与网络游戏障碍男性青少年症状严重程度相关的岛叶皮质厚度增加：基于表面的形态测量研究（2018）

面前。精神病学，03 April 2018 | https://doi.org/10.3389/fpsyt.2018.00099

王帅^1,2, 刘静³, 林天⁴*, 利民陈¹, 王军¹, 唐群峰⁵, 张福泉¹ 和周振和^1,2*

¹南京医科大学附属无锡精神卫生中心精神病学系，无锡
²无锡同仁国际康复医院，无锡，中国
³皖南医学院，中国芜湖
⁴南京医科大学附属无锡精神卫生中心物质依赖系，无锡，中国
⁵南京医科大学附属无锡市人民医院医学影像科，无锡

随着互联网使用量的不断增加，网络游戏障碍（IGD）在全球范围内受到了广泛关注。然而，在患有IGD的年轻人中，详细的脑形态学变化仍然不明确。在目前的研究中，我们的目的是调查皮质形态，并进一步探讨男性青年IGD患者的皮质形态和症状严重程度之间的关系。与IGD和32年龄和教育相匹配的正常对照的48名男性青年接受了磁共振成像扫描。我们采用了最近提出的基于表面的形态测量方法来测量皮质厚度（CT）。我们发现患有IGD的年轻人在双侧岛叶和右侧颞回中显示出增加的CT。此外，在患有IGD的年轻人的几个脑区中发现显着降低的CT，包括上颞沟的双侧组，右下顶叶皮质，右前躯，右前中回和左中颞回。此外，患有IGD的年轻人表现出左侧岛状CT与症状严重程度之间的显着正相关。我们的数据为在分布的大脑区域发现异常CT提供了证据，并支持在物质成瘾中观察到的结构异常改变也在IGD中表现出来的观点。这些信息扩展了与IGD相关的大脑重组的当前知识，并有助于确定未来在岛屿疾病中的作用。

介绍

根据中国互联网络信息中心的权威声明，截至12月2017，中国网民人口已达到772万，约占全球互联网用户总数的五分之一。¹ 随着互联网的迅速普及，互联网使用不当导致的临床损伤或窘迫现象已经引起了医疗和公共卫生专业人员的关注（1–7）。关于互联网适应不良的研究已经成为一个快速发展的研究领域（8, 9）。为了确认已经在该领域发表的研究，DSM-5第III部分将“网络游戏障碍”（IGD）归类为需要进一步研究才被正式确认为独立临床障碍的病症（10）。作为行为成瘾的可能候选人，IGD被特别定义为“持续和经常使用互联网参与游戏”（11并且在全世界引起了广泛的关注。通过应用不同的研究方法，如流行病学，心理社会学和神经影像学，该领域的学者一直致力于为这一潜在的临床类别提供经验证据。例如，流行病学研究表明，在自然群体研究中，IGD的总体患病率范围从0.7到15.6％，多年来平均百分比为4.7％（12）。此外，已经提出了几种理论模型来激发关于IGD临床现象潜在机制的明确假设，这对于评估工具和治疗的理论驱动开发是有用的（12–15).

神经影像技术的进步，尤其是非侵入性磁共振成像（MRI），使得评估IGD的解剖学和功能性脑特征成为可能（9）。趋同证据表明，脑结构改变与IGD患者有关，这为IGD提供了支撑神经科学基础（8）。例如，Han等人。（16）报道了IGD患者左侧丘脑的灰质体积增加，周等人。报道IGD患者左侧扣带皮层和左侧岛叶的灰质密度降低（17）。关于那些结构变化，有一个有影响的解释，IGD背后的神经机制类似于物质成瘾（14, 18）。虽然这些行为成瘾不涉及化学麻醉剂或物质，但研究证据表明，行为成瘾的许多方面与物质成瘾相似（19, 20）。例如，静息状态下常见的神经生物学特征（21据报道，IGD和酒精使用障碍之间存在类似的冲动和执行功能障碍（20）。因此，一个悬而未决的问题是，在物质成瘾中观察到的这些改变的结构异常是否也表现在IGD中。

在过去的几十年中，基于结构MRI的皮质表面形态测量技术和应用取得了巨大进步（22）。以前的研究表明，基于表面的脑映射可以提供优于基于体积的脑映射来捕获皮质解剖结构的精细结构的优势，因为它提供了一系列具有解剖学意义的皮质测量，例如皮质厚度（CT）（22, 23）。据我们所知，到目前为止，很少有研究在IGD患者中进行基于表面的脑部绘图。令人欣慰的是，作为可比较的参考文献，一项研究表明，男性青少年网络成瘾的眶额CT减少（24），另一个揭示了青春期后期网络游戏成瘾的CT模式改变（25）。然而，这两项研究都是在DSM-5出版之前进行的，并且在这些研究中应用了不同的标准。我们认为，IGD中皮质解剖的特征尚不清楚; 它与IGD的症状无关。因此，有必要使用新的DSM-5方法评估IGD的形态特征。在本研究中，我们使用基于表面的形态测量（SBM）方法来检查患有IGD的男性青年的整个脑部的CT变化。根据先前对IGD研究的结果（8, 24, 25）和物质成瘾（26），我们假设患有IGD的男性青年可能在脑岛中增加了CT。考虑到岛屿被认为对IGD的形成和维持至关重要（15），我们进一步推测，增加岛状CT可能与男性IGD患者的症状严重程度有关。

材料和方法

参与者成员

所有参与者都是从当地大学和周围社区招募的通过广告和口口相传。然后通过在线调查问卷和电话筛选预先选择参与者。鉴于中国男性与女性的网络成瘾率较高（27, 28），只包括男性参与者。将互联网游戏作为主要在线活动的48名青少年在IGD的9项DSM-5标准中至少满足了5项（10）。参与者的网络成瘾行为通过中文版的网络成瘾测试（IAT）评估（29）。 IAT包括20点李克特量表（从5到1评分）的5项目，表明互联网使用水平，具有良好的内部一致性和并发有效性（30, 31）。分数越高，因特网使用引起的问题就越大。所有IGD受试者对IAT分数的满意度超过了建议的截止分数（即≥50）（32, 33）。不满意IGD拟议标准的男性青年被预先选为正常对照（NCs）。其中，32参与者根据他们在IAT上小于30的分数被确定为NC。国家统计局对DSM-5提出的9项IGD标准中的不到4项感到满意。所有参与者都是右手评估的爱丁堡汉语库存（34）。简短的结构化临床访谈工具，Mini International Neuropsychiatric Interview（35），用于筛查几种精神疾病。参与者的排除标准包括颅内病理学，脑损伤，神经系统疾病，几种精神疾病，药物滥用，MRI检查的禁忌症和头部过度运动。表中总结了IGD和NC的年轻人的人口特征 1.

TABLE 1

表1。 IGD和NC青年的人口特征。

MRI数据采集

使用3.0 Tesla Magnetom Trio Tim（Siemens Medical System，Erlangen，Germany）在南京医科大学附属无锡人民医院医学影像科获得磁共振成像扫描。泡沫垫用于减少头部运动和扫描仪噪音。通过使用具有以下参数的1D-MPRAGE序列来获取三维T3加权图像：时间重复= 2,300 ms，时间回波= 2.98 ms，翻转角= 9°，矩阵大小= 256×256，视野= 256 mm×256 mm，160矢状切片，切片厚度= 1.2 mm，采集体素尺寸= 1 mm×1 mm×1.2 mm，总采集时间= 303 s。

MRI数据处理

为了识别使用IGD的年轻人的皮层交替，使用CAT工具箱进行SBM² 使用SPM12软件。³ 有关CAT工具箱处理过程的详细说明，请参见其他地方。⁴ 简而言之，该工具箱使用全自动方法，允许一步测量CT和中心表面的重建。它使用组织分割来估计白质（WM）距离，然后通过使用由WM距离描述的邻居关系将局部最大值（其等于CT）投影到其他灰质体素。这种基于投影的厚度允许处理部分体积信息，模糊模糊和沟槽不对称，无需明确的沟槽重建（36）。对于表面测量的统计分析，用15 mm全宽度 - 半最大高斯核对CT图像进行平滑。

统计分析

为了检测具有IGD和NC的年轻人之间人口统计变量的群体差异的统计显着性，学生的 t - 测试被使用。为了确定IGD青年的皮质变化，我们使用协方差模型分析，诊断组作为固定变量，包括年龄作为混杂协变量。全脑峰值家庭明智的错误纠正与 P 所有比较中均使用<0.05（两尾），以确保统计显着性。然后，为进一步描绘IGD和NC青年的皮质形态与症状严重程度之间的关系（由IAT总分反映），使用IAT总分作为独立变量的多元回归模型。由于年轻人与IGD之间的文化程度和年龄显着相关（P <0.001）和NC（P <0.001），多元回归模型仅包括年龄作为混杂协变量。为了进行探索性分析，我们将峰水平显着性阈值放宽到0.001（两尾，未校正），将簇水平显着性阈值放宽到簇大小> 100。使用GraphPad Prism创建IAT总分与CT平均值之间关系的散点图。⁵ 用Desikan-Killiany脑图谱确定大脑区域（37).

成果

在本研究中分析了48名患有IGD和32 NCs的年轻人。在年龄和教育方面，IGD和NC的年轻人之间没有发现显着差异。与NCs相比，具有IGD的年轻人显示IAT总分显着增加并且报告了游戏时间和DSM-5标准的分数（表 1).

与NCs相比，在患有IGD的年轻人中发现CT显着增加的脑区，包括双侧岛叶和右侧颞下回（表 2）。此外，在患有IGD的年轻人的几个脑区中发现显着减少的CT，包括上颞沟（STS），右下顶叶皮质，右前躯，右前中回和左中颞回的双侧库。（表 2）。在患有IGD的年轻人中，回归分析显示左脑岛的CT值与IAT总分正相关（簇大小= 285，峰坐标MNI）_XYZ = [-38，-1，-6]， t = 4.19，见图 2A，B）。与NCs相比，患有IGD的年轻人显示出左岛状CT的显着增加的手段（图 2C）。在患有IGD的年轻人中，CT和IAT总分之间没有显着的负相关。此外，在NC的CT和IAT总分之间没有观察到显着的相关性。

TABLE 2

表2。脑区显示CT组的差异。

讨论

本研究使用SBM方法来表征IGD年轻人的皮质形态特征。主要发现是患有IGD的年轻人在分布的脑区域中具有显着的CT改变，包括岛状，顶叶，颞叶和额叶皮质。特别是，患有IGD的年轻人表现出增加的岛状CT和IGD症状严重程度之间的显着相关性（由IAT总分数反映）。这些发现提供了IGD皮质形态异常的新证据，并突出了岛叶在这种疾病的症状表现中发挥的关键作用。

以前的研究已经证明了与IGD相关的几个特定脑区，例如杏仁核（38），岛屿（39, 40），前身（41）和中颞回（42）。与文献一致，本研究揭示了IGD青年CT分布异常的分布模式，包括脑岛，颞上沟，前躯，中央前回和颞中回（图 1）。以前的研究表明，网络游戏与负责注意力和控制，冲动控制，运动功能，情绪调节和感觉 - 运动协调的大脑区域有关（14）。因此可以想象，已经报道多个脑区域是网络成瘾行为中可能的神经基质（38, 39, 43).

图1

图1。在患有网络游戏障碍（IGD）的男性青少年中具有异常皮质厚度（CT）的脑区域。暖色表示具有增加的CT的脑区域，而冷色表示在具有IGD的年轻人中具有减少的CT的脑区域。彩色条显示 t 值。 L，左; R，对。

图2

图2. （A） 该小组显示了左侧脑图像，其描绘了具有网络游戏障碍（IGD）的男性青年的左岛状皮质厚度（CT）和网络成瘾测试（IAT）总分之间的相关性。该图像是峰值阈值 P <0.001（两尾，未校正），并且在群集大小大于100的群集级别阈值用于探索性分析。暖色表示正相关，彩色条显示 t 值。 （B） 散点图显示了左侧岛状CT的平均值与IGD年轻人的IAT总分之间的关系。 R²，决定系数。 （C） 直方图显示了具有IGD和正常对照（NC）的青少年左侧岛状CT的组平均值。*P <0.05。误差线反映SD。

在我们的研究结果中，岛状CT的异常及其与IGD症状严重程度的关联特别有趣。这一发现与之前的MRI结构研究一致（17, 25, 44），它汇总地证明了IGD患者脑岛的结构变化。我们的数据也与最近的功能性MRI研究一致，其中一项研究表明，在货币激励学习任务期间，互联网使用有问题的个体双侧岛叶的活动增强（45）。张等人。（39）观察了IGD患者脑岛的功能连接模式受损，他们的发现得到另一项研究的支持，该研究报告了IGD严重程度与基于岛叶的功能连接之间的关联（40）。在功能方面，岛屿被认为在多模态感觉处理等多种功能中发挥着重要作用（46），社会决策（47），情感体验（48）和电机控制（49）。此外，建议岛屿将内部和外部信息结合起来，以提高对“全球情感时刻”体验的认识，这有助于维持与背景相关的稳态状态（50, 51）。神经影像学和病变研究表明，脑岛在吸烟行为中起着重要作用（52, 53）。此外，Tanabe等人。据报道，在物质依赖性男性中，岛叶皮层较厚（26）。根据提出的IGD三方神经认知模型（15），岛屿应该是IGD的关键组成部分之一，它保持了对互联网游戏的渴望。岛屿的活动可能会增强玩互联网游戏的能力，并削弱对此行动的抑制能力。因此，我们的研究为这种IGD模型提供了新的支持证据，并强调了岛叶在IGD中的参与与物质成瘾相似。这些信息可能有助于制定有效的干预战略。例如，针对包括脑岛的回路的精神药理学治疗和心理治疗可以有效减弱患有IGD的个体的渴望。另一方面，我们的结果与先前独立SBM研究的结果相当，该研究报告了在线游戏成瘾的个体（12男性和6女性）中左脑岛的CT减少（25）。与岛叶中CT的半侧变化模式不一致（25），本研究显示IGD患者双侧岛叶的CT增加。结果不一致的一个可能原因是样品的性别组成不同。以前的研究表明，性是互联网相关行为的重要调节器（54）。虽然性别对IGD患者岛状CT的影响尚不清楚，但最近的一项SBM研究表明，在物质依赖性个体的岛状CT上进行了性别相互作用的诊断（26）。其他可能的原因可能与方法，样本大小和参与者的异质性有关。岛叶在IGD中的具体作用需要通过采用更全面的设计在未来的研究中进一步研究。在岛叶中，完全解剖和功能异常与IGD有关。我们的研究结果扩展了有关IGD相关岛状皮质形态特征及其与临床症状的关联的现有知识。

当前研究的另一个有趣发现是STS双侧银行的CT显着下降。 STS的银行，被定义为STS的后方（37），参与处理各种活动，如识别运动和面孔以及理解社会线索（55）。最近的一项功能性MRI研究提供了证据，证明后部STS可作为分布式脑网络的社交感知枢纽（56）。这表明后部STS在功能上与其他脑电路紧密耦合，并可能整合由更专业的子系统处理的社交信号（56）。此外，实验研究表明STS在现实生活和游戏中的作用（57, 58）。一方面，STS的灰质密度与健康参与者的在线社交网络规模特别相关（58）。另一方面，与具有IGD的年轻青少年的负面词相比，发誓词在STS中诱导更多的激活（59）。最近的一项荟萃分析也证实STS在人与人之间的相互作用中与“心理理论”有牵连（60）。因此，我们认为，我们发现STS参与IGD是一种可以想象的后果，它揭示了IGD中潜在的大脑结构。然而，STS在IGD中的具体作用需要在未来的研究中进行额外的调查，采用更全面的设计模型，同时考虑结构和功能要求。

有几个问题需要进一步考虑。首先，我们采用了最近提出的基于投影的厚度方法（36）用于本研究中的CT测量。这种基于投影的厚度方法能够处理部分体积信息，模糊模糊和沟槽不对称，无需显式沟槽重建通过骨架或细化方法，在某些方面可能优于以前的方法（22, 36）。其次，我们的数据中观察到的这些异常是否是IGD的结果或先决条件仍然是一个尚待回答的问题。答案需要采用更全面的设计，在未来的研究中进一步研究。第三，Desikan-Killiany脑图谱处理岛屿作为一个整体区域。然而，功能性MRI和组织学研究表明，岛叶不是一个同质的皮层区域，可以在功能上细分为几个不同的亚区域（61, 62）。鼓励未来的SBM研究采用具有细岛状细分结构的图谱。此外，先前的研究已经证明IGD的行为和神经机制大多与物质使用障碍的行为和神经机制重叠（18）。因此，需要更多的认知测量，如奖励，渴望和记忆相关的任务来解释本研究的结果。

结论

总之，我们的数据表明，患有IGD的年轻人在分布的脑区域中具有显着的CT改变，包括岛状，顶叶，颞叶和额叶皮质。特别是，患有IGD的年轻人在症状严重程度与左岛状CT之间显示出显着正相关。这项工作扩展了有关IGD相关皮质形态特征及其与临床症状的关联的现有知识。这些信息有助于今后确定脑岛在疾病中的作用。

道德声明

本研究按照南京医科大学附属无锡精神卫生中心医学伦理委员会的建议，经所有科目书面知情同意。所有受试者均根据赫尔辛基宣言提供书面知情同意书。该方案经南京医科大学附属无锡精神卫生中心医学伦理委员会批准。

作者贡献

ZZ和LT设计了这项研究。 FZ，JL，QT，JW和LC有助于获取数据。 LT，SW和JL分析了数据，解释了结果，并起草了手稿。所有作者都批判性地审查了内容并批准了最终版本以供发布。

利益冲突声明

作者声明，研究是在没有任何可被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号：81471354和81301148），江苏省青年医学人才专业基金（编号QNRC2016175）和江苏省重点医学人才专业基金（共同努力）的资助。省市政府）。作者对我们研究中参与的所有科目以及Ophelia Dandra Bellanfante和Kayris Alanna Foster的英语语言帮助表示感谢。

脚注

^http://www.cnnic.net.cn （访问时间：March 17，2018）。
^http://dbm.neuro.uni-jena.de/cat/ （访问时间：March 17，2018）。
^http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/ （访问时间：March 17，2018）。
^http://dbm.neuro.uni-jena.de/cat12/CAT12-Manual.pdf （访问时间：March 17，2018）。
^https://www.graphpad.com （访问时间：March 17，2018）。

参考资料

1。 Petry NM，O'Brien CP。网络游戏障碍和DSM-5。瘾 (2013) 108(7):1186–7. doi:10.1111/add.12162

CrossRef全文 | Google Scholar

2。 Black DW，Belsare G，Schlosser S.临床特征，精神病合并症以及报告强迫性计算机使用行为的人的健康相关生活质量。 Ĵ临床精神病学 (1999) 60(12):839–44. doi:10.4088/JCP.v60n1206

介绍