Vpliv igre na igro na mikrostrukturne lastnosti možganov: presečne in vzdolžne analize (2016)

Na vrh strani   

Predstavitev

Predvajanje videoigric (VGP) je v sodobni dobi vse bolj razširjeno med otroki.¹ VGP je bil povezan s številnimi prednostnimi in nezaželenimi učinki. Vzročna zveza med VGP in izboljšavami nekaterih vrst vidne kognicije je razmeroma dobro vzpostavljena.² Po drugi strani negativni učinki VGP vključujejo učinke na verbalni spomin, nekatere vrste pozornosti, spanja, učenja in znanja.^{2, 3, 4} Poleg tega so v slikovnih študijah pokazali, da VGP povzroča znatno sproščanje dopamina v dopaminergičnem sistemu⁵ kot tudi zasvojenost.⁶

Prejšnje presečne študije so pokazale, da so otroci, ki igrajo velike količine videoigre in profesionalni spletni igralci, pokazali povečano debelino kortiksa in regionalni volumen sive snovi v dorsolateralnem predfrontalnem korteksu (PFC), čelnem očesnem polju in podobnih področjih.^{7, 8, 9} Vendar do danes vplivi VGP na razvoj mikrostrukturnih lastnosti pri otrocih, zlasti tistih, povezanih z negativnimi psihološkimi posledicami VGP, še niso bili ugotovljeni. Namen te študije je bil raziskati to vprašanje s pomočjo presečnih in vzdolžnih prospektivnih analiz. Z uporabo vzdolžne perspektivne zasnove opazovalne študije se lahko osredotočimo na negativne posledice VGP, kot so dolgotrajna nerazvitost verbalnih funkcij in spremembe v sistemu dopamina zaradi dolgega VGP. Teh vprašanj v nadzorovanih kratkoročnih interventnih študijah ni mogoče etično in praktično raziskati.

Srednja vrednost difuznosti (MD) in frakcijska anizotropija (FA) meritev difuzijskega tenzorskih slik¹⁰ lahko meri različne možganske mikrostrukturne lastnosti. Še posebej, nižji MD odraža večjo gostoto tkiva, kot je povečana prisotnost celičnih struktur. Možni mehanizmi za vplivanje na MD vključujejo kapilare, sinapse, hrbtenice in makromolekularne beljakovine; lastnosti mielina, membrane in aksona; oblika nevronov ali glia; ali izboljšana tkivna organizacija, vendar MD ni posebej občutljiv na nobenega od njih.^{10, 11} Pokazalo se je, da so spremembe v MD edinstveno občutljive na nevronsko plastičnost.^{11, 12} IZlasti je dokazano, da je MD v dopaminergičnem sistemu precej občutljiv na patološke, farmakološke in kognitivne razlike ali spremembe, povezane z dopaminom.^{12, 13, 14, 15} Po drugi strani je znano, da je FA razmeroma močneje povezan z mikrostrukturnimi lastnostmi, povezanimi z možgansko povezljivostjo, in občutljiv na povečanje debeline, premera in / ali količine vzporedne organizacije aksonov in lahko odraža proces nevronskih membran plastičnost.^{10, 16} Zato smo te ukrepe uporabili v tej raziskavi.

Na podlagi prej omenjenih psiholoških in nevro-slikovnih študij VGP smo domnevali, da VGP vpliva na te nevronske mehanizme na območjih PFC in zapusti nadrejene temporalne in inferiorne čelne vijuge, ki so vključene v verbalne procese;¹⁷ orbitofrontalni in subkortikalni dopaminergični sistemi, ki sodelujejo v nagradnih in motivacijskih procesih;¹⁸ in hipokampus, ki sodeluje v spominu in spanju.¹⁹ Glede na razširjenost VGP med otroki je pomembno razkriti posledice VGP.

Na vrh strani   

Materiali in metode

Predmeti

Vsi preiskovanci so bili zdravi japonski otroci. Za celoten opis glej Dopolnilne metode. V skladu s Helsinško deklaracijo (1991) je bilo od vsakega subjekta in njegovega starša pridobljeno pisno informirano soglasje. Odobritev za te poskuse je pridobila institucija za pregled institucij na univerzi Tohoku. Nekaj ​​let (za podrobnosti o tem intervalu glej Tabela 1) po predhodnem eksperimentu je bil opravljen posteksperiment in del subjektov iz pred eksperimentacije je sodeloval tudi v tem posteksperimentu.

Analize slikovnega prereza so bile opravljene pri preiskovancih 240 (dečki 114 in dekleta 126; povprečna starost, 11.5 ± 3.1 leta; razpon, leta 5.7 – 18.4), vzdolžne slikovne analize pa so bile opravljene pri preiskovancih 189 (fantje 95 in dekleta 94; povprečje starost, 14.5 ± 3.0 let; območje, 8.4 – 21.3 leta).

Ocene psiholoških spremenljivk

Tako v predeksperimentu kot v postexperimentu smo merili količnik inteligence v celotni lestvici (FSIQ) z uporabo japonske različice Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition (WAIS-III) za osebe, stare 16 let ali Wechslerjeva inteligenčna lestvica za otroke - tretja izdaja (WISC-III) za osebe, stare manj kot 16 let.²⁰ Teste so izvajali usposobljeni izpraševalci.²¹ Za vsako temo smo izračunali FSIQ, verbalni IQ (VIQ) in IQ uspešnosti (PIQ) iz njihovih ocen WAIS / WISC. Wechslerjev IQ test je eden najpogosteje uporabljenih psihometričnih ukrepov kognitivnih funkcij in rezultati tega testa zanesljivo napovedujejo različne rezultate v izobraževanju, karieri in družbenih odnosih.²² Za preverjanje kakovosti so izračunali korelacijo rezultatov preskusov pred eksperimentiranjem z rezultati preskusa posteksperimentov in skupnim znotrajkranialnim volumnom pred eksperimenta (podani v Dodatni rezultati).

V predhodnem preizkusu je bilo trajanje VGP med delovnimi dnevi zbrano z vprašalnikom o samoporočanju z več vprašanji na izbiro. Na voljo je bilo osem možnosti: 1, nobena; 2, malo; 3, približno 30 min; 4, približno 1 h; 5, približno 2 h; 6, približno 3 h; 7, 4 h; in 8, nimata načina povedati. Te izbire so bile spremenjene v ure VGP (izbira 1 = 0, izbira 2 = 0.25, izbira 3 = 0.5, izbira 4 = 1, izbira 5 = 2, izbira 6 = 3, izbira 7 = 4) in uporabljene ure VGP v statističnih analizah, opisanih spodaj. Podatki subjektov, ki so izbrali možnost 8, so bili odstranjeni iz analiz, ki so vključevale ure VGP. Ta metoda se zdi surov način za oceno količine VGP. Vendar se pogosto uporablja in je na terenu potrjen (glejte Razprave in reference veljavnosti metode v Dodatni material).

Poleg tega smo kot dodatne druženje zbrali naslednje podatke: odnos s starši, število staršev, ki živijo skupaj z otroki, družinski letni dohodek, izobrazbena usposobljenost obeh staršev in urbanost kraja (na občinski ravni), kjer so preiskovanci živeli . Podrobnosti o teh ukrepih, vključno s podrobnimi metodami ocenjevanja, so na voljo v naši prejšnji študiji.²³

Za udeležence v četrtem razredu ali manj so starši odgovarjali na vprašanja glede količine VGP in odnosa med otroki in starši. Udeleženci petega razreda ali višje so otroci sami odgovorili na ta vprašanja. Za utemeljitev te izbire praga glej Dopolnilne metode.

Analiza vedenjskih podatkov

Podatki o vedenju so bili analizirani z uporabo različice programske opreme za napovedno analizo različice 22.0.0 (PASW Statistics 22; SPSS, Chicago, IL, ZDA; 2010). Za psihološke analize smo uporabili enojno več regresijskih analiz za raziskovanje hipotetiziranih negativnih povezav med količino VGP in VIQ v preeksperimentu (prečne prereze), kot tudi negativne asociacije med količino VGP v preeksperimentu in spremembami VIQ od preeksperimenta do posteksperimenta (vzdolžne analize). V prereznih analizah spol, starost (dni po rojstvu), letni dohodek družine, povprečno število let za najvišjo izobrazbeno izobrazbo staršev, oseba, ki je odgovorila na vprašanje o višini VGP, urbanosti območja, v katerem je udeleženec živeli, število staršev, ki so živeli skupaj z udeležencem in odnos s starši, so dodali kot sovariate. Poleg tega smo v vzdolžnih analizah kot kovariate dodali časovni interval med predizkusom in posteksperimentom ter odvisno spremenljivko analize prečnega prereza (VIQ). Na enak način so bili raziskani tudi drugi rezultati IQ testov. Za analize, ki so testirale specifične hipoteze (negativni učinki VGP na VIQ), smo uporabili enosmerne teste. To je bilo izvedeno, ker so se v teh analizah preizkušale hipoteze, ali VGP negativno vpliva na verbalne funkcije. Poleg tega so za rezultate IQ, ki so pokazali učinke VGP pri analizah prečnega prereza, pri vzdolžnih analizah uporabili enosmerne teste (po istih navodilih kot učinke pri analizah preseka).

Za analitične rezultate, ki so ustrezali namenu študije, smo uporabili več popravkov. V teh šestih analizah rezultati z mejno vrednostjo P<0.05 (popravljeno za stopnjo lažnega odkrivanja (FDR) z dvostopenjsko izostreno metodo²⁴) so bili ocenjeni kot statistično pomembni. Rezultati so bili pomembni le, če so bili nepopravljeni in popravljeni P-vrednosti so bile <0.05.²⁵

Pridobitev slike in analiza

Pridobivanje podatkov z magnetno resonanco (MRI) je bilo izvedeno s pomočjo skenerja 3-T Philips Achieva (Best, Nizozemska). Z uporabo e-planarnega zaporedja slik v enojno-ravninskem zaporedju (TR = 10 293 ms, TE = 55 ms, Δ= 26.3 ms, δ= 12.2 ms, FOV = 22.4 cm, 2 × 2 × 2 mm³ zbrani so bili vokseli, rezine 60, faktor zmanjšanja SENSE = 2, število pridobitev = 1), difuzijsko tehtani podatki. Difuzijsko tehtanje je bilo izotropno porazdeljeno po 32 smereh (b-vrednost = 1000 s mm^-2). Poleg tega ena sama slika brez difuzijskega tehtanja (b-vrednost = 0 s mm^-2; bSlika 0) je bila pridobljena. Skupni čas skeniranja je bil 7 min 17 s. FA in MD zemljevidi so bili izračunani iz zbranih slik s komercialno dostopnim paketom za analizo difuzijskega tenzorja na konzoli MR. Za več podrobnosti glej Dopolnilne metode.

Predobdelava slikovnih podatkov

Predobdelava in analiza slikovnih podatkov sta bila izvedena z uporabo SPM8, implementiranega v Matlabu. V bistvu smo normalizirali pre- in post-MD ter pred- in post-FA slike oseb s predhodno potrjenim diferenomorfnim anatomskim zapisom s pomočjo metode registracije, ki temelji na eksponentni lažni algebri (DARTEL), nato pa smo normalizirane slike MD zakrili s sliko maske po meri. velika verjetnost je, da gre za sivo ali belo snov, normalizirane slike FA pa so prikrili sliko maske po meri, za katero je verjetno, da je bela snov in zglajena. Za podrobnosti glej Dopolnilne metode.

Nazadnje je bila sprememba signala v MD (ali FA) med slikami pred eksperimentacijo in posteksperimentom izračunana za vsak voxel znotraj zgoraj omenjene maske za vsakega udeleženca. Tako dobljeni zemljevidi, ki predstavljajo spremembo MD (ali FA) med poskusi pred in po MRI ((MD po-MD pred) ali (FA po-FA prej)) so bili nato posredovani v vzdolžne analize slik, kot je opisano v naslednji razdelek.

Analiza podatkov slikovnih celotnih možganov

Statistične analize podatkov prečnega prereza celotnega možganov so bile izvedene z uporabo SPM8. Za raziskovanje povezave med MD ali FA in količino VGP je bila izvedena analiza multipla regresije s celimi možgani. Kovariati so bili enaki tistim, ki so jih uporabili v psiholoških prereznih analizah, le da je pri slikovnih analizah skupni intrakranialni volumen, izračunan z uporabo morfometrije na osnovi voksela (za podrobnosti glejte Takeuchi et al.²⁶) je bil dodan kot kovariat.

V vzdolžnih analizah MD (ali FA) smo analizirali zemljevide, ki predstavljajo spremembe signala v MD (ali FA) med slikami pred eksperimentacijo in posteksperimentom. Raziskali smo povezavo med predeksperimentom in postekperimentnimi MD (in FA) spremembami ter urami VGP. Kovariati so bili enaki tistim, ki so jih uporabljali v psiholoških longitudinalnih analizah, le da je pri slikovnih analizah kot kovariatu dodan celotni intrakranialni volumen, kar je bilo omogočeno na osnovi voksla za vokslom z uporabo biološkega orodja za parametrično preslikavo (BPM) (www.fmri.wfubmc.edu).

Analize MD so bile omejene na masko sive + bele snovi, ki je bila ustvarjena zgoraj. Analize FA so bile omejene na masko bele snovi, ki je bila ustvarjena zgoraj.

Večkratna primerjalna korekcija prereznih analiz je bila izvedena s povečanjem grozda brez pragov (TFCE),²⁷ z randomiziranim (5000 permutacijami) neparametričnim testiranjem permutacije prek orodjarne TFCE (http://dbm.neuro.uni-jena.de/tfce/). Uporabili smo prag družinske napake (FWE), ki je bila odpravljena P<0.05. V longitudinalnih analizah smo izvedli večkratno primerjalno korekcijo z uporabo FDR pristopa,²⁸ in območja, ki so presegla prag obsega²⁹ na podlagi tega praga za določanje grozda so poročali. Vzeti so bili različni statistični pragovi, ker (1) permutacijski testi na splošno lahko pravilno nadzorujejo lažno pozitivne stopnje³⁰ vendar (2) BPM ne dovoljuje uporabe TFCE. Za vsako analizo smo izbrali najboljšo razpoložljivo statistično metodo.

Na vrh strani   

Rezultati

Osnovni podatki

Značilnosti subjektov so prikazane v Tabela 1. Trajanje VGP med tedni je bilo zbrano z vprašalnikom o samoporočanju, povprečji in s.ds. so predstavljeni v Tabela 1.

Medsektorska vedenjska analiza

Uporabljene so bile številne regresijske analize, pri katerih so bili uporabljeni podatki o predhodnem preizkusu in popravljeni za zmede spremenljivk (podrobnosti glej Metode). Te analize so pokazale, da je bila količina VGP v preeksperimentu pomembno in negativno povezana s VIQ v preeksperimentu (Slika 1a, P= 0.027, nepopravljen, P= 0.038, popravljen za FDR, t= −1.930, standardizirani delni regresijski koeficient (β) = - 0.120), kot je bilo pričakovano, in s FSIQ v preeksperimentu (P= 0.032, nepopravljen, P= 0.038, popravljen za FDR, t= −2.159, β= −0.135), vendar je v predeksperimentu le negativno koreliral s PIQ (P= 0.061, P= 0.038, popravljen za FDR, t= −1.879, β= −0.118).

Longitudinalna vedenjska analiza

Uporabljene so bile številne regresijske analize, ki so uporabile vzdolžne podatke in popravile zmede spremenljivk (podrobnosti glej Metode). Rezultati so pokazali, da so bile ure VGP v preeksperimentu pomembno in negativno povezane s spremembo VIQ med podatki o predhodnem eksperimentu in posteksperimentu (Slika 1b, P= 0.044, nepopravljen, P= 0.038, popravljen za FDR, t= −1.710, standardizirani delni regresijski koeficient (β) = - 0.119), vendar le ponavadi negativno korelira s FSIQ v preeksperimentu s spremembo FSIQ med podatki o predhodnem eksperimentu in posteksperimentu (P= 0. 064, P= 0.038, popravljen za FDR, t= −1.525, β= −0.076) in ni v korelaciji s spremembo v PIQ med podatki o predhodnem preizkusu in posteksperimentu (P= 0. 595, P= 0.2975, popravljen za FDR, t= −0.533, β= −0.037).

Prečne presečne analize MD in FA

Večkratne regresijske analize so pokazale, da so ure VGP v preeksperimentu znatno in pozitivno korelirale z MD v preeksperimentu v obsežnih območjih sive in bele snovi v dvostranskem PFC, sprednjem cingulatu, bočnem in medialnem temporalnem korteksu, bazalnih ganglijih in fusiformnem girusu (glej Tabela 2 in Številki 2a in b za natančna anatomska področja). Poleg tega so obstajale pomembne negativne korelacije med urami VGP v preeksperimentu in FA, predvsem na območjih genu in telesa žleznega telesa, dvostranskem prednjem koronskem radiatu in desnem vrhunskem radiu korone (glej Tabela 3 in Številke 2c in d za natančna anatomska področja).

Vzdolžne analize MD in FA

Večkratne regresijske analize so pokazale, da so ure VGP v preeksperimentu pomembno in pozitivno sovpadale s spremembami MD med predeksperimentom in posteksperimentom v anatomskem grozdu, ki je vključeval področja sive in bele snovi leve bazalne ganglije, levega medialnega temporalnega režnja in dvostranskega talamusa; grozd v ventralnih delih PFC; anatomska gruča, ki vključuje sivo in belo maternično območje desne insule, desne kapnice in desnega talamusa; in anatomsko gručo, ki je vključevala področja sive in bele snovi levega srednjega in spodnjega časovnega, mehkega in levega okcipitalnega režnja (Številke 3a – c, Tabela 4). Pomembnih rezultatov, povezanih s spremembami FA, ni bilo.

Analize MD in psihometrične inteligence

Večkratna regresijska analiza, ki je uporabila podatke o predhodnem preizkusu in jih popravila za zmede spremenljivk (glej Dopolnilne metode za podrobnosti) so bili zaposleni. Te analize so pokazale, da je FSIQ pomembno in negativno koreliral z MD na območjih, ki so večinoma okoli levega talamusa, levega hipokampusa, levega možganov, levega otoka, levega Heschlovega zvijača in s tem povezanih snopov bele snovi, kot so fornix, levi nadrejeni korona sevajo in leva notranja kapsula (Slika 4a; Vrednost TFCE = 1423.1, popravljena s TFCE P-vrednost = 0.0166, velikost grozda = 1512 voxel). Poleg tega je PIQ pomembno in negativno koreliral z MD na zelo razširjenih območjih sive in bele snovi široko razširjenih območij po celotnih možganih (Slika 4c; glej Dodatna tabela S5 za natančna anatomska področja). V celotni možganski analizi VIQ ni bistveno koreliral z MD. Na območjih, kjer so bili opaženi učinki FSIQ, je bil opazen znaten trend. Analiza območja zanimanja je pokazala, da se je na tem področju VIQ močno in negativno povezoval z MD (Slika 4b; Vrednost TFCE = 357.31, popravljena s TFCE P-value = 0.002, velikost grozda = 1475 voxels) (za upoštevanje statistične veljavnosti tega področja zanimanja in dokazovanje, da povezave med MD in VIQ ter PIQ na tem področju tvorijo povezave med MD in skupnimi sestavni deli VIQ in PIQ, glej Dopolnilne metode in Dodatni rezultati). Ti rezultati kažejo, da je PIQ povezan z MD na razširjenih območjih in da je VIQ povezan z bolj omejenim območjem na levi polobli. Poleg tega je skupni učinek PIQ in VIQ privedel do vpliva FSIQ na MD na tem področju.

Opažene MD korelacije s FSIQ in VIQ so se v prereznih analizah prekrivale s tistimi iz VGP, ne pa s tistimi v vzdolžnih analizah. Ko pa je bil prag za oblikovanje grozdov popuščen na P<0.1 popravljeno v FDR v vzdolžnih analizah VGP, je nastala grozd prekrivala MD korelata FSIQ in VIQ.

Na vrh strani  

Razprava

V tej raziskavi smo prvič razkrili učinke VGP na MD in FA pri otrocih. Naše hipoteze so bile delno potrjene, naše presečne in vzdolžne študije pa so nenehno razkrile, da je bila večja količina VGP povezana s povečanim MD na kortikalnih in podkortikalnih območjih in znižano verbalno inteligenco.

Sedanji rezultati MD in konvergentni dokazi kažejo, da prekomerni VGP neposredno ali posredno moti razvoj prednostnih nevronskih sistemov, kar je lahko povezano z zapoznelim razvojem verbalne inteligence. Sedanji rezultati so pokazali, da je daljši VGP povezan z večjim MD v obsežnih regijah in nižjo verbalno inteligenco, tako prečno kot vzdolžno. Po drugi strani se med razvojem MD na splošno zmanjša.³¹ Poleg tega je bila v tej študiji višji PIQ povezan z nižjim MD v obsežnih regijah v možganih, višji FSIQ in VIQ pa sta bila povezana z nižjim MD v levem talamusu, levem hipokampusu, levem kazmenu, levi insuli, levem Heschl gyrusu in s tem povezane svežnje bele snovi. MD na območjih, ki vključujejo ta območja ali jih mejijo, je pokazal pozitivne učinke VGP tako v preseku kot vzdolžno. Ti dokazi kažejo, da pretiran VGP neposredno ali posredno moti razvoj prednostnih nevronskih sistemov, kar je lahko povezano z zapoznelim razvojem verbalne inteligence.

Dosedanje študije kažejo na več fizioloških mehanizmov, na katerih temeljijo spremembe MD. Za znižanje MD je bilo predlagano, da odraža različne celične in citoaritektonske spremembe, kar ima za posledico večjo gostoto tkiva, kot je opisano v poglavju Uvod. Nadalje se je pokazalo, da je MD edinstveno občutljiv na nevronsko plastičnost, zgoraj omenjeni tkivni mehanizmi pa so pokazali ali predlagali, da se spreminjajo s postopki, ki vključujejo nevronsko plastičnost.¹¹ Kot takšen se običajno misli, da zmanjšanje MD odraža povečanje tkivnih in funkcionalnih prilagoditev. Vendar MD ni zelo specifičen za nobeno tkivo.³² Poleg tega lahko MD odraža zmanjšanje pretoka krvi, v določenih primerih pa se funkcionalno prilagajanje odraža s povečanjem MD.¹² Zato je treba ugotoviti, ali je zmanjšan MD prilagajanje spremembam iz celovitega vidika, ki vključuje psihološke ukrepe.

Vsem opredeljenim področjem, kjer je MD v korelaciji s količino VGP tako v presečnih kot tudi vzdolžnih analizah, je bilo predlagano, da imajo edinstveno vlogo v verbalnih, spominskih in izvršilnih procesih; nagrada in motivacija; in branje ter jezikovni procesi in s pomočjo teh procesov lahko VGP neposredno ali posredno vodi do prej poročanih funkcionalnih primanjkljajev. Prvič, hipokampus je povezan s procesi spomina in spanja.¹⁹ Znano je, da VGP povezuje z motnjami spanja in motnjami v učenju, spominu in znanju.^{3, 4} Opažene nepravilnosti na tem področju, povezane z VGP, so lahko povezane s pomanjkanjem funkcij, povezanih z VGP. Drugič, levi srednji frontalni in inferiorni frontalni girus imajo kritično vlogo pri izvršilnih funkcijah ter osrednjem sistemu in podsistemu delovnega pomnilnika.³³ Po drugi strani te procese vzročno moti VGP.² Tretjič, področja v bazalnih ganglijih, orbitofrontalni skorji in insuli imajo različne vloge pri procesih nagrajevanja in motivacije.^{34, 35} Zanimivo je, da podobno kot psihostimulansi tudi VGP povzroči znatno sproščanje dopamina v dopaminergičnem sistemu⁵ in povzroča zasvojenost.⁶ Znano je, da dopamin kaže nevrotoksične lastnosti, prekomerni dopamin pa poškoduje tkiva in celice v možganih.³⁶ Poleg tega je prejšnja študija uporabnikov psihostimulantov (metamfetamina) odkrila višji MD v regijah dopaminergičnega sistema.³⁷ Nadalje je interventna študija Parkinsonove bolezni pokazala, da je uporaba dopaminskega agonista L-dopa povzročila povečanje MD v regijah dopaminergičnega sistema.¹⁴ Zato sta večja količina VGP in sočasno povečanje sproščanja dopamina povezana s poznejšimi spremembami MD v dopaminergičnem sistemu, podobnimi učinkom snovi, ki sproščajo dopamin. MD teh področij je povezan z lastnostmi z negativnim vplivom, medtem ko je pretirana VGP povezana s praznino ali depresivnimi težnjami, ko se ne igrajo videoigre.³⁸ Preko nevronskih mehanizmov na teh območjih je VGP lahko neposredno ali posredno povezan s prej poročanimi funkcionalnimi primanjkljaji. Poleg tega se je v tej študiji VIQ zmanjšal kot odgovor na VGP, in ne glede na vrsto IQ je bil nižji IQ povezan z višjim MD na področjih, vključno z dopaminergičnim sistemom in hipokampusom. Poleg procesa učenja in spomina imajo motivacijski procesi ključno vlogo pri uspešnosti IQ testov pri otrocih.³⁹ Zato lahko opaženi učinki VGP na VIQ delno posredujejo s temi nevronskimi mehanizmi. Vendar so to špekulacije, saj je pričujoča študija vzdolžna in neintervencijska in nimamo dovolj podatkov, ki bi lahko utemeljevali te špekulacije in vzročne zveze; Za potrditev teh ugibanj ali vzročnih vzrokov so potrebne prihodnje študije.

Povezave med večjo količino VGP in nižjo FA kot tudi nižjo PIQ smo opazili le pri analizah preseka. Običajno naj bi spodnja FA na območjih, kot je corpus callosum, kjer več nevronskih vlaken ne prečka, predstavljala neprimerne funkcije trakta, ki jih spremlja zmanjšana mielinacija aksonov in drugih fizioloških mehanizmov.^{16, 40} Opaženo pomanjkanje povezav v vzdolžnih analizah je mogoče pripisati številnim vzrokom. Ena je manjša statistična moč pri vzdolžnih analizah zaradi manjše velikosti vzorca ali povečane starosti, saj mlajši otroci kažejo večjo plastičnost.⁴¹ Prav tako lahko pride do najbolj izrazite plastičnosti na začetni stopnji izkušenj z VGP v skladu s temi ukrepi, zato nevronske plastičnosti pri vzdolžnih analizah teh ukrepov ni mogoče opaziti. Zadnja, vendar najbolj preprosta razlaga, je, da VGP na te ukrepe nima zaznavnih učinkov. Opažena povezava preseka je bila, da otroci s takšnimi nevrokognitivnimi lastnostmi (nižji PIQ in nižja FA v razširjenih regijah) predvajajo videoigre v večjih količinah. V povezavi s sedanjimi ugotovitvami FA so prejšnje študije preučevale značilnosti FA bolnikov z odvisnostjo od interneta.^{42, 43} Te študije so pomembne za trenutne rezultate, ker je odvisnost od interneta slabo povezana s količino VGP,⁴⁴ morda zaradi spletnega igranja. Čeprav so ugotovitve teh dveh neskladnih, je pri enem ugotovil, da imajo bolniki z zasvojenostjo z internetom nižjo stopnjo FA v predfrontalnih predelih, vključno s sprednjimi deli možganskega telesa. Nadalje je ta študija uporabila vprašalnik za otroške čustvene motnje⁴⁵ in dokazali, da imajo bolniki z zasvojenostjo z internetom hujše čustvene težave in da so bile te težave povezane s FA v kalosu sprednjega korpusa. Čeprav so prejšnje študije pokazale, da strukturni korelati količine VGP sive snovi niso bili povezani z internetno zasvojenostjo,⁴⁴ možno je, da imata sedanji izvidi FA skupne patogene mehanizme z zasvojenostjo z internetom (na primer ranljivost in / ali pridobljeni znaki odvisnosti / čustvene težave). Te možnosti je treba raziskati v prihodnjih študijah.

Sedanje študije so izboljšale naše razumevanje neposrednih ali posrednih učinkov VGP pri otrocih. Kot je bilo opisano v prejšnjih študijah, so prejšnja nevrografiranja precej dosledno pokazala pozitivno korelacijo med količino VGP in količino sive snovi v DLFPC, in to na splošno velja za pozitiven rezultat.^{7, 8, 9} Podobna težnja med količino VGP in regionalnim volumnom sive snovi v levem dorsolateralnem PFC (T= 3.27, 689 mm³, P<0.0025) so opazili v analizi preseka te študije. V tej analizi je bila analiza VBM izvedena z istim kovarijatom, ki je bil uporabljen v tej študiji (podrobnosti o metodah predhodne obdelave glejte Takeuchi et al.²⁶). Vendar pa dodatne študije kažejo, da ima povečana siva snov, povezana z računalniškimi izkušnjami pri otrocih in mladih, negativne psihološke posledice.^{26, 46} Sedanje študije so preučile neposredne ali posredne učinke VGP z vidika FA in MD ter verbalne inteligence ter nadalje podprle negativne vidike VGP pri mlajših osebah.

Ta študija je imela nekatere omejitve. Prvič, to ni bila interventna študija in zato vključuje nekatere skupne omejitve opazovalnih epidemioloških študij. Ta študija je vključevala vzdolžne analize in ni imela nekaterih omejitev (na primer možnost, da je povezava med verbalno inteligenco in VGP povzročila nagnjenost otrok z nižjo inteligenco do igranja videoigrov). Vendar sedanji rezultati še vedno ne morejo dokazati, da je VGP neposredno povzročil opažene spremembe. Možno je, da so številni okoljski dejavniki, ki jih v analizah ni bilo mogoče popraviti, povzročili opažene spremembe. Možno je tudi, da se je zmanjšanje števila dnevnih dejavnosti (na primer študij, branje, pogovori z drugimi in telovadba) nadomestilo s časom, preživetim v VGP. To velja bolj pri otrocih, ker otroci preživijo svoj čas na dokaj enoten način ob delavnikih (na primer šola). V preostalem času, ko se nekatere dejavnosti povečujejo, se druge dejavnosti ponavadi zmanjšujejo. Glede na to naravo ni primerno popravljati za te dejavnosti v več regresijskih analizah. Upoštevati je treba tudi, da pri otrocih čas, preživet v VGP, odraža zmanjšanje časa, namenjenega verbalnim dejavnostim (ali vadbi), in nekateri opaženi učinki so lahko bili posredovani zaradi takšnih učinkov. Tudi če bi bilo tako, ne mislimo, da je bil namen te študije neizpolnjen, saj čas, preživet v VGP, odraža naravo časa, preživetega v VGP v resničnem življenju. Z drugimi besedami, v nasprotju z eksperimentalnimi nastavitvami mora v resničnem življenju, tudi če določena video igra ugodno vpliva na nekatere funkcije, velik čas, porabljen za igranje takšne igre, nadomestiti z drugimi ugodnimi dejavnostmi, kot sta učenje in vadba. Za nadaljnjo obravnavo tega vprašanja in oceno učinkov športa glej Dopolnilne metode in rezultati. Poleg tega je možno, da je količina VGP odražala druge okvare (odvisnost od VGP in nizka motivacija za akademske ali socialne dejavnosti) in da takšne okvare vplivajo na nevrokognitivne funkcije. Ko pa večja količina VGP preide v odvisnost od videoigre, lahko to vpliva na nevrokognitivne funkcije. Za upoštevanje teh vzročnih mehanizmov je treba izvesti prihodnje študije. Za nadaljnje razprave o tem vprašanju glej Dopolnilne metode. Poleg tega smo v tej raziskavi uporabili tudi potrjen in široko uporabljen, vendar surov kognitivni ukrep (Wechslerjev IQ test), in nismo zbrali podatkov, ki bi lahko posebej ovrednotili socioemocionalne ukrepe. Vpliv VGP na te posebne funkcije in njihovo povezanost z ukrepi difuzijskega tenzorja je treba preučiti v prihodnjih študijah. Študije so tudi pokazale, da imajo določene video igre (na primer nasilne, prostorske in strateške igre) določene specifične učinke.⁴⁷ Ker naš namen raziskave ni obravnaval teh vprašanj, nismo zbrali podatkov, potrebnih za preučevanje takih učinkov; vendar bi te učinke lahko preučili v prihodnosti. Ena splošnih omejitev tovrstne strukturne študije o vplivu okoljskih dejavnikov na nevronske in kognitivne mehanizme je, da strukturne spremembe ne odražajo neposredno funkcionalnih sprememb znotraj opredeljenih področij, ki so povezane s kognitivnimi funkcijami. Tako naša študija ne more neposredno pojasniti, kako so MD korelati količine VGP na opredeljenih območjih povezani z opaženimi kognitivnimi funkcionalnimi korelati količine VGP in drugih kognitivnih funkcij.

Za zaključek je povečan VGP neposredno ali posredno povezan z zapoznelim razvojem MD v obsežnih regijah v možganih, pa tudi z verbalno inteligenco. Prej so poročali o številnih koristnih učinkih VGP,⁴⁸ in videoigre so lahko koristne v določenih pogojih (na primer starejši odrasli, določene vrste iger). Vendar pa je ta študija izpopolnila naše razumevanje VGP kot vsakodnevne navade otrok in razkrila, da lahko pogoji, v katerih otroci predvajajo videoigre dalj časa, vodijo v neugoden nevrokognitivni razvoj, vsaj z določene perspektive.

Na vrh strani   

Konflikt interesov

Avtorji ne izražajo navzkrižja interesov.

Na vrh strani   

Reference

1. Sharif I, Sargent JD. Povezava med izpostavljenostjo televizije, filma in video iger ter šolskim nastopom. Pediatrija 2006; 118: e1061 – e1070. | Člen | PubMed |
2. Barlett CP, Anderson CA, Swing EL. Učinki video iger - potrjeni, domnevni in špekulativni: pregled dokazov. Simulat Gaming 2008; 40: 377–403. | Člen |
3. Anand V. Študija upravljanja s časom: Korelacija med uporabo video iger in kazalci akademske uspešnosti. Cyberpsychol Behav 2007; 10: 552–559. | Člen | PubMed |
4. Dworak M, Schierl T, Bruns T, Strüder HK. Vpliv izjemne pretirane izpostavljenosti računalniške igre in televizije na vzorce spanja in delovanje spomina šolanih otrok. Pediatrija 2007; 120: 978–985. | Člen | PubMed |
5. Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T sod. Dokazi za sproščanje stripa dopamina med video igrico. Narava 1998; 393: 266–268. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
6. Weinstein AM. Zasvojenost z računalniki in video igrami - primerjava med uporabniki iger in uporabniki, ki niso. Am J Zloraba alkohola na drogah 2010; 36: 268–276. | Člen | PubMed |
7. Kühn S, Lorenz R, Banaschewski T, Barker GJ, Büchel C, Conrod PJ sod. Pozitivna povezava igranja video iger z debelino leve čelne skorje pri mladostnikih. PLoS One 2014; 9: e91506. | Člen | PubMed |
8. Hyun GJ, Shin YW, Kim BN, Cheong JH, Jin SN, Han DH. Povečana debelina skorje pri profesionalnih spletnih igralcih. Psychiatry Investig 2013; 10: 388–392. | Člen | PubMed |
9. Han DH, Lyoo IK, Renshaw PF. Diferencialni regionalni obseg sive snovi pri bolnikih z zasvojenostjo s spletnimi igrami in profesionalnih igralcih iger. J Psychiatr Res 2012; 46: 507–515. | Člen | PubMed |
10. Beaulieu C. Osnove anizotropne difuzije vode v živčnem sistemu - tehnični pregled. NMR Biomed 2002; 15: 435–455. | Člen | PubMed | ISI |
11. Sagi Y, Tavor I, Hofstetter S, Tzur-Moryosef S, Blumenfeld-Katzir T, Assaf Y. Učenje na hitrem pasu: nova spoznanja o nevroplastičnosti. Neuron 2012; 73: 1195–1203. | Člen | PubMed | CAS |
12. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Hashizume H, Sekiguchi A, Kotozaki Y sod. Trening delovnega spomina vpliva na povprečno difuzivnost dopaminergičnega sistema. Funkcija možganske strukture 2014; 220: 3101–3111. | Člen | PubMed |
13. Takeuchi H, Taki Y, Sekuguchi A, Hashizume H, Nouchi R, Sassa Y sod. Povprečna difuzivnost globus pallidusa, povezana z besedno ustvarjalnostjo, merjena z divergentnim razmišljanjem in temperamenti, povezanimi z ustvarjalnostjo, pri mladih zdravih odraslih. Map Brain Map 2015; 36: 1808–1827. | Člen | PubMed |
14. Razek AA, Elmongy A, Hazem M, Zakareyia S, Gabr W. Učinek idiopatske Parkinsonove bolezni levodope na vrednost navideznega koeficienta difuzije v možganih. Acad Radiol 2011; 18: 70–73. | Člen | PubMed |
15. Péran P, Cherubini A, Assogna F, Piras F, Quattrocchi C, Peppe A sod. Markerji magnetne resonance nigrostriatalnega podpisa Parkinsonove bolezni. Možgani 2010; 133: 3423–3433. | Člen | PubMed |
16. Takeuchi H, Sekiguchi A, Taki Y, Yokoyama S, Yomogida Y, Komuro N sod. Usposabljanje delovnega spomina vpliva na strukturno povezljivost. J Neurosci 2010; 30: 3297–3303. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
17. Friederici AD, Rueschemeyer SA, Hahne A, Fiebach CJ. Vloga leve spodnje čelne in zgornje časovne skorje pri razumevanju stavka: lokalizacija skladenjskih in pomenskih procesov. Cereb Cortex 2003; 13: 170–177. | Člen | PubMed |
18. Modri ​​RA. Dopamin, učenje in motivacija. Nat Rev Neurosci 2004; 5: 483–494. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
19. Morrell MJ, McRobbie DW, Quest RA, Cummin AR, Ghiassi R, Corfield DR. Spremembe v morfologiji možganov, povezane z obstruktivno apnejo v spanju. Sleep Med 2003; 4: 451–454. | Člen | PubMed |
20. Azuma H, Ueno K, Fujita K, Maekawa H, Ishikuma T, Sano H. Japonska inteligenčna lestvica za otroke Wechsler, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonska, 1998.
21. Fujita K, Maekawa H, Dairoku H, Yamanaka K. Japonska inteligenčna lestvica za odrasle Wechsler, 3rd (edn). Nihon Bunka Kagakusha: Tokio, Japonska, 2006.
22. Tanaka H, ​​Monahan KD, tesnila DR. Ponovno obiskano starostno napovedano najvišjo srčno frekvenco J Am Coll Cardiol 2001; 37: 153–156. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
23. Takeuchi H, Taki Y, Hašizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y sod. Vpliv interakcije med starši in otrokom na možganske strukture: presečne in vzdolžne analize. J Neurosci 2015; 35: 2233–2245. | Člen | PubMed |
24. Benjamini Y, Krieger AM, Yekutieli D. Prilagodljivi linearni postopni postopki, ki nadzorujejo stopnjo lažnih odkritij. Biometrika 2006; 93: 491–507. | Člen | ISI |
25. Pike N. Uporaba stopenj lažnih odkritij za večkratne primerjave v ekologiji in evoluciji. Metode Ecol Evol 2011; 2: 278–282. | Člen |
26. Takeuchi H, Taki Y, Hašizume H, Asano K, Asano M, Sassa Y sod. Vpliv gledanja televizije na možganske strukture: presečne in vzdolžne analize. Cereb Cortex 2015; 25: 1188–1197. | Člen | PubMed |
27. Smith SM, Nichols TE. Izboljšanje grozda brez pragov: reševanje problemov glajenja, odvisnosti od praga in lokalizacije v sklepanju grozda. Neuroimage 2009; 44: 83–98. | Člen | PubMed | ISI |
28. Genovese CR, Lazar NA, Nichols T. Prag statističnih zemljevidov pri funkcionalnem nevroslikovanju s pomočjo stopnje lažnih odkritij. Neuroimage 2002; 15: 870–878. | Člen | PubMed | ISI |
29. Friston KJ, Holmes A, Poline JB, Price CJ, Frith CD. Odkrivanje aktivacij v PET in fMRI: stopnje sklepanja in moči. Neuroimage 1996; 4: 223–235. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
30. Hayasaka S, Phan KL, Liberzon I, Worsley KJ, Nichols TE. Nestacionaren sklep o velikosti grozda z metodami naključnega polja in permutacije. Neuroimage 2004; 22: 676–687. | Člen | PubMed | ISI |
31. Taki Y, Thyreau B, Hašizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K sod. Linearna in ukrivljena korelacija volumna beljakovin v možganih, delne anizotropije in povprečne difuznosti s starostjo z uporabo vokselskih analiz in regij zanimanja pri 246 zdravih otrocih. Hum Brain Mapp 2013; 34: 1842–1856. | Člen | PubMed |
32. Jones DK, Knösche TR, Turner R. Celovitost bele snovi, število vlaken in druge zmote: prednosti in slabosti difuzije MRI. Neuroimage 2013; 73: 239–254. | Člen | PubMed | ISI |
33. Baddeley A. Delovni spomin: pogled nazaj in pogled naprej. Nat Rev Neurosci 2003; 4: 829–839. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
34. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Obdelava nagrad v orbitofrontalni skorji primatov in bazalnih ganglijih. Cereb Cortex 2000; 10: 272–283. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
35. Takeuchi H, Taki Y, Nouchi R, Sekiguchi A, Kotozaki Y, Miyauchi C sod. Regionalna gostota sive snovi je povezana z motivacijo za dosežke: dokazi iz morfometrije na osnovi voksela. Funkcija možganske strukture 2014; 219: 71–83. | Člen | PubMed |
36. Cheng Nn, Maeda T, Kume T, Kaneko S, Kochiyama H, Akaike A sod. Diferencialna nevrotoksičnost, ki jo povzročata L-DOPA in dopamin v gojenih striatalnih nevronih. Brain Res 1996; 743: 278–283. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
37. Alicata D, Chang L, Cloak C, Abe K, Ernst T. Višja difuzija v striatumu in nižja frakcijska anizotropija v beli snovi uporabnikov metamfetamina. Psihiatrija Res 2009; 174: 1–8. | Člen | PubMed | ISI |
38. Griffiths MD, Meredith A. Zasvojenost z video igrami in njeno zdravljenje. J Contemp Psychother 2009; 39: 247–253. | Člen |
39. Duckworth AL, Quinn PD, Lynam DR, Loeber R, Stouthamer-Loeber M. Vloga testne motivacije pri testiranju inteligence. Proc Natl Acad Sci 2011; 108: 7716–7720. | Člen | PubMed |
40. Takeuchi H, Taki Y, Sassa Y, Hašizume H, Sekiguči A, Fukušima A sod. Strukture bele snovi, povezane z ustvarjalnostjo: dokazi s slikanjem tenzij difuzije. Neuroimage 2010; 51: 11–18. | Člen | PubMed |
41. Bengtsson SL, Nagy Z, Skare S, Forsman L, Forssberg H, Ullén F. Obsežno vadenje klavirja ima regionalno specifične učinke na razvoj bele snovi. Nat Neurosci 2005; 8: 1148–1150. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
42. Lin F, Zhou Y, Du Y, Qin L, Zhao Z, Xu J sod. Nenormalna celovitost bele snovi pri mladostnikih z motnjo zasvojenosti z internetom: študija prostorske statistike, ki temelji na traktu. PLoS One 2012; 7: e30253. | Člen | PubMed |
43. Yuan K, Qin W, Wang G, Zeng F, Zhao L, Yang X sod. Nenormalnosti mikrostrukture pri mladostnikih z motnjo zasvojenosti z internetom. PLoS One 2011; 6: e20708. | Člen | PubMed | CAS |
44. Kühn S, Gallinat J. Količina doživljenjskih video iger je pozitivno povezana z entorinalnim, hipokampalnim in okcipitalnim volumnom. Mol Psihiatrija 2014; 19: 842–847. | Člen | PubMed |
45. Birmaher B, Khetarpal S, Brent D, Cully M, Balach L, Kaufman J sod. Zaslon za čustvene motnje, povezane z otrokovo tesnobo (SCARED): Zgradba lestvice in psihometrične značilnosti. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 1997; 36: 545–553. | Člen | PubMed |
46. Li W, Li Y, Yang W, Wei D, Li W, Hitchman G sod. Možganske strukture in funkcionalna povezanost, povezane z individualnimi razlikami v internetnih nagnjenjih pri zdravih mladih odraslih. Nevropsychologia 2015; 70: 134–144. | Člen | PubMed |
47. Green CS, Bavelier D. Akcijska video igra spreminja vizualno selektivno pozornost. Narava 2003; 423: 534–537. | Člen | PubMed | ISI | CAS |
48. Powers KL, Brooks PJ, Aldrich NJ, Palladino MA, Alfieri L. Učinki igranja video iger na obdelavo informacij: meta-analitična preiskava. Psychon Bull Rev 2013; 20: 1055–1079. | Člen | PubMed | ISI |
49. Maldjian JA, Laurienti PJ, Burdette JH. Precentralna neskladnost girusa v elektronskih različicah atlasa Talairach. Neuroimage 2004; 21: 450–455. | Člen | PubMed | ISI |
50. Maldjian JA, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. Avtomatizirana metoda za zaslišanje naborov podatkov fMRI na osnovi nevroanatomskega in citoarhitektonskega atlasa. Neuroimage 2003; 19: 1233–1239. | Člen | PubMed | ISI |
51. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, Crivello F, Etard O, Delcroix N sod. Avtomatizirano anatomsko označevanje aktivacij v SPM z uporabo makroskopske anatomske parcelacije možganov z enim predmetom MNI MRI. Neuroimage 2002; 15: 273–289. | Člen | PubMed | ISI | CAS |

Na vrh strani    

Priznanja

S spoštovanjem se zahvaljujemo Yuki Yamada za upravljanje MRI skenerja, Keiko Okimoto za pomoč pri poskusu in Juriku Suzukiju iz Philipsa za nasvete glede difuzijsko tehtanih slik. Zahvaljujemo se tudi udeležencem študije, drugim preiskovalcem psiholoških testov in vsem našim sodelavcem na Inštitutu za razvoj, staranje in raka ter na univerzi Tohoku za podporo. Študijo sta podprla JST / RISTEX in JST / CREST. Zahvaljujemo se podjetju Enago (www.enago.jp) za pregled v angleškem jeziku.