评论：fMRI扫描发现有网络成瘾者的大脑异常。
Chin Med J（Engl）。 2010 Jul; 123（14）：1904-8。
Liu J，Gao XP，Osunde I，Li X，Zhou SK，Zheng HR，Li LJ。
全面研究：增加网络成瘾的区域同质性休息状态功能磁共振成像研究。
来源
中南大学湘雅二院心理卫生研究所，湖南长沙410011，中国。
摘要：
背景：
互联网附加障碍（IAD）目前正成为中国青少年严重的心理健康问题。 然而，IAD的发病机制尚不清楚。 本研究的目的是应用区域同质性（ReHo）方法分析静息状态下IAD大学生的脑功能特征。
方法：
功能性磁共振图像（fMRI）在19 IAD大学生和静息状态下的19对照中进行。 ReHo方法用于分析两组中平均ReHo之间的差异。
结果：
与对照组相比，IAD组中发现以下增加的ReHo脑区：小脑，脑干，右扣带回，双侧海马旁，右额叶（直肠回，额下回和额中回），左额上回，左前叶右中央后回，右中枕叶回，右颞下回，左颞上回和颞中回。 与对照组相比，IAD组未发现ReHo脑区减少。
结论：
与对照组相比，IAD大学生的区域同质性存在异常，并且可以发现大多数脑区的同步性增强。 结果反映了IAD大学生脑功能的变化。 小脑，脑干，边缘叶，额叶和顶叶之间同步增强之间的联系可能与奖励途径有关。
在过去几年中，互联网的使用大大增加。 来自中国互联网络信息中心（截至12月31，2008）的数据显示，298万人已经上网，其中60％是30岁以下的青少年。 随着互联网用户数量的不断增加，网络成瘾问题引起了精神病学家，教育工作者和公众的高度关注。 互联网附加障碍目前正成为中国青少年严重的心理健康问题。 Chou和Hsiao1报道台湾大学生网络成瘾率为5.9％。 Wu和Zhu2将10.6％的中国大学生视为网络成瘾者。 然而，IAD的发病机制尚不清楚。
然而，休息状态fMRI最近引起了更多的关注，因为研究参与者被指示在fMRI扫描期间保持不动并保持闭眼。 因此，静息状态fMRI具有临床应用的实际优势。 在目前的静息状态fMRI研究中，一种新报告的区域同质性（ReHo）方法被用于分析大脑的血氧水平依赖性（BOLD）信号.3希望静息状态fMRI将允许新的洞察力IAD的病理生理学。
方法
主题
根据Beard和Wolf的修订YDQ标准，3从7月2008到5月2009，19 IAD（11男性和8女性;平均年龄（21.0±1.3）年，范围从18到25年）和19性别匹配受试者（平均年龄（20.0±1.8）年，范围从18到25年）在我们医院的静息状态下接受了fMRI。 根据爱丁堡清单测量，受试者都是右撇子。 没有受试者服用任何可能影响大脑兴奋性的药物。 所有受试者均进行了正常的神经学检查。 他们符合以下入选标准：1）在网络成瘾的诊断问卷（Beard5-“3 + 5标准”）中必须满足顶级1标准，并满足其余三个标准中的任何一个。 2）6月的发作持续时间≥3小时。 3）社会功能明显受损，包括学习成绩下降，无法维持正常的学校学习。 受试者报告没有精神分裂症，抑郁症和物质依赖或精神疾病的神经疾病史。 IAD组和对照组之间在年龄，性别或教育水平方面没有统计学上的显着差异。 中南大学附属湘雅二院研究委员会批准了这项研究。 所有受试者都给出了他们的书面知情同意书。
MRI筛查
图像是通过3.0T西门子Tesla Trio Tim扫描仪以高速梯度采集的。 参与者的头部用标准头部线圈定位。 提供泡沫垫以限制头部移动。 在每个对象中均获得了高分辨率的轴向T1和T2加权图像。 在静止状态fMRI期间，受试者被要求睁开眼睛，保持静止不动，或者什么也别想。 以下参数用于轴向T1解剖成像：3080/12毫秒（TR / TE），36切片，256×256矩阵，24厘米视场（FOV），3毫米截面厚度和0.9毫米间隙，1 NEX，翻转角度= 90。 在与解剖切片相同的位置，使用具有以下参数的回波平面成像序列获取功能图像：3000/30 ms（TR / TE），36切片，64×64矩阵，24 cm视场（FOV），截面厚度3 mm，间隙0.9 mm，1 NEX，翻转角= 90。 每次fMRI扫描持续9分钟。
统计分析
每个受试者的fMRI数据包含180个时间点。 fMRI数据的前五个时间点由于初始MRI信号的不稳定性以及参与者对周围环境的适应性而被丢弃，剩下175卷。 其余的175卷使用统计参数映射2（SPM2）软件（英国伦敦大学）进行了预处理。 将它们进行切片时间校正，并与每个会话的第一张图像对齐以进行运动校正，在空间上将其归一化为MNI，并使用8mm半高全宽（FWHM）的高斯滤波器进行平滑处理，以减少噪声和残留差异在陀螺解剖中。 在整个fMRI扫描过程中，所有受试者的X，Y，Z和0.5°陀螺仪运动的最大位移均小于1.0 mm。 没有受试者被排除在外。 使用时间滤波器（0.01Hz <f <0.08HZ）去除低频漂移和生理高频噪声。
我们使用肯德尔一致性系数（KCC）4以体素方式测量给定体素与最接近的26个邻近体素的时间序列的区域均匀性。 KCC可以通过以下公式计算：
其中W是集群的KCC，范围为0到1； Ri是第i个时间点的总秩，n是每个体素时间序列的时间点数（此处n = 175）； =（（（n + 1））/ 2是Ri的平均值; k是群集中体素的数量（此处k = 27）。 对于每个受试者数据集，在逐个体素的基础上获得单个W贴图。 上面的程序是在Matrix Laboratory（MATLAB，MathWorks Inc.，Natick，USA）中编码的
为了探索IAD与控件之间的ReHo差异，以逐像素的方式对单个ReHo贴图进行了第二级随机效应两样本t检验。 最终的统计图设置为组合阈值P <0.001和最小簇大小270 mm3，从而导致正确的阈值P <0.05。
成果
对于所有受试者，高分辨率T1-和T2-加权MRI未发现显着的病理变化。 与对照组相比，IAD组显示休息状态下ReHo的脑区域增加。 增加的ReHo分布于小脑，脑干，右扣带回，双侧海马旁，右额叶（直肠回，额下回和额中回），左额上回，左前叶，右中央后回，右中枕叶回。右下颞回，左颞上回和颞中回。 未发现IAD组中ReHo降低（图和表）。
数字。 通过SPM2软件获得的IAD和控件的组合图像中ReHo增加的大脑不同区域。 答：小脑。 B：脑干。 C：右扣带回。 D：右海马体。 E：左海马体。 F：左上额回。 这些区域的ReHo值较高：IAD>控件。 L：左。 R：对。 蓝色十字形代表活动性大脑区域。 在IAD和控件之间以逐像素的方式对单个ReHo贴图进行了一次样本t检验。 使用两样本t检验对两组数据进行检验。 最终的统计图设置为P <0.001的组合阈值和270 mm3的最小簇大小，这导致正确的P <0.05阈值。
表。 与对照相比，IAD中具有异常区域同质性的脑区域
讨论
关于fMRI的ReHo方法
ReHo方法，一种分析静止状态下fMRI数据的新方法.4 ReHo方法的基本理论假设是给定的体素在时间上与其邻居相似。 它测量区域BOLD信号的时间序列的ReHo。 因此，ReHo反映了区域BOLD信号的时间同质性而不是其密度。 ReHo可以检测不同大脑区域的活动。 ReHo方法已经成功应用于帕金森病，阿尔茨海默病，抑郁症，注意力缺陷多动障碍，精神分裂症和癫痫的研究.5-10然而，没有人通过使用静息状态fMRI检测到IAD的大脑活动。
与对照相比，IAD中增加的ReHo脑区的特征和意义
与对照组相比，实验组发现增加的ReHo脑区分布于小脑，脑干，右扣带回，双侧副海马，右额叶（直肠回，额下回和额中回），左额上回。 ，左前躯，右中央后回，右中枕叶回，右颞下回，左颞上回和颞中回。 它代表了神经活动的增加。
研究表明，小脑具有高级认知功能，11-12等语言意识等。 小脑和大脑之间存在广泛的功能联系，这有助于在一定程度上调节认知活动，思维和情绪。 在中脑和小脑，小脑和丘脑，小脑和大脑之间存在纤维性关节，例如前额叶。 研究人员发现了小脑结构异常与某些精神疾病的临床表现之间的相关性.13研究发现，精神分裂症患者的前额叶 - 小脑和小脑 - 丘脑连接减弱，但丘脑 - 前额叶连接增强.14
属于边缘系统的扣带回位于胼call体的顶部。 它与海马旁回一起被认为是异型皮层和新皮质的过渡区，也被称为中皮质。 前cingutate调节反应，并作为认知调节中的感觉整合体。 前扣带主要功能是监测冲突。 后扣带回涉及视觉和感觉运动过程.15-18
中脑和下丘脑海马在中脑边缘多巴胺能系统中起重要作用。 腹侧被盖核是奖赏途径的重要组成部分，中脑和小脑以及中脑和大脑之间存在广泛的联系。 中脑，小脑，扣带回和海马旁回的反应性同步的增强与物质添加奖赏途径一致。 它表明，在一定程度上，IAD奖励途径的联系得到了加强。
该研究发现颞区和枕区的ReHo增加，这表明IAD组的同步性高于对照组。 这可能是由于上瘾者的行为造成的，例如经常联系网络图片，沉迷于嘈杂的网吧或游戏声音。 长期反复刺激的视神经和听觉中心容易激动或兴奋性增加。 颞叶的主要功能是调节感觉感知，包括通过初级和次级相关皮层的视觉和听觉处理。 颞叶皮质中ReHo的增加，作为一个积极的强化因素，揭示自己是一个网络成瘾者。 在IAD的互联网上浏览的重复行为值得进一步研究。
通过fMRI，Bartzokis等人19发现可卡因和苯丙胺依赖者的额叶和颞叶体积明显减少，而可卡因依赖者的颞叶灰质随着年龄的增加而明显减少。 这表明可卡因依赖可以加速颞叶灰质的减少，额叶和颞叶的减少可以成为成瘾行为的识别标志。 网络瘾者颞叶皮质中ReHo的变化，可能是巴林结构变化的早期征兆，在一定程度上可以表示脑功能的异常。 Modell et al20通过fMRI发现尾状核，纹状体，丘脑，酒精额叶皮质和药物成瘾者的激活。 Tremblay和Schultz21发现额叶的眼眶回旋功能与奖励有关，并且对额叶的眼眶回转的损伤可能导致抑制和冲动减少。
与正常人相比，在额叶和顶叶的某些区域中增加的ReHo显示出比通常看到的更高的同步性。 额叶皮质是最复杂和高度进化的新皮层区域，它接受来自顶叶，颞叶，枕叶和布罗德曼1，2和3附近的感觉后交联皮层的传入神经纤维。作为边缘后交联合皮层，包括扣带回，海马旁回及其传出神经纤维向纹状体和脑桥突出。 它是冲动控制的必要脑区.22-24
各种研究发现顶叶与视觉空间任务有一致的关系。相关对象的位置变化可以导致两侧上顶叶皮层的强烈激活.25,26通过fMRI，Zheng等人27发现顶叶发挥占优势。大脑处理短期记忆时的作用。 神经解剖学发现背侧前额叶接受了顶叶关联纤维的投射，初级视皮层将空间特征（在通过视觉通路转换的视觉信息中）传递到顶叶的相关皮层，并形成空间感知。同一时间。 最后，将整合的空间信息传送到背侧前额叶以形成空间记忆。 总之，视觉信息完成了背侧通路对后上皮质位置和空间关系的处理.28
根据现有文献和本实验结果，我们认为图像和声音是通过某些听觉和视觉传导途径输入的。 在顶叶中形成诸如颜色，相对空间位置和空间感知的具体感觉。 最后，信号传播到额叶进行进一步处理，例如下一个决定，计划和执行。 频繁激活因特网成瘾者的这些脑区域导致这些区域中的同步增强。 小脑，脑干，边缘叶，额叶和顶叶的同步增强可能与奖励途径有关，其具体机制需要进一步研究证实。
总之，本研究应用静息状态fMRI方法收集数据和ReHo方法来分析数据。 我们发现，与对照组相比，IAD大学生的区域同质性存在异常。 大多数大脑区域的同步增强。 结果反映了IAD大学生脑功能的变化，小脑，脑干，边缘叶，额叶，顶叶同步增强可能与奖励途径有关。 本研究为研究IAD的病因学提供了一种新的方法和思路，并证实了将ReHo应用于临床前和临床IAD研究的可能性。
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