Strukture možganov, povezane z tendenco internetne odvisnosti pri igralcih za spletne igre za mladostnike (2018)

Predstavitev

V preteklih desetletjih je internet igral pomembno vlogo v našem življenju. Vendar vse več mladostnikov brska po internetu in pretirano igra spletno igro, kar ima za posledico škodljive učinke na mladostnike same in na družbo. Epidemiološka študija je pokazala, da je motnja spletnih iger (IGD), podvrsta internetne zasvojenosti (IA) (1), je bil zelo pogost problem duševnega zdravja med kitajskimi mladostniki (2). Zato se vse več raziskav osredotoča na nevromehanizem IGD in želi prispevati k preprečevanju in zdravljenju IGD.

Strukturno nevro slikanje možganov bi lahko uporabili za raziskovanje možganskih mehanizmov o posameznih osebnostnih lastnostih (3-5). Prejšnje strukturne študije so pokazale, da so imeli posamezniki z IGD strukturne nepravilnosti v sivi snovi (GM), kot sta zmanjšan volumen sive snovi (GMV) ali gostota GM na več kortikalnih in podkortikalnih območjih (6-11) in povečala GMV v čelnih in časovnih regijah (8, 12). Te študije kažejo, da je bilo več možganskih področij v čelnem, časovnem, parietalnem in podkortikalnem predelu, kot je ventralni striatum, povezano z IA, kar je prispevalo k razumevanju nevromehanizmov IA. Vendar se je večina prejšnjih raziskav prav osredotočila na IA ali IGD, diagnosticirana s kliničnim vprašalnikom, kot je internetni test odvisnosti (IAT), in primerjala razlike v vedenju in možganski funkciji in strukturi med posamezniki IGD in zdravimi kontrolami. Pravzaprav vsi IGD ne trpijo zaradi IGD (13). Zato je potrebna preiskava strukturnih korelacij pri spletnih igralcih z različnimi stopnjami nagnjenosti k IGD, ne le pri posameznikih z diagnozo IGD.

V zadnjem času so se tri študije neposredno osredotočile na nevronske asociacije nagnjenosti k IA. Wen in Hsieh (14) raziskali razmerje med celotnimi možganskimi funkcionalnimi povezavami in stopnjo IA v skupini mladih (19 – 29 let) in ugotovili, da sta dve mreži, sestavljeni iz čelnih regij, povezani s tendenco IA. Li in sod. (15) poročali, da sta bila struktura in funkcionalna povezljivost desne dorsolateralne prefrontalne skorje pozitivno povezana z oceno IAT pri skupini zdravih mladih odraslih (18 – 27 let). Študija Kühna (16) je razkrilo, da je GMV možganskih regij v fronto-striralnem omrežju povezan s prekomerno uporabo interneta, ocenjeno z IAT-oceno. Poleg tega so prejšnje študije pokazale tudi, da so bile spremembe GMV povezane z resnostjo odvisnosti od spletnih iger pri osebah IGD. Na primer študija Weng et al. dokazali, da so bili GMV desne orbitofrontalne skorje in dvostranske insule pozitivno povezani s stopnjo odvisnosti od spletnih iger pri osebah IGD (7). Cai in sod. so poročali, da je bil povečan GMV nukleusnih vezik povezan z oceno IAT pri posameznikih z IGD (17). Študija Zhou et al. pokazali, da je nižji GMV v desni orbitofrontalni skorji povezan z večjo stopnjo resnosti odvisnosti od spletnih video iger znotraj internetnih igralcev (18). Te študije so pokazale, da so možganske strukture in funkcije povezane s stopnjo IA. Vendar pa povezava med nagnjenostjo k IGD in GMV v celotnih možganih še ni bila natančno ovrednotena pri mladostnikih (14 – 18 leta). Mladost med 14 in 18 letom je v kritičnem obdobju psihološkega razvoja in je nagnjena k zasvojenosti in škodljivim učinkom (19, 20). Številne študije v zvezi s odvisnostjo od snovi so pozorno spremljale mladostnike, stare od 14 do 18 let (21, 22). Študija na velikih vzorcih je pokazala, da je IGD zelo pogost pri kitajskih osnovnošolcih in učencih, ki imajo 22.5% pojavnost med tistimi študenti, ki igrajo spletne igre (2). Zato je bolj pomembno raziskati možganske strukturne korelacije s nagnjenostjo k IGD pri mladostnikih (14 – 18 leta).

Poleg tega so prejšnje študije pokazale, da lahko dolgoročno igranje spletnih iger privede do strukturne reorganizacije možganov pri igralcih spletnih iger (12, 23, 24). GMV v ventrolateralni prefrontalni skorji, dorsolateralni prefrontalni skorji, dopolnilnem motornem območju in rostralnem prednjem cingulatu korteksa so bili usklajeni s trajanjem igranja spletnih iger pri mladostnikih z motnjo IA (6, 25). Torej, ali trajanje igranja spletnih iger vpliva na razmerje med GMV in nagnjenostjo k IGD, je vredno preučiti.

V tej študiji so bili rekrutirani moški mladostniki 67 (14 – 18 let), ki so igrali spletne igre. Korekcijska analiza na osnovi voksela je bila izvedena za odkrivanje možganskih regij, povezanih z rezultatom IAT, pred in po nadzoru skupnega časa igranja spletne igre. Na podlagi predhodnih študij so predfrontalno-strijalna vezja tesno povezana z odvisnostjo. Ventral striatum je sodeloval v procesu učenja in nagrajevanja navad, vključenega v odvisnost (26, 27), zmanjšan kontrolni učinek prefrontalne skorje na proces nagrajevanja pa je eden od mehanizmov zasvojenosti (28, 29). Zato smo domnevali, da je nagnjenost IGD lahko povezana z možganskimi regijami, povezanimi s kognitivnim nadzorom (predfrontalna skorja) in procesom nagrajevanja (ventralni striatum). Ta študija lahko privede do novih ciljev za preprečevanje in zdravljenje IGD pri mladostnikih.

Materiali in metode

Predmeti

V tej študiji je bilo vključenih sedeminsedem desničarjev (14 – 18 let, povprečno 15.54 ± 0.14), ki so igrali spletno igro. Dvajset udeležencev 67 je bilo študentov zdravstvene šole in 47 udeležencev 67 so bili mladostniki, katerih starši so jih zaradi možne IGD odpeljali k psihiatru. Vsi udeleženci so se izobraževali v letih 6 – 12, od osnovne šole do višje srednje šole. Vsi udeleženci so za igranje spletne igre porabili več kot 80% spletnega časa. V to študijo so bili vključeni samo moški mladostniki, ker relativno majhno število žensk igra spletne igre in trpi zaradi IGD (2, 30). Merila za izključitev so vključevala: zlorabo alkohola ali odvisnost od drog; obstoj kakršne koli nevrološke ali psihiatrične bolezni, kot so nespečnost, migrene, tinitus in hiperaktivna motnja s pomanjkanjem pozornosti; anamneza telesne bolezni, kot so možganska travma, možganski tumor ali epilepsija, ocenjena glede na klinične ocene in zdravstveno kartoteko; MRI protislovje; in vidne nepravilnosti na običajni MRI. To študijo je odobril Etični odbor Splošne bolnišnice Medicinske univerze Tianjin, vsi udeleženci in njihovi skrbniki pa so dali pisno informirano soglasje v skladu z institucionalnimi smernicami.

vprašalnik

V tej raziskavi so za oceno resnosti nagnjenosti k IGD uporabili test interne zasvojenosti. IAT je sestavljen iz elementov 20 in odgovori na ta vprašanja so bili opisani kot ocena 1 – 5 (1 = "redko" do 5 = "vedno") (31). Skupna ocena elementov 20 meri resnost internetne odvisnosti. Ocenjena je bila izkušnja igranja spletnih iger preko vprašalnik o samoporočanju, ki je dvomil o dolžini in količini igranja. Skupni čas igranja spletnih iger je bil izračunan kot ure na dan, pomnožen z dnevi igranja spletnih iger. Inteligenčni količnik (IQ) vseh udeležencev je bil preizkušen z uporabo progresivnih matric Standard Raven. Anksioznost in depresija sta bili besedili z uporabo lestvice anksioznosti (SAS) in lestvice depresije s samooceno (SDS).

Strukturni MRI

Strukturne slike so bile pridobljene s pomočjo skenerja Siemens 3.0 T (Magnetom Verio, Siemens, Erlangen, Nemčija). Z uporabo tridimenzionalnega volumetričnega magnetiziranja, pripravljenega s hitrim gradientnim zaporedjem gradient-odmev, z naslednjimi parametri: dobimo serijo 192 sočasnih sagitalnih anatomskih slik visoke ločljivosti z naslednjimi parametri: TR = 1 ms, TE = 2000 ms, TI = 2.34 ms, kot flip = 900 °, FOV = 9 mm × 256 mm, debelina rezine = 256 mm, velikost matrice = 1 × 256.

Analiza morfometrije na osnovi voksela (VBM)

Vse strukturne slike so bile predhodno obdelane z orodjarno VBM8¹ SPM8 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK)² teče na MATLAB R2010a (Math Works Inc., Sherborn, MA, ZDA). Med rekonstrukcijo slik smo izvedli tridimenzionalno geometrijsko korekcijo. Po tem so bile posamezne nativne slike vseh udeležencev segmentirane na GM, belo snov (WM) in možgansko hrbtenično tekočino (CSF), GM segmenti pa so se z diferenomorfno anatomsko registracijo preko eksponentne algebre laži normalizirali v predlogo Montreal Nevrological Institute. DARTEL) (32). Nato so bile registrirane gensko spremenjene slike modulirane z delitvijo jakobinskega polja osnove, da se popravi lokalna širitev ali krčenje. Za izravnavo moduliranih GM slik je bilo uporabljeno izotropno Gaussovo jedro s polmerno širino 8 mm. Povprečna slika normaliziranega GM vseh udeležencev je bila uporabljena za izdelavo GM maske, katere prag je bil nastavljen na vrednost 0.3 (izbrane so bile slikovne pike z izračunanimi vrednostmi GM frakcije> 30%). Nato je bila GM maska ​​uporabljena kot eksplicitna maska ​​za statistično analizo za izključitev pikslov z nizkimi vrednostmi GM verjetnosti.

Statistična analiza

Za določitev povezave med oceno GMV in IAT med vsemi udeleženci po preverjanju starosti in let izobraževanja je bila izvedena voxelna multipla regresijska analiza. Neparametrični pristop permutacije (33) je bilo izvedeno z orodjem za randomiziranje, ki je bilo ukazano v knjižnici programske opreme FMRIB (FSL)³. Analiza povečanja grozda brez pragov (TFCE) je bila izvedena, saj združuje obseg in višino grozda v eno statistiko in ne zahteva poljubne izbire praga za oblikovanje grozda (34). Povezava med oceno GMV in IAT je bila ocenjena z neparametričnim testiranjem na osnovi permutacije z naključnimi permutacijami 5,000. Statistični prag pomembnosti je bil določen na P <0.01. Za pojasnitev, ali je trajanje igranja spletnih iger vplivalo na korelacijo med GMV in IAT, je bila znova izvedena Voxel-ova večkratna regresijska analiza, ko je bil skupni čas igranja spletne igre dodan kot moteča kovariata.

Grozdi s korelacijo med GMV in oceno IAT so bili opredeljeni kot interesna območja in izvlečen je bil povprečni GMV znotraj vsake ROI. Korelacijska analiza na podlagi ROI je bila opravljena med povprečnim GMV in IAT rezultatom po kontroli starosti in let izobraževanja. Nato so bili vsi udeleženci razdeljeni v dve podskupini, skupini z visoko oceno IAT (ocena IAT> 50, N = 30) in nizko oceno IAT (ocena IAT ≤50, N = 37). Razliko v GMV med obema podskupinama smo preizkusili z analizo General Linear Model, ki je nadzirala starost in leta izobraževanja. Obe ravni sta bili določeni na P <0.05.

Rezultati

Udeleženci so imeli povprečno oceno 46 na IAT, ki je bila uporabljena za oceno nagnjenosti IGD. Subjekti so porabili povprečno 5.5 h / dan za igranje spletnih iger in so trajali povprečno 56 mesece. Klinične in demografske značilnosti so navedene v preglednici 1.

  

Tabela 1. Značilnosti udeleženca.

Vokselska korelacijska analiza je pokazala, da so GMV dvostranske postcentralne žirije (postCG), dvostranski precentralni žiri (preCG), desni prekuneus, levi zadnji posredni korteks (pMCC), levi spodnji parietalni reženj (IPL) in desni srednji čelni girus (MFG) je bil pomembno povezan z oceno IAT (slika 1; Tabela 2). Slika 2 prikazuje korelacije na podlagi ROI med oceno GMV in IAT. Potem ko je bil skupni čas igranja spletne igre dodan kot nadloga, je še vedno obstajala korelacija med IAT in GMV dvostranskega postCG, levega preCG, levega pMCC in desnega MFG (slika 3; Tabela 3).

  

Slika 1. Možganske regije, ki kažejo negativne strukturne korelacije z oceno testa odvisnosti od interneta (IAT) pri mladostniških igralcih spletnih iger. Rezultat IAT je bil negativno povezan s količino sive snovi dvostranske postcentralne žirije, dvostranske precentralne žirije, desnega prekuneusa, levega zadnjega srednjega cingulatskega korteksa, levega spodnjega parietalnega lobula in desnega srednjega čelnega gibrusa. Številke pod slikami so koordinate Montreal Nevrological Institute na zosi. Barvna vrstica predstavlja −log p.

  

Tabela 2. Možganske regije so pokazale strukturne korelacije z oceno testa odvisnosti od interneta (IAT).

  

Slika 2. Korelacijska analiza na podlagi regij zanimanja (ROI) med korekcijsko analizo med sivo snovjo (GMV) in oceno internetnega testa odvisnosti (IAT). Preostali del je bil uporabljen, ker so se med korelacijsko analizo nadzirali starost in leta izobraževanja.

  

Slika 3. Področja možganov, ki kažejo negativne strukturne korelacije z oceno testa odvisnosti od interneta (IAT) pri mladostniških igralcih spletnih iger po nadziranju skupnega časa igranja spletne igre. Rezultat IAT je bil negativno povezan s količino sive snovi dvostranske postcentralne žirije, levega precentralnega gyrusa, levega zadnjega srednjega cingulatskega korteksa in desnega srednjega čelnega girusa. Številke pod slikami so koordinate Montreal Nevrological Institute na zosi. Barvna vrstica predstavlja −log p.

  

Tabela 3. Regije so pokazale strukturne korelacije z oceno testa odvisnosti od interneta (IAT), potem ko so nadzirale skupni čas igranja spletne igre.

Kot je razvidno iz preglednice 4, ko so bili udeleženci razdeljeni v dve podskupini glede na oceno IAT, je imela podskupina z visoko oceno IAT (ocena IAT> 50) nižji GMV v sedmih osmih regijah v primerjavi s podskupino z nizko oceno IAT (ocena IAT ≤ 50) (P <0.05).

  

Tabela 4. Primerjave obsega regij (ROI) glede na količino sive snovi med obema podskupinama.

Razprava

V tej študiji so pri mladostniških igralcih spletnih iger preverili povezavo med tendenco GMV in IGD v celotnih možganih. Po nadzorovanju učinka skupnega časa igranja spletnih iger so bili GMV dvostranski postCG, levi preCG, levi pMCC in desni MFG še vedno negativno povezani s težnjo IGD. Mladostniki z nižjim GMV v možganskih regijah, povezani s senzimotornim procesom in kognitivnim nadzorom, so imeli višjo nagnjenost IGD.

Skladno je bilo s hipotezo, da je GMV v MFG kot del predfrontalne skorje vključen v kognitivne kontrole (35, 36), je bila negativno povezana s tendenco IGD. O strukturnih in funkcionalnih nepravilnostih je bilo veliko poročanja pri osebah z IGD (37-40). Na primer, manjše aktivacije v predfrontalni skorji je bilo ugotovljeno pri IA (40). Prejšnje študije so pokazale nižjo gostoto GM in GMV v predfrontalni skorji pri osebah z IGD (37, 39). Manjša amplituda nižjih frekvenc nihanja znotraj desnega MFG se je pokazala tudi pri osebah z IGD (41). Nenormalno aktivacijo v predfrontalni skorji so našli tudi pri odvisnikih od drog, kot so uživalci marihuane in abstinentni uživalci kokaina (42-44). Podobne spremembe v funkcionalni povezanosti prefrontalne skorje so se pokazale pri posameznikih z odvisnostjo od alkohola in pri osebah z IGD (45, 46). Te študije so pokazale, da je strukturno ali funkcionalno stanje prefrontalne skorje povezano z odvisnostjo. V tej študiji je bil GMV desne MFG negativno povezan z oceno IAT in je bil v podskupini z visoko oceno IAT nižji kot v podskupini z nizko oceno IAT. Strukturne nepravilnosti v desnem MFG lahko privedejo do motenj kognitivnega nadzora pri spletnih igralcih. Zato igralci spletnih iger niso mogli nadzorovati svojih problematičnih spletnih iger in so pokazali večjo nagnjenost k IGD.

Nezdružljivi s hipotezo nismo ugotovili, da je GMV ventralnega striatuma koreliran z oceno IAT. Ventralni striatum je kritična regija, povezana z odvisnostjo, in ponavadi predstavlja nenormalno aktivacijo pri posameznikih z odvisnostjo (26, 27). V naši raziskavi smo se osredotočili na mladostniške igralce spletnih iger, ne le na posameznike IGD, kar bi lahko predstavljalo morebitno razlago negativnega rezultata ventralnega striatuma. Vendar je treba ta negativni rezultat preveriti v prihodnji študiji z veliko velikostjo vzorca.

Nepričakovano so preCG, postCG in pMCC, vključeni v senzimotorni postopek, pokazali negativne povezave z oceno IAT. PreCG je imel pomembno vlogo pri načrtovanju in izvedbi motorjev (47). Mladost je kritično obdobje nevronskega razvoja, nanj pa vplivajo okoljski dejavniki. Prejšnje študije so pokazale, da lahko uporaba alkohola in drog spremeni GMV v možganih mladostnikov v razvoju (48). Študija je pokazala, da je daljša uporaba metamfetamina povezana z zmanjšanjem GMV v preCG (49). V naši raziskavi je bil GMV preCG nižji v podskupini z visoko oceno IAT kot v podskupini z nizko oceno IAT. Glede na preprečevanje in zatiranje delovanja je konceptualno povezano s primarno motorično skorjo (50), lahko je zmanjšan GMV preCG povezan s težnjo IGD. PostCG je sestavljen iz primarne senzorične skorje in je vključen v vključevanje senzoričnih informacij (24). Negativna korelacija med GMV ocene postCG in ocene IAT pomeni nižji GMV te regije pri posameznikih z višjim rezultatom IAT. Pri mladostnikih z IGD so ugotovili nenormalno povezljivost funkcije postCG (51). Zmanjšana GMV in kortikalna debelina postCG sta bila odkrita tudi pri uživalcih heroina (52) in mladostniki z zasvojenostjo s spletnimi igrami (53). Motnja postCG lahko privede do nepravilnosti pri sprejemanju, obdelavi in ​​integraciji signalov, pomembnih za telo, in ne more usmerjati nenehnega vedenja, povezanega z vzburjenjem, pozornostjo, stresom, nagrajevanjem in pripravljenostjo ter končno povezano z odvisnostjo (54). V tej študiji so bile ugotovljene negativne strukturne korelacije z oceno IAT tudi v levem pMCC. PMCC ima veliko funkcionalno povezanost z možganskimi regijami, vključenimi v senzimotorno mrežo (55, 56) in ima pomembno vlogo pri predelavi senzimotorne integracije in krmiljenja motorja (57). Senzimotorna območja ne samo da nadzorujejo osnovne vidike gibanja, ampak lahko tudi oblikujejo človekovo vedenje (58). Funkcionalne lastnosti senzimotorne mreže so lahko pomembne za avtomatizirano / kompulzivno vedenje v odvisnosti (59). Poročali so tudi o oslabitvi senzorimotorne skorje pri osebah z odvisnostjo od kokaina (60, 61) in zaužitje alkohola (62). Skupaj je zmanjšanje GMV v preCG, postCG in pMCC lahko povezano z nepravilnostmi senzimotorne mreže in nadalje povezano s težnjo IGD.

V tej študiji so negativne korelacije med IAT-oceno in GMV-ji desnega preCG / postCG, levega IPL-ja in desnega precuneusa izginile po nadzoru učinka skupnega časa igranja spletne igre. PreCG / postCG je bil vključen v senzimotorni proces (63); IPL in pravi precuneus sta bila tesno povezana z vizualno in namerno obdelavo (64-66). Igralni postopek zahteva, da igralci dlje časa posvetijo pozornost drobnim spremembam na zaslonu in nato poškodujejo vidno sposobnost (65), ki bi lahko imeli povezavo z zmanjšanjem genetskih količin v regijah, povezanih z vizualno pozornostjo. Prejšnje študije so pokazale, da je zmanjšan GMV prekuneusa (8) in zmanjšano kortikalno debelino IPL (53) pri posameznikih z zasvojenostjo s spletnimi igrami. Naši rezultati so pokazali, da je na znižanje GMV v nekaterih možganskih regijah, povezanih z vidno pozornostjo in senzimotornim procesom, vplival skupni čas igranja spletnih iger, in sicer je imel kumulativni učinek igranja spletne igre.

V naši raziskavi je treba upoštevati več omejitev. Prvič, čeprav so bile ugotovljene nekatere korelacije med možgansko oceno GMV in IAT, vzročnosti ni mogoče razjasniti v tej korelacijski analizi. Opažen nižji GMV pri mladostnikih z višjim rezultatom IAT je lahko posledica prekomernega igranja spletnih iger ali že obstoječega stanja, ki je občutljivo na IGD. Drugič, IAT je subjektivni vprašalnik in potrebne so bolj objektivne metode za oceno nagnjenosti k IGD. Tretjič, skupni čas igranja spletnih iger je bil le verjetno merilo in morda ni dovolj natančen. Četrtič, nismo mogli izključiti vpliva žanrskih iger na rezultate, kar je treba upoštevati v prihodnji študiji. Končno smo v naši raziskavi zaposlili le moške mladostnike. Zato so sedanje ugotovitve omejene na moške mladostniške igralce spletnih iger.

zaključek

V tej študiji smo v skupini mladostniških igralcev spletnih iger preučili strukturno povezanost s tendenco IGD. Ugotovljeno je bilo, da je GMV možganskih regij, povezanih s senzimotornim procesom in kognitivnim nadzorom, povezan z oceno IAT. Nižji GMV regij, povezanih s senzimotornim procesom in kognitivnim nadzorom, bi lahko pripisal visoki nagnjenosti IGD, kar bi lahko privedlo do novih ciljev za preprečevanje in zdravljenje IGD pri mladostnikih.

Izjava o etiki

To študijo je odobril Etični odbor Splošne bolnišnice Medicinske univerze Tianjin, vsi udeleženci in njihovi skrbniki pa so dali pisno informirano soglasje v skladu z institucionalnimi smernicami.

Prispevki avtorjev

NP, YY, XL in QZ so zasnovali raziskave. Raziskave so izvedli XQ, XD, GD, YZ in QZ. YY je bil vključen v klinično oceno. NP, YZ, GD in QZ so analizirali podatke. Članek so napisali NP, YZ, XL, YY in QZ.

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

Reference