učenie sa v rýchlom pruhu: nové poznatky o neuroplasticite. Neuron 2012; 73: 1195–1203. | Článok | PubMed | CAS |
12. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Hashizume H, Sekiguchi A, Kotozaki Y et al. Výcvik pracovnej pamäte ovplyvňuje priemernú difuzivitu v dopaminergnom systéme. Funkcia Brain Struct 2014; 220: 3101–3111. | Článok | PubMed |
13. Takeuchi H, Taki Y, Sekuguchi A, Hashizume H, Nouchi R, Sassa Y et al. Priemerná difuzivita globus pallidus spojená s verbálnou tvorivosťou meraná divergentným myslením a temperamentami súvisiacimi s tvorivosťou u mladých zdravých dospelých. Hum Brain Mapp 2015; 36: 1808–1827. | Článok | PubMed |
14. Razek AA, Elmongy A, Hazem M, Zakareyia S, Gabr W. Idiopatická Parkinsonova choroba: účinok levodopy na zdanlivú hodnotu difúzneho koeficientu mozgu. Acad Radiol 2011; 18: 70–73. | Článok | PubMed |
15. Péran P, Cherubini A, Assogna F, Piras F, Quattrocchi C, Peppe A et al. Markery magnetickej rezonancie nigrostriatálneho podpisu Parkinsonovej choroby. Brain 2010; 133: 3423–3433. | Článok | PubMed |
16. Takeuchi H, Sekiguchi A, Taki Y, Yokoyama S, Yomogida Y, Komuro N et al. Výcvik pracovnej pamäte ovplyvňuje štrukturálne prepojenie. J Neurosci 2010; 30: 3297–3303. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
17. Friederici AD, Rueschemeyer SA, Hahne A, Fiebach CJ. Úloha ľavej dolnej frontálnej a hornej časovej kôry v chápaní viet: lokalizácia syntaktických a sémantických procesov. Cereb Cortex 2003; 13: 170–177. | Článok | PubMed |
18. Múdry RA. Dopamín, učenie a motivácia. Nat Rev Neurosci 2004; 5: 483–494. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
19. Morrell MJ, McRobbie DW, Quest RA, Cummin AR, Ghiassi R, Corfield DR. Zmeny morfológie mozgu spojené s obštrukčným spánkovým apnoe. Sleep Med 2003; 4: 451–454. | Článok | PubMed |
20. Azuma H, Ueno K, Fujita K, Maekawa H, Ishikuma T, Sano H. Japonská stupnica inteligencie pre deti Wechsler, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonsko, 1998.
21. Fujita K, Maekawa H, Dairoku H, Yamanaka K. Japonská stupnica inteligencie dospelých Wechsler, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonsko, 2006.
22. Tanaka H, ​​Monahan KD, tesnenie DR. Znovu navštívená maximálna srdcová frekvencia predpovedaná vekom. J Am Coll Cardiol 2001; 37: 153–156. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
23. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Vplyv interakcie rodiča a dieťaťa na mozgové štruktúry: Prierezové a pozdĺžne analýzy. J Neurosci 2015; 35: 2233–2245. | Článok | PubMed |
24. Benjamini Y, Krieger AM, Yekutieli D. Adaptívne lineárne postupné procedúry, ktoré riadia mieru falošných objavov. Biometrika 2006; 93: 491–507. | Článok | ISI |
25. Pike N. Použitie falošných mier objavov na viacnásobné porovnanie v ekológii a evolúcii. Methods Ecol Evol 2011; 2: 278–282. | Článok |
26. Takeuchi H, Taki Y, Hashizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y et al. Vplyv sledovania televízie na mozgové štruktúry: prierezové a pozdĺžne analýzy. Cereb Cortex 2015; 25: 1188–1197. | Článok | PubMed |
27. Smith SM, Nichols TE. Vylepšenie klastra bez prahovej hodnoty: riešenie problémov vyhladzovania, závislosti od prahovej hodnoty a lokalizácie v klastrovej inferencii. Neuroimage 2009; 44: 83–98. | Článok | PubMed | ISI |
28. Genovese CR, Lazar NA, Nichols T. Prahovanie štatistických máp vo funkčnom neuroobrazení pomocou rýchlosti falošných objavov. Neuroimage 2002; 15: 870–878. | Článok | PubMed | ISI |
29. Friston KJ, Holmes A, Poline JB, Price CJ, Frith CD. Zisťovanie aktivácií v PET a fMRI: úrovne dedukcie a sily. Neuroimage 1996; 4: 223–235. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
30. Hayasaka S, Phan KL, Liberzon I, Worsley KJ, Nichols TE. Nestacionárne odvodenie veľkosti klastra s metódami náhodného poľa a permutácie. Neuroimage 2004; 22: 676–687. | Článok | PubMed | ISI |
31. Taki Y, Thyreau B, Hashizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K et al. Lineárne a krivkové korelácie objemu bielej mozgovej hmoty, frakčná anizotropia a priemerná difuzivita s vekom pomocou analýz založených na voxeloch a oblasti záujmu u 246 zdravých detí. Hum Brain Mapp 2013; 34: 1842–1856. | Článok | PubMed |
32. Jones DK, Knösche TR, Turner R. Integrita bielej hmoty, počet vlákien a ďalšie omyly: čo robiť a čo nerobiť difúzna MRI. Neuroimage 2013; 73: 239–254. | Článok | PubMed | ISI |
33. Baddeley A. Pracovná pamäť: obzeranie sa dozadu a výhľad do budúcnosti. Nat Rev Neurosci 2003; 4: 829–839. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
34. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Spracovanie odmien v orbitofrontálnej kôre primátov a bazálnych gangliách. Cereb Cortex 2000; 10: 272–283. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
35. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Sekiguchi A, Kotozaki Y, Miyauchi C et al. Regionálna hustota šedej hmoty je spojená s motiváciou k dosiahnutiu výsledku: dôkazy z morfometrie založenej na voxeloch. Funkcia Brain Struct 2014; 219: 71–83. | Článok | PubMed |
36. Cheng Nn, Maeda T, Kume T, Kaneko S, Kochiyama H, Akaike A et al. Diferenciálna neurotoxicita indukovaná L-DOPA a dopamínom v kultivovaných striatálnych neurónoch. Brain Res 1996; 743: 278–283. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
37. Alicata D, Chang L, Cloak C, Abe K, Ernst T. Vyššia difúzia v striate a nižšia frakčná anizotropia v bielej hmote používateľov metamfetamínu. Psychiatry Res 2009; 174: 1–8. | Článok | PubMed | ISI |
38. Griffiths MD, Meredith A. Závislosť od videohier a jej liečba. J Contemp Psychother 2009; 39: 247–253. | Článok |
39. Duckworth AL, Quinn PD, Lynam DR, Loeber R, Stouthamer-Loeber M. Úloha motivácie testu pri testovaní inteligencie. Proc Natl Acad Sci 2011; 108: 7716–7720. | Článok | PubMed |
40. Takeuchi H, Taki Y, Sassa Y, Hashizume H, Sekiguchi A, Fukušima A et al. Štruktúry bielej hmoty spojené s kreativitou: Dôkazy z difúzneho tenzorového zobrazovania. Neuroimage 2010; 51: 11–18. | Článok | PubMed |
41. Bengtsson SL, Nagy Z, Skare S, Forsman L, Forssberg H, Ullén F. Rozsiahle precvičovanie klavíra má regionálne špecifické účinky na vývoj bielej hmoty. Nat Neurosci 2005; 8: 1148–1150. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
42. Lin F, Zhou Y, Du Y, Qin L, Zhao Z, Xu J et al. Abnormálna integrita bielej hmoty u dospievajúcich s poruchou závislosti od internetu: štúdia priestorovej štatistiky založená na trakte. PLoS One 2012; 7: e30253. | Článok | PubMed |
43. Yuan K, Qin W, Wang G, Zeng F, Zhao L, Yang X et al. Abnormality mikroštruktúry u dospievajúcich s poruchou závislosti od internetu. PLoS One 2011; 6: e20708. | Článok | PubMed | CAS |
44. Kühn S, Gallinat J. Množstvo celoživotných videohier je pozitívne spojené s entorinálnym, hipokampálnym a okcipitálnym objemom. Mol Psychiatry 2014; 19: 842–847. | Článok | PubMed |
45. Birmaher B, Khetarpal S, Brent D, Cully M, Balach L, Kaufman J et al. Obrazovka emocionálnych porúch súvisiacich s úzkosťou dieťaťa (SCARED): Konštrukcia mierky a psychometrické charakteristiky. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 1997; 36: 545–553. | Článok | PubMed |
46. Li W, Li Y, Yang W, Wei D, Li W, Hitchman G. et al. Štruktúry mozgu a funkčné prepojenie spojené s individuálnymi rozdielmi v tendencii k internetu u zdravých mladých dospelých. Neuropsychologia 2015; 70: 134–144. | Článok | PubMed |
47. Green CS, Bavelier D. Akčná videohra upravuje vizuálnu selektívnu pozornosť. Nature 2003; 423: 534–537. | Článok | PubMed | ISI | CAS |
48. Powers KL, Brooks PJ, Aldrich NJ, Palladino MA, Alfieri L. Účinky hry videohier na spracovanie informácií: metaanalytické vyšetrovanie. Psychon Bull Rev 2013; 20: 1055–1079. | Článok | PubMed | ISI |
49. Maldjian JA, Laurienti PJ, Burdette JH. Rozpor precentrálneho gyru v elektronických verziách atlasu Talairach. Neuroimage 2004; 21: 450–455. | Článok | PubMed | ISI |
50. Maldjian JA, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. Automatizovaná metóda na neuroanatomické a cytoarchitektonické atlasové zisťovanie súborov údajov fMRI. Neuroimage 2003; 19: 1233–1239. | Článok | PubMed | ISI |
51. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, Crivello F, Etard O, Delcroix N et al. Automatizované anatomické značenie aktivácií v SPM pomocou makroskopickej anatomickej parcelácie mozgu jedného subjektu MNI MRI. Neuroimage 2002; 15: 273–289. | Článok | PubMed | ISI | CAS |

Na začiatok stránky    

Poďakovanie

S úctou ďakujeme Yuki Yamada za prevádzku MRI skenera, Keiko Okimoto za pomoc pri riadení experimentu a Yuriko Suzuki od spoločnosti Philips za rady týkajúce sa difúzne váženého zobrazovania. Ďakujeme tiež účastníkom štúdie, ostatným skúšajúcim psychologických testov a všetkým našim kolegom z Inštitútu rozvoja, starnutia a rakoviny a na univerzite Tohoku za ich podporu. Túto štúdiu podporili JST / RISTEX a JST / CREST. Ďakujeme Enago (www.enago.jp) na preskúmanie v anglickom jazyku.