Prekomerna uporaba internetnih iger je povezana s spreminjanjem Fronto-Striatalne funkcionalne povezave med obdelavo povratnih povratnih informacij (2018)

Slabša povezanost vmPFC s jedrom kaudata

Znano je, da vmPFC sodeluje pri prevajanju nagrad v reprezentativne vrednosti (39, 42). Ima vzajemne povezave s striatumom za kognitivne in afektivne / čustvene funkcije (43, 44). Naše ugotovitve razkrivajo disociirano funkcionalno sklopitev vmPFC s podregijami striatuma, povezanega z IGO: šibkejša funkcionalna povezanost z dorzalnim striatumom (tj. Kavnetnim jedrom) in močnejša povezanost z ventralnim striatumom (tj. NAcc).

Jedro kaudata je ciljno območje dopaminskih projekcijskih nevronov v substantia nigra in je znano, da je vključeno v kodiranje povezav med dejanji in rezultati med učenjem nagrajevanja (45). Gre za eno izmed možganskih regij, kjer so v molekularni obliki pogosto poročali o nepravilnostih, povezanih z IGD (46), strukturni (47, 48) in funkcionalne študije (17). Na primer, mladi odrasli z internetno zasvojenostjo kažejo zmanjšano razpoložljivost receptorja D2 za dopamin v dvostranskem dorzalnem kaudatu, resnost internetne zasvojenosti, merjena z IAT lestvicami, pa je negativno povezana z razpoložljivostjo dopaminskih D2 receptorjev v levem kavdatu (46). Prav tako se zdi, da imajo posamezniki z IGD povečan volumen sive snovi v kavratu, skupaj z oslabljenim kognitivnim nadzorom (47). Dong et al. (17) so poročali o zmanjšani aktivaciji kaudata pri posameznikih z zasvojenostjo z internetom med odločanjem v okviru "stalnih" zmag, kar kaže na premalo pozornosti na prejšnje izbire vedenja in njihove rezultate.

O možganskih aktivacijah kot odzivu na pozitivne povratne informacije so poročali tako v kavdatnem jedru kot vmPFC, zlasti kadar povratne informacije vsebujejo informacije za prihodnje vedenje (49). Anatomska moč povezave caudate-vmPFC je pokazala, da napoveduje prožnost ciljno usmerjenega delovanja (50). Motena funkcionalna komunikacija med dorzalnim striatumom in vmPFC, ki jo najdemo v skupini IGO te študije, pomeni, da bi moralo biti nenormalno odločanje ali neuspešno vedenjsko prilagajanje denarne nagrade, še posebej, ker so za druge vrste zasvojenosti poročali o podobnih ugotovitvah. Na primer, Lee in sod. (51) so poročali o zmanjšani funkcionalni povezanosti med dorzalnim striatumom in orbitofrontalno regijo, ki obdaja vmPFC med opravilom Odd-Even-Pass pri posameznikih z odvisnostjo od alkohola, v povezavi z njihovim vztrajnim izborom slabih odločitev. Vendar nismo našli povezave med šibko vmPFC-dorzalno striatumsko povezljivostjo IGO in učenostjo za denarno nagrado.

Močnejša vmPFC povezanost z jedrom

V nasprotju s povezljivostjo jedra vmPFC-kaudata je bila v skupini IGO izboljšana povezanost vmPFC-NAcc. Predvideno je, da je NAcc, kot eden glavnih sestavnih delov ventralnega striatuma, vključen v dodeljevanje spodbudne spodbude spodbudnemu dražljaju. Za vezje vmPFC-NAcc naj bi šlo za nevropatološki mehanizem zasvojenosti (52). Na primer, povečana je funkcionalna povezanost med ventralnim striatumom in vmPFC pri posameznikih, odvisnih od heroina, v stanju počitka (53). O povečani vmPFC-NAcc povezavi so poročali tudi pri mladih odraslih, odvisnih od alkohola, med obdelavo nagrad, posamezne razlike v tej povezljivosti pa so povezane s pogostostjo uživanja alkohola (54).

Naše ugotovitve so v skladu s sklepi Volkow et al. (55), ki je predlagal, da je odvisnost povezana z vezjem "ZDAJ", kjer povišan vmPFC / NAcc vezje daje prednost izbiri takojšnje nagrade. Trenutna ugotovitev vezave vmPFC-NAcc v skupini IGO je skladna s patološkimi spremembami nevronskih mehanizmov, ki so vključeni v predelavo vrednosti odvisnosti od odvisnosti od snovi, zlasti v vezjih, ki si želijo.

Čeprav je obstajala negativna povezava med funkcionalno povezanostjo vmPFC-NAcc in stopnjo pravilnega bivanja za denarno nagrado, je pri razlagi te ugotovitve potrebna previdnost. Upoštevajte, da sta dva posameznika iz skupine IGO, katerih moč funkcionalne povezljivosti vmPFC-NAcc je bila med izročitvijo denarne nagrade močno okrepljena, pokazala najnižjo stopnjo pravilnega bivanja. Zlasti enega udeleženca v skupini IGO bi lahko identificirali kot statističnega izobčenca [Cook's Distance method; (56)]. Negativna korelacija je bila prvotno ugotovljena v skupini IGO [r₍₁₆₎ = −0.516, p = 0.028] ni več pomemben, če je ta zunanji del odstranjen iz analize [r₍₁₅₎= −0.233, p = 0.369]. Menimo tudi, da je ta odstopanje le skrajni primer tega negativnega odnosa, v katerem bi udeleženec z najbolj izboljšano funkcionalno povezavo vmPFC-NAcc za denarno nagrado doživel največje kognitivne motnje pri obdelavi povratnih informacij o nagradi. Nizka uspešnost tega udeleženca je bila značilna le za denarno nagrado (0.65: povprečna stopnja pravilnega bivanja skupine IGO = 0.941; SD = 0.094), ne za simbolično nagrado (0.77: povprečna stopnja pravilnega bivanja skupine IGO = 0.822; SD = 0.179). To kaže na to, da slaba vedenjska uspešnost ni bila povezana z napačnim razumevanjem navodil za nalogo ali slabo učno sposobnostjo na splošno. Poleg tega je podoben trend negativnega odnosa obstajal tudi v običajni kontrolni skupini [r₍₁₈₎ = −0.440, p = 0.052], kar pomeni, da je povečana funkcionalna sklopitev vmPFC-NAcc povezana s slabimi učnimi zmogljivostmi za denarno nagrado, ne glede na težave IGO. To razlago podpira prejšnje poročilo, da so med zdravimi udeleženci posamezniki s povečano povezanostjo ventral striatum-vmPFC med nalogo popuščanja z zamudo pokazali večje impulzivne vedenjske nagnjenosti (57). Trenutno ugotovitev okrepljene funkcionalne povezanosti vmPFC-NAcc v skupini IGO je mogoče razumeti kot podoben patološki mehanizem povečane vidljivosti znotraj "želenih" vezij (58). Z drugimi besedami, okrepljena povezava vmPFC-NAcc za spodbudo za nagrado pri posameznikih IGO je lahko povezana z večjim odzivnim odzivom na nagrado, kar je lahko temeljni mehanizem problematičnega vedenja prekomerne uporabe interneta za vidne spodbude.

Šibkejša VS povezljivost z dorzalno sprednjo cingulatno skorjo

Naša preiskava funkcionalne povezljivosti VS na podlagi nalog je pokazala, da imajo posamezniki IGO šibkejše VS-dACC sklopke glede na kontrolno skupino. Ta zmanjšana funkcionalna vez med ventralnim striatumom in DACC je skladna s prejšnjimi ugotovitvami. Pokazalo se je, da je notranja povezanost ventralnega striatum-dACC povezana z večjo resnostjo nikotina (59) in odvisnosti od kokaina (60). Tudi Crane in sod. (61) so poročali, da je skupina z visokim tveganjem pri motnji uživanja alkohola (tj. pivcem pijančkov) težko vključila to mrežo med obdelavo nagrad.

V okviru učenja ima dACC pomembno vlogo pri kodiranju povezav med dejanji in rezultati, vključno z vključevanjem zgodovine nagrad za usmerjanje odločitev za morebitne nagrade (62, 63). Prav tako je bilo predlagano, da sodelujejo pri navajanju potrebe po pozornosti med učenjem (64). Poročali so o nepravilnostih funkcije dACC za obdelavo povratnih informacij pri posameznikih z IGD. Yau et al. (65) je opozoril, da so mladostniki s problematično uporabo interneta med tveganjem zakrivili negativne negativne posledice in amplitude P300, kar kaže na nenormalno delovanje ACC v zgodnji in pozni obdelavi povratnih informacij. Glede na to, da je VS tudi kritična regija možganov za učenje, povezano z nagradami (66) kot tudi za obdelavo nagrad (67), funkcionalna sklopitev med VS in dACC mora imeti kritično vlogo pri učenju povratnih informacij, pri čemer se posodobijo vrednosti izida za izbrane odgovore. Zato lahko spremenjena funkcionalna sklopka VS-dACC v skupini IGO kaže na težave pri predstavljanju vrednostnih signalov, vezanih na razmerja med dejanji in rezultati, kar bi lahko povzročilo težave pri učenju, čeprav pri denarni nagradi ni bilo opaziti slabšega učenja.

Šibkejša VS povezljivost z drugimi kortikalnimi in podkortikalnimi regijami

V povezavi z IGO smo našli široko nenormalno funkcionalne sklopke v vlPFC, precuneus in jezikovne žile. Te regije so med učenjem povratnih informacij vključene v različne kognitivne kontrole. Na primer, vlPFC je znan po tem, da vodi fleksibilno ciljno usmerjeno vedenje z vključevanjem motivacijskih informacij iz podkortičnih področij (68, 69). Precuneus in jezikovni gyrus se aktivirajo kot odziv na denarno nagrado med obratnim učenjem, ko je nagrada dana kot signal za razveljavitev vlog (70). Po mnenju Dong in sod. (71) pri posameznikih z IGD je zmanjšana inferiorna aktivacija čelne skorje pri tveganih odločitvah. Zmanjšana funkcionalna povezanost med VS in različnimi kortikalnimi regijami v skupini IGO v trenutni študiji kaže na oslabljeno kognitivno kontrolo obdelave povratnih informacij, ko je denarna nagrada dana kot pozitivna povratna informacija.

Ugotovili smo tudi, da je skupina IGO med obdelavo denarnih nagrad pokazala šibkejšo VS funkcionalno povezanost s palidumom. Palidum prejme eferentne povezave iz ventralnega striatuma, zlasti iz NAcc, in pošlje signal v skorjo preko relejev skozi talamus (72). Znano je, da je palidum povezan z motoričnimi funkcijami, vendar je bila tudi vloga pri predelavi nagrad zelo razširjena (73). Zhai et al. (74) poročali, da je IGD povezan z zmanjšano učinkovitostjo bele snovi v palidumu. VS in palidum sta vpletena v hedonski vpliv odvisnosti, ki naj bi ga posredovali opioidni sistemi (75) ugibamo, da lahko zmanjšana funkcionalna povezanost VS-Palliduma pri posameznikih IGO odraža zmanjšano hedonsko zadovoljstvo zaradi denarne nagrade. Ta interpretacija je v skladu s teoretičnim modelom odvisnosti, ki vključuje zmanjšane hedonistične vrednosti (76).

Zakaj so učinki na funkcionalno povezljivost samo za denarno nagrado?

Samo za denarno nagrado je skupina IGO pokazala spremenjene funkcionalne povezljivosti s šibkejšimi močnejšimi ali močnejšimi vzorci. Med učenjem povratnih informacij so se udeleženci zavedali, da lahko pravilen odziv povzroči denarno ali simbolično nagrado. Ker niso bili obveščeni o tem, kateri učni spodbudi naj bi sledila denarna, v nasprotju s simbolično nagrado, bi bila izročitev denarne nagrade v primerjavi s simbolično nagrado močnejša. Da so bili ti učinki omejeni na skupino IGO, kaže na to, da je imela ta pomembnost večji vpliv na posameznike IGO kot nadzor.

Kljub funkcionalnim učinkom povezovanja, ki jih pri posameznih IGO opažamo za denarno nagrado, v skupini IGO nismo zaznali oslabitve učenja za denarno nagrado glede na kontrolne skupine. Eden od možnih razlogov za to bi lahko bil stropni učinek. V tej paradigmi učenja povratnih informacij, kjer je bila vsaka povratna informacija dana na podlagi determiniranega nepredvidljivega razmerja med stimulansom in izidom, je bila povprečna stopnja pravilnega bivanja za denarno nagrado zelo visoka v obeh skupinah (skupina IGO: M = 0.94, SD = 0.09; kontrolna skupina: M = 0.95, SD = 0.04). Posledično bi bilo težko rešiti kakršno koli oslabitev učenja za učenje z denarno nagrado, tudi v skupini IGO. Druga možnost je, da se lahko IGO posamezniki za učenje SR zvez zanesejo na druge kompenzacijske kognitivne vire, kar ima za posledico uspešnost, podobno nadzoru. Vendar nismo našli nobenih dokazov, ki bi podkrepili kompenzacijsko hipotezo, saj je bila večina preiskovanih funkcionalnih omrežij v skupini IGO šibkejša kot pri kontrolah. Za edini primer povečane funkcionalne povezanosti v skupini IGO (tj. Povezave vmPFC-NAcc) je bil odnos do vedenjske uspešnosti nasproten pričakovanju: posamezniki z močnejšo povezanostjo vmPFC-NAcc za denarno nagrado so pokazali zmanjšano težnjo po izbiri enak odziv v naslednjih priložnostih. Če torej obstaja kompenzacijski mehanizem za premagovanje oslabitve učenja za povratne informacije o nagradni igri v IGO, mora obstajati zunaj vmPFC ali VS spojnih mrež. Nazadnje bi morali razmisliti o možnosti, da se kompenzacijski mehanizmi IGO ne pojavijo v času obdelave povratnih informacij, kot je bilo raziskano v trenutni študiji, temveč med inter-preskusnim intervalom (strategija delovnega spomina) ali med izbiro spodbujevanja / odziva. V skladu s to idejo, predhodno poročilo (1) predlaga, da bi IGO posamezniki zaposlili strategijo delovnega spomina posebej za denarno nagrado, da bi nadomestili svojo oslabitev učenja pri nagrajevanju.

Opozorila in omejitve

Čeprav smo v skupini IGO opazili različne vzorce funkcionalne povezljivosti VS in vmPFC, stopnja teh nepravilnosti ni bila povezana z resnostjo simptomov zasvojenosti z internetnimi igrami. Nenormalnosti, ugotovljene v funkcionalnih omrežjih, ki sodelujejo pri obdelavi informacij o nagrajevanju, so lahko posledica velike uporabe internetnih iger posameznikov IGO. Vendar pa naši podatki ne podpirajo te možnosti, saj nismo našli nobene povezave med časom, porabljenim za igre na srečo, in močmi povezljivosti. Druga možnost je, da resnost zasvojenosti morda ne kaže linearne povezave s stopnjo nepravilnosti pri obdelavi nagrad. Druga težava je, da bodo posamezniki z nekaterimi lastnimi, že obstoječimi funkcijami funkcionalnega omrežja bolj verjetno zašli v težave s prekomerno uporabo iger. Na primer, priložnostne igralne dejavnosti lahko postanejo problematične za tiste, ki so razmeroma neučinkoviti pri obdelavi kognitivnih / pozornih zahtev po nadzoru okolja, ko uživajo užitek za zelo vidne nagrade, kar ogroža IGD za take običajne posameznike. Za obravnavanje dolgoročnih učinkov uporabe internetnih iger ali dejavnikov tveganja pri obdelavi informacij bodo potrebne longitudinalne študije.

Motnja depresije in pomanjkanja pozornosti / hiperaktivnosti (ADHD) je vključena v predelavo nagrad (77, 78), oboji pa sta tudi dobro znani psihiatrični komorbidnosti IGD (79). Spremembe vzorcev funkcionalne povezanosti, ki smo jih opazili v skupini IGO, niso bile povezane z nobeno od sočasnih bolezni IGD, kot sta depresija ali impulzivnost. Ker so bile razlike v skupinah za denarno nagrado opažene v funkcionalnih možganskih omrežjih, za katere je znano, da so vključena v vidnost in kognitivni nadzor nad nagrajevanjem, je smiselno domnevati, da so te razlike povezane z obdelavo informacij o nagradi. Zato so razlike pri obdelavi informacij za denarno nagrado verjetno kritične lastnosti IGD, ki se lahko pojavijo neodvisno od osebnostnih lastnosti ali čustvenih motenj.

Pomembno je razpravljati o nekaj omejitvah tega poročila. Našo skupino IGO so sestavljali mladi moški, ki so bili "ogroženi" zaradi IGD. Treba je biti previden pri posploševanju naših ugotovitev na samice IGO ali na samce ali ženske, ki imajo klinično diagnozo IGD (80). Drugo vprašanje je uporaba fiksnega inter-dražljaja med učnimi dražljaji in prikazom povratnih informacij, kot je značilno za učne paradigme združenja SR. Ta fiksni interval bi lahko povzročil, da bodo na podatke slikanja za aktivacijo, povezane s povratnimi informacijami, vplivale preostale aktivnosti iz obdobja predvidevanja povratnih informacij (tj. Predstavitev iztočnice ali začetek odziva). Dejansko je prejšnja študija, ki je proučevala napako napovedovanja nagrad pri IGD, pokazala, da je med obdelavo iztočnic prišlo do močne aktivacije VS (81). Nenazadnje je treba upoštevati, da pristop funkcionalne povezanosti ne razkriva neposrednih ali vzročne zveze med dvema regijama, čeprav so bile nekatere naše interpretacije seznanjene s posebnimi anatomskimi medsebojnimi povezavami, ki jih najdemo v študijah na živalih.