Aberantne kortikostriatne funkcionalne kroge pri mladostnikih z motnjo odvisnosti od interneta (2015)

Predstavitev

Motnja zasvojenosti z internetom (IAD), razširjena skrb za duševno zdravje po vsem svetu, je pritegnila veliko pozornosti javnosti in znanstvene skupnosti (Spada, 2014). V dodatku k novo izdani reviji za diagnostiko in statistiko duševnih motenj je peta izdaja (DSM-5), internetna motnja v igrah, glavna podvrsta IAD, navedena kot motnja, ki zahteva nadaljnje proučevanje (Petry et al., 2014). IAD vodi v negativne posledice v vsakdanjem življenju; o biomarkerjih, razširjenosti, poteku in izidih zdravljenja, povezanih z IAD, pa je malo znanega.

Da bi razumeli nevrobiološke mehanizme, na katerih temelji IAD, so izvedli slikovne študije za raziskovanje strukturnih in funkcionalnih nepravilnosti, povezanih z IAD. Strukturne in funkcionalne spremembe možganov, povezane z IAD, so bile pregledane v prejšnjih študijah drugje (Kuss in Griffiths, 2012; Ko et al., 2015; Lin in Lei, 2015). Na kratko, dosledno je razvidno, da prefrontalna skorja (PFC) in striatum vključujeta IAD. Subjekti z IAD so zmanjšali gostoto / količino sive snovi (Yuan et al., 2011; Zhou et al., 2011; Weng et al., 2013), kortikalna debelina (Hong et al., 2013a; Yuan et al., 2013), metabolizem glukoze (Tian in sod., 2014) in spremenjena možganska aktivacija (Dong in sod., 2013a; Ko et al., 2014) v PFC, vključno z dorsolateralno PFC, orbitofrontalno skorjo (OFC) in sprednjo cinguatno skorjo (ACC). Ugotovljeno je bilo tudi, da imajo odvisniki od IAD nižjo raven D2 receptorjev dopamina (Kim et al., 2011; Hou in sod., 2012), spremenjen metabolizem glukoze (Park et al., 2010a) in aktivacijo možganov (Ko et al., 2014; Li et al., 2014) v striatumu. Te ugotovitve so v skladu s trenutnim patofiziološkim modelom, ki poudarja vidno vlogo striatuma in PFC pri motnjah odvisnosti (Goldstein in Volkow, 2011; Limbrick-Oldfield et al., 2013).

Funkcionalna povezljivost v stanju počitka (FC), merjenje medregionalnih korelacij spontane možganske aktivnosti s signali funkcionalne magnetne resonance (MRI), odvisnimi od ravni kisika v krvi, se pogosto uporablja za raziskovanje funkcionalne organizacije / povezanosti možganov. Dokazi s to tehniko kažejo, da so kortikostriatalna funkcionalna vezja ključnega pomena za nastanek ponavljajočih se in kompulzivnih vedenj, običajnega vedenja, vedenjskih oblik vedenja in vedenja ter zasvojenosti (Feil et al., 2010; Pastir, 2013). Poleg tega so pri avtizmu ugotovili spremenjena kortikostriatalna funkcionalna vezja (Di Martino et al., 2011), obsesivno kompulzivna motnja (Harrison et al., 2009; Posner in sod., 2014; Burguière in sod., 2015) in glavne motnje depresije (Furman et al., 2011). O motenem kortikostriatalnem omrežju so poročali tudi pri pogostih uporabnikih pornografije, ki so bili vključeni v nagradno in zasvojenost z vedenjem (Kühn in Gallinat, 2014). Slikovne študije so pokazale tudi močne povezave med motnjami uživanja snovi in ​​disfunkcijo znotraj kortikostriatalnih funkcionalnih vezij (Feil et al., 2010; Volkow et al., 2013).

Anatomski je striatum heterogena struktura, ki jo je mogoče razdeliti na podregije, ki je vključena v funkcionalno ločena kortikostriatalna vezja, na katerih temeljijo različne kognitivne funkcije (Alexander et al., 1986; Choi et al., 2012; Gordon in sod., 2015; Manza in sod., 2015). Na primer s parcelacijo kavdata in kapljic na tri regije oz. Di Martino in sod. (2008) opisali podrobne vzorce kortikostriatalnih funkcionalnih vezij, ki so vključeni v afektivne, motivacijske, kognitivne in motorične procese (Di Martino et al., 2008). V prejšnjih raziskavah so pokazali, da je funkcionalna / učinkovita povezanost med striatumom in skorjo pri osebah z IAD zmanjšana (Hong in sod., 2013b, 2015; Li et al., 2014; Wee et al., 2014). Vendar večina teh raziskav ni raziskala, kako vpliva na funkcionalno ločeno kortikostriatalno vezje, značilno za podregije striatum.

Zato smo v pričujoči študiji uporabili potrjen niz šestih dvostranskih strijnih semen (tri semena v kavratu in tri semena v čajnicah) za raziskovanje alternacij specifičnih kortikostriatalnih funkcionalnih vezij pri mladostnikih z IAD. Cilji so: (1) raziskati razlike v topografski porazdelitvi kortikostriatalnih funkcionalnih vezij med mladostniki z IAD in zdravimi kontrolami brez IAD; in (2) za osvetlitev razmerij med kortikostriatalnimi funkcionalnimi vezji in nevropsihološkimi ukrepi pri osebah IAD.

Materiali in metode

Predmeti

Študijo je odobril etični odbor bolnišnice RenJi iz šangajske medicinske šole Jiao Tong University. Udeleženci in njihovi starši so pred MRI pregledi podali pisno informirano privolitev.

V tej raziskavi je sodelovalo osemnajst desničarjev z IAD in 18 z zdravimi kontrolami, ki se ujemajo z desnico, starostjo, spolom in izobrazbo. Diagnostični standard za IAD je vzpostavil modificirani Young-ov diagnostični vprašalnik za merila odvisnosti od interneta, ki sta ga navedla Beard in Wolf (Brada in volk, 2001). Vsi preiskovanci so bili pregledani zaradi psihiatričnih motenj z Mini International Neuropsychiatric Intervju za otroke in mladostnike (MINI-KID; Sheehan et al., 2010). Kriteriji za izključitev so vključevali anamnezo zlorabe ali odvisnosti od snovi; zgodovina večjih psihiatričnih motenj, kot so shizofrenija, depresija, anksiozna motnja, psihotične epizode ali hospitalizacija zaradi psihiatričnih motenj. Preiskovanci s IAD niso prejemali zdravil, manjše število IAD pa je prejemalo psihoterapijo. Podatki strukturne in difuzijske MRI teh oseb smo bili uporabljeni v naših prejšnjih raziskavah (Zhou et al., 2011; Lin et al., 2012). Za to študijo so bili podatki velikega gibanja glave rs-fMRI iz treh kontrol in štirih IAD predmetov zavrženi zaradi velikega gibanja glave (glejte poglavje o predobdelavi). Kot rezultat tega je bilo v raziskavi uporabljenih skupno petnajst kontrol in štirinajst preiskovancev IAD. Podrobne demografske informacije za vse predmete so navedene v preglednici 1.

  

Tabela 1. Demografske in vedenjske značilnosti oseb, uporabljenih v tej raziskavi.

Nevropsihološke ocene

Šest vprašalnikov, vključno z Youngovino lestvico odvisnosti od interneta (YIAS; Young, 1996), Vprašalnik o prednostih in težavah (SDQ; Goodman, 1997), Lestvica razporejanja časa (TMDS); Huang in Zhang, 2001), Barrattova lestvica impulzivnosti-11 (BIS; Patton et al., 1995), zaslon za otrokove čustvene motnje, povezane z anksioznostjo (POSTAVLJEN; Birmaher in sod., 1997) in družinsko ocenjevalno napravo (FAD; Epstein et al., 1983), so bili uporabljeni za oceno nevropsiholoških značilnosti udeležencev.

Pridobivanje slike

Preiskave fMRI v mirovanju so izvedli z eho-planarnim slikanjem na medicinskem skenerju 3.0 Tesla Phillips Achieva z naslednjimi parametri: čas ponovitve = 2000 ms; čas odmeva = 30 ms; kot flip = 90 °; matrika pridobitve = 64 × 64; vidno polje = 230 × 230 mm²; debelina rezine = 4 mm brez vrzeli. Vsak obseg možganov je sestavljen iz aksialnih rezin 34 in vsaka izvedba je vsebovala volumne 220. Med zbiranjem podatkov so bili vsi preiskovanci poučeni, naj počivajo, držijo zaprte oči in ne mislijo na nič posebej.

Predobdelava podatkov

Predobdelava podatkov je bila izvedena z uporabo SPM8.¹ Prve količine 10 za vsak predmet so bile zavržene, da se preprečijo učinki nestabilnosti sistema. Preostali volumni 210 so bili popravljeni zaradi zamude pri prevzemu in prilagojeni prvemu zvezku. Predmeti z največjim premikom v kateri koli smeri, ki je večji od 2.0 mm ali z vrtenjem glave večje od 2.0 °, so bili izključeni iz te študije. Kot rezultat, so bili izključeni podatki štirih oseb, ki se ukvarjajo z IAD, in treh kontrol. Rezultati so pokazali, da ni bilo razlik v gibanju glave med dvema skupinama (p = 0.55 za premično gibanje in p = 0.43 za rotacijsko gibanje). Poravnane slike so bile nato prostorsko normalizirane v prostoru Montreal Neurological Institute in ponovno vzorčene v izotropni voxel 3 mm. Normalizirane slike so bile zglajene s polno širino 6 mm na pol največje izotropno Gaussovo jedro in več viri lažnih različic, vključno s parametri gibanja glave, linearnim premikom, globalnimi BOLD signali in BOLD signali v beli snovi in ​​možgansko-hrbtenični tekočini. odstranjeno z linearno regresijo. Končno je bilo časovno zaporedje filtriranja časovnega pasu (0.01 – 0.08 Hz) izvedeno v časovnem nizu vsakega voksela z uporabo idealnega okna pravokotnika.

Analiza funkcionalne povezanosti

Zaposlili smo šest predhodno potrjenih dvostranskih progasnih regij, ki jih zanimajo („semena“; Di Martino et al., 2008). Seme kaudata je vključevala spodnji ventralni striatum (VSi, ki ustreza jedru accumens; ± 9, 9, −8), superiorni ventralni striatum (VSs; ± 10, 15, 0) in dorzalni kaudat (DC; ± 13, 15, 9, 20, 12 ). Seme putamenov je vključevalo ventral rostral putamen (VRP; ± 3, 25, −8), hrbtni rostral putamen (DRP; ± 6, 28, 1) in dorzalno kaudalno putamen (DCP; ± 3, 6, XNUMX). Polmer vsakega semena je XNUMX mm. Koordinate za seme desne in leve poloble so bile določene v prostoru MNI. Ta semena so bila potrjena na podlagi anatomskih in funkcionalnih pododdelkov striatuma, njihovi vzorci povezovanja pa so se neodvisno podvojili (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay in sod., 2013; Gordon in sod., 2015; Manza in sod., 2015).

Za vsako osebo je bila najprej izračunana karta korelacijskega korelacijskega koeficienta za vsako seme z izračunom koeficienta navzkrižne korelacije med povprečnimi časovnimi poteki semenske podregije in količino vsakega voxla celotnega možganov z regresiranjem učinkov gibanja glave, linearno odtok in možganska aktivnost iz cerebrospinalne tekočine in bele snovi. Nato se je zemljevid navzkrižne korelacijske koeficienta pretvoril v z-poštejte zemljevide s Fisherjevo transformacijo r-to-z, da se približa normalni porazdelitvi. The z-Vrednosti zemljevidi so bili vneseni v en vzorec, ki temelji na voxlu t test za določanje skupinskih zemljevidov FC z višino (p <0.001) in obseg (p <0.001) pragovi, popravljeni na ravni celotnih možganov (Greicius in sod., 2007). Zemljevidi skupine FC iz preiskovancev IAD in zdravih kontrol so bili združeni z operacijo »ALI«, da bi ustvarili kombinirano masko, ki je bila uporabljena za omejitev naslednjih analiz med skupino. Potem pa z-vredni zemljevidi znotraj te maske so bili vneseni v dva vzorca, ki temelji na vokselih t preizkusite s starostjo in spolom kot kovariate za oceno razlik med skupinami FC. Mešani prag od p <0.005 za vsak voksel in velikost gruče 351–405 mm³ (levo (l) VSi: 351 mm³; desno (r) VSi: 378 mm³; lVS: 405 mm³; rVS: 378 mm³; lDC: 405 mm³; rDC: 405 mm³; lDRP: 378 mm³; rDRP: 405 mm³; lDCP: 405 mm³; rDCP: 432 mm³; lVRP: 405 mm³; rVRP: 405 mm³), kar ustreza popravljenemu p <0.05 je bil uporabljen za pridobitev pomembne karte razlik med skupinami med FC. Ta popravek je bil omejen na kombinirano masko in je bil določen s 5000 Monte Carlo simulacijami s programom AFNI AlphaSim.²

Združenja za vedenje možganov

Postopno analizo večkratne regresije s povprečno jakostjo FC v regijah, ki kažejo razlike med skupinami FC kot odvisne spremenljivke in starost, spol, izobrazba, YIAS, SDQ, SCARED, FAD, TMDS in BIS kot neodvisne spremenljivke, da bi preverili, ali spremenjena funkcionalna vezja so v korelaciji z rezultati vedenja.

Rezultati

Demografski in vedenjski ukrepi

Udeleženci IAD in normalne kontrolne skupine so se ujemali glede na starost, spol in leta izobraževanja. Med dvema skupinama ni bilo pomembnih razlik v TMDS in BIS, medtem ko so preiskovanci IAD imeli višji YIAS (p <0.0001), SDQ (p <0.0001), SCARED (p <0.001) in FAD (p = 0.017) ocene kot kontrolniki. Demografske značilnosti in vedenjski ukrepi za IAD in kontrolne osebe so bili navedeni v preglednici 1.

Kortikostriatalna funkcionalna vezja

V skladu s predhodnimi deli so FC-analize, ki temeljijo na semenu, podale podrobne karte različnih funkcionalnih vezij za vsako od šestih semen v striatumu na polobli. Vzorec FC za semena kaudata in kapljic je prikazan na slikah 1, 2oz. Naše ugotovitve so rekapitulirale prejšnje študije (Di Martino et al., 2008, 2011; Harrison et al., 2009; Kelly et al., 2009; Choi et al., 2012; Gabbay in sod., 2013; Gordon in sod., 2015; Manza in sod., 2015) in so bili skladni z znano anatomsko povezanostjo (Haber, 2003) in funkcionalna aktivacija, prilagojena iz metaanalize posebne literature (Postuma in Dagher, 2006). Čeprav so bili vzorci progastega FC za preiskovance z IAD in normalne kontrole podobni za vsakega od šestih serij progastega semena, so bili deleži IAD skupine zmanjšani v primerjavi z vzorci kontrolne skupine. Konkretne ugotovitve so prikazane na sliki 3; Tabela 2 in so opisani spodaj.

  

Slika 1. Karte funkcionalne povezljivosti (FC) semen kaudata za vsako skupino. FC Maps za mladostnike z motnjo odvisnosti od interneta (IAD) (rdeča) in običajne kontrole (HC; rumena) so bili ustvarjeni ločeno in nato skupaj prikazani za namene prikaza; svetlo vijolična barva označuje prekrivana območja za obe skupini. V levem (desnem) stolpcu so prikazani zemljevidi FC, ki jih ustvarijo leva (desna) semena kaudata. Srednji stolpec označuje semena kaudata. Leva stran slike ustreza levi polobli možganov. VSi, spodnji ventralni striatum; VS, superiorni ventralni striatum; DC, hrbtni kaudat.

  

Slika 2. Karte funkcionalne povezljivosti (FC) vzorcev semen kapljic za vsako skupino. FC karte za mladostnike IAD (rdeča) in običajne kontrole (HC; rumena) so bile ustvarjene ločeno in nato skupaj za prikazovanje skupaj; svetlo vijolična barva označuje prekrivana območja za obe skupini. V levem (desnem) stolpcu so prikazani zemljevidi FC, ki jih ustvarijo leve (desne) semenje kapljic. Srednji stolpec označuje semena kapljic. Leva stran slike ustreza levi polobli možganov. VRP, ventral rostral putamen; DRP, hrbtni rostral putamen; DCP, dorzalni kaudalni vzorci.

  

Slika 3. Področja možganov so pokazala pomembne razlike med mladostniki z IAD in ustreznimi normalnimi kontrolami (p <0.05, popravljen AlphaSim), ko so bile semenske regije v (A) lVSi, (B) rVSi, (C) lVSs, (D) rVSs, (E) lDC, (F) rDC, (G) lVRP in (H) lDCP. Za nadaljnje podrobnosti glejte tabelo 2. Vroče in hladne barve kažejo, da se FC poveča in zmanjša IAD v primerjavi s kontrolo.

  

Tabela 2. Regije, ki kažejo pomembne razlike med funkcionalno povezanostjo med mladostniki z motnjo zasvojenosti z internetom (IAD) in ustreznimi kontrolnimi osebami (p <0.05, AlphaSim popravljen).

Inferior in Superior Ventral Striatum

Obe skupini sta prikazali FC gradient od ventromedijalnega do dorsolateralnega oddelka predfrontalnega in ACC, ki prehaja iz VSi v VS. Poleg tega je VSi pokazal pomembno pozitivno korelacijo s posteriorno cingulirano skorjo (PCC). Ko smo FC skupine primerjali med skupinami, smo opazili pomembne razlike za VSi in VS. Glede VSi so pri mladostnikih IAD opazili znatno znižanje FC s kostno glavo in subkallosalnim ACC dvostransko. Zmanjšan FC je bil najden tudi med levim VSi in PCC dvostransko. V semenskem predelu VS so imeli preiskovanci IAD nižji FC z dorzalnim / rostralnim ACC in ventralnim anteriornim talamusom dvostransko ter levi podkortični predeli, ki vključujejo možgane, pallidum, insulo in spodnji čelni girus (IFG).

Spodnji Caudate

Tako pri preiskovancih IAD kot pri zdravi kontroli je DC pokazal pozitivne odnose z možganskimi regijami, ki so vključene v kognitivni nadzor. Neposredne primerjave v skupini so pokazale, da se je pri IAD dvostransko zmanjšal FC med DC in dorzalno / rostralno ACC. Levi DC je pokazal tudi zmanjšano FC z levim ventralnim bočnim talamusom, prav tako pa je desni DC kazal nižje pozitivne odnose z levim IFG v IAD.

Dorsal Caudal in Dorsal Rostral Putamen

V skladu s svojo vlogo pri motoričnem nadzoru so semena dorzalnega putamenja pokazala pomembne pozitivne odnose s primarnim in sekundarnim senzimotornim področjem tako pri IAD kot pri zdravih osebah. Vendar pa je v primerjavi z zdravim nadzorom IAD pokazal povečan FC med levim DCP in motornim območjem kaudalnega cingulata.

Ventral Rostral Putamen

Seme VRP je pozitivno povezano z rostralnim ACC in dorzalnim bočnim PFC, ki je običajno povezano s spremljanjem konfliktov in napakami. Čeprav je IAD pokazal manj razširitvenega FC z drugimi možganskimi regijami, je le FC med levim VRP in desnim IFG pokazal pomembne razlike med skupinami.

Združenja za obnašanje možganov v IAD

Pri preiskovancih IAD so višji rezultati na YIAS napovedali nižjo jakost FC med desnimi VS in dvostranskim dorzalnim kaudatom (r = −0.560; p = 0.038; Slika 4A). Poleg tega so višji rezultati SCARED napovedovali nižjo jakost FC med desnimi VS in dvostranskim rostralnim ACC (r = −0.540; p = 0.046; Slika 4B), med levim DC in dvostranskim hrbtnim / rostralnim ACC (r = −0.566; p = 0.035; Slika 4C) in med levim VRP in desnim IFG (r = −0.609; p = 0.021; Slika 4D). Uporabili smo tudi povezavo s spearmanom, da smo zaznali povezave med spremenjenimi FC in ukrepi vedenja. Rezultati regresije spearmana so bili podobni rezultatom linearne regresije. YIAS je bil povezan z močjo FC med desnimi VS in dvostranskim dorzalnim kaudatom (r = −0.594; p = 0.025). Rezultati SCARED so bili povezani z močjo FC med desno VS in dvostransko rostralno ACC (r = −0.548; p = 0.042) in med levim VRP in desnim IFG (r = −0.666; p = 0.009). Rezultati SCARED so imeli trendno korelacijo z močjo FC med levim DC in dvostranskim dorzalno / rostralnim ACC (r = −0.464; p =

  

Slika 4. Korelacijska analiza med močjo FC in vedenjskimi ukrepi v skupini IAD. (A) Korelacije med jakostjo FC (prikazano s povprečjem) z vrednost) desnega superiornega ventralnega striatuma (rVS) do dorzalnega kaudata in Jangsove lestvice odvisnosti od interneta (YIAS; r = −0.560, p = (B) Korelacije med jakostjo FC (prikazano s povprečjem) z vrednost) rVS do rostralne anteriorne cinguate skorje (ACC) in zaslona za otrokove čustvene motnje, povezane s tesnobo (SCARED; r = −0.540, p = (C) Korelacije med jakostjo FC (prikazano s povprečjem) z vrednost) levega dorzalnega kaudata (lDC) do rostral / dorzalnega ACC in SCARED; (r = −0.566, p = (D) Korelacije med jakostjo FC (prikazano s povprečjem) z vrednost) levega ventralnega rostralnega putamena (lVRP) do desnega inferiornega čelnega gyrus-a (IFG) in SCARED (r = −0.609, p =

Razprava

Kolikor vemo, je to prva študija, ki je preučila celovitost kortikostriatalnih funkcionalnih omrežij in povezave med motnjami na ravni vezja in kliničnimi ukrepi pri IAD. Tako za preiskovance kot za IAD smo ponovili ugotovitve Di Martino in sod. (2008), opazovanje vzorcev povezanosti, skladnih s hipotetiziranimi afektivnimi in motivacijskimi (inferior ventral striatum), kognitivnimi (ventral putamen, dorzalni kaudat, superior ventral striatum) in motoričnimi (dorzalni putamen) pododdelki striatum. V primerjavi s kontrolami IAD kažejo podobne vzorce povezovanja, vendar spremenjene prednosti povezovanja za vsak podregij striatum, razen DRP. Poleg tega smo ugotovili, da so rezultati YIAS negativno povezani z močjo povezovanja med desnim VS in dorzalnim kaudatom dvostransko, rezultati SCARED pa so bili obratno povezani z močmi povezovanja med desnimi VS in dvostranskim rostralnim ACC, med levim DC in dvostranskim dorzalnim / rostralni ACC kot tudi med levim VRP in desnim IFG. Ta razmerja kažejo, da ko je močnejša zasvojenost z internetom, šibkejše so povezave med temi regijami. Naše ugotovitve kažejo, da se kortikostriatalna funkcionalna vezja lahko uporabijo kot kvalificirani biomarker za razumevanje osnovnih nevronskih mehanizmov poškodbe ali za oceno učinkovitosti specifičnih zgodnjih posegov pri IAD.

Motena kortikostriatalna funkcionalna vezja v IAD

V trenutni študiji je seme VSi pokazalo zmanjšano povezanost s glavobolom kaudata, subgenualnim ACC in PCC v skupini IAD, povezava, za katero je znano, da je pomembna za afektivno in motivacijsko obdelavo (Johansen-Berg et al., 2008; Beckmann in sod., 2009). Ugotovitev zmanjšane povezanosti med jedrskimi jezmi / VSi in glavobolom glave pomeni spremenjene funkcije, povezane z nagrajevanjem, v IAD, kar kaže, da lahko internetni odvisniki raje izberejo manjše takojšnje nagrade (tj. Takojšnje evforične učinke) kot večje nagrade, ki se bodo pojavile v prihodnosti , kot so dobro zdravje, dobri odnosi ali poklicni uspeh (Irvine et al., 2013). Kot je bilo ugotovljeno, so pri IAD opazili zmanjšano aktivacijo kaudata po nenehnih zmagah (Dong in sod., 2013b). Subgenualni ACC, velika verjetnost povezanosti z nukleus accumbens / VSi, je kritično središče znotraj porazdeljenih omrežij, ki je odgovorno za negativno čustveno vzburjenje ali regulacijo (Johansen-Berg et al., 2008; Rudebeck in sod., 2014). Prejšnje študije slikanja možganov so pokazale, da je subgenualni ACC vpleten v doživljanje negativnih stanj razpoloženja (Mayberg et al., 1999) in subgenični ACC je tarča z globoko možgansko stimulacijo za zdravljenje depresije (Liston et al., 2014). Nevropsihološke študije so pokazale, da so bile pri osebah z IAD ugotovljene visoke stopnje anksioznosti in motenj razpoloženja (Bozkurt in sod., 2013; Zhang et al., 2013). PCC, osrednje možgansko območje privzetega omrežja, je vključen v samoreferenčne funkcije (Vogt et al., 2006). Nenormalna gostota sive snovi (Zhou et al., 2011) in mikrostruktura bele snovi (Dong in sod., 2012a) v PCC-ju so poročali pri posameznikih z IAD. Klinično psihološke študije so pokazale tudi, da imajo študenti na spletnih zasvojenosti z internetom nižjo oceno samo usmerjenosti in kooperativnosti (Dalbudak in sod., 2013a), kar kaže na to, da imajo osebe z IAD nižjo stopnjo samoopazovalnih funkcij. Ugotovitve o zmanjšani povezanosti med VSi in glavobolom kaudata, subgenualnim ACC in PCC kažejo, da mladostniki IAD kažejo nenormalno afektivno in motivacijsko obdelavo.

Naše ugotovitve o zmanjšani povezanosti med kaudata (VS in DC) in dvostranskim hrbteničnim / rostralnim ACC pomenijo disfunkcijo krotikostriatalno-limbičnega vezja, ki je vključeno v kognitivni in čustveni nadzor (Botvinick et al., 2004; Li in Sinha, 2008) v IAD. Dorsal ACC je povezan z vzdrževanjem delovnega spomina, spremljanjem konfliktov in obdelavo napak, rostral ACC pa sodeluje pri afektivni obdelavi in ​​čustveni ureditvi (Bush et al., 2000). Kot je bilo navedeno, smo v prejšnjih raziskavah ugotovili, da je bila v kohorti strukturnih podatkov MRI nižja gostota sive snovi v levem hrbtnem ACC (Zhou et al., 2011). Druga raziskava je pokazala, da je imel IAD zmanjšan volumen sive snovi v rostralnem ACC (Yuan et al., 2011). Večja aktivnost v ACC se je pokazala tudi zaradi motenj paradigme stroop (Dong in sod., 2012b) in metaanaliza je pokazala, da je imela IAD pomembno hiperaktivacijo v medialni frontalni / ACC (Meng in sod., 2014). Preiskovanci z IAD so pokazali tudi oslabljeno sposobnost spremljanja napak v primerjavi s kontrolami, kar je bilo povezano z močnejšo aktivnostjo hrbtnega ACC v odzivih na napake (Dong in sod., 2013a). Študije vedenja so pokazale, da so bili posamezniki z IAD povezani z daljšim reakcijskim časom in več odzivnimi napakami v nezdružljivih pogojih kot pri kontrolah brez IAD (Dong in sod., 2011). O IAD so poročali tudi o zmanjšani povezanosti med VS in insulo. Prej se je pokazalo, da je bila izolacija med spremljanjem zmogljivosti konstantno aktivirana in modulirana z zavedanjem o napakah (Menon in Uddin, 2010). Metaanaliza slikanja možganov je pokazala, da se izola ukvarja z zavedanjem o napakah (Klein et al., 2007). Tako ima insula pomembno vlogo pri obdelavi napak v smislu prilagajanja človeškega vedenja. Kot je bilo ugotovljeno, so osebe z IAD pokazale manjšo gostoto sive snovi (Zhou et al., 2011) in zmanjšano kortikalno debelino (Yuan et al., 2013) v insuli. Poleg tega so pri osebah z IAD že ugotovili zmanjšano izolsko aktivacijo med obdelavo napak (Ko et al., 2014). Zato, tako kot odvisnost od snovi, moten kognitivni nadzor in predelava čustvenega stresa ter kompulzivna uporaba interneta predstavljajo jedro krotikostriatalno-limbičnega funkcionalnega deficita pri odvisnikih od IAD.

IAD je pokazala tudi zmanjšano povezanost med striatumom (VS, DC in VRP) in IFG, povezavo, za katero je znano, da sodeluje pri zaviralnem nadzoru (Chambers et al., 2009; Swick et al., 2011). Primanjkljaji pri zaviralnem nadzoru lahko kljub osebni stiski, simptomom psihološke odvisnosti in različnim negativnim posledicam prispevajo k izgubi nadzora nad njihovo uporabo interneta in vztrajanja pri uporabi spletnih iger. Epidemiološke študije so pokazale, da so mladostniki z IAD pokazali več impulzivnosti (tj. Primanjkljaj odziva v odzivu) kot kontrole brez IAD (Cao et al., 2007; Dalbudak in sod., 2013b). Ena nevropsihološka študija je pokazala zaviranje oslabljenega odziva pri osebah z IAD (Zhou et al., 2012). Drugi možganski potenciali, povezani z dogodki, s študijo naloge Go / No-Go so pokazali, da so študenti IAD imeli manj učinkovitosti pri obdelavi informacij in nižji nadzor impulzov kot njihovi običajni kolegi (Dong in sod., 2010). Še več, pri osebah z motnjami spletnih iger se je pri inhibiciji procesov na levem čelnem reženju pokazalo večje aktivacijo možganov kot pri kontrolah (Ko et al., 2014). Zmanjšana povezanost med striatumom (VS in DC) ter palidumom in talamusom je bila ugotovljena tudi v skupini IAD. V kortikostriatalnih tokokrogih je palidum izhod striatuma in palidum se poveže s talamusom, ki štrli v skorjo (Alexander et al., 1986). Menijo, da so ta vezja pomembna za osredotočanje in vzdrževanje želenega vedenja, medtem ko zavirajo neželena vedenja (Haber in McFarland, 2001). Znano je, da imajo osebe z IAD težave z zaviranjem odziva, kar verjetno prispeva k njihovi nagnjenosti k ponovitvi bolezni v prisotnosti internetnih povezav. Zato ugotovitve kažejo, da pri osebah z IAD prevladuje slab zaviralni nadzor, zmanjšana sposobnost zatiranja samodejnega in običajnega vedenja.

Zanimivo je, da je IAD pokazala povečano povezanost med levim DCP in dvostranskimi kaudalnimi cigulati motornimi območji, ki se pogosto aktivirajo med preprostimi gibi roke (Shima in Tanji, 1998). Dani odvisniki od interneta preživijo ogromno časa v spletu in postanejo presenetljivo spretni in natančni pri kliku miške in tipkanju s tipkovnico (Kuss in Griffiths, 2012), možno je, da lahko takšni postopki treniranja povzročijo nevroplastične spremembe na področju, povezanih z motnjami kaudalnega cigulata.

Razmerja med kortikostriatalnimi funkcionalnimi vezji in vedenjem v IAD

V tej študiji smo raziskovali vedenjske korelate sprememb kortikostriatalnih funkcionalnih vezij pri mladostnikih z IAD. Zmanjšanje jakosti FC med desnimi VS in dvostranskim dorzalnim kaudatom preiskovancev IAD je močno sovpadalo s povečanjem ocene YIAS; medtem ko se zdi, da je višji rezultat SCARED povezan z nižjo jakostjo FC med desnim VS in dvostranskim rostralnim ACC, med levim DC in dvostranskim hrbtnim / rostralnim ACC ter med levim VRP in desnim IFG. YIAS je široko uporabljen vprašalnik za oceno odvisnosti interneta. Prejšnje psihometrične študije so poročale, da imajo preiskovanci IAD višje ocene YIAS kot tisti brez IAD (Cao in Su, 2007). Ker se zdi, da zmanjšana povezljivost kaže na večje težave pri vključevanju vezja, kadar je to potrebno, je opazovanje negativne korelacije med YIAS-ovimi točkami in jakostjo povezave med desnimi VS-ji in dvostranskim dorzalnim kaudatom pomenilo, da se je pokazalo, da subjekti IAD z višjimi ocenami YIAS iščejo suprafiziološka stimulacija interneta nad naravnimi nagradami. SCARED je zanesljiv in veljaven vprašalnik o samoporočanju, ki meri simptome anksioznih motenj pri otrocih (Birmaher in sod., 1997). Nevropsihološke študije so pokazale, da so imeli mladostniki IAD bistveno višji rezultat SCARED kot tisti brez IAD (Xiuqin in sod., 2010). Negativna povezava med rezultatom SCARED in povezovalnimi močmi izhaja iz disfunkcije kortikostriatalnih vezij, ki sodelujejo pri regulaciji afekta. Poleg tega ugotovitve pomembnih povezav med močjo povezanosti znotraj kortikostriatalnih vezij in vedenjskimi značilnostmi kažejo, da lahko kortikostriatalna omrežja služijo kot napovedovalec abstinence ali potencialni novi cilj zdravljenja IAD.

Primerjave z nepravilnostmi kortikostriatalnih funkcijskih vezij v odvisnosti od drog

Študije FC v mirovanju so pokazale tudi močno povezavo med odvisnostjo od drog in nepravilnostmi kortikostriatalnih funkcijskih vezij. Na primer, povečan FC je bil opazen med levim ventralnim striatumom in desnim OFC, ki se razširi v rostroventralni ACC v odvisnosti od kokaina (Wilcox et al., 2011). Moč FC v strij-dorsolateralnem PFC-ju je bila pozitivno povezana s količino uživanja kokaina pri uporabnikih kokaina, ravnovesje med strijatalno-dorzalnimi ACC in striatal-anterior prefrontalnim / orbitofrontalnim korteksom pa je bilo pomembno povezano z izgubo nadzora nad uporabo kokaina (Hu et al., 2015). Kronična zloraba alkohola škodljivo vpliva tudi na delovanje znotraj kortikostriatalnih vezij. Na primer je bil oslabljen dorzalni striatum-mOFC FC (Lee et al., 2013) in oslabljena frontostriatalna povezanost je povzročila nenormalno odločanje ter zaviranje nagrajevanja in odzivanja pri odvisnosti od alkohola (Park et al., 2010b; Courtney et al., 2013; Forbes in sod., 2014). Kar zadeva odvisnost od nikotina, je zmanjšan FC med ventralnim striatumom in dorzalnim sprednjim cinguliranim korteksom negativno koreliral z resnostjo nikotinske odvisnosti (Hong in sod., 2009). Poleg tega so pri kroničnih uživalcih heroina opazili povečano FC med jedrnimi jedri in ventralno / rostralno ACC in OFC, med desnim kavatom in dvostranskim srednjim čelnim gyrusom ter desnim superiornim čelnim gyrusom (Ma in sod., 2010; Wang et al., 2013). Zato se zdi, da sta IAD in odvisnost od drog do neke mere povezana s podobnimi nepravilnostmi kortikostriatalnih funkcijskih vezij v možganih, kar lahko predstavlja nevronski podpis za te oblike zasvojenosti.

Omejitve

V tej raziskavi je treba omeniti več omejitev. Prvič, diagnoza IAD je temeljila predvsem na rezultatih vprašalnikov o samoporočanju, kar lahko v nekaterih primerih povzroči razvrstitev napak. Zato je treba diagnozo IAD izboljšati s standardiziranimi diagnostičnimi orodji, da se izboljšata zanesljivost in veljavnost. Drugič, velikost vzorca v raziskavi je bila sorazmerno majhna, zato bi bilo treba tudi previdnost posploševati. Zaradi te omejitve je treba rezultate obravnavati kot predhodne in jih je treba ponoviti v prihodnjih študijah z večjo velikostjo vzorca. Tretjič, izključujemo primere, ki so bili komorbidni s snovnimi in drugimi večjimi psihiatričnimi motnjami, rezultate pa je treba previdno povzročiti v te skupine s komorbidno zlorabo drog in drugimi psihiatričnimi boleznimi. Četrtič, podrobnosti o trajanju bolezni niso bile zabeležene v tej študiji. Zato v tej študiji ni bilo mogoče potrditi nobene povezave med primanjkljaji kortikostriatalnih funkcionalnih vezij in trajanjem IAD. Petič, zaradi podatkov o fMRI z omejeno ločljivostjo ločljivosti preučimo FC na podlagi majhnega števila podregij v striatumu, kar lahko privede do nepopolnega prikaza kortikostriatalnih funkcionalnih vezij. Zato je bilo treba v prihodnjih študijah uporabiti podatke fMRI z visoko ločljivostjo v stanju počitka. Nazadnje, brez prospektivnih raziskav v tej študiji ni bilo mogoče odgovoriti na vzročne zveze med disfunkcijo kortikostriatalnih funkcionalnih vezij in IAD. Prihodnje študije bi morale poskušati ugotoviti vzročno zvezo med IAD in spremenjenimi kortikostriatalnimi funkcionalnimi potmi.

zaključek

Če povzamemo, smo uporabili analizo FC v mirovanju, da smo raziskali kortikostriatalno funkcionalno arhitekturo pri mladostnikih IAD. Rezultati kažejo, da je za IAD značilna okvara kortikostriatalnih funkcionalnih vezij, ki vključujejo afektivno in čustveno obdelavo ter kognitivni nadzor. Ugotovitve kažejo, da lahko IAD deli psihološke in nevronske mehanizme z drugimi vrstami motenj nadzora impulza in odvisnosti od snovi. Poleg tega povezave med močjo povezljivosti kortikostriatalnih vezij in vedenjskimi ukrepi kažejo, da lahko kortikostriatalni vezji služijo kot potencialni novi cilj zdravljenja IAD, kortikostriatalni FC pa je lahko dragocen pri zagotavljanju informacij o prognozi za IAD. Naši rezultati kažejo, da lahko nenormalni kortikostriatalni FC v mirovanju služi kot vloga vivo biomarker za testiranje novih, potencialno učinkovitejših, internetnih terapevtskih odvisnosti.

Prispevki avtorjev

FL, YZ, YD, JX in HL so bili odgovorni za koncept in oblikovanje študije. YZ, LQ in ZZ so prispevali k pridobivanju podatkov. FL je pomagal pri analizi podatkov in razlagi ugotovitev. FL je sestavil rokopis. FL in HL sta zagotovila kritični pregled rokopisa za pomembne intelektualne vsebine. Vsi avtorji so kritično pregledali vsebino in odobrili končno različico za objavo.

Financiranje

To delo so delno podprli štipendija nacionalnega programa za temeljne raziskave (program 973) št. 2011CB707802 in kitajska fundacija Natural Science (št. 21221064, 81171302 in 81171325) ter štipendija nacionalnega ključnega tehnološkega programa za raziskave in razvoj 2007BAI17B03.

Izjava o konfliktu interesov

Avtorji izjavljajo, da je bila raziskava izvedena v odsotnosti komercialnih ali finančnih odnosov, ki bi se lahko razumeli kot potencialno navzkrižje interesov.

Opombe

1. ^ http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
2. ^ http://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/AlphaSim.pdf

Reference

Uredil:

Charlotte A. Boettiger, Univerza v Severni Karolini, ZDA

Pregledal:

Carol Seger, Ameriška univerza Colorado, ZDA
Sheng Zhang, Univerza Yale, ZDA