Longitudinalne spremembe v nevronski povezljivosti pri bolnikih z motnjami pri internetnem igranju: študija koherentnosti EEG-a v mirovanju (2018)

Front Psychiatry. 2018 junij 7; 9: 252. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00252.

PMID: 29930524

PMCID: PMC5999751

DOI: 10.3389 / fpsyt.2018.00252

Park Sunyoung¹, Hyera Ryu¹, Ji-Yoon Lee¹, Aruem Choi¹, Dai-Jin Kim², Sung Nyun Kim^3* in Jung-Seok Choi^1,4*

Cilji:

Ta študija je preučevala nevronsko povezanost, povezano z odzivi na zdravljenje pri bolnikih z motnjo internetnega igranja (IGD) z uporabo koherenčnih analiz elektroencefalografije v mirovanju (EEG) v mirovanju.

Metode:

Vključili smo bolnike 30 z zdravimi kontrolnimi osebami IGD in 32 (HC). Med bolniki z IGD je 18 končal ambulantno zdravljenje, ki je vključevalo farmakoterapijo s selektivnimi zaviralci ponovnega privzema serotonina v mesecih 6. Za oceno kliničnih in psiholoških značilnosti pred in po zdravljenju so bili uporabljeni vprašalniki skladnosti EEG v stanju počitka in samoporočanje, podatki pa so bili analizirani s pomočjo splošnih ocenjevalnih enačb.

Rezultati:

V primerjavi s HC-ji so bolniki z IGD pokazali povečano beta in gama intrahemisferično koherenco in povečano delta intrahemisferično koherenco desne poloble v izhodišču. Po bolnikih z ambulantnim zdravljenjem 6 so bolniki z IGD pokazali izboljšanje simptomov IGD v primerjavi z izhodiščem, vendar so še naprej kazali povečano beta in gama znotraj hemisferično koherenco v primerjavi s HC. V nobenem pasu v skupini z IGD niso bile ugotovljene pomembne spremembe skladnosti EEG med ocenami pred in po zdravljenju.

ugotovitev:

Te ugotovitve kažejo, da je lahko bistveno večja znotrajfemeristična hitrofrekvenčna koherenca pomemben marker nevrofizioloških lastnosti bolnikov z IGD.

Predstavitev

Za motnjo internetnih iger (IGD) je značilen vzorec prekomerne in ponavljajoče se uporabe internetnih iger (1). IGD je deležen vse večje pozornosti zaradi različnih negativnih posledic, ki vplivajo na normalno vsakdanje življenje, akademsko uspešnost in delovno uspešnost ter na psihološko delovanje (1, 2). Bolniki z vedenjsko odvisnostjo, kot je IGD, imajo nekatere klinične značilnosti, vključno z impulzivnostjo, hrepenenjem in nezmožnostjo nadzorovanja škodljivega vedenja (3, 4). Nedavne študije so uporabile nevro-slikanje in nevrofiziološke tehnike za raziskovanje strukturnih in funkcionalnih sprememb možganov, povezanih z zaviranjem impulzivnosti ali odziva, da bi izboljšali naše razumevanje značilnosti IGD (5-7).

Številne nevro-slikovne študije so raziskale disfunkcionalno povezanost pri bolnikih z IGD. Na primer, Zhang (8) poročali o zmanjšani amplitudi nizkih nihanj v orbitofrontalni skorji in zadnjični cingulatni skorji pri mladih odraslih z IGD v primerjavi s kontrolo. Ugotovili so tudi, da so imeli bolniki z IGD izboljšano interakcijo v privzetem načinu in v omrežjih izvajalcev nadzora v primerjavi s kontrolo. Poleg tega so bolniki z IGD pokazali povečano povezanost v senzimotornih možganskih omrežjih in spremenjeno interhemisferično funkcionalno povezljivost v prefrontalnem režnjah, vključno z dvostranskim nadrejenim čelnim girusom, slabšim čelnim girusom in srednjim čelnim girusom (9, 10). Te ugotovitve kažejo, da imajo bolniki z IGD motnje v obdelavi, ki je povezana z nagradami, splošnem kognitivnem delovanju in nadzoru impulzov.

Čeprav so študije nevrografskih slik identificirale možganske strukture, ki so vključene v dejavnosti počitka, zagotavljajo omejene informacije glede časovne dinamike nevronskih mrež v možganih. Elektroencefalografska (EEG) koherenca je uporabna za merjenje nepravilnosti v funkcionalni možganski organizaciji z visoko časovno ločljivostjo (11). Koherenca EEG meri doslednost faznih razlik v dveh možganskih regijah in odraža sinhronizacijo med nevronsko populacijo in kortikalno povezanostjo (12). Povečana koherenca med dvema EEG elektrodama kaže na funkcionalno integracijo dveh možganskih regij, medtem ko zmanjšana koherenca odraža nepovezane aktivnosti dveh nevronskih populacij (13, 14).

Nekaj ​​raziskav, ki so preučevale možgansko povezanost z uporabo EEG v mirovanju, so poročali, da so mladostniki z zasvojenostjo z internetom pokazali povečano gama koherenco med parietalnim, desnim časovnim in okcipitalnim območjem v primerjavi z zdravimi kontrolami (HC) (15). Bolniki z IGD so pokazali tudi izboljšano znotrajhemisferično gama koherenco v primerjavi s kontrolami (16). Poleg tega je lahko povečana intrahemisferična povezanost znotraj fronto-temporalnega območja povezana s ponavljajočimi se spletnimi igrami (17). Te konsistentne ugotovitve kažejo, da je spremenjena gama-fazna sinhronija povezana s hiperarozacijo v senzoričnem sistemu in tudi z nenormalnim vzbujevalnim sistemom. Vendar še vedno ni jasno, ali je spremenjena nevronska povezanost pri bolnikih z IGD oznaka lastnosti ali oznaka stanja, povezana z resnostjo IGD. Nekaj ​​raziskav, ki so uporabile koherenco EEG, je pokazalo nepravilnosti v možganski povezanosti pri osebah z motnjo uporabe snovi (SUD), ki ima možganski mehanizem podoben kot pri IGD (7, 18, 19). Na primer, dolgotrajni abstinentni in neustravni odvisni od alkohola so pokazali povečano dvostransko, intrahemisferično in posteriorno EEG koherenco (18). Podobno so pri posameznikih, odvisnih od abstinentov, opazili povečano lehe znotraj hemisferične gama skladnosti v primerjavi s HC (19). Te ugotovitve kažejo, da se izboljšana nevronska povezanost po dolgem obdobju abstinence ali zdravljenja ne normalizira in lahko odraža endofenotip za SUD. Zato bi nam lahko longitudinalne študije pri bolnikih z IGD pomagale razumeti patofiziologijo in razviti intervencije zdravljenja IGD.

Kolikor nam je znano, nobena študija ni raziskovala vzdolžnih sprememb koherencije EEG v stanju počitka po zdravljenju bolnikov z IGD. Tako smo raziskali kortikalno povezljivost, povezano z odzivi na zdravljenje pri bolnikih z IGD, da bi razumeli njen osnovni mehanizem in razjasnili, ali je spremenjena fazna sinhronija pri osebah z IGD stanje ali oznaka lastnosti. Na podlagi predhodnih ugotovitev (16, 17, 20), smo hipotetizirali, da bi pri bolnikih z IGD izhodiščna vrednost bila povečana hitrofrekvenčna koherenca in da bi se ta nevrofiziološki indeks ohranil, čeprav so se njihovi simptomi IGD izboljšali po mesecih ambulantne terapije z 6.

Materiali in metode

udeleženci

Ta longitudinalna študija je vključevala udeležence moških 62 v starosti 18 – 38 let, ki so jih zaposlili iz SMG-SNU Boramae Medical Center in okoliške skupnosti v Seulu, Republika Koreja. Trideset bolnikov je bilo razvrščenih po IGD na podlagi meril Diagnostičnega in statističnega priročnika duševnih motenj, pete izdaje in diagnosticira jih klinično izkušen psihiater (1). Dvaindvajset udeležencev je služilo kot HC. Ta študija je vključevala samo tiste bolnike, ki so več kot 4 ure na dan in / ali 30 ur na teden igrali internetne igre. Poleg tega je bil za oceno resnosti simptomov IGD uporabljen Youngov test zasvojenosti z internetom (Y-IAT) (21). Pri vseh udeležencih so opravili izhodiščne klinične ocene in EEG pregled. Od izhodiščnih ocen je 18 od 30 bolnikov z IGD, ki so imeli komorbidne simptome depresije ali tesnobe, nadaljevalo farmakoterapijo z zaviralci ponovnega privzema serotonina (SSRI) z uporabo povprečnih dnevnih odmerkov: escitalopram 15.83 ± 9.17 mg, fluoksetin 50.00 ± 9.17 mg ali paroksetin. 30.00 ± 14.14 mg. V tej študiji niso uporabili nobenih zdravil razen SSRI. Po 6 mesecih nadaljevanja zdravljenja so zaključili nadaljnje ocene, vključno s kliničnimi ukrepi in snemanjem EEG. Primarni izid zdravljenja je bila sprememba ocene IAT iz obdobja pred in po zdravljenju. Udeleženci HC, ki so igrali internetne igre <2 uri / dan, so bili zaposleni neposredno iz lokalnih skupnosti. Nobeden od udeležencev ni imel v preteklosti duševne motnje, psihotične motnje ali nevrološke motnje, vsi pa so bili desničarji. Udeleženci z ocenjenim IQ <80 so bili izključeni.

To študijo je odobril institucionalni pregledni odbor Medicinskega centra SMG-SNU Boramae, Republika Koreja. Vsi udeleženci so dali pisno informirano soglasje, potem ko so prejeli informacije o študiji.

EEG posnetki

Zbiranje podatkov EEG

Podrobne informacije o EEG posnetkih in postopku zbiranja podatkov so bile predstavljene v naši prejšnji študiji (16). EEG v stanju mirovanja smo snemali 10 minut (4 minute z zaprtimi očmi, 2 minuti z odprtimi očmi in 4 minute z zaprtimi očmi) v električno zaščiteni in zvočno izolirani sobi z prižganimi lučmi. Udeleženci so dobili navodilo, naj se sprostijo in se izogibajo kakršnim koli gibom telesa in zaspanosti. Aktivnost EEG je bila zabeležena s 64 elektrod na osnovi spremenjenega sistema International 10–20 v povezavi z vertikalnimi in vodoravnimi elektrookulogrami ter mastoidno referenčno elektrodo. Ozemljitveni kanal je bil med elektrodama FPz in Fz. Signali EEG so bili neprekinjeno snemani z uporabo pasovnega filtra 0.1–60 Hz in pasovnega filtra 0.1–50 Hz brez pasu s hitrostjo vzorčenja 1,000 Hz. Impedanca elektrode je bila na <5 KΩ.

Vsi podatki EEG so bili analizirani s programsko opremo NeuroGuide (NG Deluxe 2.6.1, Applied Neuroscience; St. Petersburg, FL, ZDA) za koherenčno analizo, 19 kanalov 64 pa je poganjal set NeuroGuide montaže, kot sledi: FP1, FP2, F7 , F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 in O2. Artefakti zaradi utripanja oči in premikov med posnetki EEG so avtomatski sistem NG Deluxe 2.6.1 odstranili in bili vizualno odkriti.

Skladnost

Metode analize skladnosti so bile predstavljene v Park et al. (16). Če povzamemo, so bili EEG-podatki v stanju počitka transformirani v frekvenčno domeno z uporabo algoritma hitre pretvorbe Fourierja z naslednjimi parametri: epoha = 2 s, hitrost vzorčenja = vzorci 128 / s (digitalne časovne točke 256), frekvenčni razpon = 0.5 – 40 Hz in ločljivost 0.5 Hz z kositrskim oknom, ki zmanjšuje uhajanje. Za pridobitev vrednosti skladnosti je bil uporabljen program NG 2.6.1. Sprejete epohe podatkov EEG so bile izračunane za vsak od naslednjih frekvenčnih pasov: delta (1 – 4 Hz), theta (4 – 8 Hz), alfa (8 – 12 Hz), beta (12 – 25 Hz) in gama (30 – 40 Hz). Poleg tega je bilo pregledano intrahemispheric skladnost za vsako skupino uporabo F3-C3, F3-T3, F3-P3, C3-T3, C3-P3 in T3-P3 elektrode parova na leve poloble in F4-C4, F4- Pari elektrod T4, F4 – P4, C4 – T4, C4 – P4 in T4 – P4 na desni polobli. Medhemisferična koherenca je bila izračunana med pari elektrod F3 – F4, C3 – C4, T3 – T4 in P3 – P4.

Psihološke ocene

Wechslerjeva lestvica inteligence za odrasle

Vsem udeležencem je bila izračunana korejska različica IQ (korejska različica Wechslerjeve inteligence za odrasle).22-24).

Vprašalniki

Korejska različica vseh vprašalnikov je bila potrjena (25-28).

Young's IAT (Y-IAT)

Y-IAT je bil uporabljen za merjenje resnosti odvisnosti od interneta. Vsi elementi 20 so ocenjeni na pettočkovni lestvici od 1 do 5. Tako se skupni rezultati gibljejo od 20 do 100 (21, 28). Cronbachova alfa za to študijo je bila 0.97.

Beck depresija zalog-II (BDI-II)

Zdravilo BDI-II je bilo uporabljeno za oceno resnosti depresivnih simptomov (26, 29). Vsak predmet je ocenjen na štiristopenjski lestvici od 0 do 3, skupni rezultati za vseh 21 predmetov pa se lahko gibljejo od 0 do 63. Cronbachova alfa za to študijo je bila 0.95.

Beck anksiozni inventar (BAI)

BAI vključuje skupno 21 postavk in obravnava intenzivnost anksioznih simptomov (25, 30). Odzivi so ocenjeni na štiristopenjski lestvici, ocene pa se gibljejo od 0 do 3. Skupni rezultat BAI, ki se giblje od 0 do 63, dobimo s seštevanjem vseh 21 postavk. Cronbachova alfa za to študijo je bila 0.94.

Barrattova lestvica impulzivnosti-11 (BIS-11)

BIS-11, ki je bil uporabljen za merjenje impulzivnosti (27, 31), je 30-točkovni vprašalnik za samoprijavo, ki vključuje tri podkale, ki merijo impulzivnost (pozornost, motorika in nenačrtovanje). Vsak element je ocenjen na štiristopenjski lestvici od 1 do 4. Cronbachova alfa za to študijo je bila 0.79.

Statistična analiza

Osnovne demografske in psihološke spremenljivke smo analizirali neodvisno t-testov, medtem ko so razlike v psiholoških spremenljivkah pred in po zdravljenju analizirali v paru t-testov. Za oceno skupinskih učinkov v podatkih EEG za vsak frekvenčni pas so bile uporabljene ločene splošne ocenjevalne enačbe (GEE), da bi preverili povezave med večkratnimi meritvami (32, 33). Vrednosti koherencnosti znotraj in med hemisfero so GEE analizirale z uporabo naslednjih faktorjev na začetku in na koncu ambulantnega obdobja ambulantnega zdravljenja 6: intrahemisferična koherenca je bila analizirana glede na skupino (IGD in HC) × regijo (fronto-central , fronto-temporalna, fronto-parietalna, centro-temporalna, centro-parietalna in temporo-parietalna) × hemisfera (leva in desna); interhemisferno koherenco smo ocenili glede na skupino (IGD in HC) × regijo (čelno, osrednje, časovno in parietalno). V teh analizah smo nadzirali izobraževanje in ocene BDI-II, BAI in BIS-11, da smo ugotovili razlike v skupinah. Vse statistične analize smo izvedli s programsko opremo SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, ZDA).

Rezultati

Demografske in psihološke spremenljivke pred in po zdravljenju

Bolniki z IGD se glede na starost ali IQ niso razlikovali od HC-jev. Vendar pa so bile med obema skupinama opažene pomembne razlike v izobrazbi, ocene BDI-II, BAI in BIS-11. Demografske in psihološke značilnosti skupin IGD in HC so predstavljene v preglednici 1. Po mesecih zdravljenja 6 so imeli bolniki z IGD znatno nižje ocene Y-IAT, vendar nižje ocene BDI-II, BAI ali BIS-11 v primerjavi z osnovnimi podatki (tabela 2).

   

Tabela 1. Demografske in psihološke značilnosti študijskih skupin v izhodišču.

   

Tabela 2. Spremembe kliničnih značilnosti bolnikov z motnjo spletnih iger na srečo (IGD) pred in po zdravljenju.

Koherenca EEG

Osnovni podatki o skladnosti EEG

Statistična analiza z uporabo GEEs znotrajhemisferične koherencnosti je pokazala, da so bili osnovni učinki glavnih skupin v pasovih beta in gama na izhodišču po prilagoditvi demografskim in psihološkim spremenljivkam (tabela 3). Konkretno so bolniki z IGD [M (standardna povprečna napaka; SEM) = 48.95 (69.463)] pokazali znatno povečano beta intrahemisferično koherenco kot HC [M (SEM) = 41.68 (70.187)]. Bolniki z IGD [M (SEM) = 58.65 (111.862)] so pokazali tudi bistveno večjo koherenco v gama območju kot HCs [M (SEM) = 46.03 (113.029)]. Poleg tega je bil ugotovljen učinek medsebojnega delovanja za hemisfero × × skupine. Skupina IGD [M (SEM) = 49.11 (68.393)] je znatno povečala delta intrahemisferično koherenco na desni polobli v primerjavi s skupino HC [M (SEM) = 42.36 (69.106)]. Analiza medhemisferične skladnosti ni pokazala pomembnega glavnega učinka skupine, učinka medsebojnega delovanja skupine × regije ali interakcije med poloblomi skupine ×.

   

Tabela 3. Vpliv na znotrajhemisferično koherenco EEG za vpliv demografskih (izobraževalnih) in psiholoških (ocene na značilnosti BDI-II, BAI in BIS-11) pred in po zdravljenju.

Spremembe podatkov o skladnosti EEG po zdravljenju

V nobenem od pasov pred zdravljenjem ali po zdravljenju v skupini z IGD niso opazili pomembnih sprememb koherencnosti EEG. Vendar pa je bil glavni učinek skupine opažen pri skladnosti beta in gama pri oceni po zdravljenju (tabela 3 in slika 1). Natančneje, bolniki z IGD [M (SEM) = 53.66 (75.338)] so pokazali povečano beta intrahemisferično koherenco v primerjavi s HC [M (SEM) = 40.54 (77.143)]. Intrahemisferična koherenca za gama paso je bila pri bolnikih z IGD [M (SEM) = 61.41 (126.700)] bistveno večja kot HC [M (SEM) = 46.51 (129.734)] pri ovrednotenju po zdravljenju. Poleg tega je glede na post-hoc analizo prišlo do interakcijskega učinka regije × skupine v alfa koherentnosti, vendar ni bilo bistvenih razlik v skupini.

   

Slika 1. Glavni učinki na intrahemisični EEG () beta in (B) koherenca gama pred in po zdravljenju. *P <0.05.

Razprava

Kolikor vemo, je to prva študija, ki je raziskovala vzdolžne spremembe nevronske povezanosti, merjene s koherenco EEG pri bolnikih z IGD. Udeleženci z IGD so pokazali povečano znotrajhemisferično EEG koherenco v beta in gama pasovih na začetku. Vendar pa se ti vzorci nenormalne fazne sinhronije po mesecih farmakoterapije 6 niso normalizirali, čeprav so bolniki z IGD pokazali pomembne izboljšave svojih simptomov IGD. V skladu s tem naši rezultati kažejo, da je lahko povečana beta in gama koherenca med počitkom pomemben nevrofiziološki znak za bolnike z IGD.

Skupina IGD je pokazala bistveno večjo hitrofrekvenčno znotrajhemisferično koherenco kot skupina HC v izhodišču. Šteje se, da aktivnost beta pasu na EEG v mirovanju nagiba bolnika k uživanju snovi in ​​je elektrofiziološki marker hiperekscitabilnosti zaradi neravnovesja vzbujanja-inhibicije v možganih (34, 35). Povečana intrahemisferična beta koherenca je bila povezana z dejavnikom ranljivosti za IGD (17, 36). Na primer Youh et al. (17) so pokazali, da je bila povečana beta koherenca na frontotemporalnem območju pogostejša pri bolnikih s komorbidno IGD in večjo depresivno motnjo (MDD) v primerjavi z bolniki, ki imajo le MDD. Avtorja sta predlagala, da lahko izboljšana koherenca beta odraža prekomerno igranje na spletu in kaže na spremenjeno nevronsko sinhronizacijo med možganskimi regijami pri bolnikih z IGD.

Povečana EEG gama skladnost pred zdravljenjem je skladna s prejšnjo študijo (16). Za gama aktivnost običajno velja, da odraža različne nevronske funkcije, vključno z zaviranjem odziva in porazdelitvijo pozornih virov (37-40). Naša raziskovalna skupina je poročala, da je povečana znotrajhemisferična koherenca gama povezana z disfunkcionalnim nadzorom impulzov, sistemom nagrajevanja in resnostjo simptomov IGD (16). Nadalje Choi in sod. (41) ugotovil, da je povečana gama aktivnost med mirovanjem povezana z zaviralno okvaro in lastnostno impulzivnostjo pri bolnikih z IGD. Skupaj ti izsledki kažejo na neučinkovito nevronsko sinhronost in funkcionalno povezanost pri bolnikih z IGD.

Po bolnikih z ambulantnim zdravljenjem 6 so bolniki z IGD pokazali izboljšanje simptomov IGD v primerjavi z izhodiščem, vendar so kljub temu pokazali povečano beta in gama znotraj hemisferično koherenco v primerjavi s HC. Nekaj ​​raziskav, izvedenih s pomočjo SSRI, je poročalo, da farmakoterapija zmanjšuje simptome IGD (20, 42). Šteje se, da ima serotonin pomembno vlogo pri depresiji, tesnobi in impulzivnosti (43). Zato se zdi, da je zdravljenje s SSRI učinkovito pri zmanjševanju resnosti IGD. Vendar pa ta študija ni našla izboljšav v spremenjeni intrahemisferični koherenci v beta in gama pasovih po 6 mesecih zdravljenja s SSRI. Te ugotovitve kažejo, da lahko povečano hitrofrekvenčno koherenco štejemo kot potencialni marker lastnosti IGD in ne kot državni marker.

V tej študiji so bile nekatere omejitve. Prvič, naši rezultati so lahko zelo posplošljivi, saj je bilo število udeležencev te študije sorazmerno majhno in so bili vključeni samo moški. Drugič, ta študija je uporabila tipično ambulantno oskrbo in ne dobro organizirane načine zdravljenja. Vendar se je ta študija osredotočila na spremembe vzorcev fazne sinhronije pri bolnikih z IGD in ne na učinke zdravljenja. Tako bodo potrebne dodatne študije za razjasnitev učinka specifičnega farmakoterapevtskega zdravljenja na nevrofiziološke markerje bolnikov z IGD. Tretjič, vsi bolniki z IGD, vključenimi v to študijo, so imeli komorbidne simptome depresije ali tesnobe, ki so lahko imeli zmedene učinke. Tako so bili v končni analizi nadzorovani psihološki kovariati za nadzor nad temi komorbidnimi simptomi.

Na splošno je ta študija ugotovila, da so imeli bolniki z IGD že v izhodišču povečano znotrajhemisferično koherenco v hitro frekvenčnem pasu v primerjavi s skupino HC. Vendar pa je ta nenormalna nevronska povezljivost ohranjena po mesecih ambulantnega zdravljenja 6, kar kaže, da se lahko povečana beta in gama koherenca med mirovanjem šteje za nevrobiološki marker patofiziologije IGD. Sedanje raziskave bodo prispevale k boljšemu razumevanju nevrofizioloških mrež, na katerih temelji IGD.

Prispevki avtorjev

J-SC in SK sta izvedla zasnovo in koncept študije. SP je opravil analize in vodil pisanje rokopisa. J-SC je vodenje in nadzor nad pisanjem rokopisa. HR, J-YL, AC in D-JK so prispevali k izvedbi študije.

Financiranje

To raziskavo je financirala Nacionalna raziskovalna fundacija Koreje (2014M3C7A1062894), Republika Koreja.

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.

Reference