Ang neural na batayan ng paglalaro ng video (2011) - Natagpuan ang mas malaking nucleus accumbens

PLoS One. 2014 Mar 14;9(3):e91506. doi: 10.1371 / journal.pone.0091506. eCollection 2014.

Ang artikulong ito ay Nabanggit sa pamamagitan ng iba pang mga artikulo sa PMC.

abstract

Ang pag-play ng video game ay isang madalas na libangan na aktibidad. Ang mga naunang pag-aaral ay nag-ulat ng isang paglahok ng droga na may kaugnayan sa dopamine. Gayunpaman, ang kaayusan ng istruktura utak ng paglalaro ng video game ay hindi pa nasuri. Sa mga magnetic resonance scan na 154 14-taong-gulang, pinagsama namin ang morphometry na batay sa voxel upang tuklasin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga madalas at hindi madalas na mga manlalaro ng video game. Bukod dito, tinasa namin ang Tungkulin sa Tumatagal sa Insentibo sa Tahanan (MID) sa panahon ng functional magnetic resonance imaging at ang Cambridge Gambling Task (CGT). Natagpuan namin ang mas mataas na kaliwang striatal na kulay ng lakas ng tunog kapag inihambing ang madalas laban sa madalang na manlalaro ng video game na negatibong sang-ayon sa oras ng pag-uusap sa CGT. Sa loob ng parehong rehiyon, nakita namin ang isang pagkakaiba sa aktibidad sa gawain MID: madalas kumpara sa mga hindi kadali na manlalaro ng video game ay nagpakita ng pinahusay na aktibidad sa panahon ng feedback ng pagkawala kumpara sa walang pagkawala. Ang aktibidad na ito ay din negatibong sang-ayon sa oras ng pag-uusap. Ang pagsasamahan ng video game na naglalaro ng mas mataas na kaliwang ventral striatum volume ay maaaring sumalamin sa binagong pagpoproseso ng gantimpala at kumakatawan sa adaptive neural plasticity.

Keywords: pagsusugal, accumbens nucleus, gantimpala, paglalaro ng video, morphometry batay sa voxel

pagpapakilala

Ang video at mga laro sa kompyuter ay naging isang popular na ekstrang-oras na aktibidad para sa mga bata, mga kabataan pati na rin ang mga may sapat na gulang. Ang mga literatura ay nagbigay ng paborable at masamang epekto ng madalas na paglalaro ng video game. Ipinakita na ang pag-play ng video game ay maaaring mapahusay ang mga visual na kasanayan na may kaugnayan sa pansin1, 2 at probabilistic inferences.3 Higit pa rito, ang mga pagpapabuti sa mas mataas na mga function ng pagpapaunawa sa pag-eensayo tulad ng paglilipat ng gawain, pagtatrabaho ng memorya at pangangatwiran ay nauugnay sa mga pagpapabuti sa paglalaro sa mga matatanda.4

Kamakailan lamang, ang mga proseso ng neural na pinagbabatayan ng paglalaro ng video at pagsusugal ay pinag-aralan na may functional neuroimaging. Ang ilang mga pag-aaral ay may kaugnayan sa isang paglahok ng sistema ng gantimpala sa utak sa paglalaro at pagsusugal sa computer. Sa pamamagitan ng positron emission tomography, nadagdagan ang paglabas ng dopamine sa ventral striatum habang ang paglalaro ng video at isang positibong kaugnayan sa pagganap ay naiulat sa malulusog na mga paksa.5 Ang paggamit ng functional magnetic resonance imaging (fMRI), ang pagganap ng mga malusog na boluntaryo sa gawain sa pagsusugal sa Iowa ay nauugnay sa mga pagtaas sa aktibidad ng paggamot ng ventral striatum na nakadepende sa blood-oxygen-level (BOLD).6 Ang pag-activate ng dorsal striatum sa unang pagsasanay na hinulaang sa tagumpay sa pag-aaral sa huli sa paglalaro ng video.7

Ang mga natuklasan na nauugnay sa striatum sa mga malulusog na paksa ay umaayon sa klinikal na pagmamasid na ang gamot na dopaminergic sa mga pasyente ni Parkinson ay maaaring humantong sa pagsusuring patolohiko at iba pang nakakahumaling na pag-uugali tulad ng labis na pagkain at sobrang sekswalidad.8 Ang mas malaking paglabas ng dopamine sa ventral striatum ay ipinakita sa mga pasyente ni Parkinson na may pagkagumon, pagkahumaling at pagsusugal kumpara sa mga pasyente ni Parkinson na walang mga sintomas na ito.9 Natuklasan ng mga natuklasan na ito ang striatal function na hinihimok ng dopamine bilang isang pangunahing kandidato na nagpo-promote ng nakakahumaling na pag-uugali. Ng nota, kamakailan lamang ay nagpakita na ang mga pathological gambler ay may nadagdagang striatal dopamine release habang ang pagkawala ng pera,10 isang biological signal na maaaring hadlangan ang pagwawakas ng pagsusugal.

May kakulangan ng mga pag-aaral na tumututok sa mga estrukturang ugnayan ng madalas na paglalaro ng video game. Batay sa mga naunang pag-aaral ng neuroimaging na pag-aaral na nagpapahiwatig ng paglahok ng network ng gantimpala sa paglalaro ng video at, sa partikular, ang ventral striatum, hinulaang namin ang mga pagkakaiba sa volumetric sa pagitan ng mga madalas at katamtamang mga manlalaro ng video sa mga rehiyong utak na may kaugnayan sa gantimpala. Higit pa rito, hinulaan namin ang mga pagkakaiba sa neuronal na pagpoproseso ng gantimpala sa fMRI at sa pagpapatakbo na tasahin ang pag-uugali sa pagsusugal. Batay sa mga natuklasan sa pathological na pagsusugal,10 hinulaang namin ang mas mataas na aktibidad ng ventral striatum sa panahon ng feedback ng pagkawala sa mga madalas na manlalaro ng video.

Sinubukan namin ang 154 14 na taong gulang na mga kabataan mula sa proyekto ng IMAGEN11 kabilang ang isang palatanungan na tinatasa ang dalas ng paglalaro ng video, ang estruktural magnetic resonance imaging scan, ang Monetary Incentive Delay (MID) na gawain12 sa fMRI at sa Cambridge Gambling Task (CGT13). Sa panahon ng MID gawain, ang mga kalahok ay nakakakita ng mga pahiwatig na nagpapahiwatig na sila ay maaaring manalo o hindi manalo ng pera, pagkatapos ay maghintay para sa isang variable anticipatory delay period, at sa wakas tumugon sa isang mabilis na ipinakita target na may pindutan ng pindutin upang subukan upang manalo o maiwasan ang pagkawala ng pera. Sa panahon ng CGT, ang mga kalahok ay gumawa ng simpleng probabilistic na paghuhusga sa pagitan ng dalawang magkabilang eksklusibong resulta, at pagkatapos ay inilagay ang taya sa kanilang pagtitiwala sa desisyon na iyon (mga detalye sa Karagdagang materyal).

Pamamaraan

Mga Kalahok

Ang isang kabuuang 154 na malusog na 14 na mga kabataan (ibig sabihin = 14.4, sd = 0.32, 72 lalaki, 82 babae) ay hinikayat sa loob ng saklaw ng proyekto ng IMAGEN, isang European multi-center genetic-neuroimaging na pag-aaral sa pagbibinata.11 Ang nakasulat na pahintulot ay nakuha mula sa lahat ng mga kalahok pati na rin mula sa kanilang legal na tagapag-alaga. Ang mga kabataan ay hinikayat mula sa mga sekondaryang paaralan sa Berlin. Ang pagtatasa ay naaprubahan ng lokal na komite sa etika at mga pinuno ng paaralan. Ang mga kalahok na may kondisyong medikal tulad ng isang bukol, neurological disorder, epilepsy, o sakit sa kalusugan sa isip, ay hindi kasama. Ang lahat ng mga kalahok na paksa ay tinasa sa pamamagitan ng self-rating at dalawang panlabas na rating (sa pamamagitan ng kanilang mga magulang at isang psychiatrist na dalubhasa sa mga paediatrics) batay sa International Classification of Disease-10 pati na rin ang Diagnostic at Statistical Manual of Mental Disorders (Ang Development at Well- Pagiging Pag-usisa sa Pagtatasa, DAWBA14).

Questionnaire at mga gawain

Pinangangasiwaan namin ang isang palatanungan lamang sa sample ng Berlin na sinusuri ang pag-uugali sa paglalaro ng computer (CSV-S15) na binubuo ng mga katanungan: 'Gaano karaming oras ang naglalaro ka ng mga video game sa average sa isang araw ng linggo?' at 'Ilang oras ka naglalaro ng mga video game sa average sa isang araw sa katapusan ng linggo?'. Batay sa mga oras na nakasaad, kinakalkula namin ang lingguhang oras na ginugugol sa paglalaro ng mga video game at hinati ang pangkat ng mga kalahok ng median ng 9h sa madalas (n= 76: 24 babae, 52 lalaki) at hindi madalas na mga manlalaro ng video game (n= 78: 58 babae, 20 lalaki).

Sa panahon ng fMRI, ginampanan ng mga kalahok ang tungkulin sa Tumatagal ng Insentibo sa Tanggapan (MID).12 Ang MID gawain ay isang reaksyon ng oras na gawain na ginamit upang tasahin ang utak na aktibidad sa panahon ng gantimpala anticipation at gantimpala feedback. Sa bawat isa sa mga pagsubok sa 66 ng 10s duration, unang nakita ng mga kalahok ang isa sa tatlong visual na mga pahiwatig (250ms) na nagpapakita kung ang isang target (white square) ay lilitaw sa susunod sa kaliwa o kanang bahagi ng screen at kung ang mga kalahok ay maaaring manalo sa 0, 2 o 10 na mga puntos sa pagsubok na ito. Matapos ang isang variable pagkaantala (4000-4500ms), ang mga kalahok ay hiniling na tumugon sa isang kaliwa o kanan pindutin ang pindutan sa lalong madaling ipinapakita ang target (100-300ms) sa kaliwa o kanang bahagi ng screen. Ang mga pagpindot sa pagpindot sa pindutan o pagpindot ng pindutan matapos ang pagtatanghal ng target o mga pindutan ng maling pindutan, ay nagdulot ng walang pakinabang. Ang feedback sa kung gaano karaming mga puntos ang napanalunan sa panahon ng pagsubok ay iniharap para sa 1450ms pagkatapos ng tugon. Nahihirapan ang gawain, ang tagal ng target na indibidwal ay nababagay nang isa-isa upang matagumpay ang bawat kalahok sa halos dalawang-katlo ng lahat ng mga pagsubok. Bago ang pag-scan, nakumpleto ng mga kalahok ang sesyon ng pagsasanay ng 5min duration (para sa higit pang mga detalye makita Knutson et al.12).

Dagdag pa rito, ibinibigay namin ang pagbagay ng CGT13 sa labas ng scanner, kung saan ang mga paksa ay gumawa ng isang simpleng probabilistic na paghuhusga sa pagitan ng dalawang kapwa eksklusibong kinalabasan, at pagkatapos ay inilagay ang isang pusta sa kanilang kumpiyansa sa desisyon na iyon. Sa bawat pagsubok, ang paksa ay ipinakita sa isang halo ng 10 pula at asul na mga kahon, at kailangang hulaan ang kulay ng kahon na nagtatago ng isang solong dilaw na token. Ang ratio ng mga may kulay na kahon ay iba-iba sa 9: 1, 8: 2, 7: 3 at 6: 4 sa isang trial-to-trial na batayan, sa isang randomized na paraan. Ang lokasyon ng token ay pseudo-randomized at independyente sa bawat pagsubok. Samakatuwid, sa isang 9: 1 na pagsubok, ang posibilidad ay 90:10. Pagkatapos ay ipinahiwatig ng mga paksa ang kanilang desisyon sa pamamagitan ng pagpindot sa isang panel ng tugon na may label na 'pula' o 'asul' sa isang touch screen. Pagkatapos ay tinanong ang mga paksa na tumaya sa kumpiyansa sa kanilang desisyon, upang madagdagan ang puntos na puntos sa mga pagsubok. Ang mga posibleng pusta ay ipinakita sa alinman sa isang pataas o pababang pagkakasunud-sunod ng 5, 25, 50, 75 at 95% ng mga puntos na gaganapin sa oras ng desisyon. Ang bawat pusta ay ipinakita para sa 2s bago mapalitan ng susunod na pusta. Ang mga paksa ay unang nakumpleto ang 36 na pagsubok sa mga pusta na ipinakita sa isang pataas na pagkakasunud-sunod, at pagkatapos ay 36 sa isang pababang pagkakasunud-sunod, nagbalanse para sa pagkakasunud-sunod sa mga paksa. Pagkatapos ng pagtaya, ibinigay ang puna at ipinakita ang posisyon ng dilaw na token. Ang halaga ng pusta ay idinagdag o binawas sa kabuuang marka ng paksa. Kadalasan, tatlong umaasa na mga variable ay nagmula sa CGT: ang latency upang gumawa ng isang desisyon, ang proporsyon ng mga pagsubok kung saan pipiliin ng paksa ang mas malamang na kulay ng kahon, at ang porsyento ng mga puntos na pusta sa bawat desisyon.

Pag-scan ng pamamaraan

Ang mga imaheng pang-estruktura ay nakolekta sa isang scanner ng General Electric 3T (GE Signa EXCITE, Milwaukee, WI, USA) at isang Siemens Verio 3T (Siemens, Erlangen, Germany) na may isang standard na walong-channel head coil. Ang mga kalahok na sinusukat sa GE scanner na binubuo ng 35 madalas at 30 hindi kadali sa mga manlalaro ng video at 41 madalas at 48 hindi gaanong mga manlalaro ng video na sinusukat sa Siemens scanner (χ2= 0.91, P= 0.42). Ang mga imahe ay nakuha gamit ang isang tatlong-dimensional T1-weighted magnetization-handa gradient-echo pagkakasunud-sunod (MPRAGE) batay sa ADNI protocol (http://www.adni-info.org; GE scanner: oras ng pag-uulit = 7.16MS; echo time = 3.02MS; tingnan ang anggulo = 8 ° 256 × 256 × 166 matrix, 1.1 × 1.1 × 1.1mm3 laki ng voxel; Siemens scanner: oras ng pag-uulit = 6.9MS; echo time = 2.93MS; tingnan ang anggulo = 9 ° 240 × 256 × 160 matrix, 1.1 × 1.1 × 1.1mm3 laki ng voxel). Kinakolekta ang buong-functional na imaheng imahe sa parehong scanner gamit ang T2*Ang timbang echo planar imaging (EPI) sequence na sensitibo sa BOLD contrast (oras ng pag-uulit (TR) = 2200ms, echo time (TE) = 30ms, image matrix = 64 × 64, field of view (FOV) = 224mm, flip angle = 80 °, slice thickness = 2.4mm, 1mm puwang, 40 malapit sa ehe ng hiwa, nakahanay sa anterior-posterior commissure line). Tatlong daang mga volume na imahe ang nakuha sa panahon ng MID gawain.

Data analysis voxel-based morphometry (VBM)

Ang mga anatomikong data ay naproseso sa pamamagitan ng toolbox ng VBM8 (http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm.html) na may mga default na parameter sa pamamagitan ng Gaser at ang SPM8 software package (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Ang toolbox ng VBM8 ay nagsasangkot ng pagwawasto ng bias, pag-uuri ng tissue at pagpaparehistro ng affine. Ang affine na nakarehistro na grey matter (GM) at puting bagay (WM) segmentation ay ginamit upang bumuo ng isang na-customize na DARTEL (diffeomorphic anatomical registration sa pamamagitan ng exponentiated algebra lie16) template. Pagkatapos ay binalak GM at WM segment ay nilikha. Inilapat ang modulasyon upang mapanatili ang dami ng isang partikular na tisyu sa loob ng isang voxel sa pamamagitan ng pagpaparami ng mga halaga ng voxel sa mga naka-segment na larawan ng mga determinanteng Jacobian na nagmula sa spatial na hakbang sa normalisasyon. Sa katunayan, ang pagtatasa ng mga pagsusulit ng modulated data para sa mga pagkakaiba sa rehiyon sa absolutong halaga (volume) ng GM. Sa wakas, ang mga imahe ay na-smoothed na may full-width half-maximum na kernel ng 8mm. Ang pagtatasa ng istatistika ay isinagawa sa pamamagitan ng paghahambing ng buong-utak ng dami ng GM sa pagitan ng madalas (higit sa 9h kada linggo) at hindi gaanong mga manlalaro ng video game (mas kaunti o katumbas ng 9h bawat linggo). Ang kasarian, scanner at buong dami ng utak ay ipinasok bilang covariates ng walang interes. Ang resultang mga mapa ay may sukatan P<0.001 at ang statistic lawak ng threshold ay naitama para sa maramihang mga paghahambing at isinama sa isang nonstationary pag-aayos ng kinis.17

Pagsusuri ng data fMRI

Ang preprocessing ng data ng fMRI ay isinagawa gamit ang SPM 8 at binubuo ang pagwawasto ng timing ng pag-aayos, spatial na pag-aayos sa unang volume at nonlinear warping sa puwang ng MNI. Pagkatapos ay pinalitan ng mga imahe ang isang gaussian kernel ng 5-mm full-width half-maximum. Ang modelo ay naglalaman ng simula ng bawat cue at bawat pagtatanghal ng feedback, upang paganahin ang mga hiwalay na pag-aaral ng gantimpala sa pag-asa at gantimpala ang mga kondisyon ng feedback. Ang bawat pagsubok ay nakumpirma na may isang function na hemodynamic tugon at mga parameter ng paggalaw ay kasama sa disenyo ng matris. Para sa kasalukuyang pag-aaral, interesado kami sa kaibahan ng paghahambing ng feedback ng anumang uri ng pagkawala (maliit o malaking pagkawala) na may feedback ng walang pagkawala ayon sa mga natuklasan ng Linnet et al.10 Ginawa namin ang pangalawang antas na pagtatasa ng paghahambing ng mga madalas at di-madalas na mga manlalaro ng video na kumukontrol para sa mga istilong kasarian at scanner. Ang resulta t-Maps ay una sa pamamagitan ng thresholded sa P<0.001 at laki ng kumpol ng 10; maliit na pagwawasto ng lakas ng tunog sa loob ng rehiyon ng pagbabago ng istruktura sa ventral striatum na pinapayagan para sa pagwawasto ng error sa matalino ng pamilya na may isang threshold ng P

resulta

Ang mga kalahok ay nilalaro sa average na 1.5h (sd = 1.8) sa regular na araw ng Linggo at 2.3h (sd = 2.6) sa mga araw sa katapusan ng linggo, sa kabuuang 12.1h bawat linggo. Kapag nahati ang sample ayon sa lingguhang oras ng video game na nagpe-play sa madalas (n= 76: 24 babae, 52 lalaki) at hindi madalas (n= 78: 58 babae, 20 lalaki) mga manlalaro (median 9h) at kontrasting GM at WM segment sa pagitan ng parehong grupo, nakita namin ang makabuluhang mas mataas na kaliwang ventral striatum GM para sa madalas kumpara sa mga hindi kadaliang video gamers (P<0.001, naitama para sa maraming mga paghahambing; Coordinate ng MNI: −9, 12, −5; Figure 1a). Upang matiyak na ang naobserbahang epekto sa ventral striatum ay hindi hinihimok ng iba't ibang mga scanner, inulit namin ang pagtatasa para sa dalawang scanner nang magkahiwalay. Alinsunod sa naiulat na mga resulta, natagpuan namin ang mga pagtaas sa kaliwang ventral striatum (at walang karagdagang mga rehiyon) sa madalas kumpara sa mga hindi madalas na mga manlalaro (mga resulta sa Karagdagang materyal). Walang rehiyon na nagpakita ng mas mataas na dami ng GM sa madalang kumpara sa mga madalas na manlalaro ng video at walang makabuluhang pagkakaiba ang natagpuan sa mga segment ng WM. Upang makilala ang karagdagang pag-uugali ng paglahok sa rehiyon ng mas mataas na pantalong striatal na dami ng GM, iniuugnay namin ito sa mga hakbang sa pag-uugali ng CGT. Ang isang makabuluhang negatibong ugnayan sa pagitan ng oras ng pag-uusap at kaliwang striatal GM volume (r(153) = - 0.22, P<0.01, naitama ni Bonferroni sa P<0.05, Figure 2ay naobserbahan na nagpapahiwatig na ang mga kalahok na may mas mataas na dami ng GM sa ventral striatum ay mas mabilis sa paggawa ng desisyon. Sinuri namin ang aktibidad sa utak na nakuha sa konteksto ng isang gantimpalang gawain (MID) at natagpuan ang mas mataas na aktibidad sa madalas kumpara sa mga hindi kadaliang mga manlalaro ng video game sa panahon ng feedback ng pagkawala (maliit at malaki) kumpara sa feedback ng walang pagkawala sa gawain MID na nagpapatong sa rehiyon kung saan napagmasdan namin ang mas mataas na striatal GM volume (P<0.001, hindi naitama; para sa maliit na pagwawasto ng lakas ng tunog sa cluster ng istruktura ng error na ventral striatum na tama sa pamilya P<0.05; Coordinate ng MNI: −9, 8, 4; Figure 1b). Sa pagkakatulad sa negatibong ugnayan sa pagitan ng oras ng pag-uusap sa CGT at sa kaliwang ventral striatum volume, natagpuan namin ang isang negatibong kaugnayan sa pagitan ng oras ng deliberasyon at feedback ng pagkawala-vs walang-pagkawala na may kaugnayan activation sa MID gawain (r(153) = - 0.25, P<0.01, naitama ni Bonferroni sa P

Figure 1 

(a) Mas mataas na dami ng kulay abuhin na kulang sa madalas laban sa mga hindi kadaliang manlalaro ng laro ng video sa kaliwang ventral striatum, (b) mas mataas na aktibidad na umaasa sa antas ng oxygen sa dugo sa madalas kumpara sa mga hindi kadaliang manlalaro ng video game sa panahon ng feedback ng maliit o malaking pagkalugi kumpara sa feedback ...
Figure 2 

Scatter plot na nagpapakita ng negatibong ugnayan sa pagitan ng oras ng pag-uusap sa Cambridge Gambling Task (CGT) at (a) dami ng kulay abo sa kaliwang ventral striatum at (b) depende sa antas ng oxygen ng dugo (BOLD) na pagkakaiba ng signal sa pagitan ng feedback ng pagkawala ...

Pagtalakay

Ang pangunahing paghahanap ng mas mataas na dami sa kaliwang ventral striatum na nauugnay sa madalas na pag-play ng video game ay nasa konseptuwal na alinsunod sa mga natuklasan ng pinahusay na dopamine release sa paglalaro ng video game5 at labis na pagsusugal sa mga pasyente ni Parkinson dahil sa gamot na dopaminergic.8 Ang striatal release ng dopamine bilang sinusukat sa positron emission tomography ay ipinapakita na nauugnay sa BOLD tugon sa striatum,18 at samakatuwid ay nagpapahiwatig ng isang neurochemical link sa fMRI mga natuklasan na mag-ulat ng isang kaugnayan sa pagitan ng mga gawain sa pagsusugal at BOLD aktibidad sa striatum.6 Bilang karagdagan, ang striatal BOLD activity ay hinuhulaan ng mga genetic variants ng dopamine system.19, 20 Kung ang mga volumetric pagkakaiba sa ventral striatum sa pagitan ng mga madalas at katamtaman na mga manlalaro ng laro ng video ay mga preconditions na humantong sa isang kahinaan para sa pagiging abala sa paglalaro o kung ang mga ito ay isang resulta ng pang-matagalang pag-activate sa panahon ng paglalaro ay hindi maaaring tinutukoy sa isang cross-sectional na pag-aaral. Dalawang nakaraang mga pag-aaral sa pagkuha ng kasanayan sa mga video game sa halip ay nagmumungkahi ng isang mahalagang papel na ginagampanan ng striatum sa mga kondisyon ng madalas na paglalaro ng video. Erickson et al.21 ay natagpuan ang isang ugnayan sa pagitan ng dami ng dorsal striatum at mamaya pagsasanay tagumpay sa isang video game. Kasabay nito, Vo et al.7 inilarawan ang isang ugnayan sa pagitan ng pre-training fMRI activation sa striatum at pagkaraan ng pagkuha ng kakayahan sa paglalaro ng video. Inirerekomenda ng mga natuklasan na ito ang kahalagahan ng lakas ng tunog at aktibidad sa pagbuo ng mga kagustuhan ng mga kasanayan para sa paglalaro ng video kaysa sa mga pagbabago sa striatal na bunga ng labis na paglalaro. Ang mga indibidwal na may mas mataas na dami ng ventral na striatum ay maaaring makaranas ng paglalaro ng video bilang mas kapaki-pakinabang sa unang lugar. Ito naman ay maaaring mapabilis ang pagkuha ng kasanayan at humantong sa karagdagang gantimpala na nagreresulta mula sa paglalaro.

Kahit na hindi namin malinaw na tuklasin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng pathological at non-patolohikal na paglalaro, ang mga volumetric na pagkakaiba sa striatum ay dati na nauugnay sa pagkagumon sa mga droga, tulad ng kokaina,22 metamphetamine23 at alkohol.24 Gayunpaman, ang direksyon ng naiulat na mga pagkakaiba ay hindi malinaw; ang ilang pag-aaral ay nag-uulat ng pag-uugnayan na may kaugnayan sa pagtaas ng iba na nag-uulat ng mga pagbawas ng dami ng striatal na malamang dahil sa neurotoxic effect ng ilang mga gamot ng pang-aabuso.24 Kung ang mga pagkakaiba sa striatal sa kasalukuyang pag-aaral ay talagang isang epekto ng paglalaro, ang paglalaro ng video ay maaaring magpakita ng isang kagiliw-giliw na pagpipilian upang tuklasin ang mga pagbabago sa istruktura sa pagkagumon sa mga pag-aaral sa hinaharap sa kawalan ng anumang mga sangkap na neurotoxic.

Upang maayos na makilala ang pagkakaiba ng volumetric na sinusunod, inihambing namin ang BOLD na aktibidad sa pagitan ng madalas at hindi madalas na mga manlalaro ng video sa panahon ng feedback ng kawalan kumpara sa feedback ng walang pagkawala sa MID gawain. Natagpuan namin ang mas mataas na aktibidad sa madalas kumpara sa mga hindi madalang na manlalaro. Ang pag-activate sa ventral striatum ay nauugnay sa pag-asa at feedback ng gantimpala.25 Sa pathologist na mga manunugal, isang pagtaas sa dopamine release sa ventral striatum ay natagpuan kapag nawawala ang pera.10 Ang gayong dopaminergic na tugon ay maaaring magpapahiwatig ng insentibo sa pagsasaalang-alang sa mga pahiwatig na nauugnay sa pagsusugal26 at maaaring ipaliwanag ang tinaguriang 'loss chasing' na pag-uugali kung saan patuloy na nagsusugal ang mga pathological gamblers sa kabila ng pagkatalo.

Ang mga istruktura at pagganap na mga resulta ay isinangguni sa mga sukat ng pagganap ng isang gawain sa pag-uugali ng pag-uugali, na ibinibigay sa labas ng scanner. Ang isang makabuluhang negatibong ugnayan sa pagitan ng oras ng deliberasyon sa paglalagay ng mga taya at dami ng ventral striatum pati na rin ang pagganap na aktibidad sa panahon ng feedback ng pagkawala kumpara sa feedback ng walang pagkawala sa ventral striatum ay natagpuan. Ipinahihiwatig nito na ang dami ng striatal pati na rin ang striatal function ay namamagitan sa mga hakbang sa pag-uugali sa pagsusugal. Bukod dito, ang isang kamakailang pag-aaral ay nauugnay ang aktibidad ng fMRI ng striatum (sa partikular na caudate nucleus) na may mabilis na henerasyon ng susunod na pinakamahusay na paglipat sa mga propesyonal na manlalaro ng isang laro ng Japanese board.27 Higit pa rito, ang maikling mga oras ng desisyon sa isang gawain sa pagsusugal ay nagbabawas ng pagkaantala hanggang sa feedback at inaasahang gantimpala ay natanggap at maaaring samakatuwid ay mapadali at mag-ambag sa isang sobrang aktibong gantimpala ng network. Sa neuroimaging pag-aaral, ang pagtuklas sa bilis-katumpakan na kalakalan-off striatal aktibidad ay nauugnay sa setting ng criterion.28, 29 Sa partikular, ang mga anatomikong mas malakas na koneksyon sa cortico-striatal ay tila nauugnay sa kakayahang baguhin ang mga hangganan ng pagtugon, na maaaring magdulot ng maingat o mas mapanganib na pag-uugali.30 Samakatuwid, ang mga pagbabago sa lakas ng tunog ay maaaring makipag-ugnayan sa setting ng criterion sa paggawa ng desisyon.

Ang aming mga resulta ay may implikasyon para sa pag-unawa sa istruktura at pagganap na batayan ng labis ngunit hindi patolohikal na paglalaro ng video game at ang papel na ginagampanan ng ventral striatum sa pagkagumon sa 'asal'. Iminumungkahi nila na ang madalas na pag-play ng video game ay nauugnay sa mas mataas na volume sa kaliwang ventral striatum, na kung saan ay nagpapakita ng mas mataas na aktibidad sa panahon ng feedback ng pagkawala kumpara sa puna ng kawalan ng pagkawala sa mga madalas na manlalaro. Ang isang negatibong ugnayan sa pagitan ng oras ng pag-uusap sa pagtaya at dami ng GM pati na rin ang functional na pag-activate sa panahon ng feedback ng pagkawala sa kaliwang ventral striatum ay binibigyang diin ang functional na paglahok sa paggawa ng desisyon na may kinalaman sa pagsusugal.

Pagkilala

Ang pag-aaral ng IMAGEN ay tumatanggap ng pagpopondo ng pananaliksik mula sa Pang-anim na Framework Program ng European Community (LSHM-CT-2007-037286) at sinusuportahan ng UK Department of Health NIHR-Biomedical Research Center na 'Mental Health' at bigyan ng programang MRC ng 'Mga pathway sa pag-unlad sa mga kabataan. 'pag-abuso sa sangkap'. Ang karagdagang pondo ay ibinigay ng Berliner Senatsverwaltung 'Implikationen biopsychosozialer Grundlagen der Spielsucht für Prävention und Therapie' Vergabe-Nr. 002-2008 / IB 35.

Mga Tala

Ang mga may-akda ay hindi nagpapahayag ng hindi salungatan ng interes.

Mga talababa

Supplementary Information kasama ang papel sa website ng Translational Psychiatry (http://www.nature.com/tp)

Karagdagang materyal

Supplementary Information 1

Mga sanggunian

  • Green CS, Bavelier D. Binabago ng Video-game ang visual na pumipili ng pansin. Kalikasan. 2003; 423: 534-537. [PubMed]
  • Li R, Polat U, Makous W, Bavelier D. Pagandahin ang pag-andar ng pagiging sensitibo ng contrast sa pamamagitan ng pagsasanay sa video-game na pagsasanay. Nat Neurosci. 2009; 12: 549-551. [PMC free article] [PubMed]
  • Green CS, Pouget A, Bavelier D. Pinagbuting probabilistic inferences bilang isang pangkalahatang mekanismo sa pag-aaral na may pagkilos na video-games. Curr Biol. 2010; 20: 1573-1579. [PMC free article] [PubMed]
  • Basak C, Boot WR, Voss MW, Kramer AF. Maaaring mag-training sa isang real-time na diskarte sa video-game na nagpapahiwatig ng nagbibigay-malay na pagtanggi sa mga may edad na matatanda. Psychol Aging. 2008; 23: 765-777. [PMC free article] [PubMed]
  • Koepp MJ, Gunn RN, Lawrence AD, Cunningham VJ, Dagher A, Jones T, et al. Katibayan para sa striatal dopamine release sa panahon ng video-game. Kalikasan. 1998; 393: 266-268. [PubMed]
  • Li X, Lu ZL, D'Argembeau A, Ng M, Bechara A. Ang gawain sa pagsusugal ng Iowa sa mga imaheng fMRI. Hum Brain Mapp. 2010; 31: 410–423. [PMC free article] [PubMed]
  • Vo LTK, Walther DB, Kramer AF, Erickson KI, Boot WR, Voss MW, et al. Nahuhulaan ang tagumpay sa pag-aaral ng mga indibidwal mula sa mga pattern ng pre-learning na aktibidad ng MRI. PLoS ONE. 2011; 6: e16093. [PMC free article] [PubMed]
  • Dagher A, Robbins TW. Pagkatao, pagkagumon, dopamine: mga pananaw mula sa Parkinson's Disease. Neuron. 2009; 61: 502-510. [PubMed]
  • Steeves TDL, Miyasaki J, Zurowski M, Lang AE, Pellecchia G, Van Eimeren T, et al. Nadagdagang Striatal dopamine release sa mga pasyente ng Parkinsonian na may pathological na pagsusugal: isang [11C] raclopride PET study. Utak. 2009; 132: 1376-1385. [PMC free article] [PubMed]
  • Linnet J, Peterson E, Doudet DJ, Gjedde A, Moller A. Dopamine ay naglalabas sa ventral striatum ng mga pathologist na nawawalan ng pera. Acta Psychiatr Scand. 2010; 112: 326-333. [PubMed]
  • Schumann G, Loth E, Banaschewski T, Barbot A, Barker G, Büchel C, et al. Ang IMAGEN study: reinforcement-related behavior sa normal na function ng utak at psychopathology. Mol Psychiatry. 2010; 15: 1128-1239. [PubMed]
  • Knutson B, Fong GW, Adams CM, Varner JL, Hommer D. Pagkakahiwalay ng anticipation at kinalabasan ng gantimpala sa fMRI na may kaugnayan sa kaganapan. Neuroreport. 2001; 12: 3683-3687. [PubMed]
  • Rogers RD, Everitt BJ, Baldacchino A, Blackshaw AJ, Swainson R, Wynne K. Dissociable deficits sa paggawa ng desisyon na kognisyon ng mga talamak na nagpapababa ng amphetamine, mga abusong opiate, mga pasyenteng may focal damage sa prefrontal cortex, at mga normal na boluntaryo ng tryptophan: katibayan para sa mekanismo ng monoaminergic. Neuropsychopharmacology. 1999; 20: 322-339. [PubMed]
  • Goodman R, Ford T, Richards H, Gatward R, Meltzer H. Ang Pag-unlad at Pagiging Magaling na Pagsusuri: paglalarawan at paunang pagpapatunay ng isang pinagsamang pagtatasa ng bata at kabataan na psychopathology. J Child Psychol Psychiatry. 2000; 41: 645-655. [PubMed]
  • Wölfling K, Müller KW, Beutel M. Kahusayan at bisa ng sukat para sa pagtatasa ng pathological computer-gaming (CSV-S) Psychother Psychosom Med Psychol. 2011; 61: 216-224. [PubMed]
  • Ashburner J. Ang mabilis na diffeomorphic algorithm sa pagpaparehistro ng imahe. NeuroImage. 2007; 38: 95-113. [PubMed]
  • Hayasaka S, Nichols TE. Pinagsasama ang voxel intensity at ang lawak ng kumpol sa framework ng permutation test. NeuroImage. 2004; 23: 54-63. [PubMed]
  • Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, et al. Mesolimbic functional magnetic resonance imaging activations sa panahon ng gantimpala anticipation na may kaugnayan sa gantimpala na may kaugnayan pantiyan Striatal dopamine release. J Neurosci. 2008; 28: 14311-14319. [PubMed]
  • Schmack K, Schlagenhauf F, Sterzer P, Wrase J, Beck A, Dembler T, et al. Ang Catechol-O-methyltransferase val158met genotype ay nakakaimpluwensya sa neural processing ng gantimpala sa pag-asa. Neuroimage. 2008; 42: 1631-1638. [PubMed]
  • Yacubian J, Sommer T, Schroeder K, Gläscher J, Kalisch R, Leuenberger B, et al. Pakikipag-ugnayan ng gene-gene na nauugnay sa pagiging sensitibo ng neural gantimpala. Proc Natl Acad Sci USA. 2007; 104: 8125-8130. [PMC free article] [PubMed]
  • Erickson KI, Boot WR, Basak C, Neider MB, Prakash RS, Voss MW, et al. Hinulaan ng dami ng Striatal ang antas ng pagkuha ng video-game skill. Cerebral Cortex. 2010; 20: 2522-2530. [PMC free article] [PubMed]
  • Jacobsen LK, Giedd JN, Gottschalk C, Kosten TR, Krystal JH. Dami ng morpolohiya ng caudate at putamen sa mga pasyente na may cocaine dependence. Am J Psychiatry. 2001; 158: 486-489. [PubMed]
  • Chang L, Alicata D, Ernst T, Volkow N. Pagbabago ng struktural at metabolic utak sa striatum na nauugnay sa pag-abuso sa metamphetamine. Pagkagumon. 2007; 102 (Suppl 1: 16-32. [PubMed]
  • Sumulat J, Makris N, Braus DF, Mann K, Smolka MN, Kennedy DN, et al. Ang dami ng Amygdala na nauugnay sa pag-abuso sa pag-abuso sa alak at labis na pagnanasa. Am J Psychiatry. 2008; 165: 1179-1184. [PubMed]
  • Schlagenhauf F, Sterzer P, Schmack K, Ballmaier M, Rapp M, Wrase J, et al. Gantimpala ang mga pagbabago sa feedback sa mga pasyente na hindi pa pinapahalagahan ng schizophrenia: kaugnayan para sa mga delusyon. Biol Psychiatry. 2009; 65: 1032-1039. [PubMed]
  • Sumulat J, Grüsser SM, Klein S, Diener C, Hermann D, Flor H, et al. Ang pagpapaunlad ng mga alerto na may kaugnayan sa alak at pagpukaw ng cue-induced activation ng utak sa alcoholics. Eur Psychiatry. 2002; 17: 287-291. [PubMed]
  • Wan X, Nakatani H, Ueno K, Asamizuya T, Cheng K, Tanaka K. Ang neural na batayan ng intuitive best next-generation generation sa board games experts. Agham. 2011; 21: 341-346. [PubMed]
  • Bogacz R, Wagenmakers EJ, Forstmann BU, Nieuwenhuis S. Ang neural na batayan ng trade-off na bilis-katumpakan. Trends Neurosci. 2010; 33: 10-16. [PubMed]
  • Kühn S, Schmiedek F, Schott B, Ratcliff R, Heinze HJ, Düzel E, et al. Ang mga lugar ng utak ay patuloy na nakaugnay sa mga indibidwal na pagkakaiba sa perceptual na paggawa ng desisyon sa mas bata pati na rin ang mga matatanda na bago at pagkatapos ng pagsasanay. J Cogn Neurosci. 2011; 23: 2147-2158. [PubMed]
  • Forstmann BU, Anwander A, Schäfer A, Neumann J, Brown S, Wagenmakers EJ, et al. Ang mga koneksyon sa Cortico-striatal ay hinuhulaan ang kontrol sa bilis at katumpakan sa pag-iisip ng pagpapasya. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107: 15916-15920. [PMC free article] [PubMed]