Neurobiologiska Korrelationer i Internet Gaming Disorder: En systematisk litteraturgranskning (2018)

Daria J. Kuss,^* Halley M. Pontesoch Mark D. Griffiths

Internet Gaming Disorder (IGD) är en potentiell mental störning som för närvarande ingår i det tredje avsnittet i den senaste (femte) utgåvan av Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders (DSM-5) som ett tillstånd som kräver ytterligare forskning för att inkluderas i huvudmanual. Även om forskningsinsatserna i området har ökat, pågår en fortsatt debatt om respektive kriterium som ska användas samt om tillståndets status som psykisk hälsoproblem. I stället för att använda diagnostiska kriterier som är baserade på subjektiv symptomupplevelse förespråkar National Institute of Mental Health användningen av Research Domain Criteria (RDoC) som kan stödja klassificering av psykiska störningar baserade på dimensioner av observerbart beteende och neurobiologiska åtgärder eftersom psykiska störningar betraktas som biologiska störningar som involverar hjärnkretsar som implicerar specifika domäner för kognition, känslor och beteende. Följaktligen bör IGD klassificeras på dess underliggande neurobiologi, liksom dess subjektiva symptomupplevelse. Därför är syftet med detta dokument att granska de neurobiologiska korrelat som är involverade i IGD baserat på den nuvarande litteraturbasen. Sammantaget identifierades 853-studier av neurobiologiska korrelat på ProQuest (i följande vetenskapliga databaser: ProQuest Psychology Journals, PsycARTICLES, PsycINFO, Applied Social Sciences Index and Abstracts, och ERIC) och på MEDLINE, med tillämpning av kriterierna för uteslutning som resulterade i granska totalt 27-studier med fMRI-, rsfMRI-, VBM-, PET- och EEG-metoder. Resultaten indikerar att det finns signifikanta neurobiologiska skillnader mellan friska kontroller och individer med IGD. De inkluderade studierna tyder på att spelmissbruk jämfört med friska kontroller har sämre responshämning och känsloreglering, nedsatt prefrontal cortex (PFC) -funktion och kognitiv kontroll, sämre arbetsminne och beslutsfattande, minskad visuell och auditiv funktion och brist i deras neuronala belöningssystem, liknande de som finns hos individer med substansrelaterade beroende. Detta antyder att både substansrelaterade beroende och beteendemissbruk delar vanliga predisponerande faktorer och kan vara en del av ett beroende-syndrom. Framtida forskning bör fokusera på att replikera de rapporterade resultaten i olika kulturella sammanhang, till stöd för en neurobiologisk grund för klassificering av IGD och relaterade störningar.

Funktionell magnetisk resonansavbildning (fMRI)

Med fMRI mäts förändringar i nivåerna av blodsyre (FETT) i hjärnan eftersom de anger neuronal aktivitet. Förhållandet mellan oxyhemoglobin (dvs. hemoglobin som innehåller syre i blodet) och deoxihemoglobin (dvs. hemoglobin som har frigjort syre) i hjärnan mäts när blodflödet i "aktiva" hjärnområden ökar för att transportera mer glukos, medan transport av ytterligare syrgas hemoglobinmolekyler. Att mäta denna metaboliska aktivitet i hjärnan möjliggör en finare och mer detaljerad avbildning av hjärnan i förhållande till strukturell MRI. Fördelarna med fMRI innefattar dessutom hastigheten för hjärnavbildning, rumslig upplösning och ingen möjlig hälsorisk jämfört med PET-skanningar (26). Totalt fyra studier identifierades som använde fMRI i studien av IGD (27-30). Detaljerna för dessa studier presenteras i tabell Table11 nedan.

Sammantaget har fMRI-studier som använde tonårsprover i Kina diagnostiserat med IGD (28, 30) föreslog att det fanns skillnader mellan dessa individer i jämförelse med friska kontroller med avseende på deras neurobiologi. Specifikt visade sig att ungdomar med IGD hade en högre aktivitet i den överlägsna mediala frontala gyrusen, höger anterior cingulate cortex (ACC), höger överlägsen och mittre frontal gyrus, vänster inferior parietal lobule, vänster precentral gyrus och vänster precuneus och cuneus, vilket indikerar sämre responshämning och nedsatt funktion av prefrontal cortex (PFC) (28) med tanke på tidigare forskning som visat att det vänstra frontoparietala nätverket är ansvarigt för svarhämning (31). Det fanns mindre aktivitet i den bilaterala mellan- och underliggande temporala gyri som ansvarar för visuell bearbetning (såsom ansiktsigenkänning) och den högra överlägsna parietal lobulen (ansvarig för rumslig orientering), vilket tyder på minskad visuell och hörselfunktion (28). En annan fMRI-studie inkluderad i denna översyn inkluderade manliga spelare i Nederländerna (29) och använde Go-NoGo- och Stroop-uppgifter för att bedöma impulsivitet och hämmande kontroll, och fann att problemvideospelare har lägre hjärnaktivitet i vänster underlägsen frontal gyrus, höger underlägsen parietallob jämfört med matchade avslappnade spelkontroller, vilket indikerar att problemspelare en lägre hämmande kontroll [liknande resultaten avseende nedsatt hämmande kontroll som beskrivs i Ding et al.s studie (28)], utan skillnader i uppmärksamhetskontroll och felhantering.

Dessutom visade diffusionskurtosavbildning (mätning av vattendiffusionsprocesser i hjärnan för att utvärdera mikrostrukturer) och voxelbaserad morfometri att ungdomar med IGD hade lägre kurtosparametrar i grått material (GM) i olika neuronala områden, medan deras GM-volym i det temporala och parahippocampal gyri var högre och lägre i deras vänstra precentral gyrus. Baserat på skillnaderna i de bedömda medelvärdena för kurtos (dvs. vattendiffusion) mellan Internet-spelberoende och friska kontroller och de hjärnområden som beskrivs ovan (30), det verkar som det finns betydande skillnader i mikrostrukturen i hjärnan mellan dessa grupper, som pekar på en viss IGD-patofysiologi (30). [För en detaljerad representation av topp MNI-koordinaterna för voxel- och klusteranalysen i denna studie, vänligen hänvisa till den sammanfattning som lämnats angående MK-förändringarna, skillnaderna i axiell och radiell kurtos mellan Internet-spelberoende och kontrollgrupperna (Sun et al. ., s. 48ff.)].

Den sista fMRI-studien med vuxna spelare av Massively Multiplayer Online Rollespel-spel (MMORPGs) med IGD i Tyskland (27) visade att de identifierar sig med sin avatar i spelet (dvs. deras virtuella karaktär), vilket leder till aktivering av hjärnområden förknippade med självidentifiering och självbegreppsrelaterad bearbetning, dvs vänster vinkelgyrus, vilket antyder avataridentifiering kan vara en konsekvens av att kompensera för social ångest, vilket resulterar i utveckling av IGD.

Vilande tillstånd magnetisk resonansavbildning (rsfMRI)

rsfMRI är en subtyp av fMRI som mäter blodsyrenivåer (FETT) för att bedöma hjärnaktivitet medan personen är i vilotillstånd (dvs. inte bedriver en specifik aktivitet). Målet är att undersöka om det finns skillnader i hjärnfunktion hos individer med särskilda tillstånd i jämförelse med friska kontroller (32). I den aktuella översynen inkluderades totalt sju studier som använde rsMRI för att studera IGD (33-39). Studieinformation finns i tabellen Table22.

Sammantaget antyder rsfMRI-studier som identifierats i den aktuella översynen individer med IGD har en nedsatt kognitiv kontroll [(34) - (36, 38, 39)], och en brist i deras ventrala striatum-belöningssystem (33). Kognitiv kontroll hos IGD-individer bedömdes med hjälp av en färgord Stroop-uppgift, minskad fraktionerad anisotropi (FA) i rätt salientnätverk, vilket indikerade reducerad fiberdensitet, axonal diameter och myelinering i vitmaterial (WM), vilket kan förklara problem vid reglering framgångsnätverket hos individer med IGD som kan vara förknippade med nedsatt kognitiv kontroll (36). Minskad WM-densitet i underordnade frontala gyrus, insula, amygdala och främre cingulat har påvisats hos individer med Internet-spelberoende i förhållande till friska kontroller, vilket indikerar minskad kapacitet för beslutsfattande, beteendehämning och känsloreglering i IGA-gruppen (34). Utöver detta har det visats att individer med IGD har minskat fraktionella amplituder av lågfrekvensfluktuationer (mätning av lokal hjärnaktivitet som har kopplats till psykiatriska störningar) i cerebellum och ökade värden i överlägsen temporal gyrus, vilket antyder nedsatt utövande funktion, arbetsminne och beslutsfattande hos IGD-personer i förhållande till friska kontroller, men också mer hjärnaktivitet som kan vara förknippad med ökad sensorisk-motorisk samordning i IGD (35). Forskning har också visat en ökad volym av höger caudat och nucleus accumbens (som driver upplevelsen av njutning i den mänskliga hjärnan) och minskad styrka av funktionsförbindelser i vilotillstånd i PFC, bundet till minskad kognitiv kontroll, liknande de som finns i substansen- relaterade störningar (38). Vidare har forskning funnit att individer med IGD har minskat voxel-speglad homotopisk anslutning (mätning av anslutningen mellan hjärnhalvor) mellan vänster och höger överlägsen frontal gyrus, frontal och mitten frontal gyrus, vilket indikerar minskad interhemisfärisk kommunikation i hjärnan hos IGD individer relativt till friska kontroller, påverkar beslutsfattande, begär och hämmande fel (39). Dessutom har det visat sig att individer som ofta spelar MMORPGs som World of Warcraft har en lägre fysiologisk lyhördhet i det ventrala striatumet när de förväntar sig monetära belöningar med ventral striatumaktivitet som skiljer sig både med uppgiftsbaserad och vilande statlig fMRI, med bristande känslighet för att belöna predisponerande individer för överdrivet spel (snarare än att belöningssystembrist är resultatet av överdrivet spel) (33).

Voxel-baserad morfometri (VBM)

VBM är en användbar teknik för att förstå IGD eftersom det hjälper till att karakterisera subtila strukturella förändringar i hjärnan utan behov av förkunskaper (40). Detta är särskilt viktigt eftersom användning av videospel kan påverka hjärnans funktion på olika sätt som kan leda till förändringar på beteendemässiga och kognitiva nivåer (41). Detta underavsnitt beskriver kort några av de viktigaste fynd som erhållits från IGD-studier med användning av VBM, och mer information ges i tabellen Table33.

Lee et al. (42) använde VBM för att undersöka sambandet mellan GM-abnormiteter och impulsivitet i IGD, och fann att IGD-patienter uppvisade mindre GM-volym i hjärnregioner relaterade till exekutiv kontroll, såsom ACC och det komplementära motorområdet (SMA). Det konstaterades också att GM-volymer i ACC och SMA var negativt förknippade med impulsivitet, och att IGD-individer uppvisade mindre GM-volym i de laterala prefrontala och parietala kortikorna innefattande vänster ventrolaterala PFC och vänster inferior parietal lobule jämfört med friska kontroller . Lee et al. (42) fann också att GM-volymer i vänster ventrolateralt PFC var negativt korrelerade med livstidsanvändning av videospel. På liknande sätt visade ytterligare forskning kopplingar mellan GM och impulsivitet hos IGD-individer. Mer specifikt har Du et al. (43) fann att IGD-individer närvarande med högre nivåer av impulsivitet associerad med GM-volym av den högra dorsomediala prefrontala cortex (DMPFC), den bilaterala insulaen och den orbitofrontala cortex (OFC), den högra amygdala och minskade vänster fusiform gyrus. Sammantaget antyder dessa fynd GM-abnormiteter i områden som är relaterade till verkställande kontroll kan bidra till större impulsivitet hos unga manliga vuxna med IGD, och att dysfunktion av dessa hjärnområden som är involverade i beteendehämning, uppmärksamhet och känsloreglering kan bidra till impulskontrollproblem hos ungdomar med IGD (44).

Ytterligare forskning visade att GM-tätheten för den bilaterala amygdalaen minskade och anslutningen mellan PFC / insula och amygdalaen ökade hos IGD-individer, vilket antyder känsledysregulering (44). Vidare indikerar de förändrade korrelationerna mellan impulsivitet och GM-volym i DMPFC, OFC, insula, amygdala och fusiformen hos IGD-ungdomar att dysregulering i hjärnanätverk som är involverade i beteendehämning, uppmärksamhet och känsloreglering kan bidra till högre impulsivitetsnivåer hos ungdomar som presenterar med IGD.

VBM-forskning har hjälpt till att identifiera specifika hjärnregioner med GM-förändringar i IGD. Jin et al. (45) fann att IGD-ungdomar visade minskad GM-volym i frontala regioner inklusive den bilaterala dorsolaterala PFC, OFC, ACC, rätt SMA och cerebellum efter kontroll av ålders- och könseffekter. Dessa fynd är i linje med tidigare studier som tyder på att GM-underskott i OFC kan uppstå hos IGD-individer (46), involvering av flera PFC-regioner och relaterade PFC – statala kretsar i processen med IGD, och IGD kan dela liknande neurala mekanismer med substansberoende på kretsnivån.

VBM-forskning har också identifierat potentiella skadliga effekter av IGD på kognitiv kontrollfunktion. Wang et al. (39) rapporterade att GM-volym av den bilaterala ACC, precuneus, SMA, överlägsen parietal cortex, vänster dorsal lateral PFC, vänster insula och bilateral cerebellum minskade signifikant hos IGD-individer. Denna studie antyder att förändringen av GM-volym är förknippad med prestandaförändring av kognitiv kontroll hos ungdomar med IGD, vilket belyser betydande hjärnbildseffekter inducerade av IGD.

Tidigare VBM-forskning har rapporterat onormal GM- och WM-volym i IGD. Lin et al. (34) fann att IGD-individer uppvisade signifikant lägre GM-täthet i den bilaterala undre främre gyrusen, vänster cingulat-gyrus, insula, höger precuneus och höger hippocampus. Det konstaterades också att IGD-individer uppvisade signifikant lägre WM-densitet i den underordnade frontala gyrusen, insula, amygdala och främre cingulat än friska kontroller (34). Dessa fynd överensstämmer med de som rapporterats i tidigare studier där IGD-personer visade sig uppvisa mindre insulär GM-täthet [t.ex.46, 47)], och IGD kan påverka processer involverade i beslutsfattande, beteendemässig hämning och känslor negativt.

Sammantaget har VBM-forskning varit till hjälp för att påvisa potentiella strukturella hjärnförändringar hos IGD-individer. Många av hjärnregionerna som har visat sig förändras hos IGD-individer har tidigare kopplats till funktioner som bidrar till utvecklingen av beroendeframkallande eller tvångsmässigt beteende (48). Exempelvis har minskad OFC-tjocklek identifierats hos individer med substansanvändningsstörningar och beteendemissbruk, vilket ytterligare antyder utvecklingen av IGD kan involvera hjärnregioner liknande de som är involverade i dessa tillstånd (49, 50). Även om en del av de rapporterade studierna hittade förändringar i olika hjärnregioner, hjälper dessa skillnader att illustrera olika sätt på vilka IGD kan påverka den totala hjärnfunktionen och de förändringar den kan ge på beteendemässigt och kognitivt nivå (41), vilket ytterligare belyser fenomenets komplexitet. Med tanke på att många av de granskade VBM-studierna genomfördes i ungdomsprov och att deras hjärna fortfarande utvecklas, kanske de rapporterade resultaten inte kan generaliseras i alla åldersgrupper. En potentiell väg att kontrollera för detta skulle vara att genomföra liknande studier i prover av barn och vuxna för att jämföra de uppnådda resultaten.

Positron-utsläppstomografi (PET)

PET har använts för att demonstrera att dopamin frigörs i det mänskliga striatumet under spelspel och att spela videospel kan leda till betydande förändringar i hjärnkemi liknande farmakologiskt inducerade förändringar (51). PET-studierna sammanfattas i tabell Table4.4. Mycket bevis har inneburit det dopaminergiska systemet i regleringen av givande beteenden och beteendemissbruk, såsom IGD (52, 53).

I en ¹⁸F-fluorodeoxyglukos PET-studie utförd av Park et al. (54) genom att använda ett manligt prov på nio friska kontroller och 11 IGD-spelare fann författarna större impulsivitet hos IGD-spelare jämfört med friska kontroller. Dessutom visade avbildningsdata att IGD-spelare hade signifikant ökat glukosmetabolismen i den högra mitten av orbitofrontal gyrus, vänster caudatkärna och höger insula, och minskad ämnesomsättning i den bilaterala postcentrala gyrusen, vänster precentral gyrus och bilaterala ockipitala regioner jämfört med kontrollgruppen . Sammanfattningsvis tyder dessa fynd på att IGD kan dela psykologiska och neurala mekanismer med andra typer av impulskontrollstörningar och substans / nonsubstansrelaterade beroendeupplevelser.

Ytterligare forskning med PET har genomförts i ett försök att belysa de neurobiologiska mekanismerna hos IGD. Tian et al. (55) undersökte hjärndopamin D₂ (D₂) / Serotonin 2A (5-HT_2A) receptorfunktion och glukosmetabolism och om det fanns ett samband mellan D₂ receptor- och glukosmetabolism i ett prov av 12 läkemedelsnaiva vuxna män som uppfyller kriterierna för friska IGD- och 14-kontroller med användning av PET och ¹¹CN-metylspiperon för att bedöma tillgängligheten av D₂/ 5-HT_2A receptorer och med ¹⁸F-fluorodeoxyglukos för att utvärdera regional hjärnglukosmetabolism, en markör för hjärnfunktion. Resultaten o föreslog att IGD-individer presenterade med signifikant minskad glukosmetabolism i de prefrontala, temporala och limbiska systemen. Dessutom dysregulation av D₂ receptorer observerades i striatum och förknippades med historien om överdrivet videospel. Vidare låga nivåer av D₂ receptorer i striatum var signifikant associerade med minskad glukosmetabolism i OFC. Sammantaget antyder dessa fynd D₂/ 5-HT_2A receptormedierad dysregulering av OFC ligger till grund för en mekanism för förlust av kontroll och tvångsmässigt beteende hos IGD-individer.

Även om det finns en allmän brist på PET-studier på IGD, beträffande bildteknikerna som används, är fMRI att föredra framför PET eftersom det inte kräver att personer utsätts för strålning (56). Fördelarna med PET-studier kan emellertid inkludera dess användbarhet för att fastställa effektiviteten av farmakoterapi och förutsäga behandlingsresultat (57).

Elektroencefalografi (EEG)

Studier som använder EEG används för att detektera neural aktivitet från de underliggande kortikala områdena (främre, bakre, höger och vänster) i en individs hjärnbark med elektroder fästa i hårbotten. Med hjälp av denna teknik mäts spänningsfluktuationer (dvs strömflöde producerad genom excitation av neuronala synapser) mellan par av elektroder (58). Mer specifikt bedöms förhållandena mellan en individs hjärna och beteende via elektrofysiologiska neuronala svar på stimuli (59). Men jämfört med andra neuroimaging-tekniker (som fMRI) är den rumsliga upplösningen i de subkortikala områdena sämre. Upp till 2013 använder de flesta av de publicerade studierna EEG [t.ex.60-64)] bedömde unga vuxna män med internetberoende snarare än IGD, även om de använda proverna inkluderade spelare. Beträffande nyare IGD-studier som använder EEG, innefattar de huvudsakliga typerna av studier studier som undersöker (i) överdrivet och beroendeframkallande spel, (ii) spelberoende och andra komorbida störningar, och (iii) spelberoende (diverse). De inkluderade studierna presenteras i tabell Table55.

Intresset om intressekonflikter

Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.