Främre psykiatri. 2018; 9: 77.
Publicerad online 2018 Mar 27. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00077
PMCID: PMC5881242
PMID: 29636704
Ji-Woo Seok1 och Jin-Hun Sohn2,*
Abstrakt
Neuroimagingstudier om egenskaperna hos individer med Internetspelstörning (IGD) har ackumulerats på grund av växande oro angående de psykologiska och sociala problem som är förknippade med Internetanvändning. Men relativt lite är känt om hjärnans egenskaper bakom IGD, såsom den associerade funktionella anslutningen och strukturen. Syftet med denna studie var att undersöka förändringar i grå substans (GM) volym och funktionell anslutning under vilotillstånd hos individer med IGD med hjälp av voxel-baserad morfometri och en vilotillstånds anslutningsanalys. Deltagarna inkluderade 20 individer med IGD och 20 ålders- och könsmatchade friska kontroller. Funktionella och strukturella bilder i vilotillstånd förvärvades för alla deltagare med hjälp av 3 T magnetisk resonanstomografi. Vi mätte också svårighetsgraden av IGD och impulsivitet med hjälp av psykologiska skalor. Resultaten visar att IGD-allvarligheten var positivt korrelerad med GM-volymen i vänster caudat (p < 0.05, korrigerad för flera jämförelser), och negativt associerad med funktionell anslutning mellan vänster caudatum och höger mittfrontal gyrus (p < 0.05, korrigerad för flera jämförelser). Denna studie visar att IGD är associerad med neuroanatomiska förändringar i den högra mitten av frontala cortex och vänster caudat. Dessa är viktiga hjärnregioner för belönings- och kognitiva kontrollprocesser, och strukturella och funktionella abnormiteter i dessa regioner har rapporterats för andra beroenden, såsom missbruk och patologiskt spelande. Resultaten tyder på att strukturella brister och funktionsnedsättningar i vilotillstånd i det frontostriatala nätverket kan vara associerade med IGD och ge nya insikter om de underliggande neurala mekanismerna för IGD.
Beskrivning
Onlinespel ger njutning och lindrar stress, förutom många andra fördelar. Följaktligen har antalet internetspelare konsekvent ökat över hela världen. Överdrivet internetspel kan dock begränsa den verkliga upplevelsen, vilket resulterar i olika negativa psykosociala konsekvenser (1-3). Internet Gaming Disorder (IGD) definieras som en tvångsmässig och patologisk användning av enheter som möjliggör åtkomst till Internet och har allvarliga negativa konsekvenser. Avsnitt III i Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (DSM-5) säger att IGD är ett tillstånd som kräver mer klinisk forskning (4).
Nyligen har neuroavbildningsstudier på IGD undersökt funktionella och strukturella förändringar i hjärnan för att identifiera neuronala korrelat relaterade till utvecklingen av IGD (5). Uppgiftsrelaterad funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) har avslöjat funktionella störningar hos individer med IGD (2, 6, 7-11). Resultaten av dessa fMRI-studier indikerar att under exponering för datorspel, videospel eller onlinespel visar individer med IGD, jämfört med friska kontroller (HC), ett ökat sug efter spel samt förändrad hjärnaktivitet i olika regioner, t.ex. som caudate nucleus, dorsolaterala prefrontala området, nucleus accumbens, främre cingulate cortex och hippocampus (7-10).
Även om uppgiftsbaserade fMRI-studier kan identifiera specifika funktionella störningar hos individer med IGD, kan utvärdering av funktionella anslutningar i vilotillstånd ge en annan och potentiellt bredare betydelse (12). fMRI i vilotillstånd är en metod för att utvärdera funktionella samband och interaktioner mellan regioner under ett uppgiftsfritt tillstånd. Bedömning av vilotillstånds-fMRI-nätverket kan ge mer information om distribuerade kretsavvikelser vid neuropsykiatriska sjukdomar (13, 14). fMRI-studier i vilotillstånd av IGD har genomförts för att identifiera det specifika neurobiologiska nätverket som ligger bakom belöning och kognitiva processer när det gäller funktionell anslutning (15-18). Dessa studier har rapporterat förbättrad funktionell anslutning eller regional homogenitet i den mellersta temporala gyrusen och lillhjärnan (15, 16, 18). Dessutom har Hong et al. (17) observerade minskad funktionell anslutning i subkortikala hjärnregioner.
Bevis från strukturella hjärnavbildningsstudier har visat att IGD kan vara kopplat till möjliga strukturella förändringar i hjärnan (17, 19-22). De mest använda morfometriska analysmetoderna för hjärnanalys är volymbaserade mätningar av grå substans (GM) såsom voxelbaserad morfometri (VBM) och ytbaserade kortikala tjockleksmätningar med FreeSurfer (23). Han et al. (19och Weng et al. (21) undersökte strukturella abnormiteter i hjärnan hos ungdomar med IGD med VBM och rapporterade minskade GM-volymer i orbitofrontal cortex, insula, temporal gyrus och occipital cortex. Studier som utvärderar kortikal tjocklek för att observera strukturella förändringar i hjärnan hos individer med IGD har avslöjat minskad kortikal tjocklek i den orbitofrontala cortex, insula, parietal cortex och postcentral gyrus (17, 22).
Mer nyligen rapporterade en kombinerad strukturell och funktionell MRT-studie en negativ korrelation mellan impulsivitet och vänster amygdalavolym, och lägre funktionell anslutning mellan amygdala och den dorsolaterala prefrontala cortex (DLPFC) (13, 14). Dessa resultat tyder på att förändrad GM-volym och funktionell anslutning i amygdala kan vara relaterad till impulsivitet och representera en sårbarhet för IGD (13, 14). Två studier utvärderade nyligen kompatibilitetsskillnaden i både hjärnans struktur och funktionella anslutningar. Först, Jin et al. (24) fann att individer med IGD hade signifikant minskad GM-volym i den prefrontala cortex, inklusive DLPFC, orbitofrontal cortex, främre cingulate cortex och kompletterande motorområde, och minskad funktionell anslutning i den prefrontala striatalkretsen. För det andra, Yuan et al. (25) fann minskad striatumvolym och funktionella anslutningsskillnader i vilotillstånd i frontostriatalkretsarna mellan individer med IGD och HC. Dessa resultat tyder på att IGD på kretsnivå kan dela liknande neurala mekanismer med missbruksstörning (24, 25).
Sammanfattningsvis tyder resultaten av tidigare studier och nyare recensioner med hjälp av neuroimaging-tekniker att IGD är relaterat till neuroanatomiska förändringar i frontostriatala kretsar, liknande substansmissbruksstörning (7-11, 24-28). Dessutom antyder likheten mellan psykopatologiska symtom och neurala processer mellan IGD och missbruksstörning en möjlig delad sårbarhetsmekanism (9, 27, 28).
Hittills har få studier utförts på funktionella och strukturella förändringar i IGD med hjälp av strukturella kombinerade med funktionella nätverksanalyser i vilotillstånd (13, 14, 25, 29). Dessutom eliminerade dessa studier av IGD inte påverkan av beteendeegenskaper (dvs genomsnittliga speltimmar) på förhållandet mellan IGD och hjärnförändring även om upprepade beteenden kan förändra hjärnstrukturen (30). Därför, för att stärka tillskrivningen av IGD-egenskaper inklusive psykiatrisk störning (dvs. beroende) till hjärnförändringen, kontrollerade vi för effekten av spelaktivitet på förändringar av hjärnstruktur och anslutning i IGD.
I denna studie undersökte vi förändringar i struktur och funktionell anslutning i hjärnan hos individer med IGD, med hjälp av 3 T magnetisk resonansavbildning av hjärnans GM-volym och anslutningsanalys i vilotillstånd. Specifikt undersökte vi om GM-volymen förändras i frontostriatalkretsarna hos individer med IGD, och om en minskning av GM-volymen är associerad med förändrad funktionell anslutning. Vi identifierade också om dessa förändringar visades efter att spelaktivitet uteslutits.
Material och metoder
Deltagare och mätinstrument
Tjugo högerhänta manliga deltagare med IGD (åldersintervall: 20–26 år) rekryterades via sänder online-anslagstavlor och bland individer som deltar i ett behandlingscenter för internetberoende, ett informationscenter för cyberberoende eller lokala möten för återhämtning av Internetberoende. Alla deltagare i IGD-gruppen intervjuades av två kvalificerade psykiatriker, enligt de diagnostiska kriterierna för IGD som beskrivs i Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (31). Med samma kriterier rekryterades också 20 ålders- och könsmatchade HC (åldersintervall: 20–27 år). Ingen av deltagarna uppfyllde kriterierna för någon annan psykiatrisk eller neurologisk störning som schizofreni, ångest, depression, spelberoende eller substansberoende. Ingen av deltagarna rapporterade några tidigare erfarenheter av spel eller illegala droger.
Alla deltagare gav sitt skriftliga informerade samtycke efter att ha blivit grundligt informerade om detaljerna i experimentet. Chungnam National University Institutional Review Board godkände experiment- och samtyckesprocedurerna (godkännandenummer: P01-201602-11-002). Alla deltagare fick ekonomisk ersättning (50 US-dollar) för sitt deltagande.
Deltagarna fyllde i en undersökning som innehöll frågor om deras demografiska egenskaper och internetspelaktiviteter under de senaste 12 månaderna, som "Under det senaste året, i genomsnitt, hur många dagar i veckan spelade du internetspel?" och "Under det senaste året, i genomsnitt, hur många minuter per dag spenderade du på ett internetspel?" Dessutom standardiserade skalor som Barratt Impulsiveness Scale-II [BIS (32)], identifieringstest för alkoholmissbruk (33), och Beck Depression Inventory [BDI (34)] användes för att bedöma deltagarnas psykologiska egenskaper.
Svårighetsgraden av IGD mättes med Youngs onlinemissbrukstest (IAT) (35). IAT är ett pålitligt och giltigt instrument för att klassificera Internetberoendestörningar (36). IAT består av totalt 20 frågor som är utformade för att bedöma tvångsmässig internetanvändning, abstinensbesvär, psykiskt beroende och relaterade problem i det dagliga livet. Betygen gjordes baserat på en 5-gradig skala, från 1 (aldrig) till 5 (mycket). Poängen varierar från 20 till 100, och en total poäng på 50 eller högre indikerar tillfälliga eller frekventa internetrelaterade problem på grund av okontrollerad internetanvändning (http://netaddiction.com/internet-addiction-test/).
Data Acquisition
En 3.0 T MRI-skanner (Achieva Intera 3 T; Philips Healthcare, Best, Nederländerna) användes för bildinsamling. T1-viktade anatomiska bilder erhölls med hjälp av följande parametrar: upprepningstid = 280; ekotid = 14 ms; vändvinkel = 60°; synfält = 24 cm × 24 cm; matris = 256 × 256; skivtjocklek = 4 mm. Under vilotillståndsskanning förvärvades 180 bilder med en enkelbilds, ekoplanär pulssekvens (repetitionstid = 2,000 28 ms; ekotid = 4 ms; skivtjocklek = 64 mm, inget mellanrum; matris = 64 × 24; fält synvinkel = 24 cm × 80 cm; och vändvinkel = XNUMX°). Deltagarna instruerades att hålla ögonen stängda bekvämt, att hålla sig vakna, att inte tänka på någonting och att inte sova eller slumra ner under skanning i vilotillstånd. Efter skanningen tillfrågades alla deltagare om de hade hållit sig vakna med slutna ögon under hela skanningstiden. Data från deltagare som rapporterade svårigheter att hålla sig helt vakna kasserades och användes inte för någon ytterligare analys.
VBM-analys
Voxel-baserad morfometrianalys utfördes med SPM8-programvara (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) och VBM8 verktygslådan (http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm.html). MR-bilder bearbetades med hjälp av den diffeomorfa icke-linjära registreringsalgoritmen (diffeomorf anatomisk registrering genom exponentierad lie algebra, DARTEL) teknik för att förbättra intersubjekts hjärnbildsregistrering (37). I korthet bestod VBM-analysen av följande fyra steg: (1) MR-bilder segmenterades i GM, vit substans (WM) och cerebrospinalvätska; (2) anpassade GM-mallar skapades från studiebilderna med användning av DARTEL-tekniken; (3) efter en linjär affin registrering av GM DARTEL-mallarna till vävnadssannolikhetskartorna i Montreal Neurological Institute (MNI) utrymme, applicerades icke-linjär skevhet av GM-bilder på DARTEL GM-mallen och användes sedan i moduleringssteget för att garantera att den relativa mängden GM-volymer bevarades efter den rumsliga normaliseringsproceduren; (4) modulerade GM-bilder utjämnades med en 8 mm full bredd vid halva maximala Gauss-kärnan för statistiska analyser.
Efter förbearbetning jämfördes GM-volymen mellan individer med IGD och HC. En absolut tröskelmask på 0.1 användes för GM-analyser för att undvika möjliga kanteffekter runt gränsen mellan grå och WM.
För att kontrollera för yttre effekter av ålder, utbildningsår, impulsivitet och depression lades dessa variabler till som kovariater. Vi genomförde också mellan gruppanalyser genom att lägga till de genomsnittliga speltimmarna som en kovariat för att identifiera effekten av IGD som exkluderande påverkan av beteendeegenskaper relaterade till IGD.
I varje grupp utfördes partiella korrelationsanalyser för att undersöka sambandet mellan GM-volym och svårighetsgraden av IGD (dvs. poängen för IAT) genom att utesluta de främmande variablerna (dvs ålder, utbildningsår, impulsivitet och depression). Vidare utfördes en annan partiell korrelationsanalys genom att kontrollera de främmande variablerna med en extra kovariat (dvs den genomsnittliga speltimmarna). Den statistiska signifikansen av gruppskillnader sattes till p < 0.05, korrigerad för flera jämförelser med metoden falsk upptäcktshastighet (FDR), vid en klusteromfattning av >50 voxlar.
Funktionell anslutningsanalys
Funktionell anslutningsanalys utfördes med CONN funktionella anslutningsverktygslåda v.15 [http://www.nitrc.org/projects/conn; citerad i Whitfield-Gabrieli et al. (38)] för att identifiera vilotillståndsegenskaper i strukturellt förändrade hjärnregioner. Data i vilotillstånd förbehandlades först med standardförbearbetningssteg, inklusive skivtidskorrigering, rörelsekorrigering med artefaktavstötning, rumslig normalisering till det standardiserade hjärnutrymmet med hjälp av mallbilden och utjämning med en 8 mm isotropisk Gaussisk kärna. Före analys på ämnesnivå utfördes denoising-procedurer på data med hjälp av BOLD-signalen (beroende på blodsyrenivån) härledd från WM-masker och cerebral spinalvätska, och rörelsekorrigeringsparametrar från omställningsstadiet av den rumsliga förbearbetningen, som kovariater av inget intresse för en linjär regressionsmodell. Sedan applicerades ett bandpassfilter mellan 0.01 och 0.08 Hz på tidsserien för att extrahera den specifika frekvensområdessignalen relaterad till nervcellsaktivitet.
Efter förbearbetning och denoising-procedurer utfördes den funktionella anslutningsanalysen genom att tillämpa ett fröbaserat tillvägagångssätt genom att välja den vänstra caudatkärnklustertoppen från VBM-analysen, (-9 +8 +15) i MNI-utrymme. Vi valde den vänstra kaudatkärnan som fröregionen av intresse för den efterföljande funktionella anslutningsanalysen eftersom den vänstra kaudatkärnan var kopplad till IGD-allvarligheten i VBM-analysen, och eftersom tidigare studier avslöjade funktionella och strukturella förändringar i den vänstra kaudatkärnan hos individer med IGD (24, 25). Korskorrelationskoefficienten mellan dessa frövoxlar och alla andra voxlar beräknades för att generera en korrelationskarta. För analyser på andra nivån omvandlades korrelationskoefficienter till normalfördelade z-poäng med en Fisher-transformation. Ålder, utbildningsår, impulsivitet och depression lades till som kovariater i analyserna på andra nivån. För jämförelser på gruppnivå, två urval t-tester utfördes för att jämföra z-värdeskartor mellan individer med IGD och HC, med en höjdtröskel på en okorrigerad p < 0.001 och en utsträckningströskel för en FDR-korrigerad p < 0.05 på klusternivå. ANCOVA genomfördes också med att lägga till de genomsnittliga speltimmarna som en kovariat för att identifiera skillnaden mellan grupper som exkluderar påverkan av beteendeegenskaper relaterade till IGD.
Inom varje grupp analyserar partiell korrelation mellan svårighetsgraden av IGD (dvs. IAT) och genomsnittet z-poäng av hjärnregioner som uppvisar minskad funktionell anslutning till vänster caudatkärna utfördes för att undersöka sambandet mellan IGD-allvarlighet och förändrad funktionell anslutning med uteslutande av främmande variabler (dvs ålder, utbildningsår, impulsivitet och depression). En annan partiell korrelation utfördes också genom att lägga till de genomsnittliga speltimmarna som en kovariat med de främmande variablerna.
Korrelationsanalys mellan hjärnans struktur och funktionell anslutning
För att undersöka sambandet mellan struktur och funktionell anslutning i den vänstra kaudatkärnan hos individer med IGD, utfördes en korrelationsanalys efter statistisk kontroll av impulsivitet och depression.
Resultat
Deltagare Egenskaper
Som visas i tabellen Table1,1, individer med IGD och HC skilde sig inte signifikant i ålder (t = 0.83, p > 0.05) och utbildningslängd (t = 0.67, p > 0.05). Men jämfört med HC fick individer med IGD högre poäng på mått på genomsnittliga speltimmar per dag (t = 7.25, p < 0.001) och genomsnittliga speldagar per vecka (t = 7.42, p < 0.001), och hade högre IAT-poäng (t = 11.37, p < 0.001). Individer med IGD var också mer deprimerade (t = 4.88, p < 0.001) och impulsiv (t = 5.23, p < 0.001) än kontroller. Internetberoendepoäng var positivt associerade med depressionspoäng (r = 0.71, p < 0.001) och impulsivitetspoäng (r = 0.66, p <0.001).
Tabell 1
Demografiska och kliniska egenskaper hos IGD-gruppen och HC.
| Variabler (medelvärde ± SD) | IGD | HC | t |
|---|---|---|---|
| Ålder (år) | 21.70 ± 2.74 | 22.40 ± 2.62 | 0.83 |
| Utbildning (år) | 14.55 ± 2.93 | 15.15 ± 2.72 | 0.67 |
| Genomsnittlig speltimmar per dag | 11.87 ± 5.33 | 1.90 ± 3.06 | 7.25 *** |
| Genomsnittliga speldagar per vecka | 6.75 ± 0.71 | 2.4 ± 2.52 | 7.42 *** |
| REVISIONspoäng | 4.73 ± 3.07 | 3.75 ± 2.59 | 1.09 |
| BDI-poäng | 12.4 ± 7.36 | 3.3 ± 3.89 | 4.88 *** |
| BIS-II poäng | 56.00 ± 5.34 | 47.50 ± 4.92 | 5.23 *** |
| IAT-poäng | 71.85 ± 12.82 | 29.80 ± 8.80 | 12.09 *** |
BDI, Beck Depression Scale; BIS, Barrett's Impulsiveness Scale-II; IGD, Internetspelstörning; IAT, Internetberoendetest; HC, friska kontroller.
***p < 0.001 för gruppjämförelser.
VBM-analys
Som avbildats i tabellen Table22 och figur Figur 1A, 1A, resultaten av VBM-analysen visar att individer med IGD hade minskad GM-volym i den bilaterala mellersta frontala cortex [Brodmann-området (BA) 10] (höger: t = 4.82, vänster: t = 4.30, p < 0.05, FDR korrigerad) och signifikant ökad GM-volym i vänster caudatkärna (t = 5.37, p < 0.05, FDR korrigerad), jämfört med HC. Efter kontroll för effekten av spelaktivitet, GM-volymerna i den bilaterala mittfrontala cortex [höger: F(1, 38) = 5.58, p <0.05,
Tabell 2
Regionala skillnader i grå substans (GM) mellan IGD-gruppen och HC avslöjar en positiv korrelation med IGDs svårighetsgrad.
| Hjärnregion | MNI-koordinater | tmax | Klusterstorlek (voxels) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| x | y | z | |||
| IGD > HC | |||||
| L caudate | -8 | 14 | 10 | 5.37 | 234 |
| IGD < HC | |||||
| R/L MFG (BA 10) | 44 | 51 | 8 | 4.82 | 417 |
| -37 | 45 | 20 | 4.30 | 247 | |
| Korrelation mellan GM-densitet och IAT-poäng | |||||
| L caudate | -9 | 8 | 15 | 4.91 | 75 |
BA, Brodmann-området; L, vänster; MNI, Montreal Neurological Institute; MFG, mellersta frontal gyrus; R, höger; IGD, Internetspelstörning; IAT, Internetberoendetest; HC, friska kontroller.
MNI-koordinater för maximala t-poäng visas för varje kluster.
Signifikans på intresseregionsnivå, p < 0.05, klusterkorrigerad falsk upptäcktsfrekvens.
Voxel-baserad morfometri (VBM) analys. (A) Olika gråsubstansvolymer mellan IGD-gruppen och HC (p < 0.05, korrigerad för falsk upptäckt) (MNI-koordinater: L caudate, −8, 14, 10; R MFG, 44, 51, 8; L MFG, −37, 45, 20). (B) VBM korrelationsanalys (p < 0.01) (MNI-koordinater: L caudate, −9, 8, 15). Förkortningar: HC, friska kontroller; IAT, Internetberoendetest; IGD, Internetspelstörning; L, vänster; MFG, mellersta frontal gyrus; R, höger; MNI, Montreal Neurological Institute.
För IGD-gruppen fann man en signifikant positiv korrelation mellan GM-volymen i den vänstra kaudatkärnan och IGD-allvarligheten (dvs. IAT-poäng) med exkludering av de främmande variablerna (partiell korrelation r = 0.58, p < 0.01, FDR korrigerad) (Figur (Figur 1B), 1B), och med att exkludera effekten av spelaktivitet och andra främmande variabler, fann man dessa positiva korrelationer även mellan den vänstra kaudatkärnan och IAT-poängen (partiell korrelation r = 0.56, p < 0.05). En signifikant negativ korrelation observerades mellan den mellersta frontalvolymen och impulsiviteten mätt med Barretts Impulsiveness Scale (partiell korrelation r = 0.39, p < 0.05, FDR korrigerad) och denna korrelation visades inte efter exkludering av effekten av spelaktivitet (p > 0.05). Inget hjärnområde visade dock ett signifikant samband med BDI-poängen (p > 0.05, FDR korrigerad).
I HC fann man inget signifikant samband mellan några psykologiska variabler (dvs. IAT-, BIS- och BDI-poäng) och GM-volymen för något hjärnområde (p > 0.05, FDR korrigerad).
Funktionell anslutningsanalys
Hos individer med IGD var vänster caudat funktionellt kopplat till olika hjärnregioner, inklusive den bilaterala thalamus, putamen, posterior cingulate cortex, precuneus, pallidum, accumbens, främre cingulate cortex, superior occipital cortex, frontal pol, superior frontal cortex, mellersta frontal cortex och orbitofrontal cortex (höjdtröskel, p < 0.001, okorrigerad; kluster tröskel, p < 0.05, FDR korrigerad). Bland HC var den vänstra kaudatkärnan funktionellt kopplad till den bilaterala thalamus, putamen, posterior cingulate cortex, pallidum, accumbens, anterior cingulate cortex, orbitofrontal cortex, superior frontal cortex, mellersta frontal cortex och mediala frontala cortex (höjdtröskel, p < 0.001, okorrigerad; kluster tröskel, p < 0.05, FDR korrigerad).
Som visas i tabellen Table33 och figur Figur 2A, 2A, ökad funktionell anslutning observerades mellan vänster caudatus och bilateral posterior cingulate gyrus (PCG) (BA 31) (t = 5.97, p < 0.05, FDR korrigerad), höger mittfrontal gyrus (MFG) (BA 8) (t = 11.39, p < 0.05, FDR korrigerad) och vänster precuneus (BA 31) (t = 5.48, p < 0.05, FDR korrigerad) hos individer med IGD i förhållande till kontroller. Efter kontroll för effekten av spelaktivitet visades dessa ökade anslutningar bland IGD-personer i vänster caudat och bilateral PCG [F(1, 38) = 6.27, p <0.05,
Tabell 3
Skillnader i funktionell anslutning a mellan IGD-gruppen och HC avslöjar en positiv korrelation med IGDs svårighetsgrad.
| Seed ROI | Ansluten region | MNI-koordinater | tmax | Klusterstorlek (voxels) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| x | y | z | ||||
| IGD > HC | ||||||
| L caudate | R/L PCG (BA 31) | 0 | -28 | 44 | 5.97 | 391 |
| R MFG (BA 8) | 35 | 12 | 40 | 11.39 | 506 | |
| L precuneus (BA 31) | -16 | -56 | 26 | 5.48 | 381 | |
| Korrelation mellan funktionell anslutning och IAT-poäng | ||||||
| L caudate | R MFG (BA 8) | 22 | 36 | 34 | 6.26 | 446 |
BA, Brodmann-området; HC, friska kontroller; IGD, Internetspelstörning; L, vänster; MFG, mellersta frontal gyrus; MNI, Montreal Neurological Institute; PCG, posterior cingulate gyrus; R, höger; ROI, region av intresse.
Klusternivå FDR korrigerad, p < 0.05, den initiala höjdtröskeln är p < 0.001.
Analys av funktionell anslutning. (A) Olika hjärnanslutning mellan IGD-gruppen och HC (p < 0.05, FDR korrigerad) (MNI-koordinater: L caudate, −9, 8, 15; R/L PCG, 0, -28, 44; R MFG, 35, 12, 40; L precuneus, −16, −56, 26). (B) Korrelationsanalys mellan IGDs svårighetsgrad och det funktionella anslutningsvärdet (p < 0.05, FDR korrigerad) (MNI-koordinater: L caudate, −9, 8, 15; R MFG, 22, 36, 34). Förkortningar: HC, friska kontroller; IAT, Internetberoendetest; IGD, Internetspelstörning; L, vänster; MFG, mellersta frontal gyrus; PG, postcingulate gyrus; R, höger; FDR, falsk upptäcktsfrekvens; MNI, Montreal Neurological Institute; PCG, posterior cingulate gyrus.
Inom IGD-gruppen fann man en signifikant positiv korrelation mellan IGDs svårighetsgrad (dvs. IAT-poäng) och den funktionella anslutningen av den vänstra kaudatkärnan med den högra mitten av frontala cortex med uteslutande av de främmande variablerna (partiell korrelation) r = 0.61, p < 0.01, FDR korrigerad) (Figur (Figure2B) .2B). Efter att ha exkluderat effekten av spelaktivitet, fann man också en signifikant positiv korrelation mellan IGDs svårighetsgrad och funktionell anslutning av vänster caudatkärna med den högra mitten av frontala cortex med exkludering av effekten av spelaktivitet och andra främmande variabler (partiell korrelation r = 0.63, p <0.01).
Inget signifikant samband mellan de andra psykologiska variablerna (dvs BIS- och BDI-poäng) och kopplingen mellan den vänstra kaudatkärnan med den högra mitten av frontala cortex noterades i IGD-gruppen (p > 0.05, FDR korrigerad). Bland HC fanns det ingen signifikant korrelation mellan de psykologiska variablerna (dvs. IAT-, BIS- och BDI-poäng) och kopplingen mellan den vänstra kaudatkärnan med andra hjärnområden.
Korrelationsanalys mellan hjärnans struktur och funktionell anslutning
Det fanns ingen signifikant korrelation mellan GM-volym och funktionell anslutning inom kaudatkärnan (r = 0.08, p > 0.05).
Diskussion
Denna studie undersökte de strukturella och funktionella neurala korrelaten av IGD genom att kombinera strukturell MRI och vilotillstånds-fMRI-analyser. I överensstämmelse med tidigare studier om den komorbida psykopatologin av överdriven internetanvändning (39, 40), observerade vi att individer med IGD hade högre nivåer av depression och impulsivitet. Neuroavbildningsresultaten visar att IAT-poängen är positivt kopplad till både GM-volymen i den vänstra kaudatkärnan och värdet av funktionell anslutning mellan den vänstra kaudatkärnan och den högra mitten av frontala cortex. Intressant nog visades GM-underskotten i den vänstra kaudatkärnan och den förändrade vilotillståndsanslutningen mellan den vänstra kaudatkärnan och den högra mittfrontala cortex efter kontroll av effekten av spelaktivitet bland individer med IGD. Vi observerade dock ingen koppling mellan de strukturella och funktionella förändringarna. Dessa fynd tyder på att den vänstra kaudatkärnan är en viktig region i patogenesen av överdrivet spelbeteende på Internet.
Vi hittade strukturella förändringar i den vänstra kaudatkärnan hos individer med IGD i förhållande till kontroller, och GM-volymen i den vänstra kaudatkärnan var positivt relaterad till IGD-allvarligheten. Dessa resultat överensstämmer med tidigare strukturella studier av beroende, inklusive studier om substansberoende (41, 42), spelberoende (43), och IGD (25, 44). Caudatkärnan är en viktig del av striatum och spelar en central roll i belöningsbaserat beteendeinlärning. Dessutom är kaudatkärnan intrikat kopplad till njutning och motivation, och till utveckling och upprätthållande av beroendeframkallande beteenden (45-47). Flera studier har rapporterat att IGD är associerat med abnormiteter i striatum, särskilt kaudatkärnan. Till exempel, Kim et al. (3och Hou et al. (48) rapporterade minskade nivåer av dopamin D2-receptor och dopamintransportör i caudaten bland individer med IGD, vilket tyder på att IGD är associerat med lägre nivåer av dopaminerg aktivitet i hjärnans belöningsvägar, liknande andra beroendeframkallande störningar. Dessutom har en tidigare fMRI-studie av vår grupp som använder en beslutsfattande uppgift avslöjat att högre aktivering i den vänstra caudaten var associerad med att välja riskfyllda alternativ, vilket ger mer insikt i involveringen av den vänstra kaudatkärnan i neurala funktioner för belöningsförutsägelse och förväntan (11). Tillsammans tyder dessa fynd på att minskad GM-volym i den vänstra kaudatkärnan kan bidra till ökad känslighet för belöningsförväntningar hos individer med IGD; den vänstra kaudatkärnan kan således vara en del av den relevanta funktionella kretsen som är associerad med IGD.
För att undersöka sambandet mellan strukturella förändringar och avvikande funktionell anslutning, utförde vi en frö-baserad vilotillstånd funktionell anslutningsanalys. Den funktionella anslutningsanalysen med ett frö i den vänstra kaudatkärnan avslöjade att den högra mitten av frontala cortex (dvs. DLPFC) var positivt korrelerad med IGD-allvarlighetsgrad, vilket indikerar att individer som var mer upptagna av internetspel hade starkare anslutning mellan den vänstra kaudatkärnan och rätt DLPFC. Arean som visas i VBM-resultatet motsvarade inte exakt det område som visas i rs-fMRI-resultatet. Området som visas i VBM- och rs-fMRI-resultaten var BA 10 respektive 8, och det överlappande området är endast partiellt. Dock ingår hela området i DLPFC. DLPFC-striatalkretsen är en viktig del av dopaminbelöningskretsen och är starkt inblandad i exekutiva funktioner som planering, organisation, setskiftning och uppmärksamhet (49). Dysfunktion i detta nätverk kan påverka upprätthållandet av missbruk genom att minska förmågan att reglera integrationen och urvalet av kognitiva och målmotiverade beteenden (49). Avvikande frontostriatalkretsar har tidigare avslöjats hos individer med IGD. En studie om funktionell anslutning i vilotillstånd tyder på att ungdomar med internetberoende har förändringar i sina frontostriatala kretsar som försämrar affekt, motivationsbearbetning och kognitiv kontroll (50). I enlighet med våra resultat visade en annan studie att funktionell anslutning i det frontostriatala nätverket var positivt associerat med högre svårighetsgrad av Internetberoende (51). Men i motsats till de nuvarande resultaten har andra funktionella anslutningsstudier visat att individer med IGD har minskad funktionell anslutning i frontostriatalkretsen (24, 25). En nyligen genomförd genomgång av neuroimaging-fynd i IGD indikerade också inkonsekventa resultat bland studierna och antydde att den förändrade hjärnan inte är robust och förtjänar ytterligare undersökning (28). Avvikelsen mellan dessa fynd kan bero på demografiska eller kliniska faktorer som kön, ålder, sjukdomslängd eller behandlingssökande status. Många neuroimagingstudier har också visat att kaudatkärnan och DLPFC är nära involverade i videospelsspel (52-54). Dessa studier har visat att vänster striatum och DLPFC-plasticitet är relaterad till mängden spel/träning hos icke-beroende personer. I studien, för att identifiera att förändringen i dessa regioner är mer relaterade till IGD-egenskaper inklusive beroendeframkallande egenskaper eller mer kopplade till spelaktivitet, genomförde vi ytterligare analys efter att ha kontrollerat effekten av spelaktivitet (dvs. den genomsnittliga speltimmarna). Resultaten av den fortsatta analysen visade tydligt skillnaderna mellan grupperna. Därför kan förändringen i dessa områden vara mer relaterad till IGD-egenskaperna snarare än spelaktivitet. Sammantaget, oavsett sådana inkonsekvenser, tyder resultaten hittills på att dysfunktionen i frontostriatalkretsen under vilotillståndet och dess samband med IGD-allvarligheten kan vara förknippad med olämpliga beteendeval, som att söka Internetanvändning trots de negativa konsekvenserna.
Flera begränsningar av denna studie bör noteras. För det första, på grund av studiens tvärsnittskaraktär, är orsak-och-verkan-samband oklara. Framtida studier bör identifiera longitudinella effekter på IGD. För det andra begränsade vi vår studiekohort till män i åldern 20–27 år, och försiktighet bör därför iakttas när vi generaliserar resultaten av vår studie till den allmänna befolkningen, även med tanke på den lilla urvalsstorleken. För det tredje kan framtida studier överväga att mäta tiden sedan IGD-diagnos för att förklara någon signifikant variation i neural funktion. Slutligen finns det en viss motsägelse mellan våra fynd och de andra som visar ökad och minskad funktionell anslutning i frontostriatalkretsen. Därför bör resultaten tolkas med försiktighet och ytterligare studier under samma förhållanden (dvs. demografiska egenskaper eller med kliniskt likartade deltagare) behövs för att förklara motsägelsen (24, 25, 28).
Sammanfattningsvis avslöjar denna studie strukturella förändringar av kaudatkärnan och dysfunktionaliteter i frontostriatala nätverk hos individer med IGD. Ännu viktigare, båda typerna av förändringar var förknippade med IGD-allvarlighet. Våra resultat tyder på att den vänstra kaudatkärnan spelar en nyckelroll i patogenesen av IGD och att IGD och missbruk delar liknande neurala mekanismer.
Etikförklaring
Alla deltagare gav sitt skriftliga informerade samtycke efter att ha blivit grundligt informerade om detaljerna i experimentet. Chungnam National University Institutional Review Board (IRB) godkände experiment- och samtyckesprocedurerna (godkännandenummer: P01-201602-11-002). Alla deltagare fick ekonomisk ersättning (50 US-dollar) för sitt deltagande.
Författarbidrag
JWS bidrog till utformning och experimentell design, eller insamling av data, eller analys och tolkning av data, och JHS bidrog väsentligt till tolkning av data och skrev artikeln eller reviderade den kritiskt för viktigt intellektuellt innehåll.
Intresseanmälan
Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.
fotnoter
Finansiering. Denna forskning stöddes av Basic Science Research Program genom National Research Foundation of Korea (NRF) finansierat av utbildningsministeriet (NRF-2015R1D1A1A01059095).
Förkortningar
BIS, Barratt Impulsivitetsskala-II; BDI, Beck Depression Inventory; DLPFC, dorsolateral prefrontal cortex; FDR, falsk upptäcktsfrekvens; fMRI, funktionell magnetisk resonanstomografi; GM, grå substans; IAT, Internetberoendetest; IGD, Internetspelstörning; VBM, voxelbaserad morfometri; MNI, Montreal Neurological Institute; WM, vit substans.
Referensprojekt
;
