病理性赌博中的脑成像研究(2010)

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抽象

本文回顾了病理性赌博(PG)的神经影像学研究。 由于物质依赖与PG之间的相似性,PG研究使用了类似于物质使用障碍研究中使用的范例,侧重于奖励和惩罚敏感性,提示反应性,冲动性和决策。 该评价显示,PG一直与钝性中脑边缘 - 前额叶皮层激活非特异性奖励相关,而这些区域在线索暴露范例中暴露于赌博相关刺激时表现出增加的激活。 知之甚少,因此需要更多关于PG中冲动性和决策制定的神经基础的研究。 本文最后讨论了神经生物学赌博研究领域的挑战和新发展,并评论了它们对PG治疗的影响。

关键词: 病理性赌博,成瘾,神经影像学,神经心理学

介绍

当赌博行为变得强迫,开始干扰关系,并对社交活动或工作产生负面影响时,它被定义为病态赌博(PG)。 虽然PG被归类为一种冲动控制障碍 DSM-IV,它通常被认为是一种行为或非化学成瘾,因为它具有遗传,内表型和表型相似的物质依赖性。 例如,PG的诊断标准类似于物质依赖性,两种疾病都表现出相似的合并症模式[1],遗传脆弱性和对特定药物治疗的反应[2].

研究PG作为成瘾行为的模型是有吸引力的,因为它可以揭示成瘾行为如何发展和影响大脑功能,而没有(神经毒性)物质的混杂效应。 此外,更好地了解PG的神经生物学基础可以帮助改善对这种疾病的治疗。

鉴于PG与物质依赖之间的相似性,PG研究已经做出假设并使用类似于物质使用障碍(SUD)研究中使用的范例。 目前的成瘾理论已经确定了四个可能与PG相关的重要认知 - 情绪过程。 第一个是奖励和惩罚处理及其与行为调节的关系。 第二个过程是增加赌博线索的显着性,这通常会导致对赌博的强烈冲动或渴望。 第三种是冲动性,因为它被认为是获取PG的一种脆弱性特征,也是赌博问题的结果。 第四个过程是决策制定受损,因为病态赌徒面对严重的负面后果继续赌博。

尽管PG中的神经心理学研究一直报道这些领域的异常功能[3, 4•••,神经影像技术的实施最近才开始阐明PG的神经生物学。 在这篇综述中,使用刚才描述的四个过程作为组织原理讨论了PG中的神经影像学发现。

基于van Holst等人最近的综述中使用的搜索标准。 [4•••,其中包括自10以来发布的2005神经成像研究,我们更新了此选择,其中包括自该审查以来发布或提交的三项研究(即2009-2010)。 此外,我们讨论了神经生物学赌博研究领域的挑战和新发展,并评论了它们对PG治疗的影响。

奖励和惩罚敏感度

行为调节是赌博行为发展过程中的一个关键过程,因为赌博是以可变的间歇性强化模式运作的[5]。 行为调节的差异取决于潜在的奖励和惩罚敏感性,这已经在PG中相对经常使用神经成像技术进行了研究。

路透社等。 [6]使用猜测范例比较12病理赌徒和12正常对照(NC)中与奖赏和惩罚事件相关的功能性MRI(fMRI)血氧水平依赖性(BOLD)反应。 他们报告说,与对照组相比,病理赌徒获得金钱收益时,腹侧纹状体和腹内侧前额叶皮质(VMPFC)活动较低。 de Ruiter等人的一项研究报告了可比较的结果。 [7•],他使用情感转换范式来调查奖励和惩罚对后续行为的影响。 与货币收益相关的成像数据显示病态赌徒(n = 19)的腹侧前额叶皮层激活获得的金钱收益低于NCs(n  = 19)。 此外,这项研究表明病理赌徒对金钱损失的敏感度要低于NC人群。 而路透等。 [6]发现前额皮质的腹内侧部分主要存在差异,de Ruiter及其同事[7•]报告的差异主要发生在腹外侧前额区。 在他们的讨论中,de Ruiter等人。 [7•]表明他们缺乏VMPFC结果可能是由于这些地区的组织不均匀性导致信号丢失的结果。

因此,与NCs相比,病理性赌徒在非特异性奖励和惩罚事件中发现腹侧纹状体和腹侧前额叶激活减少[6, 7•],暗示对奖励以及病态赌徒损失的神经生理反应迟钝。 据报道,Reuter等人发现的非特异性奖励和惩罚事件对腹侧纹状体激活的减少有所减少。 [6]类似于SUD中的发现[8, 9]。 此外,大多数成瘾理论已经指出,物质依赖的特征是在成瘾行为发展之前基底神经节多巴胺能传递减少,并且反复使用药物导致多巴胺(DA)传递的进一步减少与对奖赏刺激的敏感性降低相关[10]。 根据这些理论,假设病态赌徒更有可能寻求奖励事件来补偿与物质依赖个体相当的预先存在的快感状态[11]。 然而,从关于PG的现有文献来看,目前尚不清楚奖励和惩罚敏感度的降低是否是问题赌博的结果或前兆。

提示反应性

除了奖励系统功能障碍之外,PG的一个突出症状是强烈的赌博冲动,这通常会导致赌博行为的复发。 尽管在SUD中使用神经成像技术已经广泛研究了渴望和提示反应性,但是已经发表了PG中的少数研究。

关于赌博冲动的首次fMRI研究发表在2003 [12]。 观看赌博视频旨在唤起赌博的情感和动机前因(演员模仿情感[例如,快乐,愤怒]的情况,然后演员描述驾驶和走过赌场和赌博的感觉),参与者被要求当他们经历赌博冲动时按下按钮。 在这种增加渴望的情节期间,PG组(n = 10)与NC组相比,扣带回,(眶)额叶皮层,尾状,基底神经节和丘脑区域的活化较少(n = 11)。 最近,作者对2003年的数据进行了重新分析,以确定病理性赌徒是否进行了动机处理(n = 10)和可卡因使用者(n = 9)与休闲赌徒(n = 11)和NC(n = 6)不使用可卡因[13]。 与中性情景相比,观察与成瘾相关的情景导致腹侧和背侧前扣带皮层和右侧顶叶小叶的活动增加,与休闲赌徒相比,病态赌徒的活动相对减少,并且与NC相比,可卡因使用者的活动相对增加。 因此,这些发现表明SUD患者与行为成瘾患者相比具有相反的效果。

相比之下,Crockford等人的fMRI线索反应性研究。 [14]发现右侧背外侧前额叶皮层(DLPFC),右下额回,内侧额回,左侧海马区和左枕叶皮层对病态赌徒的赌博刺激有较高的BOLD反应(n = 10)与NCs(n  = 11)。 另外,当病态赌徒观看赌博电影时,其背面视觉处理流被激活,而当他们观看这些电影时,其腹侧视觉流在控件中被激活。 作者认为,与NCs相比,病理赌徒中激活的大脑区域主要涉及与DLPFC网络相关的区域,而DLPFC网络与条件反应相关。

在最近的一项研究中,Goudriaan等人。 [15]如Crockford等人报道的那样,显示出类似的提示反应性相关的脑激活。 [14在病态赌徒(n = 17)与NCs(n  = 17)。 在这项功能磁共振成像研究中,参与者在扫描时观看了赌博图片和中性图片。 当查看赌博图片与中性图片时,发现有问题的赌徒相对于NC而言,双侧海马旁回,右杏仁核和右DLPFC活性较高。 此外,在观察赌博图片与中性图片时,发现问题赌徒进行扫描后,主观上的赌博渴望与腹侧前额叶皮层,左前岛和左尾状头的BOLD激活之间存在正相关关系。

最后,在最近的赌博范例研究中,12问题赌徒和12频繁(非问题)赌徒被要求玩二十一点赌博游戏,同时获得fMRI扫描[16]。 该游戏包括失败风险较高的试验和失败风险较低的试验。 问题赌徒在高风险试验期间显示丘脑,下额叶和上颞区的信号增加,并且在低风险试验中这些区域的信号减少,而在频繁的赌徒中观察到相反的模式。 Miedl和同事[16]认为在高风险试验期间注意到的额叶 - 顶叶激活模式与问题赌徒中的低风险试验相比,反映了由赌博相关线索引发的线索引起的成瘾记忆网络。 他们认为,高风险情况可能成为问题赌徒的成瘾线索,而低风险情况则意味着频繁赌徒的“安全”打击。 有趣的是,问题赌徒在背外侧前额叶和顶叶的活动中表现出较高的活动,与频繁的赌徒相比,与失败相比,这是一个通常与执行功能相关的网络。 然而,与亏损相比,边缘区域的活动模式与获胜相比是相似的,这与Reuter等人的研究中早期的奖励处理结果不一致。 [6和de Ruiter等人。 [7•]。 所采用范式的差异可以解释这些研究之间的不同之处:而在Miedl及其同事的二十一点范式中[16在Reuter等人的研究中,获胜结果必须由参与者计算(计算卡值)才能意识到输赢。 [6和de Ruiter等人。 [7•],赢或输在屏幕上显示,因此立即体验。 因此,在Miedl等人的研究中。 [16],奖励和损失体验中相对较高的刺激复杂性和认知元素可能影响了奖励处理并减少了发现群体差异的可能性。

因此,PG中的提示反应性研究迄今为止报道了相互矛盾的结果。 然而,应该指出的是Potenza等人的研究结果。 [12, 13由于用于引发对赌博的渴望的复杂情感电影,很难解释。 另一方面,由Crockford等人报道的前额叶皮质,海马旁区域和枕叶皮层中的赌博线索响应增加。 [14],Goudriaan等人。 [15]和Miedl等人。 [16]与SUD研究中提示反应范式的结果一致[17, 18]。 然而,与SUD研究相反,在赌博线索反应性研究中仅报道了在赌博中的线索反应范例中增强的边缘激活[15]。 未来的研究应该集中在引起最强大线索反应的刺激类型上(例如,图片与电影)。 与SUD研究相反,可能削弱检测PG研究中提示反应性差异的能力的一个方面是赌博可能涉及多种赌博活动(例如,二十一点,老虎机,赛马),而对物质的提示反应性是对目标物质(例如,可卡因,大麻)更具特异性,因此可能在大多数SUD参与者中引发边缘大脑活动。 选择用于提示反应性刺激的特定赌博类型并将参与者包含限制到特定的赌博病理学可以导致提示和PG病理学的更好匹配,并因此导致响应于PG中的提示的更强大的大脑激活。

病理性赌博中的冲动

冲动性通常等同于去抑制,在这种状态下,通常抑制自动或奖励驱动反应的自上而下的控制机制不足以满足当前的需求[19]。 近年来,抑制剂在成瘾研究中受到了相当多的关注,因为它被认为是有SUD和PG风险的个体的内表型[20]。 在神经认知研究中经常提到的冲动性的另一个方面是延迟贴现:选择立即较小的奖励而不是延迟更大的奖励。 这一方面将在下一节决策中讨论。 不幸的是,研究PG中冲动/去抑制的神经相关性的神经影像学研究很少。

在迄今为止发表的唯一的fMRI研究中,Potenza等人。 [21]使用Stroop颜色词任务来评估认知抑制 - 即,与命名打印单词的颜色(不一致的刺激)相比,抑制自动反应(一致刺激;读一个单词) - 在13病理赌徒和11 NCs。 病理性赌徒在处理不一致的刺激与全等刺激的过程中,与NC组相比,左中部和上额回的激活较低。

总之,尽管一些神经心理学研究表明病态赌徒的冲动性更高[22, 23迄今为止,仅发表了一项关于抑制的神经影像学研究。 因此,需要进行额外的神经影像学研究,最好是人口较多,并评估病态赌徒的各种冲动措施。

病理性赌博中的决策

病态赌徒和SUD患者表现出一种决策模式,其特点是忽视长期的负面后果,以获得与其成瘾相关的不舒服状态的即时满足或缓解[24]。 各种认知和情绪过程可能会影响决策。 冒险,体验和评估即时与延迟的胜负,以及冲动已被发现有助于多方面的决策概念[25]。 此外,执行功能障碍 - 主要是认知灵活性降低 - 与决策中的损伤有关[26].

在最近的事件相关潜力(ERP)研究中[27],测量了在二十一点游戏中决策的神经生理学相关性。 二十个问题赌徒和21 NCs玩了一个计算机化的二十一点游戏,并且必须决定他们是否“击中”或“坐”一张卡尽可能接近但不超过21点。 在16积分的关键分数下,问题赌徒比NCs更频繁地决定继续比赛。 此外,在16成功“击中”决定后,问题赌徒在前扣带皮层的偶极子模型中显示出更大的正振幅。 因此,与NCs相比,赌徒表现出更多的冒险行为以及对这种行为的(偶发)成功结果的更强神经反应。 有趣的是,在损失试验期间,各组之间未观察到神经生理学差异。

到目前为止,尚未发表关注病态赌徒决策过程的其他神经影像学研究。 然而,一项fMRI研究使用爱荷华州赌博任务(IGT)的修改版本来调查NC中的决策绩效(n = 16),具有药物依赖的个体(SD; n = 20)和有共病赌博问题的物质依赖型个人(SDPG; n = 20)[28]。 创建IGT是为了模仿现实生活中的决策[29]。 参与者在计算机屏幕上看到四张虚拟牌组,他们必须从中选择一张牌。 每张抽出的卡片都会产生奖励,但有时卡片会导致损失。 因此,从长远来看,一些套牌将导致损失,而其他套牌将导致收益。 游戏的目标是赢得尽可能多的钱。 虽然SDPG的表现往往优于SD和NC,但这些差异在统计上并不显着。 与进行IGT时的NC相比,SD和SDPG个体显示出较低的VMPFC活性。 此外,SD组在决策过程中表现出比SDPG和NC组更少的右上额叶皮层活动。 作者得出结论,与SD相比,SDPG中更大的右上额叶皮层活动可能反映了对赌博线索的超敏感性,因为IGT类似于赌博游戏。 不幸的是,该研究没有包括没有合并SUD的病态赌徒组。 这些结果表明,合并PG与SD决策中的额外损伤无关,这一发现与病态赌徒,SUD和NCs的神经认知研究不一致[23]。 这些不一致的发现可以通过Tanabe等人的事实来解释。 [28]使用了IGT的修改版本,阻止了特定套牌的连续选择,从而通过消除病态赌徒中可能存在缺陷的认知灵活性的需要,促进了SD组的正确选择[26, 30].

结论

经过审查的研究表明,病理赌徒对腹侧纹状体和VMPFC的非特异性奖励和惩罚刺激的BOLD反应减少[6, 7•]。 值得注意的是,在赢得和失去金钱的过程中,问题赌徒在玩更真实的赌博游戏时没有观察到这种迟钝的反应[16]。 关于病理赌徒中提示反应性的四项神经影像学研究中,有三项显示大脑对赌博相关刺激的激活增加[1416虽然另一项研究结果表明,由于使用了复杂的刺激范式,其他研究表明在渴望范式期间大脑活化减弱。12, 13]。 因此,病理赌徒中异常线索反应性的神经生物学机制尚不清楚,并且观察到的病态赌徒中的冲动性和去抑制性增加也是如此。 此外,尽管大量关于冲动性的神经认知研究表明病态赌徒在几个抑制过程中受损(例如,过滤无关信息,抑制持续反应,并延迟贴现[4••])迄今为止,只有一项关于Stroop干扰病态赌徒的fMRI研究已经发表[21]。 同样,尽管神经认知研究表明病态赌徒的决策受损[4••],与物质依赖性的发现一致[31目前,只有一项关于病态赌徒决策的ERP研究报告[27]。 后一项研究表明,问题赌徒在赌博期间表现出比NCs更多的冒险行为,并且成功但有风险的决定与前扣带皮层中更大的活动相关。 最后,一项使用IGT进行决策调查的功能磁共振成像研究表明,在决定依赖物质的个体患有赌博问题时,额叶皮层活动较低。

临床意义

尽管病态赌徒的神经成像研究总数仍然不大,但fMRI研究一直表明,当问题赌徒处理奖励和损失处理时,包括腹侧纹状体,杏仁核和VMPFC的病态赌徒的中脑边缘通路活动减少,但不是当他们处于赌博的情况。 这些大脑回路被认为在整合情绪处理和健康个体的行为后果中起着重要作用。 由于VMPFC依赖于来自其他边缘结构的DA投影来整合信息,因此受损的DA传播可能是病态赌徒中VMPFC功能障碍的基础。 然而,许多其他神经递质系统可能也参与并且可能在正反馈和负反馈的处理期间相互作用。 例如,已知阿片类药物可增加大脑奖赏途径中的DA释放,并且已发现降低多巴胺释放的阿片拮抗剂(例如纳曲酮和纳美芬)可降低奖励敏感性并可能增加惩罚敏感性[32]。 这可能是阿片拮抗剂治疗PG比安慰剂更有效的原因[33]。 阿片拮抗剂的有效性表明,针对大脑的奖励系统可能是一个富有成效的战略,在对抗PG的渴望冲动,类似于酒精和苯丙胺依赖的研究[34]。 相应地,调节谷氨酸功能的药物制剂(例如,N-乙酰半胱氨酸)对奖励系统具有已知作用,也可有效减少病态赌徒的赌博行为[35].

选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs)在冲动控制障碍中已经成为冲动和冲动控制受损[36]。 SSRI治疗在病态赌徒中产生了不同的结果[36]。 然而,共存病症的存在或不存在通常可能影响用于治疗PG的药物的有效性。 虽然诸如氟伏沙明等SSRI可能有效治疗伴有抑郁症或强迫症谱系障碍的病态赌徒,但它们可能不是病理赌徒中具有共病注意力缺陷/多动障碍的治疗选择。 改善决策和执行功能的药物不太完善,可能是因为这些功能的复杂性。 因此,在未来的药物治疗研究中,必须证实认知增强剂如莫达非尼的潜在功效[37]。 认知行为疗法对治疗PG也有效[38]。 未来的研究应该澄清药物治疗和心理治疗相结合是否会导致PG的持续缓解率高于单独的治疗方案。

未来发展方向

PG和SUD中的神经认知相似性和相当的药理学反应性似乎指向成瘾行为的常见易感性,并且可能是PG和SUD的相似病理途径。 这些相似性提供了将PG作为冲动控制障碍的分类改变为PG作为行为成瘾的新分类的基本原理。 DSM-V。 然而,需要更多的研究来阐明SUD和PG之间存在哪些神经认知的相似性和差异性,并且显然需要直接比较这些疾病彼此和NC组的研究。

此外,类似于SUD研究中使用的方法,将药理学挑战与神经成像技术相结合的未来PG研究可能有助于揭示PG的神经生物学机制。 例如,纳曲酮可用于在fMRI研究中操纵鸦片功能,研究奖励和惩罚敏感性,提示反应性和渴望。

使用“最先进的”神经调节技术,如重复经颅磁刺激(rTMS)可以进一步说明fMRI范例中发现的各种大脑区域在赌博行为中的参与。 例如,DLTFC在预防复发行为方面的关键作用得到了rTMS研究的支持,该研究表明,与接受假rTMS的前吸烟者相比,前吸烟者的高频DLPFC刺激导致较低的复发率和对吸烟的渴望[39]。 此外,前额皮质的rTMS显示改变成瘾性疾病的前额叶功能[40虽然对复发的长期影响不太明确。 使用此类设计可以告知我们关于成瘾行为的大脑功能的定位,并最终为PG提供新的治疗选择。

另一个有趣的方法是在PG中应用神经反馈。 通过训练个体改变特定的大脑活动模式,我们可以测试以确定它如何影响赌博行为。 这项技术已经用于治疗注意力缺陷/多动障碍[41并且也可以在PG中有效。 例如,研究表明PG中的前额叶功能异常[6, 7•, 21]和神经反馈训练可以集中在正常脑电图模式的标准化。 通过针对焦点前额叶功能,可以训练执行功能,这可以导致改善的认知控制,并且因此在发生渴望时减少复发的可能性。

有趣的是,越来越多的研究报道了治疗帕金森病(PD)期间PG的发展。 PD的特征在于中脑边缘和中皮质网络中多巴胺能神经元的丧失,并且用DA激动剂治疗与寻求奖励的行为如PG,强迫性购物和去抑制有关[42]。 这些行为可能反映了多巴胺能药物对奖赏回路功能的调节。 神经影像学研究报道PD期间货币增加期间中脑边缘通路活化减少[43],类似于PG和其他成瘾的发现。 此外,在PD的正电子发射断层扫描研究中报告了较低的D2 / D3结合与合并PG相比仅与PD的对照组[44•]。 此外,Eisenegger等人。 [45•]发现携带至少一份7-repeat的健康个体 DRD4 DA受体等位基因在用L-DOPA刺激多巴胺能后显示出增加的赌博倾向。 这些研究结果证明了遗传变异 DRD4 基因可以决定个体对多巴胺能药物攻击的反应的赌博行为。 这些观察结果与奖励缺陷综合征一致[46]。 这假设一种慢性的hypodopaminergic状态,通过触发奖励物质或行为以驱动大脑奖励回路中的低多巴胺能活动的驱动力,使个体容易上瘾。 未来的研究调查多巴胺能失调和PD患者有和没有PG的遗传变异的相互作用可能有助于我们理解诱发个体成瘾行为的神经生理因素。

同样需要额外的研究来调查病态赌徒的期望值来解释异常奖励和惩罚敏感性,因为这些异常可能与异常期望有关,而不是与奖励和损失的实际经验有关。 例如,赌徒可能会对他或她获胜机会的期望产生偏见,因为处于赌博状态会引起大脑中的提示反应,从而加强中脑边缘环路中的DA释放。 相关的增强型DA信令可能会触发正确的期望编码中断,因为相位DA变化对于期望编码至关重要[47]。 因此,通过增强的提示反应性,预期被错误地编码并且可以有助于继续赌博,尽管损失很大。 此外,异常期望值可能会受到认知扭曲的影响,例如关于获胜概率的错误信念[48].

赌博游戏被认为可以培养某些可能夸大一个人获胜机会的特征,从而刺激赌博倾向。 在最近的fMRI研究中,Clark等人。 [49••]调查了其中两个特征:对游戏的个人控制和NC中的“近赢”事件。 近赢事件是不成功的结果接近累积奖金的事件,例如当在投币机支付线上显示两个樱桃时,最后一个樱桃在支付线下方或上方的一个位置结束。 有趣的是,近乎获胜的结果激活了腹侧纹状体和岛叶区域,这些区域也对货币获胜做出了回应。 尽管人们会随着时间的推移而亏损,但这些调查结果可能会提供有关继续赌博行为的潜在机制的见解。 未来的研究应该详细阐述这些发现,以帮助我们进一步了解赌博向问题赌博的过渡以及某些游戏特征的上瘾潜力。

未来发展的最后一个领域是抵抗成瘾行为发展的主题。 Blaszczynski和Nower [5描述了一类没有合并症和最小病态的问题赌徒。 这个不那么严重的赌博团体也被认为能够在没有治疗干预的情况下克服他们的赌博问题。 研究病态赌徒的不同亚组可以产生对神经心理学功能的洞察,这些功能可以防止问题赌博和/或复发的进展。 明显涉及PG并且可能影响PG过程的神经生物学因素是执行功能,包括决策和冲动; 提示反应; 奖励敏感度; 和错误的看法。 从神经影像学研究的回顾中可以清楚地看出,这些功能的神经元背景尚未详细确定。 然而,这些神经生物学上的脆弱性可能会影响PG的过程以及心理因素,如主观渴望和应对技巧; 环境因素(例如,赌博机会附近); 和遗传因素。 这些因素之间的相互作用在很大程 了解这些现象及其相互作用非常重要,因为关注这些脆弱性的干预措施最终可能导致有针对性的预防措施。

致谢

Ruth J. van Holst得到阿姆斯特丹脑成像平台的神经影像学资助。 Goudriaan博士得到荷兰卫生研究与发展组织的新研究员资助(Veni资助编号91676084)的支持。

有关声明 没有报告与本文相关的潜在利益冲突。

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參考資料

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