Фронт Псицхиатри. 2018. 24. август;9:371. дои: 10.3389/фпсит.2018.00371.
Апстрактан
Поремећај интернет игара повезан је са абнормалном обрадом награда у кругу награђивања, за који је познато да комуницира са другим регионима мозга током учења повратних информација. Ким и др. (1) приметио је да појединци са прекомерном употребом интернет игрица (ИГО) показују измењено понашање и неуронску активност за неновчану награду, али не и за новчану награду. Овде проширујемо нашу анализу ИГО-а на функционалну повезаност мреже награђивања. Функционални МРИ подаци су добијени током задатка учења асоцијације стимуланс-одговор од 18 младих мушкараца са ИГО и 20 контрола одговарајућег узраста, где су новчане или неновчане награде дате као позитивна повратна информација за тачан одговор. Групне разлике у функционалној повезаности зависне од задатка испитане су за вентромедијални префронтални кортекс (вмПФЦ) и вентрални стријатум (ВС), који су познати по евалуацији награде и хедонистичкој обради одговора, респективно, користећи генерализовани облик приступа психофизиолошке интеракције. За обраду неновчане награде нису пронађене разлике у функционалној повезаности. Насупрот томе, за новчану награду, повезаност вмПФЦ-а са левим каудатним језгром била је слабија за ИГО групу у односу на контроле, док је повезаност вмПФЦ-а са десним нуцлеус аццумбенс (НАцц) била повишена. Чинило се да је снага вмПФЦ-НАцц функционалне повезаности релевантна за понашање, јер су појединци са јачом вмПФЦ-НАцц конективношћу показали ниже стопе учења за новчану награду. Поред тога, ИГО група је показала слабију функционалну повезаност вентралног стриатума са различитим регионима мозга, укључујући десни вентролатерални префронтални кортекс, дорзалне предње цингуларне регионе и леви паллидум. Дакле, за новчану награду, ИГО група је показала јачу функционалну повезаност унутар региона мозга укључених у мотивациону истакнутост, док су показали смањену функционалну повезаност широко распрострањених подручја мозга укључених у учење или пажњу. Ове разлике у функционалној повезаности мрежа награђивања, заједно са сродним поремећајима у понашању у учењу награђивања, сугеришу да је поремећај интернет игара повезан са повећаном израженошћу подстицаја или „жељом“ за поремећајима зависности, и може послужити као неуробиолошки механизми који леже у основи оштећеног циља- усмерено понашање.
КЉУЧНЕ РЕЧИ: поремећај интернет игара; новчана награда; функционална повезаност заснована на задацима; вентрални стриатум; вентромедијални префронтални кортекс
ПМИД: КСНУМКС
ПМЦИД: ПМЦКСНУМКС
Дискусија
С обзиром да није било разлика у вези са ИГО у активацији мозга за новчану, за разлику од симболичне награде (1), мало је вероватно да ће тренутна анализа функционалне повезаности заснована на задацима за новчану награду бити пристрасна због већ постојећих групних разлика у нивоима активације. Сходно томе, новчана награда је главни фокус дискусије која следи. Вреди напоменути да функционалне промене мреже повезане са ИГО-ом које треба да буду описане нису могле бити примећене у конвенционалној студији активације фМРИ, укључујући ону Ким ет ал. (1).
Слабија вмПФЦ повезаност са каудатним језгром
Познато је да вмПФЦ учествује у превођењу награда у репрезентације субјективне вредности (39, 42). Има реципрочне везе са стријатумом за когнитивне и афективне/емоционалне функције (43, 44). Наши налази откривају дисоцирану функционалну спрегу вмПФЦ-а са подрегионима стриатума који су повезани са ИГО: слабија функционална повезаност са дорзалним стриатумом (тј. каудатним језгром) и јача повезаност са вентралним стријатумом (тј. НАцц).
Каудатно језгро је циљни регион неурона пројекције допамина у супстанцији нигра, и познато је да је укључено у кодирање асоцијација акција-исход током учења о награђивању (45). То је један од региона мозга где су абнормалности повезане са ИГД широко пријављене у молекуларним (46), структурни (47, 48), и функционалне студије (17). На пример, млади одрасли са зависношћу од интернета показују смањену доступност допамин Д2 рецептора у билатералном дорзалном каудату, а тежина зависности од интернета мерена ИАТ скалама негативно је повезана са доступношћу допаминског Д2 рецептора у левом каудату (46). Такође, чини се да особе са ИГД имају повећан волумен сиве материје у каудату, заједно са смањеним перформансама когнитивне контроле (47). Донг ет ал. (17) су пријавили смањену активацију каудата код особа са зависношћу од интернета током доношења одлука у контексту „континуираних“ победа, што указује на недовољну пажњу на претходне изборе понашања и њихове исходе.
Активације мозга као одговор на позитивне повратне информације пријављене су и у каудатном језгру и вмПФЦ, посебно када повратне информације садрже информације за будуће понашање (49). Показало се да анатомска снага цаудате-вмПФЦ везе предвиђа флексибилност циљане акције (50). Оштећена функционална комуникација између дорзалног стријатума и вмПФЦ-а пронађена у ИГО групи ове студије имплицира да би требало да постоји абнормално доношење одлука или неуспех прилагођавања понашања за новчану награду, посебно пошто су слични налази пријављени и за друге врсте зависности. На пример, Лее ет ал. (51) пријавио је смањену функционалну спрегу између дорзалног стријатума и орбитофронталног региона који окружује вмПФЦ током задатка одд-евен-пасс код особа са зависношћу од алкохола, у вези са њиховим упорним одабиром неприлагођених избора. Међутим, нисмо пронашли везу између слабе повезаности ИГО-а са вмПФЦ-дорзалним стријатумом и перформанси учења за новчану награду.
Јача вмПФЦ повезаност са нуцлеус аццумбенс
За разлику од повезаности вмПФЦ-каудатног језгра, повезаност вмПФЦ-НАцц је побољшана у ИГО групи. Предложено је да НАцц, као једна од главних компоненти вентралног стриатума, буде укључен у додељивање подстицајног значаја стимулансу за награђивање. Предложено је да је коло вмПФЦ-НАцц неуропатолошки механизам зависности (52). На пример, постоји повећана функционална повезаност између вентралног стриатума и вмПФЦ код особа зависних од хероина током стања мировања (53). Повећана повезаност вмПФЦ-НАцц је такође пријављена код младих одраслих особа зависних од алкохола током обраде награда, а индивидуалне разлике у овој повезаности биле су повезане са учесталошћу употребе алкохола (54).
Наши налази су у складу са закључцима Волков ет ал. (55), који је предложио да је зависност повезана са „САДА“ круговима, при чему повишено коло вмПФЦ/НАцц фаворизује одабир тренутне награде. Тренутни налаз вмПФЦ-НАцц спајања у ИГО групи је у складу са патолошким променама у неуронским механизмима укљученим у обраду вредности награђивања у зависности од супстанци, посебно у круговима „жеље”.
Иако је постојала негативна корелација између функционалне повезаности вмПФЦ-НАцц и исправне стопе боравка за новчану награду, треба бити опрезан при тумачењу овог налаза. Имајте на уму да су две особе из ИГО групе чије су снаге вмПФЦ-НАцц функционалне повезаности биле веома побољшане током исплате новчане награде показале најнижу стопу исправног боравка. Конкретно, један учесник у ИГО групи могао би се идентификовати као статистички одступник [метода Кукове удаљености; (56)]. Негативна корелација првобитно пронађена у ИГО групи [r(16) = −КСНУМКС, p = 0.028] више није значајно ако се овај изузетак уклони из анализе [r(15)= −КСНУМКС, p = 0.369]. Алтернативно, мислимо да је овај изузетак само екстремни пример овог негативног односа, у којем би учесник са најнапреднијим вмПФЦ-НАцц функционалном спрегом за новчану награду доживео највећу когнитивну сметњу у обради повратних информација о награди. Низак учинак овог учесника био је специфичан само за новчану награду (0.65: просечна стопа тачног боравка ИГО групе = 0.941; SD = 0.094), а не симболичној награди (0.77: просечна стопа тачног боравка ИГО групе = 0.822; SD = 0.179). Ово сугерише да лош учинак у понашању аутлиера није био повезан са неразумевањем инструкција задатка или лошом способношћу учења уопште. Штавише, сличан тренд негативне везе постојао је чак иу нормалној контролној групи [r(18) = −КСНУМКС, p = 0.052], што указује да је повећана вмПФЦ-НАцц функционална спрега повезана са лошим перформансама учења за новчану награду, без обзира на проблеме ИГО. Ово тумачење је подржано претходним извештајем да су међу здравим учесницима појединци са повећаном вентралном стриатум-вмПФЦ повезаношћу показали већу тенденцију импулсивног понашања током задатка попуста на кашњење (57). Тренутни налаз ојачане вмПФЦ-НАцц функционалне повезаности у ИГО групи може се схватити као сличан патолошки механизам повећане истакнутости унутар „жељних“ кола (58). Другим речима, побољшана вмПФЦ-НАцц спрега за подстицај награђивања код ИГО појединаца може бити повезана са већим одговором на награду, што може бити могући основни механизам проблематичног понашања прекомерне употребе интернета за истакнуте подстицаје.
Слабија ВС повезаност са дорзалним предњим цингуларним кортексом
Наше испитивање ВС функционалне повезаности засновано на задацима открило је да ИГО појединци имају слабију ВС-дАЦЦ спрегу у односу на контролну групу. Ово смањено функционално спајање између вентралног стриатума и дАЦЦ је у складу са претходним налазима. Показало се да је интринзична повезаност вентралног стријатум-дАЦЦ повезана са већом озбиљношћу никотина (59) и зависност од кокаина (60). Такође, Цране ет ал. (61) су известили да група са високим ризиком у поремећају употребе алкохола (тј. људи који пију превише) имају потешкоћа да ангажују ову мрежу током обраде награда.
У контексту учења, ДАЦЦ има важну улогу у кодирању асоцијација између акције и исхода, укључујући интеграцију историје награђивања како би се усмеравале одлуке за потенцијалне награде (62, 63). Такође је предложено да буде укључен у сигнализирање потребе за пажњом током учења (64). Пријављене су абнормалности у функцији дАЦЦ за обраду повратних информација код ИГД појединаца. Иау ет ал. (65) је приметио да адолесценти са проблематичним коришћењем интернета имају пригушене негативности везане за повратне информације и амплитуде П300 током преузимања ризика, што указује на абнормалну функцију АЦЦ у раној и касној обради повратних информација. С обзиром да је ВС такође критична регија мозга за учење повезано са наградом (66) као и за обраду награда (67), функционална спрега између ВС и дАЦЦ мора имати критичну улогу у учењу повратних информација, у којем се ажурирају вредности исхода за одабране одговоре. Према томе, измењена ВС-дАЦЦ функционална спрега у ИГО групи могла би да укаже на потешкоћу у представљању вредносних сигнала везаних за односе акције и исхода, што би заузврат могло довести до проблема у учењу, иако се нарушене перформансе учења нису примећивале за новчану награду.
Слабија ВС повезаност са другим кортикалним и субкортикалним регионима
Пронашли смо широко распрострањене абнормалне функционалне спојеве у влПФЦ-у, прекунеусу и лингвалном гирусу у сарадњи са ИГО. Ови региони су укључени у различите когнитивне контроле током повратног учења. На пример, влПФЦ је познат по томе што води флексибилно понашање усмерено ка циљу интегришући информације о мотивацији из субкортикалних области (68, 69). Прекунеус и лингвални гирус се активирају као одговор на новчану награду током преокретног учења када се награда даје као сигнал за замену улога (70). Према Донг ет ал. (71), постоји смањена активација инфериорног фронталног кортекса код ИГД појединаца када доносе ризичне изборе. Смањена функционална повезаност између ВС и различитих кортикалних региона у ИГО групи тренутне студије сугерише нарушене когнитивне контроле обраде повратних информација када се новчана награда даје као позитивна повратна информација.
Такође смо открили да је ИГО група показала слабију ВС функционалну повезаност са палидумом током обраде новчане награде. Палидум прима еферентне везе од вентралног стриатума, посебно од НАцц, и шаље сигнал у кортекс преко релеја кроз таламус (72). Познато је да је палидум углавном повезан са моторичким функцијама, али се такође нашироко расправља о улози у процесу награђивања (73). Зхаи ет ал. (74) је известио да је ИГД повезан са смањеном ефикасношћу беле материје у палидуму. ВС и паллидум су умешани у хедонистички утицај зависности, за коју се сматра да је посредована опиоидним системима (75), спекулишемо да смањена функционална повезаност ВС-Паллидума код ИГО појединаца може одражавати смањено хедоничко задовољство за новчану награду. Ово тумачење је у складу са теоријским моделом зависности који укључује смањене хедонистичке тачке (76).
Зашто су ефекти на функционалну повезаност само за новчану награду?
Само за новчану награду, ИГО група је показала измењену функционалну повезаност, са слабијим јачим или јачим обрасцима. Током учења повратних информација, учесници су били свесни да тачан одговор може резултирати или новчаном или симболичном наградом. Пошто нису били информисани о томе који стимуланс учења треба да буде праћен новчаном, за разлику од симболичне награде, испорука новчане награде би имала већи мотивациони значај у односу на симболичку награду. То што су ови ефекти били ограничени на ИГО групу сугерише да је ова истакнутост имала више утицаја на појединце ИГО него на контроле.
Упркос ефектима функционалне повезаности уоченим код ИГО појединаца за новчану награду, нисмо открили оштећење учења за новчану награду у ИГО групи у односу на контроле. Један од могућих разлога за то може бити ефекат плафона. У овој парадигми учења са повратним информацијама, где је свака повратна информација дата на основу детерминистичке контингенције стимуланса и исхода, просечна стопа исправног боравка за новчану награду била је веома висока у обе групе (ИГО група: М = 0.94, SD = 0.09; контролна група: М = 0.95, SD = 0.04). Сходно томе, било би тешко решити било какву сметњу у учењу за учење из новчане награде, чак и у ИГО групи. Друга могућност је да се појединци из ИГО-а могу ослонити на друге компензацијске когнитивне ресурсе да би научили СР асоцијације, што резултира учинком сличним контролама. Међутим, нисмо пронашли доказе који подржавају компензаторну хипотезу, јер је већина испитиваних функционалних мрежа била слабија у ИГО групи него у контролама. За једини пример повећане функционалне повезаности у ИГО групи (тј. вмПФЦ-НАцц спрега), однос са перформансама понашања био је супротан од очекивања: појединци са јачом вмПФЦ-НАцц спрегом за новчану награду показали су смањену тенденцију да бирају исти одговор у наредним приликама. Дакле, ако постоји компензациони механизам за превазилажење оштећења учења за повратне информације о награди у ИГО-у, он мора постојати изван вмПФЦ или ВС мрежа за спајање. Коначно, требало би да размотримо могућност да се компензаторни механизми ИГО јављају не у време обраде повратних информација, као што је истражено у тренутној студији, већ током интервала између покушаја (стратегија радне меморије) или током избора презентације/одговора стимулуса. У складу са овом идејом, претходни извештај (1) сугерише да су ИГО појединци регрутовали стратегију радне меморије посебно за новчану награду како би надокнадили своје оштећење учења за награђивање.
Упозорења и ограничења
Иако смо приметили различите функционалне обрасце повезивања ВС и вмПФЦ у ИГО групи, степен ових абнормалности није био повезан са озбиљношћу симптома зависности од интернет игара. Абнормалности пронађене у функционалним мрежама укљученим у обраду информација о наградама могу бити резултат интензивног коришћења интернет игара од стране појединаца ИГО-а. Међутим, ова могућност није подржана нашим подацима, јер нисмо могли да пронађемо никакву корелацију између времена проведеног на играње и предности повезивања. Алтернативна могућност је да тежина зависности можда не показује линеарну везу са степеном абнормалности у процесу награђивања. Други је да појединци са одређеним инхерентним, већ постојећим функционалним карактеристикама мреже могу вероватније упасти у проблеме прекомерне употребе игара. На пример, повремене активности играња могу постати проблематичне за оне који су релативно неефикасни у процесуирању когнитивних захтева/захтева пажње да контролишу окружење када доживљавају задовољство за изузетно истакнуте награде, доводећи такве иначе нормалне појединце у ризик од ИГД. Биће потребне лонгитудиналне студије како би се размотрили дугорочни ефекти коришћења интернет игара или фактори ризика у обради информација.
Депресија и поремећај пажње/хиперактивности (АДХД) су умешани у процесуирање награда (77, 78), од којих су оба такође добро познати психијатријски коморбидитети ИГД (79). Промене у обрасцима функционалне повезаности које смо приметили у ИГО групи нису биле повезане ни са једним од коморбидитета ИГД, као што су депресија или импулсивност. Пошто су групне разлике за новчану награду уочене у функционалним мрежама мозга за које је познато да су укључене у истакнутост и когнитивну контролу награде, разумно је претпоставити да су ове разлике повезане са обрадом информација о награди. Стога су разлике у обради информација за новчану награду вероватно критичне карактеристике ИГД-а које се могу јавити независно од особина личности или емоционалних поремећаја.
Важно је размотрити неколико ограничења овог извештаја. Наша ИГО група се састојала од младих мушкараца за које се сматрало да су „у опасности“ од ИГД. Мора се бити опрезан у уопштавању наших налаза на жене ИГО, или на мушкарце или жене са клиничком дијагнозом ИГД (80). Друго питање је наша употреба фиксног интервала између стимулуса између стимулуса учења и приказа повратних информација, као што је типично за парадигме учења СР асоцијације. Овај фиксни интервал је могао проузроковати да на податке о слици за активацију у вези са повратном спрегом утиче преостала активност из периода очекивања повратне информације (тј. презентација сигнала или иницијација одговора). Заиста, претходна студија која је испитивала грешку предвиђања награде у ИГД-у открила је пригушену ВС активацију током обраде сигнала (81). Коначно, треба имати на уму да приступ функционалне повезаности не открива директне или узрочне везе између два региона, иако су нека од наших тумачења заснована на специфичним анатомским међусобним везама пронађеним у студијама на животињама.
Закључци
У закључку, ИГО група је показала јачу функционалну повезаност унутар региона мозга мреже награђивања укључених у мотивациону истакнутост, док су контроле показале већу повезаност са широко распрострањеним подручјима мозга повезаним са учењем или пажњом током повратног учења из истакнутог подстицаја. Побољшана функционална повезаност вмПФЦ-НАцц мреже, и повезано оштећење учења, сугеришу да је ИГД повезан са повећаном израженошћу подстицаја или „жељом“ у вези са поремећајима зависности, што може пружити неуробиолошко објашњење за поремећено понашање усмерено на циљ. Поред тога, слабија функционална повезаност између круга награђивања и других региона мозга који се односе на когнитивну контролу (дАЦЦ или влПФЦ) или учење (дорзални стриатум) сугерише да могу постојати додатна оштећења у учењу. Упркос разликама у функционалној повезаности за обраду новчане награде, већа мотивациона истакнутост ове повратне информације очигледно је прикрила свако оштећење учења, вероватно због компензаторне стратегије која није истраживана у овој парадигми, као што је радна меморија.
;