利用功能性磁共振成像技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)腦區(qū)的功能定位研究

利用功能性磁共振成像技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)腦區(qū)的功能定位研究

網(wǎng)絡(luò)能量是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而產(chǎn)生的行為能量。它可以分為網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天和網(wǎng)絡(luò)信息交流。在所有使用計(jì)算機(jī)的青少年中，大約10%的青少年擁有不同程度的網(wǎng)絡(luò)能量，其中最常見的是網(wǎng)絡(luò)游戲，這嚴(yán)重影響了青少年的身心健康。目前對網(wǎng)絡(luò)成癮機(jī)制的研究還停留在心理學(xué)階段,沒有進(jìn)行相關(guān)的神經(jīng)生物學(xué)的研究,從而影響了對網(wǎng)絡(luò)成癮的預(yù)防和治療。網(wǎng)絡(luò)成癮是否與毒品成癮一樣,在腦內(nèi)存在相應(yīng)的神經(jīng)環(huán)路,是心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究者感興趣的研究課題。本研究利用網(wǎng)絡(luò)游戲成癮青少年感興趣的網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像內(nèi)容對被試者進(jìn)行視覺、聽覺刺激,通過3.0Tesla磁共振成像系統(tǒng)進(jìn)行平面回波序列(echoplanarimaging,EPI)的功能性磁共振成像(functionalmagneticresonanceimagine,fMRI),然后用fMRI分析軟件AFNI(analysisoffunctionalneuroimage)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,形成相應(yīng)的功能性圖像以了解腦內(nèi)相關(guān)腦區(qū)的激活,從而確定與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)腦區(qū)的功能定位。數(shù)據(jù)和方法一、一般數(shù)據(jù)1.網(wǎng)絡(luò)成癮青少年患者的基本特征對2007年3月～2008年4月來我院網(wǎng)絡(luò)成癮門診就診的網(wǎng)絡(luò)成癮青少年患者,選擇網(wǎng)絡(luò)游戲成癮患者,參考Young的網(wǎng)絡(luò)成癮測評量表,對總分超高60分的患者納入研究組,其中共有12名網(wǎng)絡(luò)游戲成癮青少年患者參與了功能性磁共振成像研究,男11例,女1例,年齡15～21歲(平均17.2±2.78歲)。招募健康青少年12名作為對照組(日常生活中接觸網(wǎng)絡(luò),但無網(wǎng)絡(luò)成癮傾向,同時年齡、性別、教育程度、社會背景等與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮組類似)。2.功能磁共振成像設(shè)備采用德國西門子公司生產(chǎn)的3.0TeslaTrioTim超導(dǎo)全身磁共振成像系統(tǒng)。3.刺激系統(tǒng)包括視覺與聽覺刺激系統(tǒng),采用經(jīng)過特殊防磁處理后的,可以在磁共振室中使用的耳機(jī)、圖像投影儀將聲音與圖像傳送給被試者。二、方法1.被試者成癮后生活視頻合成研究人員在檢查前一天詳細(xì)了解成癮者對何種網(wǎng)絡(luò)游戲感興趣,然后到相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)游戲網(wǎng)站下載網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像,編制刺激程序。刺激程序包括兩個部分,第一部分刺激是一些生活視頻錄像(生活視頻持續(xù)4min,為平淡的生活場景,大部分人認(rèn)為該視頻是無聊的,生活視頻前后均有1min的灰屏);第二部分刺激是網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像(被試者成癮的游戲視頻片段4min,前后均有1min的灰屏)。正常對照則隨機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像。2.常規(guī)解剖像tr/te檢查時被試者安靜平躺在磁共振檢查床上,佩戴能在磁共振室中使用的眼鏡,圖像通過數(shù)據(jù)線先傳送至投影儀,由投影儀將圖像投射至檢查床頭的特制玻璃屏幕上,被試者通過特制眼鏡上的反光玻璃可以清楚地觀看投射在玻璃屏幕上的視頻圖像,在進(jìn)行視頻錄像刺激的同時采集磁共振信號。常規(guī)解剖像采用軸位像T1W-SE序列,TR/TE=500ms/40ms,層厚5.0mm,層間距0mm;功能像采用EPI序列,TR/TE=2000ms/30ms、層厚4.0mm,層間距0mm,掃描層數(shù)22層。3.對被試者的一般情緒反應(yīng)進(jìn)行評價在生活視頻錄像、網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像刺激結(jié)束后分別讓被試者休息5min,并對被試者的情緒反應(yīng)作出測評,要求被試者對視頻錄像的內(nèi)容作出有關(guān)興奮性、感興趣程度和疲倦程度的評價(從低至高分別選擇1～5分),被試者通過手邊的按鍵進(jìn)行選擇并傳遞至計(jì)算機(jī)加以記錄。4.預(yù)處理后統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)采集后,使用基于Linux操作平臺的fMRI分析軟件AFNI進(jìn)行磁共振數(shù)據(jù)的處理分析;通過三維頭動校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化、空間平滑和時間平滑等預(yù)處理后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。利用減法原則,先對第一部分刺激獲得的磁共振數(shù)據(jù)(生活視頻與灰屏刺激所獲得的數(shù)據(jù))進(jìn)行對比,再將第二部分刺激獲得的磁共振數(shù)據(jù)(網(wǎng)絡(luò)游戲視頻與灰屏刺激所獲得的數(shù)據(jù))進(jìn)行對比,對比后分別形成激活圖像,并將功能性圖像疊加在標(biāo)準(zhǔn)化的解剖圖像上,每個被試者得到兩段視頻錄像(生活視頻錄像和網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像)的激活圖。結(jié)果1.雙側(cè)入葉、扣帶回、隔區(qū)、額葉的激活無網(wǎng)絡(luò)游戲成癮傾向的對照組在接受生活視頻錄像和網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像刺激時,相關(guān)腦區(qū)出現(xiàn)了相似的激活,主要在雙側(cè)枕葉、顳葉后部有較小的激活,而扣帶回、隔區(qū)、額葉基本沒有激活(圖1)。同時被試者對上述兩種刺激所產(chǎn)生的興奮性、感興趣程度和疲倦程度基本相同,評分在2～3分(處于中間值),被試者對生活視頻錄像和網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像無明顯的偏愛。2.接受游戲視頻錄像刺激后雙側(cè)研磨、身份精神的激活程度對比網(wǎng)絡(luò)游戲成癮組在接受生活視頻錄像刺激時只在雙側(cè)枕葉、顳葉后部出現(xiàn)了激活,激活程度低于對照組,同時對生活錄像刺激所產(chǎn)生的興奮性、感興趣程度低于對照組,而疲倦程度則高于對照組。在接受網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像刺激時,雙側(cè)枕葉、顳葉所出現(xiàn)的激活高于接受生活視頻錄像刺激所產(chǎn)生的激活,并且在扣帶回、隔區(qū)、額葉(前額葉和眶回)、頂葉(顳頂枕聯(lián)合皮質(zhì))、海馬、尾狀核也出現(xiàn)了較強(qiáng)的激活,明顯高于對照組(圖2)。同時被試者對網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像所產(chǎn)生的興奮性、感興趣程度高于接受生活視頻錄像刺激和對照組,但疲倦程度明顯低于接受生活視頻錄像刺激和對照組,即被試者對網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像有明顯的偏愛。是否能夠發(fā)現(xiàn)游戲成癮相關(guān)的“成濫”網(wǎng)絡(luò)成癮是隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用而出現(xiàn)的一種行為成癮,主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)使用者對互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生心理上的依賴感并達(dá)到成癮的程度,同時這種對網(wǎng)絡(luò)的過度使用已經(jīng)嚴(yán)重地影響生活質(zhì)量,損害身體健康,導(dǎo)致各種行為異常、心理障礙、人格障礙和神經(jīng)功能紊亂等。網(wǎng)絡(luò)游戲成癮是網(wǎng)絡(luò)成癮中最多見的成癮方式,初步統(tǒng)計(jì)在網(wǎng)絡(luò)成癮青少年中有80%以上為網(wǎng)絡(luò)游戲成癮。青少年正處于生理、心理的發(fā)育期,對一些新鮮事物充滿好奇心,尤其是對動畫的帶有競爭性、賭博性、互動性的網(wǎng)絡(luò)游戲更加癡迷,同時自身的辨別力和控制力差,容易對網(wǎng)絡(luò)游戲產(chǎn)生成癮。近10余年來,通過動物實(shí)驗(yàn)、功能性腦成像等研究,發(fā)現(xiàn)在高等動物腦內(nèi)存在有與藥物成癮相關(guān)的腦區(qū)及神經(jīng)環(huán)路(獎賞系統(tǒng))。雖然網(wǎng)絡(luò)成癮不象毒品等物質(zhì)成癮一樣,具有直接的物質(zhì)(例如嗎啡等)去刺激與“獎賞系統(tǒng)”相關(guān)的腦內(nèi)結(jié)構(gòu),但是網(wǎng)絡(luò)成癮作為一種與特定文化載體密切相關(guān)的成癮方式,是否與毒品等物質(zhì)成癮一樣也具有一定的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ),即與腦內(nèi)的“獎賞系統(tǒng)”有關(guān),目前進(jìn)行的研究還較少。網(wǎng)絡(luò)活動是一種與認(rèn)知、情感密切相關(guān)的行為方式,長期和持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容在神經(jīng)系統(tǒng)中的反復(fù)刺激、再現(xiàn),也可能會作用于特定的“獎賞系統(tǒng)”,從而產(chǎn)生難以克服的網(wǎng)絡(luò)成癮。所以,利用一些無創(chuàng)的研究方法對網(wǎng)絡(luò)游戲成癮者進(jìn)行研究,如果能在腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)的腦區(qū)或神經(jīng)環(huán)路,則能從神經(jīng)生物學(xué)角度解釋網(wǎng)絡(luò)游戲成癮的神經(jīng)機(jī)制;而對網(wǎng)絡(luò)游戲成癮與毒品成癮進(jìn)行對比研究,如果在兩者之間能發(fā)現(xiàn)一些類似的腦區(qū)或神經(jīng)環(huán)路參與其中,則可以用毒品成癮的“獎賞系統(tǒng)”理論來解釋網(wǎng)絡(luò)游戲成癮,從而為藥物治療網(wǎng)絡(luò)游戲成癮提供一定的理論依據(jù)。目前對人腦功能進(jìn)行研究的無創(chuàng)方法很多,最有意義的是功能性磁共振成像,其中應(yīng)用最多且最有價值的是血氧水平依賴性成像(bloodoxygenationleveldependent,BOLD),即在采集磁共振信號的同時對被試者進(jìn)行各種刺激以激活相關(guān)的功能區(qū);對于心理等高級神經(jīng)活動,需要復(fù)雜的刺激模式,即使用特制的刺激程序來編碼相關(guān)事件,利用能與磁共振結(jié)合的刺激系統(tǒng),將聲音和圖像傳遞給被試者進(jìn)行刺激,由此得到的功能性磁共振圖像能更好地反應(yīng)行為與功能的關(guān)系,這種功能性磁共振掃描方法被稱為事件相關(guān)fMRI。為了了解腦區(qū)間的相互聯(lián)系,還可以采用“功能連接分析方法”進(jìn)行分析,即先確定腦內(nèi)某一激活明顯的區(qū)域?yàn)椤鞍袇^(qū)”,通過磁共振分析軟件,對磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析找出全腦與“靶區(qū)”有顯著功能連接的體素,即確定哪些腦區(qū)與“靶區(qū)”發(fā)生了功能連接,以了解神經(jīng)活動中的信息傳遞過程。利用BOLD成像方法對網(wǎng)絡(luò)游戲成癮患者進(jìn)行研究,使用一些與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)的圖像、聲音對成癮者進(jìn)行刺激,如果能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)腦區(qū)中發(fā)現(xiàn)激活現(xiàn)象,則有助于揭示與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)的中樞和傳導(dǎo)通路,即能幫助我們確定與網(wǎng)絡(luò)游戲成癮相關(guān)的“獎賞系統(tǒng)”。在我們進(jìn)行的有關(guān)青少年網(wǎng)絡(luò)游戲成癮的功能性磁共振成像研究中,可以發(fā)現(xiàn):①網(wǎng)絡(luò)游戲成癮者對網(wǎng)絡(luò)游戲有明顯的偏愛,在觀看網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像的過程中,對網(wǎng)絡(luò)游戲內(nèi)容興趣較高,出現(xiàn)較高的興奮性,而疲倦程度很低;②觀看網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像過程中,網(wǎng)絡(luò)游戲成癮者的雙側(cè)枕葉、顳葉、扣帶回、隔區(qū)、額葉(前額葉和眶回)、頂葉(顳頂枕聯(lián)合皮質(zhì))、海馬、尾狀核等區(qū)域出現(xiàn)較強(qiáng)的激活,明顯高于觀看生活視頻錄像和對照組;③由于網(wǎng)絡(luò)游戲成癮者中以男性為多,并且女性患者一般不愿意接受fMRI檢查,所有在本研究中只有1例是女性,但是對于網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像刺激所產(chǎn)生的腦區(qū)激活與男性是類似的。網(wǎng)絡(luò)游戲成癮者在觀看網(wǎng)絡(luò)游戲視頻錄像過程中,雙側(cè)枕葉、顳葉、頂葉(顳頂枕聯(lián)合皮質(zhì))出現(xiàn)很強(qiáng)的激活,可能是因?yàn)檎砣~、顳葉視覺皮質(zhì)在接受視覺的刺激中更加興奮,有更多的信息被接收入腦內(nèi),同時顳頂枕聯(lián)合皮質(zhì)綜合來自不同感官的信息并加以整合,從而形成復(fù)雜的知覺。由于扣帶回、隔區(qū)、前額葉和眶回、海馬、尾狀核等腦區(qū)與