Effekten av den digitala revolutionen på människans hjärna och beteende: var står vi? (2020)

. 2020 juni; 22 (2): 101 – 111.
PMCID: PMC7366944
PMID: 32699510
Martin Korte, Doktorand

Abstrakt

Denna översikt kommer att beskriva de aktuella resultaten av neurovetenskaplig forskning om de möjliga effekterna av användning av digitala medier på den mänskliga hjärnan, kognition och beteende. Detta är viktigt på grund av den betydande tid som individer spenderar med att använda digitala medier. Trots flera positiva aspekter av digitala medier, som inkluderar förmågan att enkelt kommunicera med kamrater, även över långa avstånd, och att de används som träningsverktyg för studenter och äldre, har skadliga effekter på våra hjärnor och sinnen också föreslagits. Neurologiska konsekvenser har observerats relaterade till internet/spelberoende, språkutveckling och bearbetning av känslomässiga signaler. Men med tanke på att mycket av den neurovetenskapliga forskningen som har utförts hittills enbart förlitar sig på självrapporterade parametrar för att bedöma användningen av sociala medier, hävdas det att neuroforskare måste inkludera datauppsättningar med högre precision när det gäller vad som görs på skärmar, hur länge och vid vilken ålder.

Nyckelord: beroende, tonåren, amygdala, uppmärksamhet, hjärnutveckling, kognitiv neurovetenskap, digital media, språkutveckling, prefrontala cortex

Beskrivning

För hundra elva år sedan publicerade EM Forster en novell (The Machine Stops, 1909, Oxford och Cambridge Review ) om ett futuristiskt scenario där en mystisk maskin kontrollerar allt, från matförsörjning till informationsteknik. I en situation som framkallar dagens internet- och digitala mediehändelser, i denna dystopi, är all kommunikation på distans och möten ansikte mot ansikte sker inte längre. Maskinen styr tankesättet, eftersom det gör alla beroende av det. I novellen, när maskinen slutar fungera, kollapsar samhället.

Berättelsen väcker många frågor, fortfarande aktuella idag, om effekterna av digitala medier och relaterad teknik på våra hjärnor. Detta nummer av Dialoger inom klinisk neurovetenskap utforskar på ett mångfacetterat sätt hur, med vilka medel och med vilka möjliga effekter digital medieanvändning påverkar hjärnans funktion – för de goda, de dåliga och de fula sidorna av människans existens.

Sammantaget har användningen av digitala medier, från onlinespel till smartphone/surfplatta eller internetanvändning, revolutionerat samhällen över hela världen. Bara i Storbritannien, enligt data som samlats in av en tillsynsmyndighet för kommunikation (Ofcom), äger 95 % av personer i åldern 16 till 24 år en smartphone och kontrollerar den i genomsnitt var 12:e minut. Uppskattningar tyder på att 20 % av alla vuxna är online mer än 40 timmar per vecka. Det råder ingen tvekan om att digitala medier, framför allt internet, håller på att bli viktiga aspekter av vårt moderna liv. Nästan 4.57 miljarder människor världen över har tillgång till internet, enligt uppgifter som publicerades den 31 december 2019 på webbsidan https://web.archive.org/web/20220414030413/https://www.internetworldstats.com/stats.htm. Förändringens hastighet är häpnadsväckande, med en exponentiell ökning under det senaste decenniet. Hur och till vilka möjliga kostnader och/eller fördelar kan vår hjärna och vårt sinne anpassa sig?

Faktum är att oron för effekterna av användning av digitala medier på hjärnans funktion och struktur, såväl som fysisk och psykisk hälsa, utbildning, social interaktion och politik, ökar. 2019 publicerade Världshälsoorganisationen (WHO) strikta riktlinjer om barns skärmtid. Och – tillkännagav en lag (Assembly Bill 272) som tillåter skolor att begränsa smartphoneanvändning. Dessa åtgärder vidtogs efter att resultat publicerats som implicerade intensiv användning av digitala medier för att minska arbetsminnets kapacitet- ; vid psykiska problem, från depression till ångest och sömnstörningar, ; och att påverka nivån på textförståelse under läsning på skärmar., Det sistnämnda är ett ganska överraskande exempel som visar att läsning av komplexa berättelser eller sammanlänkade fakta i en tryckt bok leder till ett bättre minne av berättelsen, av detaljer och av kopplingen mellan fakta än att läsa samma text på skärmen.- Anledningen till de häpnadsväckande resultaten, med tanke på att orden på en lysdiod (LED)-skärm eller i en tryckt bok är desamma, verkar vara relaterade till hur vi använder associationer av fakta med rumsliga och andra sensoriska ledtrådar: platsen på en sida i en bok vi läser något utöver det faktum att varje bok tycks öka återkallelsen på olika sätt. Dessutom har språkvetaren Naomi Baron, citerad i en artikel av Makin, menar att läsvanorna är olika på så sätt att digitala miljöer leder till ytligt engagemang i textanalys. Detta beror möjligen på det faktum att de flesta digitala medieanvändare tittar på och gör flera saker från ett objekt till nästa – en vana som kan minska uppmärksamhetsförmågan och bidra till att diagnosen ADHD är högre än för 10 år sedan. Är detta bara ett samband eller indikerar det att multitasking med digitala medier bidrar till, eller till och med orsakar, den högre förekomsten av ADHD? Två argument stödjer hypotesen att intensiv digital mediaanvändning är relaterad till försämringar i arbetsminnet: att helt enkelt se en smartphone (inte ens använda den) sänker arbetsminnets kapacitet och leder till minskad prestation i kognitiva uppgifter, på grund av att en del av arbetsminnets resurser är upptagna med att ignorera telefonen. Dessutom, ju mer som människor använder sina smartphones i ett multitasking-läge (växling snabbt mellan olika engagemang i sinnet), desto lättare reagerar de på distraktion och presterar faktiskt sämre i uppgiftsbyteprov än användare som sällan försöker multitaska. Resultaten har ifrågasatts (se ref 10), och denna skillnad i resultat kan vara relaterad till det faktum att digitala medier i sig varken är bra eller dåliga för våra sinnen; det är snarare hur vi använder digitala medier. Vad vi använder smartphones eller andra digitala medier till och hur ofta är de viktiga parametrarna att analysera, en punkt som ofta ignoreras i den här diskussionen.

Hjärnplasticitet relaterad till användningen av digitala medier

Det enklaste och enklaste sättet att klargöra om användningen av digitala medier har en djupgående effekt på den mänskliga hjärnan är att undersöka om användningen av fingertopparna på pekskärmar förändrar kortikal aktivitet i den motoriska eller somatosensoriska cortexen. Gindrat et al, använde detta tillvägagångssätt. Det var redan känt att kortikalt utrymme som tilldelas de taktila receptorerna på fingertopparna påverkas av hur ofta handen används. Till exempel har stränginstrumentspelare fler kortikala neuroner i den somatosensoriska cortex tilldelade fingrarna de använder när de spelar instrumentet. Denna så kallade "kortikala plasticitet av sensorisk representation" är inte begränsad till musiker; till exempel förekommer det också med ofta upprepade grepprörelser. Eftersom upprepade fingerrörelser inträffar med användning av pekskärmssmartphones, Gindrat et al, använde elektroencefalografi (EEG) för att mäta kortikala potentialer som härrör från beröring av tum-, lång- eller pekfingret hos pekskärmstelefonanvändare och kontrollpersoner som endast använde icke-beröringskänsliga mobiltelefoner. Faktum är att resultaten var anmärkningsvärda, eftersom endast pekskärmsanvändare visade en ökning av kortikala potentialer från tummen och även för pekfingertopparna. Dessa svar var statistiskt mycket signifikant korrelerade till användningsintensiteten. För tummen var storleken på kortikal representation korrelerad även med de dagliga fluktuationerna i pekskärmsanvändning. Dessa resultat visar tydligt att upprepad användning av pekskärmar kan omforma somatosensorisk bearbetning i fingertopparna, och de indikerar också att sådan representation i tummen kan förändras inom en kort tidsram (dagar), beroende på användning.

Sammantaget visar detta att intensiv användning av pekskärm kan omorganisera den somatosensoriska cortex. Därför kan man dra slutsatsen att kortikal bearbetning kontinuerligt formas via digital medieanvändning. Det som inte undersöktes men som borde undersökas i framtiden är om en sådan expansion av kortikal representation i fingertopparna och tummen skedde på bekostnad av andra motoriska koordinationsförmåga. Detta svar är av enorm betydelse med tanke på att motoriska färdigheter är omvänt korrelerade med skärmtid, antingen på grund av konkurrens mellan kortikalt utrymme och motoriska program eller på grund av en generell brist på motion (t.ex. se ref 17).

Influenser på den utvecklande hjärnan

Effekt på motorik är en aspekt att ta hänsyn till vid användning av digitala medier, andra aspekter är effekter på språk, kognition och perception av visuella objekt i den utvecklande hjärnan. I detta avseende är det anmärkningsvärt att Gomez et al visade att detaljer i utvecklingen av det visuella systemet kan påverkas av innehållet i digitala medier. För att utforska detta användes funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) för att skanna hjärnan från vuxna försökspersoner som hade spelat spelet Pokémon intensivt när de var barn. Det var redan känt att objekt- och ansiktsigenkänning uppnås i högre visuella områden av den ventrala synströmmen, främst i den ventrala tinningloben. Typiska Pokémon-figurer är en blandning av djurliknande humaniserade karaktärer och är en unik typ av föremål som annars inte syns i mänskliga miljöer. Endast vuxna med intensiv erfarenhet av Pokémon under barndomen visade distinkt distribuerad kortikal lyhördhet för Pokémon-figurer i den ventrala tinningloben nära ansiktsigenkänningsområden. Dessa data – som ett principbevis – indikerar att användningen av digitala medier kan leda till en unik funktionell och långvarig representation av digitala figurer och objekt även decennier senare. Överraskande nog visade alla Pokémon-spelare samma funktionella topografi

i den ventrala visuella strömmen för Pokémon-figurer. Här är det inte heller klart om dessa data helt enkelt visar hjärnans enorma plasticitet för att lägga till nya representationer för nya klasser av objekt till de högre visuella områdena eller om objektrepresentation från intensiv digital mediaanvändning kan ha negativa konsekvenser för ansiktsigenkänning och -behandling som en konsekvens av konkurrensen om kortikalt utrymme. I detta avseende är det anmärkningsvärt att i empatistudier hos unga vuxna har ett samband mellan tid som spenderas med digitala medier och en lägre kognitiv empati med andra människor rapporterats., Om det beror på bristande insikt i vad andra människor kan tänka (theory of mind) eller på problem med ansiktsigenkänning eller brist på exponering för kamrater (på grund av överdriven onlinetid) är för närvarande inte klart. Det bör betonas att vissa studier inte rapporterade något samband mellan onlinetid och empati (för recensioner, se ref 22 och 23).

Ett annat intresseområde är om utvecklingen av processer relaterade till språk (semantik och grammatik) på något sätt påverkas av intensiv digital medieanvändning. Det är i detta avseende oroande att tidig omfattande skärmanvändning hos förskolebarn kan ha dramatiska inflytanden på språknätverk, vilket framgår av sofistikerad diffusionstensor-MR, (Figur 1). Denna metod ger uppskattningar av vit substans integritet i hjärnan. Dessutom testades kognitiva uppgifter hos förskolebarn. Detta mättes på ett standardiserat sätt med hjälp av ett screeningverktyg för observatörer med 15 artiklar (ScreenQ), som återspeglar de skärmbaserade mediarekommendationerna från American Academy of Pediatrics (AAP). ScreenQ-poängen korrelerades sedan statistiskt med diffusionstensor-MRI-mätningen och med kognitiva testresultat, som kontrollerade ålder, kön och hushållsinkomst. Sammantaget observerades en tydlig korrelation mellan intensiv användning av digitala medier i tidig barndom och sämre mikrostrukturell integritet av vita substanser, särskilt mellan Broca- och Wernicke-områdena i hjärnan ( Figur 1 ). Språkförståelse och kapacitet är starkt korrelerade med utvecklingen av dessa fiberkanaler, som granskats i Grossee et al. och Skeide och Friederici. Dessutom observerades lägre exekutivfunktioner och lägre läskunnighet, även när ålder och medelhushållsinkomst matchades. Användning av digitala medier korrelerade också med betydligt lägre poäng i beteendemått för exekutiva funktioner. Författarna avslutar : "Med tanke på att skärmbaserad mediaanvändning är allestädes närvarande och ökar hos barn i hemmet, barnomsorgen och skolan, tyder dessa fynd på behovet av ytterligare studier för att identifiera konsekvenserna för den utvecklande hjärnan, särskilt under stadier av dynamisk hjärntillväxt i tidig barndom." Denna studie indikerar att läsförmågan kan äventyras om fibervägarna mellan språkområdena inte utvecklas till fullo. Med tanke på att läsförmåga hos barn är en utmärkt prediktor för framgång i skolan, skulle det också vara fördelaktigt att studera om ScreenQ-poäng korrelerar med skolframgång eller till hur traditionell läsning i böcker kan jämföras med läsning på skärmar, i e-böcker och på webbsidor.

En extern fil som innehåller en bild, illustration, etc. Objektets namn är DCNS_22.2_Korte_figure1.jpg

Diffusionstensor magnetisk resonansavbildning av hjärnan hos förskolebarn, som visar samband mellan användning av
skärmbaserad media och vit materia-integritet. Vit-materia-voxlar uppvisar en statistiskt signifikant korrelation mellan ScreenQ-poäng (som indikerar skärmbaserad mediaanvändning, dvs. hur intensivt digitala medier har använts) och lägre fraktionerad anisotropi (FA; A), såväl som högre radiell diffusivitet (RD; B); båda indikerar fiberkanal vid analys av helhjärnabilder. Alla uppgifter kontrollerades för hushållets inkomstnivå och barns ålder (P > 0.05, familjemässigt fel – korrigerat). Färgkoden
skildrar korrelationens storlek eller lutning (ändring i diffusionstensoravbildningsparametern för varje punktökning i ScreenQ-poäng). Anpassad från ref 24: Hutton JS, Dudley J, Horowitz-Kraus T, DeWitt T, Holland SK. Samband mellan skärmbaserad medieanvändning och hjärnvit substans integritet hos barn i förskoleåldern. JAMA Pediatr. 2019;e193869.
doi:10.1001/jamapediatrics.2019.3869. Copyright © American Medical Association 2019.

Förutom utvecklingen av språkområdena kan läsvanorna förändras med användningen av elektroniska medier. Denna förändring kan få konsekvenser för nya läsare och för individer med lässvårigheter. Detta har faktiskt undersökts nyligen. Här användes fMRI när barn lyssnade på tre liknande berättelser i ljudformat, illustrerade eller animerade format, följt av ett test av faktaåterkallelse. Funktionell anslutning inom och mellan nätverk jämfördes mellan olika format som involverade följande: visuell perception, visuella bilder, språk, standardlägesnätverk (DMN) och cerebellär association. Som illustration i förhållande till ljud minskade den funktionella anslutningen inom språknätverket och ökade mellan visuella, DMN och cerebellära nätverk, vilket tyder på minskad belastning på språknätverket från bilder och visuella bilder. Anslutningen mellan nätverk minskade för alla nätverk för animering i förhållande till de andra formaten, särskilt illustration, vilket tyder på en partiskhet mot visuell uppfattning på bekostnad av nätverksintegration. Dessa fynd tyder på betydande skillnader i funktionella hjärnnätverksanslutningar för animerade och mer traditionella berättelseformat hos barn i förskoleåldern, vilket förstärker dragningskraften hos illustrerade sagoböcker i denna ålder för att tillhandahålla effektiva ställningar för språket. Dessutom kan djupläsning påverkas av digitala medier. Denna förändring i läsmönster kan hota utvecklingen av djupläsförmåga hos unga vuxna.

En särskilt viktig tid för hjärnans utveckling är tonåren, en period då hjärnområden som är involverade i känslomässiga och sociala aspekter genomgår intensiva förändringar. Sociala medier kan ha en djupgående effekt på ungdomars hjärna eftersom de tillåter ungdomar att interagera med många kamrater samtidigt utan att träffa dem direkt. Och faktiskt, publicerade data indikerar ett annat sätt att bearbeta känslor hos ungdomar, vilket är starkt korrelerat till intensiteten av användningen av sociala medier. Detta har visats i den grå substansvolymen i amygdala, som bearbetar känslor ( Figur 2 )., Detta tyder på ett viktigt samspel mellan faktiska sociala upplevelser i sociala nätverk online och hjärnans utveckling. Känsloföreträde, kamratkonformitet eller acceptanskänslighet kan göra särskilt tonåringar sårbara för falska eller chockerande nyheter, såväl som osannolika självförväntningar, eller sårbara när det gäller reglering av känslor på grund av ogynnsam användning av digitala medier. Det som saknas här är longitudinella studier för att klarlägga om ungdomshjärnan är annorlunda formad av storleken på sociala nätverk online istället för direkt personlig interaktion.

En extern fil som innehåller en bild, illustration, etc. Objektets namn är DCNS_22.2_Korte_figure2.jpg

Magnetisk resonanstomografi av den mänskliga hjärnan och analys som visar korrelation mellan grå materia
volym (GMV) och sociala nätverkssajter (SNS) beroendepoäng. Avbildad är visualiseringen av det voxel-mässigt baserade
morfometri (VBM) exemplifierad i tre olika vyer: (A) återgiven hjärna; (B) koronal syn; och (C) sagittal vy.
SNS-beroendepoängen var negativt korrelerad med GMV i bilateral amygdala (visas som blå områden) och positivt
korrelerade med GMV i den främre/mitten av cingulate cortex (ACC/MCC, visat som gult område). Bildbehandling visas i
radiologisk syn (höger är till vänster om betraktaren). (DF) Spridningsdiagram visar mönstret av korrelation mellan GMV- och SNS-beroendepoäng i (D) ACC/MCC, (E) vänster amygdala och (F) höger amygdala. Anpassad från ref 57: He Q, Turel O, Bechara A. Förändringar i hjärnans anatomi i samband med beroende av sociala nätverksplatser (SNS). Sci Rep. 2017;7:45064. doi:10.1038/srep45064. Copyright© 2017, Författarna.

Som en sidoanteckning är bevisen för att våldsamma spel har en djupgående effekt på mänskligt beteende bättre definierade. En metaanalys av aktuella tidningar visar att exponering för våldsamma videospel är en mycket signifikant riskfaktor för ökat aggressivt beteende och för en minskning av empati och lägre nivåer av prosocialt beteende.

Synaptisk plasticitet

Studien som beskrivs ovan stöder i huvudsak föreställningen om hög hjärnplasticitet som induceras av intensiv användning av digitala medier. I detalj är de observerade effekterna fantastiska, men totalt sett har det tidigare visat sig att hjärnan ändrar sin funktionella och strukturella anslutning med användning, med andra ord på grund av inlärning, vanor och erfarenhet., För att bedöma denna effekt på kvaliteten på mänsklig kognition och hälsa är frågan mer om våra hjärnor – genom att använda digitala medier i stor utsträckning – arbetar i ett visst kognitivt läge, kanske på bekostnad av andra som är viktiga. Effekterna av hjärnans potential att justera dess funktionella och strukturella anslutningar har visats i många neuroimagingstudier med människor ; för en översikt, se ref 38. Andra studier, inklusive en av Maguire i London taxichaufförer och studier i pianister (som nämnts ovan) och jonglörer visa att intensiv användning kan stimulera tillväxten av nya synaptiska kopplingar ("använda det") samtidigt som det eliminerar neuronala synaptiska förbindelser som används mindre ofta ("förlorar det").,

På cellnivå har detta fenomen fått namnet synaptisk plasticitet, granskat av Korte och Schmitz. Det är vid det här laget allmänt accepterat att neuroner i mänsklig cortex och hippocampus, såväl som i subkortikala områden, är mycket plastiska, vilket innebär att förändringar i neuronala aktivitetsmönster, till exempel genererade av intensiv träning, ändrar synaptisk funktion såväl som synaptisk struktur. Aktivitetsberoende synaptisk plasticitet förändrar effektiviteten av synaptisk transmission (funktionell plasticitet) och modifierar strukturen och antalet synaptiska anslutningar (strukturell plasticitet).,, Synaptisk plasticitet bygger grunden för att justera den postnatala hjärnan som svar på erfarenhet och är den cellulära implementeringen för inlärnings- och minnesprocesser, som föreslogs 1949 från Donald O. Hebb. Han föreslog att förändringar i neuronaktivitet på grund av användning, träning, vana eller inlärning lagras i samlingar av neuroner och inte i enstaka nervceller. Plasticitet sker på så sätt på nätverksnivå genom att förändra synapserna mellan neuroner och kallas därför aktivitetsberoende synaptisk plasticitet. Hebbs postulat innehåller också en viktig regel, som förutsäger att synaptisk styrka förändras när de pre- och postsynaptiska neuronerna visar sammanfallande aktivitet (associativitet), och detta förändrar ingångs-/utgångsegenskaperna för neuronala sammansättningar. Endast om dessa aktiveras tillsammans igen kan de komma ihåg. Viktigt är att det synaptiska svaret på en viss hjärnaktivitet av en given intensitet förstärks; för ytterligare detaljer se Magee och Grienberger. Detta innebär att all mänsklig aktivitet som utförs på en regelbunden basis – inklusive användning av digitala medier, sociala nätverk eller helt enkelt internet – kommer att ha ett avtryck i hjärnan, vare sig det är för den goda, den dåliga eller den fula sidan av mänsklig kognitiva funktion beror på själva aktiviteten, eller om den sker på bekostnad av andra aktiviteter. I detta avseende kopplar multitasking-läge med cellulär synaptisk plasticitet, Sajikumar et al visade att aktivering av tre ingångar som påverkar samma neuronala population inom ett smalt tidsfönster (som är fallet med människor som försöker multitaska) leder till godtycklig förstärkning av ingångar, och inte nödvändigtvis den starkaste. Detta innebär att lagringen av relevanta fakta kan äventyras om input till ett neuronalt nätverk i ett visst hjärnområde överskrider dess gräns för processorkraft.

Digitala medier påverkar den åldrande hjärnan

Effekterna och eventuella negativa eller positiva aspekter av digital medieanvändning, kultur och interaktion kanske inte bara beror på total konsumtionstid och den kognitiva domänen som är involverad; det kan också bero på ålder. De negativa effekterna på förskolebarn, som rapporterats av Hutton et al. kan vara helt annorlunda än de som ses vid användning hos vuxna (som beroende) eller från de effekter som observerats hos äldre. Därför kan träning av den åldrade hjärnan med digitala medier få andra konsekvenser än skärmtid för förskolebarn eller permanent distraktion hos vuxna.

Åldrandet är inte bara genetiskt betingat, utan också beroende av livsstil och hur hjärnan används och tränas; se till exempel ref 47. Ett framgångsrikt försök med digitala medier resulterade i en ökad uppmärksamhetsförmåga hos äldre personer genom träningsresponshämning via datorspel. Här gjordes träningen på tablett under bara 2 månader, och signifikanta kognitiva effekter på lateral hämning observerades i jämförelse med en kontrollgrupp. Dessa resultat korrelerade med tillväxtprocesser, ses som större kortikal tjocklek i den högra inferior frontal gyrus (rIFG) triangularis, ett hjärnområde som är associerat med lateral hämning. Dessa effekter, troligen förmedlade via processer av strukturell plasticitet, beror på tiden som ägnas åt att utföra träningsuppgiften: resultaten blev bättre i linjär korrelation med träningstiden. Sammantaget kan man sammanfatta att spelbaserade digitala träningsprogram kan främja kognition hos äldre och ligger i linje med andra studier som visar att uppmärksamhetsträning medieras genom att öka aktiviteten i pannloben. Andra studier har stött dessa resultat genom att visa att datorträning är ett möjligt sätt att träna hjärnan hos äldre personer (>65 år), och hjärnträningsprogram kan hjälpa till att främja hälsosamt kognitivt åldrande, (se även ref 53). Det ska bli spännande att undersöka om digitala medier i framtiden kan användas hos äldre för att bevara eller till och med öka kognitiva kapaciteter, såsom uppmärksamhet, som lider efter intensiv användning av digitala medier/multitasking i yngre åldrar.

Mekanism för missbruk och användning av digitala medier

Utöver klassiska missbruksstörningar klassificeras även beteendeberoende som beroendeframkallande beteende. WHO inkluderar nu internetanvändningsstörning (IUD) eller internetspelstörning/internetberoende (IGD) i Internationell klassificering av sjukdomar 11: e revisionen (ICD-11) , som i framtiden också kan inkludera "smarttelefonanvändningsstörning" som ett beteendeberoende (https://icd.who.int/browse11/lm/en). Beroende karakteriseras som en kronisk återfallsstörning, avbildad av tvång att söka och använda antingen ett ämne eller ett beteende, som spel. Dessutom inkluderar det förlust av kontroll när det gäller att begränsa vissa beteenden eller drogintag, och är för det mesta associerad med uppkomsten av negativa känslor (t.ex. ångest, irritabilitet eller dysfori) i situationer där drogen eller beteendet inte kan uppnås. Neurologiskt kännetecknas missbruk av övergripande nätverksförändringar i frontostriatala och frontocingulate kretsar. Dessa är också kännetecknen för IGD/IUD-beroende. Särskilt ungdomar kan vara i riskzonen. För en systematisk och mer detaljerad metaanalys av funktionella och strukturella hjärnförändringar relaterade till IGD, se följande recensioner av Yao et al. och D'Hondt et al.

Det är också anmärkningsvärt att vissa studier fann ett samband mellan förändringar i hjärnans anatomi och beroende av sociala nätverkssajter (SNS). Det visar specifikt att intensiva interaktioner med sociala medier kan korreleras till grå substans förändring av hjärnområden som är involverade i beroendeframkallande beteende. Andra studier rapporterade också att intensiv användning av sociala medier kan leda till en djupgående effekt på neuronala strukturer i den mänskliga hjärnan, som granskats i ref 32. Sammantaget är implikationerna av dessa data att neurovetenskap och psykologisk forskning bör vända mer uppmärksamhet mot förståelsen och förebyggandet av onlineberoendestörningar eller andra maladaptiva beteenden relaterade till spel och användning av sociala nätverk.

Neuroförstärkning med elektroniska enheter

Hittills har vi diskuterat digitala medier, men elektroniska enheter i allmänhet kan också användas för att direkt stimulera den mänskliga hjärnan. Svårigheten här är att den mänskliga hjärnan inte är en enkel Turing-maskin, och algoritmen den använder är mindre tydlig. Av denna anledning är det osannolikt att våra hjärnor kan omprogrammeras med digital teknik och att enkel stimulering av vissa hjärnområden kommer att öka kognitiva förmågor. Men djup hjärnstimulering som ett behandlingsalternativ för Parkinsons sjukdom, depression eller beroende är en annan historia.- Dessutom har forskning om så kallade hjärna/maskin-gränssnitt (BMI) visat att när det gäller motoriska funktioner och assimilering av artificiella verktyg, t.ex. robot-/avatarextremiteter, är inkorporering i hjärnans somatosensoriska representation möjlig. Detta fungerar delvis eftersom neuroner lär sig att representera artificiella enheter via processer av aktivitetsberoende synaptisk plasticitet. Detta illustrerar att vår självkänsla verkligen kan förändras av elektronisk teknik för att införliva externa enheter. Nicolelis och kollegor har nyligen visat att en sådan förlängning av kroppskänslan hos förlamade patienter som är utbildade att använda BMI-enheter kan tillåta dem att styra rörelserna hos artificiella avatarkroppar, vilket leder till en kliniskt relevant återhämtning.

Detta betyder inte att den mänskliga hjärnan kan härma den binära logiken eller ens algoritmen för digitala enheter, men det belyser hur digitala maskiner och digitala medier kan ha en enorm inverkan på våra mentala färdigheter och beteende (diskuterat ingående av Carr ). Denna påverkan framhävs också av effekten av online molnlagring och sökmotorer på mänskligt minnes prestanda. Ett paradigmatiskt exempel är en studie där digitala infödda fick tro att fakta som de hade blivit ombedda att memorera skulle lagras i molnlagring online. Under detta antagande presterade de sämre än försökspersoner som förväntade sig att bara behöva förlita sig på sin egen hjärnminnesfunktion (främst i tinningloben), som fMRI
analys upplyst. Dessa resultat tyder på att underleverantörer av några enkla mentala sökningar till molnlagring på internet och att lita på sökmotorer istället för minnessystem i vår egen hjärna minskar vår förmåga att memorera och återkalla
fakta på ett tillförlitligt sätt.

Människans välbefinnande och multitasking

Beroende och neuroförstärkning är särskilda effekter av digitala medier och elektroniska enheter. Vanligare är effekterna av multitasking på uppmärksamhet, koncentration och arbetsminnets kapacitet. Att bearbeta flera och kontinuerliga inkommande informationsströmmar är verkligen en utmaning för våra hjärnor. En serie experiment behandlade om det finns systematiska skillnader i informationsbehandlingsstilar mellan kroniskt tunga och lätta multitaskers (MMT)., Resultaten indikerar att tunga MMT är mer mottagliga för störningar från vad som anses vara irrelevanta externa stimuli eller representationer i deras minnessystem. Detta ledde till det överraskande resultatet att tunga MMT:er presterade sämre på ett uppgiftsväxlingsförmågastest, troligen på grund av minskad förmåga att filtrera bort störningar från irrelevanta stimuli. Detta visar att multitasking, en snabbt växande beteendetrend, är förknippad med en distinkt inställning till grundläggande informationsbehandling. Uncapher et al sammanfatta konsekvenserna av intensiv multimediaanvändning så här: ”Amerikanska ungdomar spenderar mer tid med media än någon annan vaken aktivitet: i genomsnitt 7.5 timmar per dag, varje dag. I genomsnitt går 29 % av den tiden åt till att jonglera med flera mediaströmmar samtidigt (dvs. multitasking i media). Med tanke på att ett stort antal MMTs är barn och unga vuxna vars hjärnor fortfarande utvecklas, är det mycket brådskande att förstå de neurokognitiva profilerna för MMTs."

Å andra sidan kommer det uppenbarligen att vara viktigt att förstå vilken informationsbehandling som är nödvändig för ett effektivt lärande inom de 21 års miljö. st århundrade. En växande mängd bevis visar att tunga digitala MMT:er visar sämre minnesfunktion, ökad impulsivitet, mindre empati och en högre mängd ångest. På den neurologiska sidan visar de en minskad volym i den främre cingulate cortex. Dessutom tyder aktuella data på att växling snabbt mellan olika uppgifter (multitasking) under användning av digitala medier kan påverka akademiska resultat negativt. Man måste dock vara försiktig i tolkningen av dessa resultat, eftersom orsakssambandets riktning inte är tydlig kan multitasking-beteende i media också verka mer uttalat hos personer med minskad prefrontal aktivitet och kortare uppmärksamhetsförmåga till att börja med. Här behövs longitudinella studier. Den övergripande påverkan av sociala medier online på våra naturliga sociala färdigheter (från empati till teori om andra människors sinnen) är ett annat område där vi kan uppleva hur och i vilken utsträckning digitala medier påverkar vårt tänkande och sensoriska bearbetning av sociala signaler. Av många studier, en av Turkle bör markeras här. Turkle använde intervjuer med tonåringar eller vuxna som var storanvändare av sociala medier och andra typer av virtuella miljöer. Ett av resultaten av denna studie var att extrem användning av sociala medier och virtuella verklighetsmiljöer kan leda till en ökad risk för ångest, färre verkliga sociala interaktioner, bristande social kompetens och mänsklig empati och svårigheter att hantera ensamhet. Dessutom rapporterade de intervjuade personerna om symtom relaterade till beroende av internetanvändning och digitala sociala medier. Denna mentala rutin att vara "alltid ansluten" till hundratals eller till och med tusentals människor kan verkligen överbelasta våra hjärnområden relaterade till social interaktion genom att dramatiskt utöka antalet människor med vilka vi kan kommunicera nära. Den evolutionära begränsningen kan vara en gruppstorleksgräns på cirka 150 individer. Detta kan vara orsaken till vår ökning av kortikal volym, t.ex. interagerar schimpanser regelbundet med 50 individer, men det kan också vara gränsen för vad våra hjärnor kan uppnå. I motsats till denna evolutionära begränsning är vi mer eller mindre i kontinuerlig kontakt med en grupp människor som vida överskrider vår neurobiologiska gräns på grund av sociala medier. Vilka är konsekvenserna av denna kortikala överbelastning? Ångest och brister i uppmärksamhet, kognition och till och med minne? Eller kan vi anpassa oss? Än så länge har vi fler frågor än svar.

Slutsats

Hjärnan påverkas av hur vi använder den. Det är knappast en sträcka att förvänta sig att intensiv användning av digitala medier kommer att förändra mänskliga hjärnor på grund av processer av neuronal plasticitet. Men det är mindre tydligt hur dessa nya teknologier kommer att förändra mänsklig kognition (språkkunskaper, IQ, arbetsminneskapacitet) och känslomässig bearbetning i ett socialt sammanhang. En begränsning är att många studier hittills inte tagit hänsyn till vad människor gör när de är online, vad de ser och vilken typ av kognitiv interaktion som krävs under skärmtid. Det som är tydligt är att digitala medier har en inverkan på människans psykologiska välbefinnande och kognitiva prestationer, och detta beror på total skärmtid och vad människor faktiskt gör i den digitala miljön. Under det senaste decenniet har mer än 250 studier publicerats som försöker belysa effekterna av användning av digitala medier; de flesta av dessa undersökningar använde självrapporterande frågeformulär som för det mesta inte tog hänsyn till de väldigt olika aktiviteter som människor upplevde online. Användningsmönstret och den totala tiden som spenderas online kommer dock att ha olika effekter på en persons hälsa och beteende. Forskare behöver en mer detaljerad flerdimensionell karta över användningen av digitala medier. Det som är önskvärt är med andra ord ett mer exakt mått på vad människor gör när de är online eller tittar på en digital skärm. Sammantaget kan den nuvarande situationen i de flesta fall inte skilja mellan orsakseffekter och ren korrelation. Viktiga studier har påbörjats,, och Adolescent Brain Cognitive Development Study (ABCD-studien) bör nämnas. Det är orkestrerat av National Institutes of Health (NIH) och syftar till att utforska effekten av miljömässiga, sociala, genetiska och andra biologiska faktorer som påverkar hjärnan och kognitiv utveckling. ABCD-studien kommer att rekrytera 10 000 friska barn i åldrarna 9 till 10 över hela USA, och följa dem in i tidig vuxen ålder; för detaljer, se webbplatsen https://abcdstudy.org/. Studien kommer att omfatta avancerad hjärnavbildning för att visualisera hjärnans utveckling. Det kommer att belysa hur natur och näring samverkar och hur detta relaterar till utvecklingsresultat såsom fysisk eller mental hälsa, och kognitiva förmågor, såväl som pedagogisk framgång. Storleken och omfattningen av studien kommer att göra det möjligt för forskare att identifiera individuella utvecklingsbanor (t.ex. hjärnan, kognitiva, emotionella och akademiska) och de faktorer som kan påverka dem, till exempel effekten av användning av digitala medier på den utvecklande hjärnan.

Det som återstår att avgöra är om den ökande frekvensen av alla användare som går mot att själva bli kunskapsdistributörer kan bli ett stort hot mot förvärvet av gedigen kunskap och behovet av att var och en har att utveckla sina egna tankar och att vara kreativa. Eller kommer dessa nya teknologier att bygga den perfekta bron till allt mer sofistikerade former av kognition och fantasi, vilket gör det möjligt för oss att utforska nya kunskapsgränser som vi för tillfället inte ens kan föreställa oss? Kommer vi att utveckla helt andra hjärnkretsarrangemang, som vi gjorde när människor började lära sig läsa? Sammantaget, även om mycket forskning fortfarande behövs för att bedöma och utvärdera möjliga effekter av digitala medier på människors välbefinnande, kan neurovetenskap vara till oerhört stor hjälp för att skilja orsakseffekter från enbart samband.

Erkännanden

Författaren förklarar ingen potentiell intressekonflikt. Jag tackar Dr Marta Zagrebelsky för kritiska kommentarer om manuskriptet