网络游戏障碍个人的听觉事件相关潜在任务期间的功能失调信息处理（2016）

引文： 翻译精神病学 （2016）6，e721; DOI：10.1038 / tp.2015.215

在线发布26年2016月XNUMX日

M公园1崔志强1,2，SM公园1，李Y1,2，郑俊杰1,2，BK Sohn1,2，SN金2，DJ金3 和权志强2

  1. 1韩国首尔SMG-SNU Boramae医疗中心精神病学系
  2. 2韩国首尔汉城国立大学医学院精神病学和行为科学系
  3. 3韩国天主教大学首尔圣玛丽医院精神病学系，韩国首尔

通讯：JS Choi博士，SMG-SNU Boramae医学中心精神病学系，20，Boramae-Ro 5-Gil，Dongjak-Gu，首尔07061，韩国。 电子邮件： [电子邮件保护]

4年2015月24日收到； 2015年5月2015日修订； XNUMX年XNUMX月XNUMX日接受

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抽象

导致认知，心理和社交功能严重受损的网络游戏障碍（IGD）逐渐增加。 然而，迄今为止进行的研究很少涉及与IGD中事件相关的潜在（ERP）模式相关的问题。 鉴定IGD的神经生物学特征对于阐明该病症的病理生理学是重要的。 P300是一个有用的ERP组件，用于研究大脑的电生理特征。 本研究的目的是调查IGD患者与健康对照（HCs）之间的差异，关于听觉奇怪任务期间ERP的P300成分，并检查该成分与IGD症状严重程度的关系确定IGD的相关神经生理学特征。 诊断为IGD和23年龄，性别，教育和智商匹配的HC的26名患者参与了该研究。 在听觉奇怪的任务中，参与者必须回应以频繁的标准音调序列呈现的罕见的，不正常的音调。 与中线中心 - 顶叶电极区域的P300振幅中的HC组相比，IGD组对异常音调的响应显着降低。 我们还发现IGD的严重程度与P300振幅之间存在负相关。 听觉奇怪任务中P300分量的幅度减小可能反映了IGD中听觉信息处理和认知能力的功能障碍。 这些发现表明，减少的P300振幅可能是IGD的候选神经生物学标志物。

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介绍

互联网的日益普及导致了与网络成瘾，游戏成瘾和病理性互联网使用相关的各种领域的越来越多的研究。1, 2 过度的互联网使用或互联网游戏可能会失控并导致认知，心理和社会功能的严重损害，这些互联网使用的潜在风险已越来越多地被认为是国际社会的重大心理健康问题。3 在2013中，美国精神病学协会（APA）在第3节（新兴措施和模型）中包括了网络游戏障碍（IGD）。 精神疾病诊断与统计手册，第五版（DSM-5）作为进一步研究的条件。4 然而，美国精神病学协会指出缺乏标准的诊断标准和进一步研究的必要性。 在将IGD作为正式疾病纳入下一版本的DSM之前，需要进一步研究以确定IGD的特征，获得关于特定诊断标准的可靠性和有效性的跨文化数据并阐明其相关的生物学特征。5

长时间玩网络游戏的人反复暴露于视觉和听觉事件，这种连续暴露于彩色图像和动态声音可能导致视觉或听觉疲劳以及相关大脑区域的问题。6, 7 此外，最近的神经影像学研究报告了与IGD相关的脑功能和结构的显着变化。8, 9, 10 根据先前的研究，IGD患者静息时颞上回的区域同质性降低。11, 12 包含初级听觉皮层的颞上回被认为对于整合听觉和视觉信息很重要。13, 14, 15

事件相关电位（ERP）测量已被广泛用于研究脑功能和注意力和认知的神经机制，因为它们具有敏感的时间分辨率和非侵入性。16, 17, 18 ERP的P300成分是在刺激发作后出现~300-500 ms的大的正偏转，并且在头皮的中央和顶叶区域具有最大振幅。 它被认为反映了选择性注意力，记忆或处理传入信息，据报道，大多数研究中物质使用障碍的幅度都有所降低。19 以前的几项研究以听觉奇怪任务执行期间收集的ERP数据的形式提供了关于物质使用障碍的证据。 酗酒者显示P300成分的幅度显着减少，这是酗酒的缺点，同时执行听觉奇怪的任务。20, 21, 22 一些研究结果表明，在有酗酒风险的个体中观察到P300振幅降低，这表明缺乏分配神经资源来编码特定事件的能力，并且可能是由于皮质功能受损。23, 24 对吸烟依赖的研究也表明，与对照组相比，吸烟者听觉奇怪任务期间P300振幅减少，25, 26 和默勒 et al.27 据报道，可卡因使用者的P300振幅低于对照组。

据我们所知，之前的研究没有使用听觉奇怪的任务测试IGD患者中P300成分的模式，只有少数研究使用ERP方法来检查IGD的特征。28, 29 例如，董 et al.30 使用go / no-go任务来研究网络成瘾患者的反应抑制。 特别地，如上所述，患有IGD的患者反复暴露于各种视觉和听觉刺激，使得有必要研究与IGD中的信息处理相关的神经功能。 本研究比较了IGD患者与健康对照（HC）患者的听觉信息处理相关的ERP模式，以确定可能作为IGD生物标志物的神经生理学特征。 我们假设与HC相比，IGD响应目标刺激的患者的P300幅度会降低。 此外，我们假设P300幅度与IGD症状严重程度之间存在关联。

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材料和方法

参与者成员

26名患有IGD和23年龄，性别，教育和智商（IQ）匹配的HC的患者参与了这项研究。 由于过度参与互联网游戏，所有患者都在韩国首尔SMG-SNU Boramae医疗中心的门诊就诊。 SMG-SNU Boramae医疗中心的机构审查委员会批准了研究方案，所有受试者在参与前都提供了书面知情同意书。 根据DSM-5标准和Young的网络成瘾测试（IAT），对经验丰富的精神科医生进行临床访谈以诊断IGD。31 用于评估参与者障碍的严重程度。 在本研究中，使用了用于评估互联网游戏的改进的IAT。32 为了阐明与IGD相关的病理变化，我们仅包括IAT评分至少为70的那些受试者（参考文献1）。 33），他们每天花费超过4小时，每周花费30小时来使用互联网游戏，这将我们的样本限制在IGD严重的人群中，并排除了由于过度的互联网游戏而仅极有可能患上这种疾病的人群。 此外，DSM-IV的结构化临床访谈还用于确定过去和现在的精神疾病。 在26例IGD患者中，分别有4例和3例符合抑郁症和焦虑症的DSM-IV标准。 HC是从当地社区招募的，没有任何精神病史。 HC每天玩少于2小时的互联网游戏。 贝克抑郁量表（BDI）34，贝克焦虑量表（BAI）35 和Barratt冲动量表-11（参考 36）用于收集与IGD相关的临床数据。

排除标准是显着的头部损伤，癫痫症，精神发育迟滞，精神病和除尼古丁以外的物质使用障碍的病史。 所有参与者在评估时都是药物天真的。 将Wechsler成人智力量表III的韩国版本给予所有受试者以估计IQ，并且我们仅包括具有至少80的Wechsler成人智力量表-III得分的受试者。

任务和程序

我们使用听觉奇怪任务，其涉及在85-dB声压级以伪随机顺序呈现标准刺激（15％）以及罕见的异常刺激（85％）。 通过STIM 2声音发生器（Compumedics，El Paso，TX，USA）双耳地呈现300个刺激。 在两种不同的音调条件下呈现刺激：不常见的异常刺激被分类为高频音调（2000 Hz）; 并且频繁的标准刺激被分类为低频音调（1000 Hz）。 每个音调的持续时间为100 ms（10-ms上升和下降时间），固定的间隔为1250 ms。 参与者被指示尽可能快速准确地用右手按下响应框按钮，仅响应高音。 在实际任务开始之前，所有参与者都有机会练习。 参与者坐在舒适的椅子上完成了三个100试验。

ERP录音

脑电图和眼电图数据是使用64通道Quick-cap系统（Compumedics）记录的，该系统在隔离的隔音室内引用了链接的乳突。 地面通道的位置在FPz和Fz之间。 水平和垂直眼电位图分别通过分别放置在每只眼睛的外眼睑和左眼上方和下方的电极进行测量。 以250、500或1000 Hz的采样率连续记录电活动。 带通滤波器设置为0.3–100 Hz。 所有记录电极的阻抗均小于10kΩ。

ERP分析

使用Curry 7软件（Compumedics）进一步离线处理电生理信号。 首先将录音下采样到250 Hz。 然后根据公共平均参考重新参考数据，并用从0.3到30 Hz的频带通道进行滤波。 目视检查脑电图和眼电图记录以拒绝诸如涉及运动的人工制品。 基于Semlitsch开发的伪影减少方法校正眼睛眨眼和眼球运动 et al.37 然后将数据分段为1000 ms的时期，其包括100-ms预刺激基线时段。 电压超过±70μV的时期被自动丢弃。 仅对在四个中线位置（FCz，Cz，CPz和Pz）处对异常音调作出正确响应的试验进行平均和分析。 通常在调查P300组件的奇怪任务中选择中线电极。 每个参与者的ERP波形至少具有35无伪影试验。 P300组分被定义为刺激开始后248和500 ms之间的时间窗内最大的正向峰值。 使用Scan 300软件（Compumedics）创建P4.5振幅的地形图。

统计分析

人口统计学，临床和行为数据采用单因素方差分析（ANOVAs）进行分析 χ2 - 测试，治疗组（IGD和HC）作为主体间因素。 在刺激锁定的ERP值方面，P300组分的振幅和潜伏期分别用重复测量ANOVA分析，其中电极位点（FCz，Cz，CPz和Pz）作为受试者内部因素，组作为受试者间因素。 在球形违规的情况下，应用下限修正，并进行修正 P - 报告值。 使用双尾Pearson相关系数对与组间显着差异相关的P300值进行临床变量分析。 结果用 P<0.05的值被认为是显着的。 表现出重大主要影响的变量进一步用 事后 使用单向方差分析进行比较。 使用SPSS v18.0软件（SPSS，Chicago，IL，USA）进行所有统计学分析。

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成果

人口统计学和临床​​数据

在年龄，性别，教育和估计的智商方面没有显着的群体差异。 IGD患者的IAT评分显着较高（F（1，47）= 450.99， P<0.001），BDI（F（1，46）= 49.92， P<0.001），BAI（F（1，46）= 11.17， P<0.01）和Barratt冲动量表11（F（1，46）= 57.50， P<0.001）。 参与者的人口统计学和临床​​特征在 表1.

表1 – IGD和HCs患者的人口统计学和临床​​特征。

表1 - IGD和HC患者的人口统计学和临床​​特征 - 遗憾的是，我们无法为此提供可访问的替代文本。 如果您在访问此图片时需要帮助，请联系help@nature.com或作者全桌

 

行为结果

两组的准确率没有显着差异。 尽管IGD患者与HC相比反应稍慢，但没有观察到显着的组效应。 行为表现数据见 表2.

表2 – IGD和HCs患者的行为结果（准确率和反应时间）和ERP值（P300的振幅和潜伏期）。

表2- IGD和HC患者的行为结果（准确率和反应时间）和ERP值（P300的幅度和潜伏期） - 遗憾的是，我们无法为此提供可访问的替代文本。 如果您在访问此图片时需要帮助，请联系help@nature.com或作者全桌

 

ERP峰值措施

四个电极位置的异常刺激的平均ERP波形如图所示 图1。 电极部位的显着主要影响（F.（1，45）= 16.73， P<0.001）和组（F（1，45）= 4.69， P= 0.029）发现P300振幅。 在CPz处测量的P300振幅在四个电极位点中最高。 对于P300振幅，在电极位点和组之间未观察到显着的相互作用。 IGD患者的P300振幅显着低于CPz患者（F（1，47）= 8.02， P<0.01），但不包括FCz，Cz和Pz。 就P300延迟而言，主要影响或相互作用均无统计学意义。

图1。

图1 - 遗憾的是，我们无法为此提供可访问的替代文本。 如果您在访问此图片时需要帮助，请联系help@nature.com或作者

（上排）针对网络游戏障碍（IGD）和健康对照（HCs）患者的听觉奇怪任务中的异常音调，三个电极区域（FCz，Cz和Pz）上的大平均事件相关电位（ERP）波形）。 （下排）左侧图表示中线中心顶电极（CPz）的平均ERP波形。 地形图指示两组中P300振幅的头皮分布。 右侧图表示Young的网络成瘾测试（IAT）评分与中线中心 - 顶骨电极的P300幅度之间的相关性。

完整的身影和传说（106K）

 

P300幅度与临床变量之间的相关性

P300振幅与IAT分数之间存在显着相关性（图1）。 IAT评分与CPz的P300幅度显着负相关（r= -0.324， P= 0.025）。 P300振幅与BDI，BAI和Barratt冲动量表-11评分之间未发现显着相关性。

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讨论

我们使用听觉奇怪的任务来调查电脑活动以响应异常刺激。 本研究中的听觉奇怪任务可能过于简单，并且IGD和HC患者的行为表现没有显着差异。 然而，本研究发现两组听力奇怪任务中的ERP差异。 因此，各组之间的ERP差异不是由于行为表现的差异，而是由于IGD组的神经生理学变化。 与我们的预测一致，与中线中心 - 顶骨电极区域的HC相比，IGD患者的P300组分响应异常音调的幅度减小。 听觉奇怪任务中P300振幅的这些减少表明患有IGD的患者在听觉信息处理和认知功能方面遭受功能障碍。 这些结果与先前对患有其他成瘾的个体的ERP研究一致，其表现出P300幅度的减少。19, 22, 38, 39

P300被认为反映了与注意力和记忆机制相关的信息处理级联。 如果奇怪任务中的进入刺激不相同并且受试者将注意力资源分配给目标，则更新刺激环境的神经表示并且除了感觉电位之外还引发P300。18, 40 因此，P300组件会对与注意力和内存相关的基本操作进行索引。 相关性分析揭示了减少的P300幅度与严重的IGD症状之间的显着关系。 这些结果表明观察到的P300幅度变化可能与IGD的临床状态有关，并且可能是IGD的候选神经生理学标志物。

P300组件的神经发生器已被广泛研究。41, 42 虽然P300的精确神经起源尚不清楚，但一些研究一致发现P300成分是由额叶和颞顶区域之间的神经回路通路产生的。43, 44 经典的P300组分通常是指由目标刺激引起的P3b，而P300的另一个亚组分是由新型或非目标刺激引发的P3a。 本研究中使用的P300是指P3b。 P300组分（或P3b）可以源自颞顶叶区域，并且P3a可以源自额叶区域。45, 46 Kim et al.12 报道了IGD患者颞上回和后扣带皮层的静息状态功能性脑变化。 由于后扣带皮层是默认模式网络以及顶叶区域的一部分，其与静息状态期间某些脑区域的低频振荡同步，因此涉及认知功能，因此对于注意力和自我监测是重要的。与执行控制的耦合和脱离默认模式网络的能力相关联。47 颞上回被认为在视听信息的处理中是重要的，并且也是涉及听觉和视觉提示的整合以及基于听觉/视觉信息的情感感知的关键区域之一。15 在本研究中发现的IGD患者的P300振幅降低可能代表颞顶区的神经生理学变化，这与之前的研究结果一致。12 此外，这一发现表明，在IGD患者中，P300振幅的变化可能与在互联网游戏期间反复接触各种视觉和听觉刺激有关。

尽管P300产生的确切神经递质系统仍不清楚，但一些证据表明P300产生的神经递质介导。 关于P3b组分，起源于蓝斑的去甲肾上腺素活性可能有助于人体中P300（或P3b）的产生。48, 49 另一方面，Polich和Criado50 据报道，对照组和不宁腿综合征患者的P300幅度具有可比性，但帕金森病患者的PXNUMX幅度大大减少，而帕金森病患者的脑内多巴胺水平较低。 Pogarell et al.51 还发现纹状体多巴胺D2 / D3受体状态与抑郁症患者对目标音调的P300振幅呈正相关。 也就是说，降低的P300幅度与降低的多巴胺能活性相关。 以前的几项研究表明，网络成瘾或IGD与多巴胺奖励系统的异常有关。 金 et al.52 发现在患有IGD的个体中，纹状体细胞（包括双侧背侧尾状核和右侧壳核）中多巴胺D2受体的可用性降低。 IGD患者的P300振幅异常可能表明IGD中的多巴胺能系统受损，这在其他成瘾疾病中常见。53

本研究有一些局限性。 首先，本研究中使用的样本很小，限制了研究结果的普遍性。 因此，需要更大样本的未来研究，以更自信地识别IGD的特征。 尽管该研究的参与者人数很少，但我们控制了人口统计学特征，如年龄，性别，教育程度，智商和药物状况。 没有参与者接受药物治疗。 电生理活动可能受到药物的影响。54, 55 因此，我们的结果排除了药物对ERP的影响。 其次，与HC相比，IGD患者的BDI和BAI得分显着更高。 为了控制潜在的混杂效应，对P300振幅进行BDI和BAI评分的协方差分析作为协变量，并且两组之间仍然保持P300振幅的显着差异。 此外，当我们在排除抑郁症或焦虑症患者后对患有IGD的个体进行分析时，结果仍然显着。 此外，我们发现P300幅度与BDI和BAI评分之间没有显着相关性。 第三，用于评估IGD严重程度的IAT量表是一种自我报告形式，可能缺乏客观特征。 第四，本研究使用了横断面设计，但随着时间的推移观察相同参与者的纵向研究将更有利于阐明这种疾病的发展。 最后，我们没有物质使用障碍等临床对照组。 在进一步的研究中，有必要将IGD中的那些与其他成瘾性疾病进行比较，以阐明IGD特有的神经生理学特征。 尽管存在这些局限性，但本研究的结果有助于我们了解P300成分的改变以及该成分与IGD相关的神经心理学缺陷的关联。

总之，我们的结果反映了在听觉奇怪任务期间IGD组的P300幅度与HC组的幅度相比减少。 此外，P300成分的幅度减小与IGD的严重程度呈负相关，这可能代表听觉信息处理和认知功能的缺陷，以及该组件与病理性互联网游戏使用之间的关系。 本研究的结果表明，与脑功能异常相关的P300幅度的减少可能是IGD的候选神经生物学标志物，这可能提供对这种疾病潜在的神经生理学机制的进一步了解。 为了确定IGD患者中P300幅度的变化是否可以被视为候选性状制造者或州制造者，预计对IGD高风险受试者的P300幅度进行额外的纵向研究和分析。 当P300的异常可能存在于IGD高风险人群中时，ERP的P300成分可被视为IGD的特征制造者。 此外，当在IGD患者的纵向评估后P300的异常可以被标准化以及症状改善时，P300指数可以被认为是IGD的状态标记。 然后，它可用于评估IGD的预后，或用于IGD患者的预防和早期治疗干预。

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利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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