Overuse ng Internet Game Ay Associated Sa isang pagbabago ng Fronto-Striatal Functional Connectivity Sa panahon ng Gantimpala Feedback Processing (2018)

Weaker vmPFC koneksyon sa caudate nucleus

Ang vmPFC ay kilala na kasangkot sa pagsasalin ng mga gantimpala sa mga representasyon ng subjective na halaga (39, 42). Mayroon itong mga koneksyon ng salungat sa striatum para sa nagbibigay-malay at nakakaapekto / emosyonal na pag-andar (43, 44). Ang aming mga natuklasan ay naglalahad ng isang dissociated functional pagkabit ng vmPFC na may mga sub-rehiyon ng striatum na nauugnay sa IGO: mas mahina ang pagkakakonekta sa dorsal striatum (ibig sabihin, ang caudate nucleus), at mas malakas na koneksyon sa ventral striatum (ibig sabihin, ang NAcc).

Ang caudate nucleus ay ang target na rehiyon ng mga dopamine projection neuron sa substantia nigra, at kilala na kasangkot sa pag-encode ng mga asosasyon na kinalabasan ng pagkilos sa panahon ng pag-aaral ng gantimpala (45). Ito ay isa sa mga rehiyon ng utak kung saan ang mga abnormalidad na nauugnay sa IGD ay malawakang naiulat sa molekular (46), istruktura (47, 48), at pag-aaral ng pagganap (17). Halimbawa, ang mga batang may sapat na gulang sa internet ay nagpapakita ng nabawasan ang pagkakaroon ng dopamine D2 na may kakayahang tumanggap sa bilateral dorsal caudate, at ang kalubhaan ng pagkagumon sa internet na sinusukat ng mga kaliskis ng IAT ay negatibong nauugnay sa pagkakaroon ng dopamine D2 receptor availability sa kaliwang caudate (46). Gayundin, ang mga indibidwal ng IGD ay lumilitaw na nadagdagan ang dami ng kulay-abo na dami sa caudate, kasama ang kapansanan ng pagganap ng kognitive control (47). Dong et al. (17) naiulat na nabawasan ang pag-activate ng caudate sa mga indibidwal na may pagkagumon sa internet sa panahon ng pagpapasya sa konteksto ng "tuloy-tuloy na" panalo, na nagmumungkahi ng hindi sapat na pansin sa mga nakaraang pagpili ng pag-uugali at kanilang mga kinalabasan.

Ang mga activation ng utak bilang tugon sa positibong feedback ay naiulat sa parehong caudate nucleus at vmPFC, lalo na kung ang puna ay naglalaman ng impormasyon para sa hinaharap na pag-uugali (49). Ang anatomical na lakas ng koneksyon ng caudate-vmPFC ay ipinakita upang mahulaan ang kakayahang umangkop sa aksyon na nakadirekta sa layunin (50). Ang kapansanan sa pagganap na komunikasyon sa pagitan ng dorsal striatum at vmPFC na natagpuan sa grupong IGO ng pag-aaral na ito ay nagpapahiwatig na dapat magkaroon ng abnormal na paggawa ng desisyon o kabiguan ng pag-aayos ng pag-uugali para sa gantimpala ng pera, lalo na dahil ang mga katulad na natuklasan ay naiulat para sa iba pang mga uri ng pagkagumon. Halimbawa, si Lee et al. (51) iniulat na nabawasan ang pag-aayos ng pag-andar sa pagitan ng dorsal striatum at orbitofrontal na rehiyon na nakapalibot sa vmPFC sa panahon ng isang Odd-Even-Pass na gawain sa mga indibidwal na may pag-asa sa alkohol, na may kaugnayan sa kanilang patuloy na pagpili ng mga maladaptive na pagpipilian. Gayunpaman, hindi namin nakita ang isang link sa pagitan ng mahina na vmPFC-dorsal striatum na koneksyon ng IGO at pagganap ng pag-aaral para sa gantimpala ng pera.

Mas malakas na pagkakakonekta ng vmPFC sa mga accumbens ng nucleus

Sa kaibahan sa koneksyon ng vmPFC-caudate nucleus, ang koneksyon ng vmPFC-NAcc ay pinahusay sa pangkat ng IGO. Ang NAcc, bilang isa sa mga pangunahing sangkap ng ventral striatum, ay iminungkahi na kasangkot sa pagtatalaga ng pagiging insentibo sa isang nakagaganyak na pampasigla. Ang vmPFC-NAcc circuit ay iminungkahi upang maging isang mekanismo ng neuropathological ng pagkagumon (52). Halimbawa, mayroong pagtaas ng functional na koneksyon sa pagitan ng ventral striatum at vmPFC sa mga indibidwal na umaasa sa heroin sa panahon ng estado ng pamamahinga (53). Ang isang nadagdag na pagkonekta ng vmPFC-NAcc ay iniulat din sa mga batang may edad na umaasa sa alkohol sa panahon ng pagproseso ng gantimpala, at ang mga indibidwal na pagkakaiba sa pagkakakonekta ay nauugnay sa dalas ng paggamit ng alkohol (54).

Ang aming mga natuklasan ay naaayon sa mga konklusyon ng Volkow et al. (55), na iminungkahi na ang pagkagumon ay nauugnay sa mga "NGAYON" na mga circuit, kung saan pinataas ang vmPFC / NAcc circuit na pumili ng isang agarang gantimpala. Ang kasalukuyang paghahanap ng vmPFC-NAcc na pagsasama sa grupong IGO ay naaayon sa mga pagbabago sa pathological sa mga mekanismo ng neuronal na kasangkot sa pagproseso ng halaga ng gantimpala sa pagkagumon ng sangkap, lalo na sa loob ng "nais" na mga circuit.

Bagaman mayroong isang negatibong ugnayan sa pagitan ng vmPFC-NAcc functional na koneksyon at ang tamang rate ng pananatili para sa gantimpalang pera, dapat mag-ingat sa pagbibigay kahulugan sa paghahanap na ito. Tandaan na ang dalawang indibidwal ng pangkat ng IGO na ang kalakasan ng vmPFC-NAcc functional na pagkakakonekta ay lubos na napahusay sa panahon ng paghahatid ng gantimpala ng pera ay nagpakita ng pinakamababang rate ng tamang pananatili. Sa partikular, ang isang kalahok sa pangkat ng IGO ay maaaring makilala bilang isang outlier sa istatistika [Pamamaraan ng Distansya ni Cook; (56). Ang negatibong ugnayan na orihinal na natagpuan sa grupong IGO [r₍₁₆₎ = -0.516, p = 0.028] ay hindi na makabuluhan kung ang outlier na ito ay tinanggal mula sa pagtatasa [r₍₁₅₎= -0.233, p = 0.369]. Bilang kahalili, sa palagay namin ang outlier na ito ay ang matinding halimbawa lamang ng negatibong ugnayan na ito, kung saan ang kalahok na may pinahusay na vmPFC-NAcc functional na pagkabit para sa gantimpalang pera ay makakaranas ng pinakadakilang panghihimasok na nagbibigay-malay sa pagproseso ng feedback ng gantimpala. Ang mababang pagganap ng kalahok na ito ay tukoy lamang sa gantimpalang pera (0.65: na-average na rate ng tamang-pananatili ng pangkat ng IGO = 0.941; SD = 0.094), hindi sa simbolikong gantimpala (0.77: averaged tamang-stay rate ng IGO group = 0.822; SD = 0.179). Ipinapahiwatig nito na ang hindi mahusay na pagganap ng pag-uugali ng outlier ay hindi naiugnay sa isang hindi pagkakaunawaan ng mga tagubilin sa gawain o mahinang kakayahan sa pag-aaral sa pangkalahatan. Bukod dito, ang isang katulad na kalakaran ng isang negatibong relasyon na mayroon kahit sa normal na control group [r₍₁₈₎ = -0.440, p = 0.052], na nagpapahiwatig na ang nadagdagang vmPFC-NAcc functional pagkabit ay nauugnay sa mahinang pagganap ng pag-aaral para sa gantimpala ng pera, anuman ang mga problema sa IGO. Ang interpretasyong ito ay suportado ng isang nakaraang ulat na sa mga malulusog na kalahok ng mga indibidwal na may pagtaas ng ventral striatum-vmPFC na koneksyon ay nagpakita ng higit na mapang-akit na pag-uugali sa pag-uugali sa panahon ng isang gawain ng diskwento sa pagkaantala (57). Ang kasalukuyang paghahanap ng pinalakas na vmPFC-NAcc functional na koneksyon sa grupong IGO ay maaaring maunawaan bilang isang katulad na mekanismo ng pathological ng isang nadagdagan na salience sa loob ng "nais" na mga circuit (58). Sa madaling salita, ang pinahusay na vmPFC-NAcc na pagsasama para sa insentibo ng gantimpala sa mga indibidwal ng IGO ay maaaring nauugnay sa isang mas malaking tugon ng saliency para sa gantimpala, na maaaring isang posibleng pinagbabatayan na mekanismo ng may problemang pag-uugali sa internet para sa nakaganyak na mga insentibo.

Weaker VS koneksyon sa dorsal anterior cingulate cortex

Ang aming pagsusuri sa pagganap na koneksyon sa VS-based na koneksyon ay nagsiwalat na ang mga indibidwal ng IGO ay may mas mahina na VS-dACC na magkakaugnay sa grupong kontrol. Ang nabawasan na pagganap na pagkabit sa pagitan ng ventral striatum at dACC ay naaayon sa mga nakaraang natuklasan. Ang intrinsic na koneksyon ng ventral striatum-dACC ay ipinakita na nauugnay sa higit na kalubhaan ng nikotina (59) at pagkagumon sa cocaine (60). Gayundin, Crane et al. (61) naiulat na ang pangkat na may mataas na peligro sa karamdaman na gumagamit ng alkohol (ibig sabihin, ang mga nagsasayang ng binge) ay nahihirapang makisali sa network na ito sa panahon ng pagproseso ng gantimpala.

Sa konteksto ng pag-aaral, ang dACC ay may mahalagang papel sa pag-coding ng mga asosasyon na kinalabasan ng pagkilos, kasama ang pagsasama ng kasaysayan ng gantimpala upang gabayan ang mga desisyon para sa mga potensyal na gantimpala (62, 63). Iminungkahi din na maging kasangkot sa pag-sign ng pangangailangan ng pansin sa pag-aaral (64). Ang mga abnormalidad sa pag-andar ng dACC para sa pagproseso ng feedback sa mga indibidwal na IGD ay naiulat. Yau et al. (65) nabanggit na ang mga kabataan na may problemang paggamit ng internet ay sumabog ang negatibiti na may kaugnayan sa feedback at P300 amplitude sa panahon ng pagkuha ng panganib, na nagmumungkahi ng hindi normal na ACC function sa maaga at huli na pagproseso ng feedback. Dahil sa ang VS ay isang kritikal na rehiyon ng utak din para sa pag-aaral na nauugnay sa gantimpala (66) pati na rin para sa pagproseso ng gantimpala (67), ang pagganap na pagkabit sa pagitan ng VS at dACC ay dapat magkaroon ng isang kritikal na papel sa pag-aaral ng feedback, kung saan ang mga halaga ng kinalabasan para sa napiling mga tugon ay na-update. Samakatuwid, ang binago VS-dACC functional pagkabit sa grupong IGO ay maaaring magpahiwatig ng isang kahirapan sa kumakatawan sa mga signal ng halaga na nakakabit sa mga relasyon na kinalabasan ng pagkilos, na kung saan ay maaaring humantong sa mga problema sa pag-aaral, kahit na ang kapansanan sa pagganap ng pag-aaral ay hindi sinusunod para sa gantimpala.

Weaker VS koneksyon sa iba pang mga cortical at subcortical na rehiyon

Natagpuan namin ang laganap na hindi normal na mga pag-andar ng pag-andar sa vlPFC, precuneus, at lingual gyrus na may kaugnayan sa IGO. Ang mga rehiyon na ito ay kasangkot sa iba't ibang mga kontrol ng cognitive sa panahon ng pag-aaral ng feedback. Halimbawa, ang vlPFC ay kilala para sa paggabay ng pag-uugali na nakadidirekta sa layunin sa pamamagitan ng pagsasama ng impormasyon sa pagganyak mula sa mga subkortikal na lugar (68, 69). Ang precuneus at lingual gyrus ay isinaaktibo bilang tugon sa gantimpala sa pananalapi sa pag-aaral ng pagbabalik-balik kapag ang isang gantimpala ay ibinigay bilang isang senyas upang baligtarin ang mga tungkulin (70). Ayon kay Dong et al. (71), may nabawasan na mas mababa sa harap na cortex activation sa mga indibidwal ng IGD kapag gumagawa ng mga mapanganib na pagpipilian. Ang pinababang pagganap na koneksyon sa pagitan ng VS at ng iba't ibang mga cortical na rehiyon sa grupong IGO ng kasalukuyang pag-aaral ay nagmumungkahi ng kapansanan sa mga kontrol ng kognitibo sa pagproseso ng puna kapag ang isang gantimpala ng pera ay ibinibigay bilang positibong feedback.

Natagpuan din namin na ang pangkat ng IGO ay nagpakita ng mahina na VS functional na koneksyon sa pallidum sa panahon ng pagpoproseso ng gantimpala. Ang pallidum ay tumatanggap ng mga efferent na koneksyon mula sa ventral striatum, lalo na mula sa NAcc, at nagpapadala ng isang senyas sa cortex sa pamamagitan ng mga relay sa pamamagitan ng thalamus (72). Ang pallidum ay higit sa lahat na kilala na nauugnay sa mga pag-andar ng motor, ngunit ang isang papel sa pagproseso ng gantimpala ay malawak ding tinalakay (73). Zhai et al. (74) iniulat na ang IGD ay nauugnay sa pinababang kahusayan ng puting bagay sa pallidum. Ang VS at pallidum ay kapwa ipinapahiwatig sa hedonic na epekto ng pagkagumon, na naisip na mapapamagitan ng mga sistema ng opioid (75), isinalin namin na nabawasan ang pagkonekta ng VS-Pallidum sa mga indibidwal ng IGO ay maaaring sumasalamin sa nabawasan na kasiyahan na hedonic para sa gantimpala ng pera. Ang interpretasyong ito ay naaayon sa isang teoretikal na modelo ng pagkagumon na isinasama ang nabawasan na mga punto ng hedonic set (76).

Bakit ang mga epekto sa pagganap lamang na koneksyon para lamang sa gantimpala ng pera?

Para sa gantimpalang pang-pera lamang, ang pangkat ng IGO ay nagpakita ng nabago ang pagkakakonekta sa pagganap, na may alinman sa mahina na mas malakas o mas malakas na mga pattern. Sa panahon ng pag-aaral ng feedback, may kamalayan ang mga kalahok na ang isang tamang tugon ay maaaring magresulta sa alinman sa isang pera o isang sagisag na gantimpala. Sapagkat hindi sila napagsabihan tungkol sa kung aling pampasigla ng pag-aaral ang susundan ng isang pera, taliwas sa simbolikong gantimpala, ang paghahatid ng gantimpalang pera ay magkakaroon ng higit na pagganyak na may kakayahang umangkop na may kaugnayan sa isang sagisag na gantimpala. Na ang mga epektong ito ay nakakulong sa pangkat ng IGO ay nagpapahiwatig na ang katalinuhan na ito ay may higit na epekto sa mga indibidwal na IGO kaysa sa mga kontrol.

Sa kabila ng mga pag-andar na epekto sa pagkonekta na sinusunod sa mga indibidwal ng IGO para sa gantimpala ng pera, hindi namin nakita ang isang kahinaan sa pag-aaral para sa gantimpala ng pera sa grupong IGO na may kaugnayan sa mga kontrol. Ang isang posibleng dahilan para dito ay maaaring maging epekto sa kisame. Sa paradigma ng pag-aaral ng feedback na ito, kung saan ang bawat puna ay ibinigay batay sa isang deterministic na stimulus-kinahinatnan na pagpapasigla, ang average na tamang rate ng pananatili para sa gantimpala ng salapi ay napakataas sa parehong mga grupo (pangkat ng IGO: M = 0.94, SD = 0.09; control group: M = 0.95, SD = 0.04). Dahil dito, mahirap na lutasin ang anumang kapansanan sa pag-aaral para sa pag-aaral mula sa gantimpala ng pera, kahit sa pangkat ng IGO. Ang isa pang posibilidad ay ang mga indibidwal ng IGO ay maaaring umasa sa iba pang compensatory cognitive resources upang malaman ang mga asosasyon ng SR, na nagreresulta sa pagganap na katulad ng mga kontrol. Gayunpaman, wala kaming nahanap na katibayan na sumusuporta sa compensatory hypothesis, dahil ang karamihan sa mga functional network na sinisiyasat ay mas mahina sa pangkat ng IGO kaysa sa mga kontrol. Para sa tanging halimbawa ng pagtaas ng functional na koneksyon sa grupong IGO (ibig sabihin, vmPFC-NAcc pagkabit), ang pakikipag-ugnayan sa pagganap ng pag-uugali ay kabaligtaran ng inaasahan: ang mga indibidwal na may mas malakas na pagkabit ng vmPFC-NAcc para sa gantimpala ng pera ay nagpakita ng isang nabawasan na pagkahilig upang pumili ng ang parehong tugon sa kasunod na okasyon. Kaya, kung mayroong isang mekanismo ng kompensasyon para sa pagtagumpayan ng kapansanan sa pag-aaral para sa feedback ng gantimpala sa IGO, dapat itong umiiral sa labas ng mga network ng vmPFC o VS. Sa wakas, dapat nating isaalang-alang ang posibilidad na ang mga mekanismo ng compensatory ng IGO ay nangyayari hindi sa panahon ng pagproseso ng feedback, tulad ng sinisiyasat sa kasalukuyang pag-aaral, ngunit sa panahon ng inter-trial interval (nagtatrabaho diskarte sa memorya) o sa panahon ng pagpili ng pagtatanghal / pagpili ng pagtugon. Nakasunud-sunod sa ideyang ito, isang nakaraang ulat (1) nagmumungkahi na ang mga indibidwal ng IGO ay nagrekrut ng isang istratehiyang memorya ng gumaganang partikular para sa gantimpala ng pera upang mabayaran ang kanilang kapansanan sa pag-aaral ng gantimpala.

Mga caveat at limitasyon

Bagaman napansin namin ang iba't ibang mga pattern ng pagkakakonekta sa pagganap ng VS at vmPFC sa pangkat ng IGO, ang antas ng mga abnormalidad na ito ay hindi nauugnay sa kalubhaan ng mga sintomas ng pagkagumon sa paglalaro sa internet. Ang mga abnormalidad na natagpuan sa mga functional network na kasangkot sa pagproseso ng impormasyon ng gantimpala ay maaaring magresulta mula sa mabigat na paggamit ng paglalaro sa internet ng mga indibidwal na IGO. Gayunpaman, ang posibilidad na ito ay hindi suportado ng aming data, dahil wala kaming makitang anumang ugnayan sa pagitan ng oras na ginugol sa paglalaro at mga lakas ng pagkakakonekta. Ang isang alternatibong posibilidad ay ang kalubhaan ng pagkagumon ay maaaring hindi magpakita ng isang tuwid na ugnayan sa antas ng mga abnormalidad sa pagproseso ng gantimpala. Ang isa pa ay ang mga indibidwal na may tiyak na likas, paunang mayroon nang mga tampok sa network na pag-andar ay maaaring mas malamang na mahulog sa mga problema sa labis na paggamit ng paglalaro. Halimbawa, ang aktibidad ng kaswal na paglalaro ay maaaring maging may problema para sa mga medyo hindi episyente sa pagproseso ng mga hinihingi / nagbibigay-pansin na mga kahilingan upang makontrol ang kapaligiran kapag nakakaranas ng kasiyahan para sa mga lubos na lumilitaw na gantimpala, paglalagay ng gayong mga normal na indibidwal na nasa panganib para sa IGD. Kailangan ang mga pag-aaral na paayon upang matugunan ang mga pangmatagalang epekto ng paggamit ng internet gaming o mga kadahilanan ng peligro sa pagproseso ng impormasyon.

Ang depression at pansin-kakulangan / hyperactivity disorder (ADHD) ay naipahiwatig sa pagproseso ng gantimpala (77, 78), pareho sa mga ito ay kilalang psychiatric comorbidities ng IGD (79). Ang mga pagbabago sa pagganap na mga pattern ng koneksyon na nakita namin sa pangkat ng IGO ay hindi nauugnay sa alinman sa mga comorbidities ng IGD, tulad ng depression o impulsivity. Dahil ang mga pagkakaiba-iba ng grupo para sa gantimpala ng pananalapi ay sinusunod sa mga gumaganang network ng utak na kilala na kasangkot sa saliency at cognitive control of reward, makatuwirang isipin na ang mga pagkakaiba na ito ay nauugnay sa pagproseso ng impormasyon sa gantimpala. Samakatuwid, ang mga pagkakaiba sa pagproseso ng impormasyon para sa gantimpala ng salapi ay malamang na kritikal na mga tampok ng IGD na maaaring mangyari nang nakapag-iisa mula sa mga katangian ng pagkatao o emosyonal na karamdaman.

Mahalagang talakayin ang ilang mga limitasyon ng ulat na ito. Ang aming pangkat ng IGO ay binubuo ng mga batang lalaki na itinuturing na "nasa peligro" ng IGD. Ang isa ay dapat gumamit ng pag-iingat sa pangkalahatan ng aming mga natuklasan sa mga babaeng IGO, o sa mga kalalakihan o babae na may diagnosis na may IGD (80). Ang isa pang isyu ay ang aming paggamit ng isang nakapirming agwat ng inter-stimulus sa pagitan ng pag-aaral ng stimulus at pagpapakita ng puna, tulad ng karaniwang sa mga paradigma sa pagkatuto ng SR. Ang nakapirming agwat na ito ay maaaring maging sanhi ng data ng imaging para sa pag-activate na nauugnay sa feedback na maapektuhan ng natitirang aktibidad mula sa panahon ng pag-asa ng feedback (ibig sabihin, pagtatanghal ng cue o pagsisimula ng tugon). Sa katunayan, ang isang nakaraang pag-aaral na sinusuri ang error sa paghula ng gantimpala sa IGD ay nagsiwalat na blunted VS activation sa panahon ng pagproseso ng cue (81). Sa wakas, dapat tandaan ng isa na ang paraan ng pag-uugnay sa pag-uugnay ay hindi naghahayag ng direkta o sanhi ng mga relasyon sa pagitan ng dalawang rehiyon, kahit na ang ilan sa aming mga pagpapakahulugan ay naalam sa pamamagitan ng mga tiyak na anatomical na koneksyon na natagpuan sa mga pag-aaral ng hayop.