年輕網(wǎng)絡(luò)游戲障礙患者紋狀體體積改變及其與認(rèn)知控制的關(guān)系

薛 婷，陶占龍，唐 俊，康永強(qiáng)，喻大華

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)理學(xué)院，3.信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院影像中心，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

伴隨互聯(lián)網(wǎng)的普及，青少年網(wǎng)絡(luò)成癮(internet gaming disorder， IGD)成為日益突出的社會(huì)問題[1]。IGD表現(xiàn)為患者長(zhǎng)期不斷接受網(wǎng)絡(luò)游戲內(nèi)容刺激，難以控制上網(wǎng)游戲行為，涉及神經(jīng)系統(tǒng)認(rèn)知控制、學(xué)習(xí)記憶等功能異常[2-3]。隨著MRI的發(fā)展應(yīng)用，IGD神經(jīng)機(jī)制研究取得突破性進(jìn)展[4-6]，如基于彌散張量成像的纖維束統(tǒng)計(jì)方法發(fā)現(xiàn)IGD患者內(nèi)囊、外囊及扣帶回區(qū)域各向異性分?jǐn)?shù)顯著下降[5]；基于體素的形態(tài)學(xué)分析結(jié)果顯示IGD患者前額葉區(qū)域灰質(zhì)密度顯著降低[6]。紋狀體(尾狀核、殼核和伏隔核)、杏仁核、海馬及丘腦是認(rèn)知控制回路、動(dòng)機(jī)回路及獎(jiǎng)賞回路的重要節(jié)點(diǎn)，參與情感、動(dòng)機(jī)、激勵(lì)/犒賞的神經(jīng)過程[7]。本研究觀察年輕IGD患者紋狀體體積改變及其與認(rèn)知控制的關(guān)聯(lián)，以期自影像學(xué)角度為研究IGD神經(jīng)機(jī)制提供佐證。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 于2016年3月—2018年12月納入43例年輕IGD患者，男36例，女7例，年齡17～24歲，平均(19.0±0.9)歲，平均受教育年限(12.0±0.9)年。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡15～26歲，右利手；②符合《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第五版[8]9項(xiàng)IGD診斷標(biāo)準(zhǔn)中的5項(xiàng)及以上；③以英雄聯(lián)盟(http://euw.leagueoflegends.com/)網(wǎng)絡(luò)游戲?yàn)橹饕T因。排除標(biāo)準(zhǔn)：①濫用酒精、尼古丁等；②罹患精神障礙疾病、腦腫瘤、肝炎或癲癇等；③孕期或經(jīng)期女性；④韋氏智力量表分?jǐn)?shù)<90。同期選取40名基本資料相匹配的健康年輕人作為對(duì)照組，男28名，女12名，年齡17～24歲，平均(19.4±1.4)歲，平均受教育年限(12.4±1.4)年。本研究通過內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。檢查前受試者或其監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips 3.0 T MR掃描儀，正交8通道頭部相控陣線圈。囑受試者仰臥，采集顱腦軸位、冠狀位及矢狀位T1WI，參數(shù)：TE 8.5 ms，TR 3.4 ms，F(xiàn)OV 240 mm× 240 mm，矩陣240×240，層數(shù)140，F(xiàn)A 12°，體素1 mm×1 mm×1 mm，掃描覆蓋全腦，掃描時(shí)間7 min。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用Linux系統(tǒng)下的Freesurfer軟件包(version 5.3.0,http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/)計(jì)算大腦皮層下結(jié)構(gòu)灰質(zhì)體積，其步驟如下：①去除顱骨、頭皮等非腦結(jié)構(gòu)；②通過旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等幾何校正將圖像匹配至標(biāo)準(zhǔn)空間；③校正不均勻場(chǎng)；④依據(jù)不同組織的信號(hào)差異對(duì)白質(zhì)、灰質(zhì)和腦脊液進(jìn)行分割；⑤表面重建，對(duì)分割后的灰白質(zhì)進(jìn)行拓?fù)湫拚?；⑥高斯核平滑，采用高斯核函?shù)對(duì)圖像進(jìn)行卷積，以提高信噪比。軟件自動(dòng)獲取全腦顱內(nèi)體積及尾狀核、伏隔核和殼核的體積(圖1)。

1.4 認(rèn)知功能評(píng)價(jià) 采用E-prime 2.0 軟件(http://www.pstnet.com/eprime.cfm)進(jìn)行漢字色-詞一致Stroop任務(wù)。首先對(duì)受試者給予講解和指導(dǎo)，并預(yù)留充足練習(xí)時(shí)間；之后以偽隨機(jī)方式呈現(xiàn)干擾任務(wù)(字義與字色不一致，如“綠”字印刷為紅色)及非干擾任務(wù)(字義與字色一致，如“綠”字印刷為綠色)，采用組塊刺激模式，包括17個(gè)組塊，含4個(gè)字色一致刺激組塊、4個(gè)字色不一致刺激組塊及9個(gè)休息組塊，每個(gè)刺激組塊21 s，休息組塊17 s，全部刺激程序共321 s。刺激組塊以紅、綠、藍(lán)3個(gè)字作為色字刺激，要求受試者在盡可能保證準(zhǔn)確完成任務(wù)的前提下盡快判斷字義及字色是否一致，記錄其反應(yīng)時(shí)間、錯(cuò)誤數(shù)量及反應(yīng)延遲時(shí)間。記錄受試者上網(wǎng)時(shí)間，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)成癮測(cè)驗(yàn)(internet addiction test， IAT)[9]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，采用雙樣本t檢驗(yàn)比較組間基本資料及Stroop任務(wù)結(jié)果；采用χ2檢驗(yàn)比較組間性別差異。以年齡及全腦顱內(nèi)體積作為協(xié)變量，采用協(xié)方差分析比較組間紋狀體體積差異，顯著性要求符合邦費(fèi)羅尼校正。采用Pearson相關(guān)性分析評(píng)價(jià)組間存在差異腦區(qū)的體積與IAT評(píng)分及Stroop行為學(xué)表現(xiàn)之間的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料 IGD組與對(duì)照組性別(χ2=1.18，P=0.24)、年齡(t=2.00，P=0.16)及受教育程度(t=1.35，P=0.18)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。IGD組平均每周上網(wǎng)(4.3±1.7)天、每日上網(wǎng)(6.9±2.2)小時(shí)，對(duì)照組平均每周上網(wǎng)(1.9±0.6)天、每日上網(wǎng)(2.7±1.5)小時(shí)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-9.00、-9.98，P均<0.01)。IGD組IAT評(píng)分顯著高于對(duì)照組[(60.9±10.5)分vs(27.0±7.5)分，t=-16.60，P<0.01]。

2.2 Stroop任務(wù) 組間Stroop干擾任務(wù)及非干擾任務(wù)下反應(yīng)時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，反應(yīng)延遲時(shí)間差異亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；干擾任務(wù)下，IGD組錯(cuò)誤數(shù)高于對(duì)照組(P<0.05)；非干擾任務(wù)下，組間錯(cuò)誤數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 年輕IGD患者與健康年輕人Stroop任務(wù)結(jié)果比較

2.3 紋狀體體積 IGD組右側(cè)尾狀核及右側(cè)伏隔核體積均顯著高于對(duì)照組(P均<0.01)，見表2及圖1。

圖1 IGD患者，男，20歲，IGD A.矢狀位MR T1WI示尾狀核(綠色)； B.冠狀位MR T1WI示殼核(藍(lán)色)； C.矢狀位MR T1WI示伏隔核(黃色)

表2 年輕IGD患者與健康年輕人紋狀體體積比較(mm3)

2.4 相關(guān)性分析 IGD組右側(cè)尾狀核體積與Stroop干擾任務(wù)下錯(cuò)誤數(shù)呈正相關(guān)(r=0.51，P<0.01)；右側(cè)伏隔核體積與IAT評(píng)分呈正相關(guān)(r=0.48，P<0.01)。

3 討論

尾狀核是傳遞多巴胺的關(guān)鍵腦區(qū)。多巴胺受體的有效數(shù)量決定成癮的易感性，成癮后尾狀核功能與成癮者獎(jiǎng)賞、動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)均存在密切聯(lián)系[10]。青少年IGD相關(guān)研究[11]發(fā)現(xiàn)，成癮者尾狀核多巴胺受體數(shù)量顯著減少，提示尾狀核可能在IGD的病理機(jī)制中具有重要作用。不僅如此，尾狀核還是前額葉皮質(zhì)-紋狀體神經(jīng)回路的重要節(jié)點(diǎn)，該回路在認(rèn)知控制能力中發(fā)揮關(guān)鍵作用[7]。本研究發(fā)現(xiàn)年輕IGD患者右側(cè)尾狀核體積顯著增加，且與Stroop干擾任務(wù)下錯(cuò)誤數(shù)增高相關(guān)，因此推測(cè)尾狀核體積增加可能影響前額葉-紋狀體回路的功能，與患者認(rèn)知控制能力下降有關(guān)。

伏隔核是大腦獎(jiǎng)賞環(huán)路的重要節(jié)點(diǎn)，在成癮機(jī)制中具有重要作用[12]。本研究IGD組右側(cè)伏隔核體積較對(duì)照組顯著增加，考慮與其獎(jiǎng)賞加工機(jī)制改變有關(guān)；且右側(cè)伏隔核體積增加與患者IAT評(píng)分增加相關(guān)。KUHN等[13]研究發(fā)現(xiàn)，IGD患者伏隔核區(qū)域低頻振蕩振幅變化與IAT評(píng)分呈正相關(guān)，表明該區(qū)域腦功能活動(dòng)強(qiáng)度與IAT評(píng)分存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，伏隔核功能、結(jié)構(gòu)變化或可作為衡量IGD嚴(yán)重程度的生物學(xué)指標(biāo)之一。

殼核是邊緣多巴胺系統(tǒng)、獎(jiǎng)賞系統(tǒng)的重要組成部分，參與強(qiáng)化學(xué)習(xí)和內(nèi)隱學(xué)習(xí)過程，在成癮行為的發(fā)展過程中具有關(guān)鍵性作用[14]。既往研究[11]發(fā)現(xiàn)，IGD患者右側(cè)殼核多巴胺D2受體水平下降。影像學(xué)研究[15]表明，IGD患者殼核靜息態(tài)下腦功能活動(dòng)強(qiáng)度顯著降低，且降低程度與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮的行為傾向性顯著相關(guān)；進(jìn)一步功能網(wǎng)絡(luò)連接研究[15]發(fā)現(xiàn)，IGD患者殼核與前扣帶回等區(qū)域出現(xiàn)功能連接異常，提示其殼核相關(guān)功能受損，但目前對(duì)于該區(qū)域的形態(tài)學(xué)變化知之甚少。本研究發(fā)現(xiàn)年輕IGD患者殼核體積較對(duì)照組體積增加，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與受試數(shù)量較少有關(guān)。

綜上所述，年輕IGD患者紋狀體體積存在變化，且與其認(rèn)知控制能力相關(guān)。但本研究樣本量較小，且以青少年為主的年輕患者；有待在擴(kuò)大樣本量的基礎(chǔ)上分組觀察不同年齡段IGD患者腦區(qū)體積的變化，進(jìn)一步探討IGD的神經(jīng)機(jī)制。