(REMISSION) Funktionella neurala förändringar och förändrade kortikalt-subkortikala anslutningar förknippade med återhämtning från Internet-spelstörning (2019)

Från 2016 till 2017 rekryterade vi 154 IGD-ämnen för fMRI under en cue-craving-uppgift (beskrivs nedan). Vi kontaktade deltagarna efter ungefär ett år och utvärderade dem för IGD. Tjugonio IGD-ämnen (fem kvinnor) som inte uppfyllde kriterierna för IGD gick längre med på att delta under skanning när de utför cue-craving-uppgiften. Vi jämför sedan deras senaste data (återvunnen IGD) med basdata (aktiv IGD) för att identifiera skillnader över tid (Figur 1A).

Vid början av studien klassificerades deltagarna som att ha IGD om de fick 50 eller högre på Youngs Internet Addiction Test (ett självrapportfrågeformulär) och uppfyllde minst fem DSM-5-kriterier för IGD (klinisk intervju; se "Supplerande material" för ytterligare detaljer; Petry et al., 2014; Young, 2009). Alla deltagare genomgick strukturerade psykiatriska intervjuer (MINI) genomförda av en erfaren psykiater (Lecrubier et al., 1997) och individer med psykiatriska störningar eller beteenden uteslöts (se ”Kompletterande material”). Dessutom rapporterade inga försökspersoner tidigare erfarenheter av spel eller olagliga droger (t.ex. cannabis och heroin). Alla spelade ämnen League of Legends (LOL och Riot Games) i mer än ett år. Detta kriterium baserades på att vi använde spelkoder som stimuli i denna studie och LOL var det mest populära onlinespelet under studiestart. Individer som återhämtade sig från IGD behövde göra poäng mindre än 1 på Youngs Internet Addiction Test och uppfylla mindre än fem DSM-50 kriterier för IGD vid 5-års tid (Petry et al., 2014; Young, 2009; se bordet 1 för detaljer).

Tabell 1. Demografiska funktioner hos IGD-deltagare när IGD var aktiva och återhämtade

En händelsrelaterad cue-reaktivitetsuppgift användes i denna studie, såsom har beskrivits tidigare (Dong et al., 2017; Dong, Wang, et al., 2018). Uppgiften innehåller två typer av cue-bilder: 30 spelrelaterade bilder och 30 typrelaterade bilder (neutral baslinje). Inom varje typ innehöll hälften av de 30 bilderna ett ansikte och händer och hälften innehöll bara händer. Spelrelaterade bilder visar en person som spelar online-spelet (LOL) på en dator. I typrelaterade bilder skriver samma person en artikel på ett tangentbord framför en dator. Deltagarna instruerades att ange om det fanns ett ansikte i bilden eller inte genom att trycka på knappen "1" på tangentbordet när ett ansikte var närvarande och trycka på "2" när det inte fanns något ansikte närvarande.

Figur 1B visar tidslinjen för en provförsök i uppgiften. Först presenterades ett fast 500 ms kors, följt av en köbild som beskrivs ovan. Bilder presenterades i en randomiserad ordning för att undvika ordereffekter. Varje bild presenterades i upp till 3,000 ms, under vilken tid deltagarna behövde svara. Skärmen blev svart efter knapptryckning och varade i 3,000 (svarstid) ms. Därefter, i begäran om utvärderingsfasen, ombads deltagarna att utvärdera nivån på deras begär efter motsvarande stimuli på en 5-punkts skala, som sträckte sig 1 (ingen begär) till 5 (extremt hög begär). Detta steg varade i upp till 3,000 ms och avslutades med en knapptryckning. Slutligen presenterades en tom skärm på 1,500 3,500–60 9 ms mellan varje försök. Hela uppgiften innehöll 10 försök och varade cirka 1 minuter. Uppgiften presenterades och beteendedata samlades in med E-prime-programvara (Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA, USA). Alla deltagare ombads fylla i ett frågeformulär för 10 artiklar med speluppmaningar, med poäng från XNUMX till XNUMX, för att bedöma spelrelaterat begär före fMRI (Cox, Tiffany och Christen, 2001).

Förbehandling av fMRI-data utfördes med användning av SPM12 (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) och Neuroelf (http://neuroelf.net), såsom beskrivits tidigare (Dong et al., 2017; Dong, Wang, et al., 2018). Bilderna var tidsinställda, omorienterade och anpassade om till den första volymen, med T1-registrerade volymer som användes för att korrigera för huvudrörelser. Bilder normaliserades sedan till MNI-utrymme och utjämnades rumsligt med en 6 mm full bredd vid halva maximala Gauss-kärnan. Inga ämnen avlägsnades från analysen på grund av huvudrörelser (uteslutningskriterierna var 2 mm i riktningsrörelse eller 2 ° i rotationsrörelse). En generell linjär modell (GLM) användes för att identifiera BOLD-aktivering i förhållande till hjärnaktiviteter. Olika typer av prövningar (spelrelaterade, typrelaterade, felaktiga eller missade) sammanfördes separat med en kanonisk hemodynamisk svarsfunktion för att bilda uppgiftsregressorer. Varaktigheten för varje försök var 4,000 ms. GLM: erna inkluderade en konstant löptid per körning. Sex huvudrörelsesparametrar härledda från omfördelningsstadiet och spelhistoriken (självrapporterade spelår) inkluderades för att hantera dessa potentiella förvirringar. Ett GLM-tillvägagångssätt användes för att identifiera voxels som aktiverades signifikant för varje händelse under "respons" -fasen.

Analyserna på andra nivån genomfördes enligt följande. Först genomfördes en voxelvis analys av upprepade åtgärder genom hela hjärnan för att undersöka aktivitet relaterad till [(återhämtat_{Spelrelaterade stimuli} - återhämtat sig_{Typrelaterade stimuli}) - (aktiv_{spelrelaterade stimuli} - aktiv_{Typrelaterade stimuli})]. Familjemässiga feltrösklar (p <.001) bestämdes med hjälp av 3dClustSim (en uppdaterad version av Alphasim), och alla jämförelser korrigerades med 3dClustSim (https://afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/program_help/3dClustSim.html), p <.001, två-tailed, med en utsträckning av minst 40 voxels.

Detta experiment godkändes av Human Undersökningskommittén vid Zhejiang Normal University och överensstämde med The World of Ethics Code of the World Medical Association (Helsingforsdeklarationen). Alla deltagare gav skriftligt informerat samtycke innan skanning.

Vi analyserade korrelationerna mellan hjärnansvar i vänster ACC och lentiform och självrapporterad sug till ledtrådar. Betydande korrelationer mellan självrapporterade begär och linsformiga aktiveringar hittades, oavsett IGD-status (figur 3). Inga signifikanta korrelationer observerades mellan ACC-aktiveringar och begär.

Vi analyserade vidare den effektiva anslutningen mellan vänster ACC och vänster linsform med hjälp av dynamisk kausal modellering (DCM) vid de två tidpunkter. De använda noderna definierades genom interaktionsresultaten presenterade ovan. Av de flera hjärnregionerna som identifierats i helhjärnanalyserna är ACC lokaliserat i det verkställande kontrollnätverket och lentiformkärnan i belöningsnätverket. Med tanke på vår hypotes om att verkställande kontroll över begär bör ändras i återhämtning från IGD, valde vi dessa två hjärnregioner som områden av intresse i denna studie för anslutningsanalyser. Med andra ord valde vi dessa två regioner som komponenter i verkställande kontroll- och belöningsnätverk för att undersöka interaktioner mellan dessa två system i återhämtning från IGD.

Vi tog koordinaten för topparna i klustren (lokala maxima på den statistiska kartan) som den centrala punkten för att skapa sfärer med 6-mm radier [vänster linsform (−21, 3, 21); ACC (−3, 39, 6)]. Cirka 33 voxels ingick i varje sfär. Dessa regioner som identifierats för varje grupp ingick i ett dynamiskt nätverk och DCM användes för att bestämma nätverkets mest troliga struktur, med tanke på uppgifterna.

I fast anslutning visade DCM-uppskattningar signifikant ökad ACC-linsformig anslutning när IGD-personer återhämtade sig (t = 3.167, p = .003). På samma sätt ökade även lentiform – ACC-anslutningen signifikant när IGD-individer återhämtade sig (t = 4.399, p <.001).

Liknande funktioner observerades också när försökspersoner utsattes för spelkoder. I moduleringseffekter visade DCM-uppskattningar signifikant ökad ACC-lentiform anslutning när IGD-individer återhämtade sig (t = 2.769, p = .009). Lensform-ACC-anslutningen ökade dock bara marginellt när IGD-individer återhämtade sig (t = 1.798, p = .09; Figur 4).

Minskad känslighet för speltillstånd

I överensstämmelse med vår hypotes, hittades minskade spel-cue-relaterade aktiveringar i belöningskretsrelaterade hjärnregioner [lentiform, ventromedial prefrontal cortex (vmPFC, inklusive orbitofrontal cortex (OFC)) när IGD-personer återhämtade sig från spel. Belöningskretsar kan påverka motiverade eller mål -riktat beteende och belöningsbearbetning (Ikemoto, Yang och Tan, 2015; Sayette, 2016), inklusive i missbruk (Balodis & Potenza, 2015; Cheng et al., 2016; Tobler et al., 2016; Yang et al., 2017). Belöningssystemet skulle kunna aktiveras när individer utsätts för relevanta stimuli vid droganvändning eller spelstörningar (Balodis et al., 2012; Worhunsky, Malison, Rogers och Potenza, 2014) såväl som i IGD (Ko et al., 2009; Liu et al., 2017; Sun et al., 2012). Individer med IGD jämfört med de med regelbundet spelanvändning har visat högre linsformig aktivering av spelkoder, i överensstämmelse med signifikansreaktivitet och sugningsfynd i substansanvändningstörningar (Dong et al., 2017; Dong, Wang, et al., 2018).

I denna studie hittades minskade aktiveringar i lentiformkärnan och andra belöningsrelaterade hjärnregioner efter återhämtning. Resultaten tyder på att neuralt svar på spelkoder minskar efter återhämtning, vilket är förenligt med tidigare studier som jämför IGD med kontroller (Kim et al., 2018; Ko et al., 2013; Ma et al., 2019). Korrelationerna mellan minskningar i linsformig aktivering och självrapporterad cue-framkallad begär ger stöd till uppfattningen att minskad neural reaktivitet i linsformen kan ligga till grund för minskade cue-framkallade begärssvar i återhämtning i IGD och kan relatera viktigt till minskade motivationer att engagera sig överdrivet i spelbeteenden. Vår tidigare studie visade att spelbeteenden kunde öka IGD-försökspersonernas begär (Dong, Wang, et al., 2018). Dessutom rapporterade vi tidigare att större lentiform aktivering av spelkoder var kopplad till uppkomsten av IGD hos individer med regelbundet spelanvändning (Dong, Wang, Liu, et al., 2019). Denna studie antyder att en minskning av problematisk spelning under återhämtning är kopplad till minskat begär i IGD, med lentiformkärnan inblandad i detta förhållande. Sammantaget antyder resultaten en viktig roll för lentiformkärnan och cue-framkallat begär i övergångar mellan IGD och regelbunden spelanvändning och vice versa. De exakta förhållandena (t.ex. om minskat spel leder till minskad lentiform respons och minskat begär eller om minskad lentiform respons leder till minskat craving och minskat spel) kräver ytterligare undersökning.

Kontroll av begär efter återhämtning

En annan hjärnregion som visade gruppskillnader var ACC, som har varit inblandat i verkställande kontroll och andra processer. I motsats till vår hypotes minskades aktiveringen i ACC (såväl som i MFG) efter återhämtning. Det identifierade klustret inkluderade ACC och MFG och utvidgades ventralt för att inkludera vmPFC och OFC. Det är särskilt viktigt att den mediala prefrontala cortex har varit inblandad i kus-framkallad begär i substansberoende som störning av kokainanvändning (Kober et al., 2016; Wexler et al., 2001), bearbetning av belöningar, särskilt under anmälnings- eller utfallsfaser (Knutson, Fong, Adams, Varner, & Hommer, 2001; Knutson & Greer, 2008), beslutsfattande (Tanabe et al., 2007), standardläge bearbetning (Harrison et al., 2017) och andra processer (Li, Mai och Liu, 2014). Med tanke på att den uppgift som använts i denna studie fokuserade på kus-framkallad begär, är det frestande att spekulera i att den relativt minskade aktiveringen som observerats i klustret som involverar OFC / vmPFC / ACC / MFG kan relatera till minskad signalreaktivitet, även om denna tolkning är mindre stöds av data än lentiforma fynd med avsaknad av korrelation med självrapporterade begär.

Med tanke på att ACC och andra kortikala hjärnregioner har varit inblandade i utövande eller kognitiv kontroll (Rolls, 2000), även hos personer med beroendeframkallande störningar (Filbey et al., 2008; Franklin et al., 2007; Kosten et al., 2005; Myrick et al., 2004; Wrase et al., 2002), är det möjligt att individer med IGD som har återhämtat sig visar mer effektiv bearbetning av kontrollregioner i förhållande till när de spelade problematiskt. För att undersöka förhållandena mellan ACC och lentiforma aktiviteter, använde vi DCM och fann att förbindelserna ökades efter återhämtning. Enligt psykofysiologiska tolkningar av funktionella anslutningar mellan dessa hjärnregioner (Havlicek et al., 2015; Stephan et al., 2010), högre värden i ACC – lentiforma och lentiforma - ACC-anslutningar under återhämtning i förhållande till tider då spelande problematiskt antyder att interaktionen mellan dessa två hjärnregioner är mer effektiva hos personer efter återhämtning. Som sådan bör framtida forskning undersöka i vilken utsträckning detta återspeglar en mekanism för att kontrollera begär mer effektivt, samtidigt koppling av regioner som är involverade i belöningsbearbetning, eller begär-relaterade motiv eller andra möjligheter.

Betydelse och kliniska konsekvenser

Teoretiska modeller har föreslagit viktiga roller för kortikala och subkortikala hjärnregioner i beteenden och störningar på Internetanvändningen. En ny uppdatering av I-PACE-modellen (Brand et al., 2019) föreslagna beteendemässiga och neurala mekanismer relaterade till övergångar i störningar på Internetanvändning som IGD. I denna modell var cue-reaktivitet och förändringar i cortical-to-basal-ganglia-kretsar viktiga komponenter, i överensstämmelse med resultaten i denna studie. Observera att den uppdaterade I-PACE-modellen föreslår också en roll för insulaen (Brand et al., 2019), i överensstämmelse med förändringar i cue-reaktivitet och sugningsfynd och insulär aktivering och anslutningsbarhet hos individer med IGD som erhöll ett begär-beteende-ingripande (Zhang et al., 2016b). Dessutom föreslog vilodatsdata från samma kohort minskad anslutning (t.ex. mellan OFC och hippocampus och mellan de bakre cingulat- och motorrelaterade regionerna; Zhang et al., 2016a). Som sådan föreslår denna studie och andra senare potentiella neurala mål för interventioner (t.ex. med hjälp av hjärnmodulationsmetoder som snabb transkraniell magnetisk stimulering eller transkraniell likströmsstimulering) för att minska begär och främja återhämtning i IGD. Beteendemässiga tillvägagångssätt som är inriktade på begär och kan fungera genom delade eller distinkta neurala mekanismer (t.ex. kognitiv beteende och mindfulness-baserade terapier) bör också övervägas mot bakgrund av de aktuella resultaten, särskilt med tanke på den viktiga rollen för beteendeterapier i behandlingen av missbruk. och värdet av att förstå hur specifika terapier kan fungera på neurobiologiska nivåer.

Flera begränsningar bör nämnas. Först inkluderade vi inte friska kontrollpersoner i denna studie. Även om vi har funnit att spelhistoriken inte var relaterad till IGD-svårighetsgraden (r = .088, p = .494) och inkluderade även spelhistorik som en faktor i GLM, kan en kontrollgrupp ha varit till hjälp för att förstå data (t.ex. med avseende på möjliga test-omprövningseffekter). För det andra var de flesta försökspersonerna manliga (endast fem kvinnor). Som sådan bör framtida studier undersöka i vilken utsträckning resultaten kan tillämpas på kvinnliga populationer, särskilt eftersom könsrelaterade skillnader har observerats i neurala korrelater i IGD-populationer (Dong, Wang, et al., 2018; Dong, Wang, Wang, et al., 2019; Dong, Zheng, et al., 2018). För det tredje, även om vi utförde en DCM-analys som antyder att verkställande kontroll över lentiform aktivering kan förbättras med återhämtning, kan vi inte utesluta andra möjliga förklaringar som bör undersökas direkt i framtida studier.

Slutsatser