Pozdĺžne zmeny v neurónovom pripojení u pacientov s poruchami v oblasti hrania na internete: Štúdia súdržnosti EEG v kľudovom stave (2018)

Predná psychiatria. 2018 Jun 7; 9: 252. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00252.

PMID: 29930524

PMCID: PMC5999751

DOI: 10.3389 / fpsyt.2018.00252

Sunyoung Park¹, Hyera Ryu¹, Ji-Yoon Lee¹, Aruem Choi¹, Dai-Jin Kim², Sung Nyun Kim^3* a Jung-Seok Choi^1,4*

Ciele:

Táto štúdia skúmala nervovú konektivitu spojenú s liečebnými odpoveďami u pacientov s poruchou internetového hrania (IGD) s použitím koherenčnej analýzy elektroencefalografie v kľudovom stave (EEG).

Metódy:

Zaradili sme pacientov s 30om so zdravými kontrolnými subjektami IGD a 32 (HC). Z pacientov s IGD 18 ukončil ambulantnú liečbu, ktorá zahŕňala farmakoterapiu so selektívnymi inhibítormi spätného vychytávania serotonínu počas 6 mesiacov. Na vyhodnotenie klinických a psychologických znakov pred liečbou a po liečbe sa použili dotazníky o koherencii EEG v kľudovom stave a dotazníky pre seba-správy a údaje sa analyzovali pomocou zovšeobecnených odhadovacích rovníc.

Výsledky:

V porovnaní s HC vykazovali pacienti s IGD zvýšenú intrahemisférickú koherenciu beta a gama a zvýšenú intrahemispherickú koherenciu delta delta na začiatku hemisféry. Po 6 mesiacoch ambulantnej liečby vykazovali pacienti s IGD v porovnaní s východiskovou hodnotou zlepšenia symptómov IGD, ale v porovnaní s HCs naďalej vykazovali zvýšenú intrahemisferickú koherenciu beta a gama. V žiadnom pásme v skupine IGD sa nezistili žiadne významné zmeny koherencie EEG medzi hodnotením pred a po liečbe.

záver:

Tieto nálezy naznačujú, že významne vyššia intrahemisferická rýchla súdržnosť môže byť dôležitým neurofyziologickým znakom pacientov s IGD.

úvod

Porucha internetových hier (IGD) je charakterizovaná vzorom nadmerného a opakovaného používania internetových hier (1). IGD sa venovala zvýšená pozornosť z dôvodu rôznych negatívnych dôsledkov ovplyvňujúcich normálny každodenný život, akademický a pracovný výkon a psychologické fungovanie (1, 2). Pacienti so závislosťou na správaní, ako je IGD, zdieľajú určité klinické vlastnosti vrátane impulzivity, túžby a neschopnosti kontrolovať škodlivé správanie (3, 4). Nedávne štúdie používali neuroimaging a neurofyziologické techniky na skúmanie štrukturálnych a funkčných zmien v mozgu spojených s impulzivitou alebo inhibíciou odozvy na zlepšenie nášho porozumenia charakteristikám IGD (5-7).

Niekoľko štúdií neuroimagingu skúmalo dysfunkčnú konektivitu u pacientov s IGD. Napríklad Zhang (8) hlásili zníženú amplitúdu nízkych fluktuácií v orbitofrontálnej kôre a zadnej cingulácii kôry u mladých dospelých s IGD v porovnaní s kontrolami. Zistili tiež, že pacienti s IGD vykazovali lepšie interakcie v predvolenom režime a výkonné kontrolné siete v porovnaní s kontrolami. Okrem toho pacienti s IGD vykázali zvýšenú konektivitu v senzorimotorických mozgových sieťach a zmenenú interhemisferickú funkčnú konektivitu v pokojovom stave v prefrontálnom laloku, vrátane dvojstranného horného frontálneho gyru, dolného frontálneho gyru a stredného frontálneho gyru (9, 10). Tieto nálezy naznačujú, že pacienti s IGD majú poruchy v spracovaní súvisiacom s odmeňovaním, vo všeobecnom kognitívnom fungovaní a v kontrole impulzov.

Aj keď neuroimagingové štúdie identifikovali mozgové štruktúry zapojené do aktivít v kľudovom stave, poskytujú obmedzené informácie, pokiaľ ide o časovú dynamiku neurálnych sietí v mozgu. Elektroencefalografická (EEG) koherencia je užitočná na meranie abnormalít vo funkčnej organizácii mozgu s vysokým časovým rozlíšením (11). EEG koherencia meria konzistentnosť fázových rozdielov v dvoch oblastiach mozgu a odráža synchronizáciu medzi nervovými populáciami a kortikálnou konektivitou (12). Zvýšená koherencia medzi dvoma elektródami EEG naznačuje funkčnú integráciu dvoch oblastí mozgu, zatiaľ čo znížená koherencia odráža nesúvisiace aktivity dvoch nervových populácií (13, 14).

Niekoľko štúdií, ktoré skúmali mozgovú konektivitu pomocou EEG v kľudovom stave, uvádza, že dospievajúci s internetovou závislosťou vykazovali zvýšenú koherenciu gama medzi parietálnymi, pravými časovými a okcipitálnymi oblasťami v porovnaní so zdravými kontrolami (HC) (15). Pacienti s IGD tiež vykazovali zvýšenú intrahemisferickú gama koherenciu v porovnaní s kontrolami (16). Zvýšená intrahemisférická konektivita vo frontu-časovej oblasti môže byť spojená s opakovanými online hrami (17). Tieto konzistentné zistenia naznačujú, že zmenená gama fázová synchrónia je spojená s hyperarousalom v senzorickom systéme, ako aj s abnormálnym excitačným systémom. Zostáva však nejasné, či zmenená nervová konektivita u pacientov s IGD je znakom alebo stavovým ukazovateľom spojeným so závažnosťou IGD. Niekoľko štúdií využívajúcich koherenciu EEG ukázalo abnormality v mozgovej konektivite u jedincov s poruchou užívania návykových látok (SUD), ktorá má mozgový mechanizmus podobný mechanizmu IGD (7, 18, 19). Napríklad dlhodobo abstinentní aj abstinentní účastníci závislí od alkoholu vykazovali zvýšenú bilaterálnu, intrahemisferickú a zadnú EEG koherenciu (18). Podobne abstinovaní jedinci závislí od heroínu prejavili zvýšenú ľavostrannú hemhemisferickú gama koherenciu v porovnaní s HC (19). Tieto zistenia naznačujú, že zvýšená nervová konektivita nie je normalizovaná po dlhom období abstinencie alebo liečby a môže odrážať endofenotyp pre SUD. Preto by nám dlhodobé štúdie s pacientmi s IGD mohli pomôcť pochopiť patofyziológiu a vyvinúť liečebné intervencie pre IGD.

Podľa našich najlepších vedomostí žiadne štúdie neskúmali pozdĺžne zmeny v koherencii EEG v pokojovom stave po liečbe pacientov s IGD. Skúmali sme teda kortikálnu konektivitu spojenú s odpoveďami na liečbu u pacientov s IGD, aby sme pochopili jej základný mechanizmus a objasnili, či je zmenená fázová synchrónia u jednotlivcov s IGD stavom alebo znakovým znakom. Na základe predchádzajúcich zistení (16, 17, 20), predpokladali sme, že pacienti s IGD by mali mať na začiatku zvýšenú rýchlu koherenciu, a že tento neurofyziologický index by sa udržal, aj keď sa ich príznaky IGD zlepšili po 6 mesiacoch ambulantnej liečby.

Materiály a metódy

účastníci

Táto dlhodobá štúdia zahŕňala účastníkov mužstva 62 vo veku 18 - 38, ktorí boli prijatí do zdravotníckeho centra Boramae SMG-SNU a okolitej komunity v Kórejskej Soule. Tridsať pacientov bolo klasifikovaných ako pacientov s IGD na základe kritérií Diagnostického a štatistického manuálu duševných porúch, piate vydanie, a diagnostikovaných klinicky skúseným psychiatrom (1). Tridsaťdva účastníkov slúžilo ako HC. Táto štúdia zahŕňala iba tých pacientov, ktorí trávili hraním internetových hier viac ako 4 h / deň a / alebo 30 h / týždeň. Na posúdenie závažnosti príznakov IGD sa navyše použil Youngov test závislosti na internete (Y-IAT) (21). U všetkých účastníkov sa uskutočnilo základné klinické hodnotenie a EEG sken. Od východiskových hodnotení pokračovalo 18 z 30 pacientov s IGD, ktorí mali komorbidné depresívne alebo úzkostné príznaky, vo farmakoterapii inhibítormi spätného vychytávania serotonínu (SSRI) s použitím priemerných denných dávok: escitalopram v dávke 15.83 ± 9.17 mg, fluoxetín v dávke 50.00 ± 9.17 mg alebo paroxetín v dávke 30.00 ± 14.14 mg. V tejto štúdii sa nepoužívali iné lieky ako SSRI. Po 6 mesiacoch pokračovania v liečbe dokončili následné vyšetrenia vrátane klinických opatrení a záznamu EEG. Primárnym výsledkom liečby bola zmena skóre IAT z obdobia pred a po liečbe. Účastníci HC, ktorí hrali internetové hry <2 h / deň, boli regrutovaní priamo z miestnych komunít. Žiadny z účastníkov nemal v anamnéze mentálne postihnutie, psychotické poruchy alebo neurologické poruchy a všetci boli praváci. Účastníci s odhadovaným IQ <80 boli vylúčení.

Túto štúdiu schválila Inštitucionálna revízna rada SMG-SNU Boramae Medical Center, Kórejská republika. Všetci účastníci poskytli písomný informovaný súhlas po tom, čo dostali informácie o štúdii.

Záznamy EEG

Zber údajov EEG

Podrobné informácie o záznamoch EEG a postupe zberu údajov boli predložené v našej predchádzajúcej štúdii (16). EEG v pokojovom stave sa zaznamenával 10 minút (4 minúty so zatvorenými očami, 2 minúty so zatvorenými očami a 4 minúty so zatvorenými očami) v elektricky tienenej a zvukotesnej miestnosti so slabým osvetlením. Účastníci dostali pokyn, aby sa uvoľnili a vyhli sa akýmkoľvek pohybom tela a ospalosti. Aktivita EEG bola zaznamenaná zo 64 elektród na základe upraveného systému International 10–20 v spojení s vertikálnymi a horizontálnymi elektrookulogramami a mastoidovou referenčnou elektródou. Uzemňovací kanál bol umiestnený medzi elektródami FPz a Fz. Signály EEG sa zaznamenávali kontinuálne pomocou 0.1 - 60 Hz online pásmového filtra a 0.1 - 50 Hz offline pásmového filtra so vzorkovacou frekvenciou 1,000 5 Hz. Impedancie elektród sa udržiavali na <XNUMX KΩ.

Všetky údaje EEG sa analyzovali pomocou softvéru NeuroGuide (NG Deluxe 2.6.1, Applied Neuroscience; St. Petersburg, FL, USA) na koherenčnú analýzu a 19 kanálov 64 sa riadil montážnym setom NeuroGuide takto: FP1, FP2, F7 , F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 a O2. Artefakty spôsobené blikaním očí a pohybmi počas záznamov EEG boli eliminované automatickým systémom NG Deluxe 2.6.1 a boli vizuálne detekované.

súdržnosť

Metódy koherenčnej analýzy boli uvedené v Park et al. (16), Aby sme to zhrnuli, údaje EEG v kľudovom stave boli transformované do frekvenčnej domény pomocou algoritmu rýchlej Fourierovej transformácie s nasledujúcimi parametrami: epocha = 2 s, rýchlosť vzorkovania = vzorky 128 / s (256 digitálne časové body), frekvenčný rozsah = 0.5 – 40 Hz a rozlíšenie 0.5 Hz s kosínusovým kužeľovým oknom na minimalizáciu úniku. Na získanie hodnôt koherencie sa použil program NG 2.6.1. Akceptované epochy údajov EEG boli vypočítané pre každé z nasledujúcich frekvenčných pásiem: delta (1 – 4 Hz), theta (4 – 8 Hz), alfa (8 – 12 Hz), beta (12 – 25 Hz) a gama (30 – 40 Hz). Ďalej sa skúmala intrahemisferická koherencia pre každé pásmo pomocou párov elektród F3 – C3, F3 – T3, F3 – P3, C3 – T3, C3 – P3 a T3 – P3 a FXNXX a F4 – F4 Elektródové páry T4, F4 – P4, C4 – T4, C4 – P4 a T4 – P4 na pravej pologuli. Medzi dvojicami elektród F4 – F3, C4 – C3, T4 – T3 a P4 – P3 sa vypočítala interhemisferická koherencia.

Psychologické hodnotenia

Stupnica inteligencie dospelých Wechslera

Všetkým účastníkom bola spravovaná kórejská verzia stupnice Wechsler Adult Intelligence Scale pre výpočet ich IQ (22-24).

dotazníky

Kórejská verzia všetkých dotazníkov bola overená (25-28).

Young's IAT (Y-IAT)

Y-IAT sa použil na meranie závažnosti závislosti na internete. Všetky položky 20 sú hodnotené v päťbodovej stupnici od 1 do 5. Celkové skóre sa teda pohybuje od 20 do 100 (21, 28). Cronbachova alfa pre túto štúdiu bola 0.97.

Beckov depresívny inventár-II (BDI-II)

BDI-II sa podával na hodnotenie závažnosti depresívnych symptómov (26, 29). Každá položka je hodnotená na štvorbodovej škále od 0 do 3 a celkové skóre pre všetkých 21 položiek sa môže pohybovať od 0 do 63. Cronbachova alfa pre túto štúdiu bola 0.95.

Beckov zoznam úzkosti (BAI)

BAI obsahuje celkom 21 položiek a týka sa intenzity symptómov úzkosti (25, 30). Odpovede sú hodnotené na štvorbodovej škále a skóre sa pohybuje od 0 do 3. Celkové skóre BAI, ktoré sa pohybuje od 0 do 63, sa získa súčtom všetkých 21 položiek. Cronbachova alfa pre túto štúdiu bola 0.94.

Stupnica impulzívnej nepriepustnosti-11 (BIS-11)

BIS-11, ktorý sa používal na meranie impulzivity (27, 31), je dotazník na vlastnú správu s 30 položkami, ktorý obsahuje tri subškály, ktoré merajú impulzivitu (pozornosť, motorika a neplánovanie). Každá položka je hodnotená na štvorbodovej stupnici od 1 do 4. Cronbachova alfa pre túto štúdiu bola 0.79.

Štatistická analýza

Základné demografické a psychologické premenné sa analyzovali nezávisle t- testy, zatiaľ čo rozdiely v psychologických premenných pred a po liečbe boli analyzované párom t-tests. Samostatné zovšeobecnené odhadovacie rovnice (GEE) sa použili na hodnotenie skupinových účinkov v údajoch EEG pre každé frekvenčné pásmo na preskúmanie korelácií medzi opakovanými meraniami (32, 33). Hodnoty intra- a interhemisferickej koherencie boli analyzované pomocou GEE s použitím nasledujúcich faktorov na začiatku a na konci obdobia 6-mesačnej ambulantnej liečby: intrahemisferická koherencia bola analyzovaná podľa skupiny (IGD a HC) x oblasť (fronto-centrálna , fronto-temporal, fronto-parietal, centro-temporal, centro-parietal, and temporo-parietal) × hemisféra (vľavo a vpravo); a interhemisferická koherencia sa hodnotila podľa skupiny (IGD a HC) x oblasť (frontálna, stredná, časová a parietálna). V týchto analýzach sme kontrolovali vzdelanie a skóre BDI-II, BAI a BIS-11 na identifikáciu skupinových rozdielov. Všetky štatistické analýzy sa uskutočňovali pomocou softvéru SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

výsledky

Demografické a psychologické premenné pred a po liečbe

Pacienti s IGD sa nelíšili od HC, pokiaľ ide o vek alebo IQ. Medzi týmito dvoma skupinami sa však pozorovali významné rozdiely vo vzdelaní, skóre BDI-II, BAI a BIS-11. Demografické a psychologické charakteristiky skupín IGD a HC sú uvedené v tabuľke č 1, Po 6 mesiacoch liečby mali pacienti s IGD významne nižšie skóre Y-IAT, ale nie nižšie skóre BDI-II, BAI alebo BIS-11 v porovnaní s východiskovými údajmi (tabuľka) 2).

   

Tabuľka 1, Demografické a psychologické charakteristiky študijných skupín na začiatku.

   

Tabuľka 2, Zmeny klinických charakteristík pacientov s poruchou internetového hrania (IGD) pred a po liečbe.

Koherencia EEG

Základné údaje o koherencii EEG

Štatistická analýza s použitím GEE intrahemisferickej koherencie odhalila významné účinky hlavnej skupiny v pásmach beta a gama na začiatku po úprave demografických a psychologických premenných (tabuľka) 3). Konkrétne pacienti s IGD [M (štandardná chyba priemeru; SEM) = 48.95 (69.463)] vykazovali významne zvýšenú beta intrahemispherickú koherenciu ako HCs [M (SEM) = 41.68 (70.187)]. Pacienti s IGD [M (SEM) = 58.65 (111.862)] tiež vykázali významne vyššiu koherenciu v gama pásme ako HCs [M (SEM) = 46.03 (113.029)]. Okrem toho sa zistil interakčný účinok pre hemisféru skupiny x. Skupina IGD [M (SEM) = 49.11 (68.393)] významne zvýšila delta intrahemisferickú koherenciu delta na pravej hemisfére v porovnaní so skupinou HC [M (SEM) = 42.36 (69.106)]. Analýza interhemisférickej koherencie neodrážala významný hlavný účinok skupiny, interakčný účinok skupiny x oblasti alebo interakcie skupiny hemisféry.

   

Tabuľka 3, Účinky na kontrolu intrahemisférickej koherencie EEG na účinky demografických (vzdelávacích) a psychologických (skóre na BDI-II, BAI a BIS-11) pred a po liečbe.

Zmeny v údajoch o koherencii EEG po liečbe

V žiadnom zo skupín liečených pred liečbou alebo po liečbe v skupine IGD sa nepozorovali žiadne významné zmeny koherencie EEG. Hlavný účinok skupiny sa však pozoroval v koherencii beta a gama pri hodnotení po liečbe (tabuľka 1) 3 a Obrázok 1). Konkrétne pacienti s IGD [M (SEM) = 53.66 (75.338)] vykázali zvýšenú beta intrahemisferickú koherenciu v porovnaní s HC [M (SEM) = 40.54 (77.143)]. Intrahemisferická koherencia pre gama pásmo bola pri hodnotení po liečbe významne vyššia u pacientov s IGD [M (SEM) = 61.41 (126.700)] ako HCs [M (SEM) = 46.51 (129.734)]. Okrem toho podľa post hoc analýzy došlo k interakčnému účinku skupiny x regiónu v alfa koherencii, ale nedošlo k žiadnym významným rozdielom v skupine.

   

Obrázok 1, Hlavné účinky na EEG intrahemisferický (A) beta a (B) gama súdržnosť pred a po liečbe. *P <0.05.

Diskusia

Pokiaľ je nám známe, jedná sa o prvú štúdiu skúmajúcu pozdĺžne zmeny nervovej konektivity merané pomocou koherencie EEG u pacientov s IGD. Účastníci s IGD vykazovali zvýšenú intrahemispherickú EEG koherenciu v beta a gama pásmoch na začiatku. Tieto abnormálne synchrónne vzorce synchronizácie však neboli normalizované po 6-mesačných mesiacoch farmakoterapie, hoci u pacientov s IGD sa preukázali významné zlepšenia ich symptómov IGD. Naše výsledky teda ukazujú, že zvýšená koherencia beta a gama počas pokojového stavu môže byť dôležitým neurofyziologickým znakom pacientov s IGD.

Skupina IGD vykázala významne vyššiu rýchlu intrahemisferickú koherenciu s vyššou frekvenciou ako skupina HC na začiatku. Aktivita beta pásma na pokojovom EEG sa považuje za predispozíciu pacienta na užívanie návykových látok a je elektrofyziologickým ukazovateľom hyperexcitability v dôsledku excitačno-inhibičnej nerovnováhy v mozgu (34, 35). Zvýšená intrahemisferická beta koherencia súvisí s faktorom zraniteľnosti IGD (17, 36). Napríklad Youh et al. (17) ukázali, že zvýšená koherencia beta v frontotemporálnej oblasti bola častejšia u pacientov s komorbidnou IGD a závažnou depresívnou poruchou (MDD) v porovnaní s pacientmi iba s MDD. Autori navrhli, že zvýšená koherencia beta môže odrážať nadmerné hranie online a naznačovať zmenenú nervovú synchronizáciu medzi oblasťami mozgu u pacientov s IGD.

Zvýšená koherencia EEG gama pred liečbou je v súlade s predchádzajúcou štúdiou (16). Predpokladá sa, že gama aktivita odráža rôzne nervové funkcie, vrátane inhibície odozvy a distribúcie zdrojov pozornosti (37-40). Naša výskumná skupina uvádza, že zvýšená gama intrahemisferická koherencia súvisí s dysfunkčnou kontrolou impulzov, systémom odmeňovania a závažnosťou symptómov IGD (16). Ďalej Choi a kol. (41) zistili, že zvýšená gama aktivita počas pokojového stavu súvisí s inhibičným poškodením a zvláštnosťou impulzivity u pacientov s IGD. Celkovo tieto nálezy naznačujú neefektívnu neurálnu synchronizáciu a funkčnú konektivitu u pacientov s IGD.

Po 6 mesiacoch ambulantnej liečby vykazovali pacienti s IGD v porovnaní s východiskovým stavom zlepšenie ich symptómov IGD, ale stále vykazovali zvýšenú intrahemisferickú koherenciu beta a gama v porovnaní s HC. Niekoľko štúdií uskutočnených s použitím SSRI uvádza, že farmakoterapia zmierňuje príznaky IGD (20, 42). Predpokladá sa, že serotonín hrá dôležitú úlohu pri depresii, úzkosti a impulzívnosti (43). Preto sa zdá, že liečba SSRI je účinná pri znižovaní závažnosti IGD. Predložená štúdia však nezistila zlepšenie zmenenej intrahemisferickej koherencie v pásmach beta a gama po 6 mesiacoch liečby SSRI. Tieto zistenia naznačujú, že zvýšenú rýchlu súdržnosť možno skôr považovať za potenciálny znak IGD ako za stavový marker.

Táto štúdia podliehala určitým obmedzeniam. Po prvé, naše výsledky môžu mať obmedzenú zovšeobecniteľnosť, pretože počet účastníkov v tejto štúdii bol relatívne malý a boli zahrnutí iba muži. Po druhé, táto štúdia využívala typickú ambulantnú starostlivosť namiesto dobre organizovaných spôsobov liečby. Táto štúdia sa však zamerala skôr na zmeny vo fázových synchronizačných modeloch u pacientov s IGD než na účinky liečby. Preto budú potrebné ďalšie štúdie na objasnenie účinku špecifickej farmakoterapie na neurofyziologické markery pacientov s IGD. Po tretie, všetci pacienti s IGD zahrnutí do tejto štúdie mali sprievodné príznaky depresie alebo úzkosti, ktoré mohli mať mätúce účinky. Takže psychologické kovariáty boli v konečnej analýze kontrolované na kontrolu týchto príznakov.

Celkovo táto štúdia zistila, že na začiatku mali pacienti s IGD zvýšenú intrahemisferickú koherenciu v vysokofrekvenčnom pásme v porovnaní so skupinou HC. Táto abnormálna nervová konektivita však pretrvávala aj po 6 mesiacoch ambulantnej liečby, čo naznačuje, že zvýšená koherencia beta a gama počas pokojového stavu môže byť považovaná za neurobiologický marker pre patofyziológiu IGD. Tento výskum prispeje k lepšiemu porozumeniu neurofyziologických sietí, ktoré sú základom IGD.

Príspevky od autorov

J-SC a SK viedli návrh a koncepciu štúdie. SP vykonala analýzy a viedla písanie rukopisu. J-SC viedla a dohliadala na písanie rukopisu. K uskutočneniu štúdie prispeli HR, J-YL, AC a D-JK.

Financovanie

Túto štúdiu financovala Kórejská národná výskumná nadácia (2014M3C7A1062894).

Vyhlásenie o konflikte záujmov

Autori vyhlasujú, že výskum bol vykonaný bez obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by mohli byť interpretované ako potenciálny konflikt záujmov.

Referencie