網(wǎng)絡(luò)游戲障礙人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)rich club結(jié)構(gòu)的改變

邱先鑫，韓 旭，汪 耀，丁偉娜，孫雅文，周 滟，雷 皓，林富春*

網(wǎng)絡(luò)游戲障礙人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)rich club結(jié)構(gòu)的改變

邱先鑫1,2，韓 旭3，汪 耀3，丁偉娜3，孫雅文3，周 滟3，雷 皓1,2，林富春1,2*

1. 波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢磁共振中心（中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院），湖北 武漢 430071；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院 放射科，上海 200127

網(wǎng)絡(luò)游戲障礙（internet gaming disorder，IGD）極大的影響了青少年的學(xué)習(xí)與生活．IGD于2013年被納入《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版（DSM-5），但其神經(jīng)機(jī)制還不清楚．本研究通過(guò)靜息態(tài)功能磁共振成像研究30例IGD被試以及年齡、性別與之匹配的30例健康對(duì)照，分析他們大腦功能網(wǎng)絡(luò)的rich club結(jié)構(gòu)的差異．結(jié)果表明，IGD組和對(duì)照組均存在rich club結(jié)構(gòu)，rich club腦區(qū)主要包含默認(rèn)模式、執(zhí)行控制、突顯、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)、聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)中的腦區(qū)；同時(shí)IGD組的rich club連接增加；此外，IGD組的右側(cè)眶部額下回的度顯著高于健康對(duì)照組. 這些發(fā)現(xiàn)表明了IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)的rich club結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變．

功能磁共振成像；腦功能網(wǎng)絡(luò)；rich club；網(wǎng)絡(luò)游戲障礙

引 言

網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)正在全球高速增長(zhǎng)，2013年僅在中國(guó)就產(chǎn)生了大約120億美元的利潤(rùn)[1]．然而，越來(lái)越多的人擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)游戲有可能演變成一種上癮形式．事實(shí)上，在很多國(guó)家和地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)游戲障礙（internet gaming disorder，IGD）被認(rèn)為是一種嚴(yán)重的公共健康問(wèn)題[2]，并于2013年被納入《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版（DSM-5）[3]．類似酒精或毒品上癮，網(wǎng)絡(luò)游戲玩家也會(huì)表現(xiàn)出一些典型的上癮跡象，比如沉迷于游戲、對(duì)其他活動(dòng)失去興趣、遠(yuǎn)離家人和朋友、將游戲作為一種逃避手段[4]．

近年來(lái)，腦磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）研究發(fā)現(xiàn)，與物質(zhì)成癮或者其它的行為成癮類似，IGD也影響大腦的結(jié)構(gòu)、功能與代謝水平．在腦結(jié)構(gòu)方面，IGD人群的左側(cè)紋狀體體積增大[5]，雙側(cè)背外側(cè)前額葉皮層、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、眶額葉皮層、小腦和左側(cè)前扣帶回等腦區(qū)的灰質(zhì)體積減少，且背外側(cè)前額葉皮層、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)和左側(cè)前扣帶回的灰質(zhì)體積與網(wǎng)絡(luò)成癮時(shí)間具有顯著的負(fù)相關(guān)[6]；左前扣帶皮層、左后扣帶皮層、左島葉和左舌回的灰質(zhì)密度降低[7]，眶額葉的皮層厚度變薄[8]．?dāng)U散張量成像分析顯示，IGD人群的白質(zhì)各向異性值在右側(cè)海馬旁回、眶額葉、胼胝體、扣帶、額枕下束、輻射冠、內(nèi)外囊等腦區(qū)下降[6,9]．在腦功能方面，IGD人群在觀看游戲圖片時(shí)，眶額葉、右側(cè)伏隔核、雙側(cè)前扣帶回、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、右側(cè)背外側(cè)前額葉和右側(cè)尾狀核均被激活[10]；腦區(qū)的局部一致性指標(biāo)在小腦、腦干、額葉、頂葉、枕葉和顳葉等腦區(qū)均有顯著改變[11,12]；以前島葉作為種子點(diǎn)，IGD被試的功能連接在前扣帶皮層、角回和楔前葉增強(qiáng)，這些區(qū)域與突顯、渴望、自我監(jiān)控和注意力有關(guān)；以后島葉作為種子點(diǎn)，IGD被試的功能連接在中央后回、中央前回、補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū)和顳上回明顯增強(qiáng)，這些區(qū)域與內(nèi)感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制和聽(tīng)覺(jué)加工有關(guān)[13]．在腦代謝方面，網(wǎng)絡(luò)游戲過(guò)度使用者在右側(cè)眶額中回、左側(cè)尾狀核和右側(cè)腦島的糖代謝水平增加，而在雙側(cè)中央后回、左側(cè)中央前回和雙側(cè)枕部區(qū)域的糖代謝水平降低[14]．

此外，IGD也引起腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變. 擴(kuò)散張量成像的研究發(fā)現(xiàn)，IGD人群腦白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的全局效率降低，最短路徑增加，且額葉皮層、前扣帶皮層和蒼白球的效率降低[15]. 在功能網(wǎng)絡(luò)方面，相對(duì)于休閑游戲用戶，IGD被試在獎(jiǎng)賞、渴望、情感記憶和感覺(jué)-運(yùn)動(dòng)處理腦區(qū)的節(jié)點(diǎn)中心性增加[16]；另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)IGD組的前額葉皮層、左后扣帶皮層、右杏仁核和雙側(cè)舌回的節(jié)點(diǎn)度或節(jié)點(diǎn)介質(zhì)系數(shù)降低，這些結(jié)果暗示IGD可能影響了腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[17]．

富人俱樂(lè)部（rich club）結(jié)構(gòu)是腦網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，是指一些少數(shù)的重要節(jié)點(diǎn)（又稱樞紐）相互之間表現(xiàn)出更強(qiáng)更緊密的連接，并且構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)核心和功能樞紐．rich club腦區(qū)之間的連接稱為rich club連接，rich club腦區(qū)與其他腦區(qū)之間的連接稱為支線（feeder）連接，其他腦區(qū)之間的連接稱為局部（local）連接，已有研究[18,19]發(fā)現(xiàn)了大腦網(wǎng)絡(luò)中普遍存在rich club結(jié)構(gòu)．但是，目前還沒(méi)有研究涉及到IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)中的rich club結(jié)構(gòu)是否改變．本文招募了30名IGD被試和30名年齡、性別與之匹配的健康對(duì)照（healthy control，HC），通過(guò)構(gòu)建每個(gè)被試的大腦功能網(wǎng)絡(luò)，探究IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)的rich club連接的改變情況．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

我們從上海市精神衛(wèi)生中心門(mén)診招募了30名（12名女性和18名男性）IGD被試與30名（12名女性和18名男性）年齡、性別與之匹配的健康對(duì)照，并采用簡(jiǎn)明國(guó)際神經(jīng)精神訪談[20]排除了具有藥物濫用或依賴史、精神或神經(jīng)疾?。ú话琁GD）或智力障礙的患者．IGD被試訪談?dòng)蓛擅?jīng)驗(yàn)豐富的精神科醫(yī)生根據(jù)修訂的Young氏網(wǎng)絡(luò)成癮診斷問(wèn)卷（YDQ）[21]進(jìn)行，訪談內(nèi)容主要包括被試是否過(guò)度沉溺、超出預(yù)計(jì)時(shí)間參與網(wǎng)絡(luò)游戲，對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲是否有耐受、失控、戒斷等癥狀，是否因網(wǎng)絡(luò)游戲失去工作學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、誤導(dǎo)他人或?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)游戲作為逃避手段等．IGD的嚴(yán)重程度采用CIAS（Chen Internet Addiction Scale）量表進(jìn)行評(píng)估[22]．詳細(xì)的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料與臨床資料見(jiàn)后文表1．本研究所有實(shí)驗(yàn)流程遵守《赫爾辛基宣言》，并經(jīng)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院仁濟(jì)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)．所有受試者均被告知本研究的相關(guān)情況，并提供了知情同意書(shū)．

1.2 數(shù)據(jù)采集

腦結(jié)構(gòu)像和靜息態(tài)腦功能像的MRI數(shù)據(jù)采集使用GE 3.0 T Signa HDx磁共振系統(tǒng)和8通道頭部線圈. 高分辨率結(jié)構(gòu)像采用1加權(quán)三維快速擾相梯度回波序列（three dimension fast spoiled gradient echo sequence），參數(shù)如下：矢狀位；重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）為6.1 ms；回波時(shí)間（echo time，TE）為2.8 ms；反轉(zhuǎn)時(shí)間為450 ms；翻轉(zhuǎn)角為15?；矩陣大小為256×256；視野為256×256 mm2；層厚為1 mm，無(wú)間隙，層數(shù)為156．靜息態(tài)功能磁共振圖像采用2*加權(quán)梯度回波平面成像（echo-planar imaging）序列，參數(shù)如下：橫斷位；TR為2 000 ms；TE為24 ms；反轉(zhuǎn)角度為90?；矩陣大小為64×64；視野為230×230 mm2；層厚為4 mm，無(wú)間隙，34層覆蓋全腦．掃描幀數(shù)為220個(gè)數(shù)據(jù)（7 min 20 s）．

1.3 靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處理

靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)采用DPARSF工具包[23]進(jìn)行預(yù)處理．去掉每個(gè)被試前10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后，進(jìn)行不同片層間的時(shí)間層校正，并利用Friston 24參數(shù)模型[24]進(jìn)行頭動(dòng)校正．然后，將所有被試的功能像與結(jié)構(gòu)像配準(zhǔn)，再將圖像分割成白質(zhì)、灰質(zhì)和腦脊液．為了降低呼吸和心跳的影響，利用多元回歸模型去除漂移、白質(zhì)和腦脊液的信號(hào)．之后將圖像標(biāo)準(zhǔn)化到蒙特利爾（Montreal neurological institute，MNI）空間．最后，進(jìn)行帶通濾波（0.01～0.08 Hz），并以6 mm半高寬的高斯核進(jìn)行平滑[25]．排除在、、方向頭部平移>2 mm或旋轉(zhuǎn)>2?或逐幀水平的平均移動(dòng)（mean framewise displacement）>0.2 mm的被試．

1.4 功能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

采用AAL（anatomical automatic labeling）模板[26]將整個(gè)大腦分成90個(gè)皮層和皮層下的感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）．每個(gè)ROI代表功能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)[27]．采用DPARSF工具包[23]通過(guò)平均每個(gè)ROI內(nèi)所有體素的信號(hào)來(lái)計(jì)算該ROI的平均時(shí)間序列．計(jì)算每個(gè)被試每?jī)蓚€(gè)ROI平均時(shí)間序列之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，進(jìn)行Bonferroni（<0.05）校正之后，構(gòu)建全腦功能連接網(wǎng)絡(luò)（90×90），網(wǎng)絡(luò)密度為16%[19]．

1.5 rich club結(jié)構(gòu)

rich club結(jié)構(gòu)采用rich club加權(quán)系數(shù)()來(lái)表征：首先將功能網(wǎng)絡(luò)分割成等度（“度”指的是與節(jié)點(diǎn)直接相連的邊數(shù)）的節(jié)點(diǎn)，然后用度rich club節(jié)點(diǎn)間實(shí)際存在的連接除以rich club節(jié)點(diǎn)之間所有可能的連接，即得到()．()除以隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的rich club加權(quán)系數(shù)（隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)指的是節(jié)點(diǎn)數(shù)目固定不變，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接概率相同的網(wǎng)絡(luò)，其rich club加權(quán)系數(shù)的計(jì)算方法與實(shí)際的功能網(wǎng)絡(luò)相同）得到歸一化系數(shù)norm()，若norm() > 1，則表明該網(wǎng)絡(luò)中存在rich club結(jié)構(gòu)．以上計(jì)算采用GRETNA工具包[28]進(jìn)行．

rich club腦區(qū)的選定標(biāo)準(zhǔn)為健康對(duì)照組30個(gè)被試的功能網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的平均度最高的前13個(gè)（15%）腦區(qū)[19]．rich club連接的計(jì)算方法為將rich club腦區(qū)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和．feeder連接的計(jì)算方法為將rich club腦區(qū)與其他腦區(qū)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和．local連接的計(jì)算方法為將其他腦區(qū)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和．

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析采用Matlab軟件（http://www.mathworks.com）進(jìn)行計(jì)算，人口學(xué)參數(shù)及量表分?jǐn)?shù)采用獨(dú)立樣本檢驗(yàn)，性別差異采用卡方檢驗(yàn)．rich club連接、feeder連接和local連接采用獨(dú)立樣本檢驗(yàn)，并將年齡、性別、教育程度及頭動(dòng)參數(shù)作為控制變量，三種連接之間采用Bonferroni校正，<0.05/3≈0.0167則表示結(jié)果顯著.

2 結(jié)果與討論

2.1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床資料

IGD組和HC組的人口學(xué)和臨床資料見(jiàn)表1．IGD組與HC組在年齡（=0.55）、性別（=1.00）、教育程度（=0.43）方面均沒(méi)有顯著差異．IGD組的CIAS（<0.001）、SAS（<0.001）、SDS（=0.001）、BIS-11（=0.001）及其三個(gè)分量表（=0.003，=0.014，=0.003）得分均顯著高于對(duì)照組．

表1 被試人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床資料

IGD：internet gaming disorder（網(wǎng)絡(luò)游戲障礙）；HC：healthy control（健康對(duì)照）；CIAS：Chen internet addiction scale（網(wǎng)絡(luò)成癮量表）；SAS：self-rating anxiety scale（焦慮自評(píng)兩表）；SDS：self-rating depression scale（抑郁自評(píng)量表）；BIS-11：Barratt impulsiveness scale, version 11（第11版沖動(dòng)量表）；“認(rèn)知沖動(dòng)”、“行動(dòng)沖動(dòng)”及“非計(jì)劃沖動(dòng)”為BIS-11的分量表

2.2 rich club結(jié)構(gòu)

我們只選取90%的被試中檢測(cè)到rich club結(jié)構(gòu)的度的取值．如圖1(a)所示，歸一化的rich club系數(shù)norm()均大于1，說(shuō)明rich club結(jié)構(gòu)存在于IGD與HC組中．此外，在<15時(shí)，IGD組的norm()略大于HC組；在=18, 19, 20時(shí)，IGD組的norm()顯著小于HC組．rich club連接、feeder連接和local連接的示意圖如圖1(b)所示．

選擇HC組平均度最高的前13個(gè)（15%）腦區(qū)為rich club腦區(qū)，本研究中rich club腦區(qū)對(duì)應(yīng)的> 9.68．前綴l和r分別代表左側(cè)與右側(cè)，rich club腦區(qū)[圖1(c)]為兩側(cè)的內(nèi)側(cè)額上回（SFGmedial）、眶部額下回（IFGorb）、島葉（INS）、中央溝蓋（ROL）、顳上回（STG）、右側(cè)額上回（rSFG），左側(cè)中央后回（lPoCG）以及左側(cè)枕中回（lMOG）．HC組的平均feeder連接和local連接如圖1(d)所示．

圖1 (a)歸一化的rich club加權(quán)系數(shù)（Fwnorm (k)，均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）均大于1，說(shuō)明rich club結(jié)構(gòu)存在于網(wǎng)絡(luò)游戲障礙（IGD）與健康對(duì)照（HC）中；IGD組的歸一化的rich club加權(quán)系數(shù)在k=18, 19, 20時(shí)顯著小于HC組（*，p值分別為0.04、0.03和0.03）；(b) rich club連接、feeder連接和local連接的示意圖；(c) HC組rich club腦區(qū)及平均rich club連接圖，選擇HC組平均度最高的前13個(gè)（15%）腦區(qū)為rich club腦區(qū)，本研究中的rich club腦區(qū)對(duì)應(yīng)的k>9.68. 前綴l和r分別代表左側(cè)與右側(cè)，SFGmedial（內(nèi)側(cè)額上回），IFGorb（眶部額下回），INS（島葉），ROL（中央溝蓋），STG（顳上回），SFG（額上回），PoCG（中央后回），MOG（枕中回）；(d) HC組平均的feeder連接和local連接

2.3 三種連接的改變

通過(guò)計(jì)算每個(gè)被試的三種連接并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)，rich club連接在IGD組顯著高于HC組[=0.01，圖2(a)]；而feeder連接[=0.95，圖2(b)]和local連接[=0.86，圖2(c)]在兩組間沒(méi)有顯著差異．

圖2 (a) rich club之間的連接在網(wǎng)絡(luò)游戲障礙（IGD）組顯著高于健康對(duì)照（HC）組. (b) feeder連接和(c) local連接在兩組之間沒(méi)有顯著差異

2.4 三種連接的性別差異

將本研究中的被試分為4組，即男性對(duì)照、男性IGD、女性對(duì)照、女性IGD，計(jì)算rich club、feeder和local三種連接的IGD和性別主效應(yīng)以及IGD*性別的交互效應(yīng)（表2）．經(jīng)過(guò)Bonferroni校正（<0.05/3），三種連接均未表現(xiàn)出IGD*性別的交互效應(yīng)和性別主效應(yīng)，而只有rich club連接表現(xiàn)出了IGD的主效應(yīng)（=0.01），與2.3節(jié)的結(jié)果一致．

表2 rich club、feeder和local三種連接及其組間差異

表中值均為原始值

2.5 三種連接與行為學(xué)分?jǐn)?shù)的相關(guān)關(guān)系

我們進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了在控制年齡、性別、教育程度以及頭動(dòng)參數(shù)后，rich club、feeder及l(fā)ocal三種連接與行為學(xué)參數(shù)（CIAS、SAS、SDS、BIS及其分量表分?jǐn)?shù)）的相關(guān)關(guān)系（表3），經(jīng)過(guò)Bonferroni校正（<0.05/3）后，未發(fā)現(xiàn)IGD組的三種連接與行為學(xué)分?jǐn)?shù)有顯著的相關(guān)關(guān)系．

表3 rich club、feeder和local三種連接與行為學(xué)參數(shù)的相關(guān)性

為相關(guān)系數(shù)；表中值均為原始值

2.6 rich club腦區(qū)度的改變

考慮到rich club連接在IGD組顯著高于健康對(duì)照組[=0.01，圖2(a)]．我們進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了rich club腦區(qū)的度在兩組之間是否存在差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在右側(cè)眶部額下回（rIFGorb）腦區(qū)，IGD組的度顯著高于HC組（=0.02，圖3）．

圖3 (a)網(wǎng)絡(luò)游戲障礙（IGD）組右側(cè)眶部額下回（rIFGorb）的度顯著高于健康對(duì)照（HC）組（p=0.02）．(b) HC組與(c) IGD組的rIFGorb與其他節(jié)點(diǎn)的連接，圖中顯示的每條連接存在于該組70%以上的被試中

2.7 討論

本研究在IGD組與HC組的腦功能網(wǎng)絡(luò)中均發(fā)現(xiàn)了rich club結(jié)構(gòu)，rich club腦區(qū)為兩側(cè)的內(nèi)側(cè)額上回、眶部額下回、島葉、中央溝蓋、顳上回、右側(cè)額上回、左側(cè)中央后回以及左側(cè)枕中回. 此外，rich club腦區(qū)之間的連接在IGD組顯著高于健康對(duì)照組.

rich club結(jié)構(gòu)廣泛存在于大腦網(wǎng)絡(luò)中，有效地整合大腦區(qū)域之間的信息，提高信息在大腦中的傳遞效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能，并參與各種行為和認(rèn)知任務(wù)[29]．我們?cè)贖C組和IGD人群中都發(fā)現(xiàn)了rich club結(jié)構(gòu)存在，且在度<15時(shí)，norm()在IGD群體中略大于HC組，這與之前的文獻(xiàn)[19]一致．本研究中rich club腦區(qū)包含的右側(cè)額上回、兩側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、左側(cè)中央后回以及島葉，與文獻(xiàn)[18,30,31]報(bào)道的rich club腦區(qū)一致．rich club腦區(qū)之間形成了緊密的子網(wǎng)絡(luò)，這些關(guān)鍵區(qū)域在實(shí)現(xiàn)大腦的遠(yuǎn)程通信交流中扮演著關(guān)鍵角色. 研究表明，結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與靜息狀態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)的rich club腦區(qū)非常相似，在rich club腦區(qū)中，每個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)的參與程度至少在3%～9%之間（例如視覺(jué)、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)和聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)），甚至最高能達(dá)到22%（例如默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)）[32]．本研究中rich club腦區(qū)也涉及到這些功能網(wǎng)絡(luò)，比如默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的眶額葉和內(nèi)側(cè)額上回，感覺(jué)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的中央后回，聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)的顳上回，視覺(jué)的枕中回，以及突顯網(wǎng)絡(luò)的島葉. 這些發(fā)現(xiàn)表明了大腦區(qū)域的重要性并不相同，突出了樞紐腦區(qū)與大腦網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知功能之間的緊密聯(lián)系.

此外，本研究發(fā)現(xiàn)IGD組的rich club連接顯著增加，這表明大腦的核心腦區(qū)之間存在過(guò)度連接. 有文獻(xiàn)[31]報(bào)道強(qiáng)迫癥患者的rich club連接也增加，并與強(qiáng)迫量表得分呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，這可能與反復(fù)出現(xiàn)的、持續(xù)的、侵入性的自我失調(diào)的想法、沖動(dòng)或強(qiáng)迫有關(guān). 本研究中IGD組的沖動(dòng)評(píng)分顯著高于HC組，而且IGD人群即使意識(shí)到過(guò)度的長(zhǎng)時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)游戲是有害的，但還是不能控制自己而呈現(xiàn)出沖動(dòng)和強(qiáng)迫特征[33]，這可能也與IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)中rich club的過(guò)度連接有關(guān). 雙相情感障礙患者也表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中rich club連接的增加，這可能與腦網(wǎng)絡(luò)中連接的重組以及神經(jīng)的脆弱性有關(guān)，最終導(dǎo)致情緒和動(dòng)機(jī)失調(diào)[34]．本研究發(fā)現(xiàn)IGD組的焦慮和抑郁自評(píng)量表得分顯著高于對(duì)照組，這可能與rich club連接增加有關(guān). 雖然我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)rich club連接增加與焦慮、抑郁及沖動(dòng)評(píng)分之間有顯著的相關(guān)關(guān)系，這可能是因?yàn)闃颖玖勘容^小.

目前還沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)的rich club結(jié)構(gòu)的改變，本研究中發(fā)現(xiàn)的IGD組的rich club連接顯著增加，提示大腦功能網(wǎng)絡(luò)樞紐腦區(qū)之間存在過(guò)度連接，是否與神經(jīng)功能回路的代償性增加和重組有關(guān)，以及與IGD人群的行為學(xué)表現(xiàn)（比如沖動(dòng)、自控能力降低）之間的關(guān)系，還需要更進(jìn)一步的研究. 有研究表明大腦中的損傷多發(fā)于中心區(qū)域而非外周區(qū)域，其中rich club區(qū)域的損傷頻率是周邊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的兩倍[35]. 在本研究所發(fā)現(xiàn)的rich club腦區(qū)中，IGD組的右側(cè)眶部額下回的度也顯著增加，可能意味著該腦區(qū)的功能在IGD人群中發(fā)生了改變. 有很多涉及IGD的研究也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)腦區(qū)的改變，比如IGD組的額下回激活、基于體素的鏡像同倫連接（voxel-mirrored homotopic connectivity，VMHC）降低、與杏仁核的功能連接改變[11,36,37]，前額葉皮層具有復(fù)雜的功能，接收來(lái)自其他腦區(qū)的信息傳入[38]，有研究發(fā)現(xiàn)眶額葉部分與獎(jiǎng)賞有關(guān)，在目標(biāo)導(dǎo)向行為的動(dòng)機(jī)控制中起著至關(guān)重要的作用，這一腦區(qū)損傷的患者在對(duì)預(yù)期的行動(dòng)結(jié)果做出決定時(shí)表現(xiàn)出障礙[39]，因此，IGD人群這一腦區(qū)的功能異?？赡軙?huì)導(dǎo)致抑制控制和情緒失調(diào)[39,40]．

但本研究具有一定的局限性：首先，本研究是基于AAL模板對(duì)大腦功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分區(qū)，有文獻(xiàn)表明不同的大腦分區(qū)會(huì)有不同的結(jié)果[41]，因此最佳的大腦分區(qū)方法還有待改進(jìn)；其次，增加的rich club連接與行為學(xué)之間沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系，這可能與樣本數(shù)量較少有關(guān)，后續(xù)研究需要增加樣本數(shù)量；最后，被試有可能謊報(bào)自身的其它成癮行為，因此，rich club結(jié)構(gòu)的改變有可能受到不僅是IGD的影響，還有可能受到其他成癮的影響．

3 結(jié)論

本研究在IGD和HC人群中均發(fā)現(xiàn)了rich club結(jié)構(gòu)的存在，rich club腦區(qū)主要包含默認(rèn)模式、執(zhí)行控制、突顯、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)、聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)中的重要腦區(qū)，也發(fā)現(xiàn)了IGD人群中rich club連接的增加，另外，IGD組右側(cè)眶部額下回的度顯著高于HC組. 這些發(fā)現(xiàn)表明了IGD人群大腦功能網(wǎng)絡(luò)的rich club結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變．

感謝“國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81571757，82171885）、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目（QYZDB-SSW-SLH046）、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目（20ZR1433200）、上海市探索者計(jì)劃項(xiàng)目（21TS1400700）”對(duì)本研究的支持．

無(wú)

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The Alteration of Rich Club in Brain Functional Network in Internet Gaming Disorder

1,2，3，3，3，3，3，1,2，1,2*

1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, National Center for Magnetic Resonance in Wuhan, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Department of Radiology, Ren Ji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200127, China

Internet gaming disorder (IGD) has a great negative impact on teenagers’ study and life. It has been included in the fifth edition of thein 2013. However, the neural mechanism of its effect is yet to be unveiled. In this study, we used resting-state functional magnetic resonance imaging (resting-state fMRI) to explore the differences of rich club structures in the functional brain networks of 30 IGD subjects and 30 age/sex-matched healthy controls. The rich club was found in both IGD subjects and healthy controls, involving important brain regions in default mode, executive control, salience, sensorimotor, auditory and visual networks. IGD subjects had significantly higher rich club connection and higher degree in the right pars orbitalis of inferior frontal gyrus than healthy controls. These findings might suggest that IGD might be more correlated with damage to the rich club connection.

functional magnetic resonance imaging, brain functional network, rich club, internet gaming disorder

O482.53

A

10.11938/cjmr20212967

2021-12-27;

2022-03-03

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81571757, 82171885)；中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目(QYZDB-SSW-SLH046)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目(20ZR1433200)、上海市探索者計(jì)劃項(xiàng)目(21TS1400700).

* Tel: 027-87198687, E-mail: fclin@wipm.ac.cn.