年輕網絡游戲障礙患者紋狀體體積改變及其與認知控制的關系

薛 婷，陶占龍，唐 俊，康永強，喻大華

(1.內蒙古科技大學理學院，3.信息工程學院，內蒙古 包頭 014010；2.內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院影像中心，內蒙古 包頭 014010)

伴隨互聯網的普及，青少年網絡成癮(internet gaming disorder， IGD)成為日益突出的社會問題[1]。IGD表現為患者長期不斷接受網絡游戲內容刺激，難以控制上網游戲行為，涉及神經系統認知控制、學習記憶等功能異常[2-3]。隨著MRI的發展應用，IGD神經機制研究取得突破性進展[4-6]，如基于彌散張量成像的纖維束統計方法發現IGD患者內囊、外囊及扣帶回區域各向異性分數顯著下降[5]；基于體素的形態學分析結果顯示IGD患者前額葉區域灰質密度顯著降低[6]。紋狀體(尾狀核、殼核和伏隔核)、杏仁核、海馬及丘腦是認知控制回路、動機回路及獎賞回路的重要節點，參與情感、動機、激勵/犒賞的神經過程[7]。本研究觀察年輕IGD患者紋狀體體積改變及其與認知控制的關聯，以期自影像學角度為研究IGD神經機制提供佐證。

1 資料與方法

1.1 研究對象 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。納入標準：①年齡15～26歲，右利手；②符合《精神障礙診斷與統計手冊》第五版[8]9項IGD診斷標準中的5項及以上；③以英雄聯盟(http://euw.leagueoflegends.com/)網絡游戲為主要誘因。排除標準：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孕期或經期女性；④韋氏智力量表分數<90。同期選取40名基本資料相匹配的健康年輕人作為對照組，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。本研究通過內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院倫理委員會批準。檢查前受試者或其監護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：TE 8.5 ms，TR 3.4 ms，FOV 240 mm× 240 mm，矩陣240×240，層數140，FA 12°，體素1 mm×1 mm×1 mm，掃描覆蓋全腦，掃描時間7 min。

1.3 數據處理 采用Linux系統下的Freesurfer軟件包(version 5.3.0,http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/)計算大腦皮層下結構灰質體積，其步驟如下：①去除顱骨、頭皮等非腦結構；②通過旋轉、平移、縮放等幾何校正將圖像匹配至標準空間；③校正不均勻場；④依據不同組織的信號差異對白質、灰質和腦脊液進行分割；⑤表面重建，對分割后的灰白質進行拓撲修正；⑥高斯核平滑，采用高斯核函數對圖像進行卷積，以提高信噪比。軟件自動獲取全腦顱內體積及尾狀核、伏隔核和殼核的體積(圖1)。

1.4 認知功能評價 采用E-prime 2.0 軟件(http://www.pstnet.com/eprime.cfm)進行漢字色-詞一致Stroop任務。首先對受試者給予講解和指導，并預留充足練習時間；之后以偽隨機方式呈現干擾任務(字義與字色不一致，如“綠”字印刷為紅色)及非干擾任務(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個組塊，含4個字色一致刺激組塊、4個字色不一致刺激組塊及9個休息組塊，每個刺激組塊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3個字作為色字刺激，要求受試者在盡可能保證準確完成任務的前提下盡快判斷字義及字色是否一致，記錄其反應時間、錯誤數量及反應延遲時間。記錄受試者上網時間，進行網絡成癮測驗(internet addiction test， IAT)[9]。

1.5 統計學分析 采用SPSS 20.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，采用雙樣本t檢驗比較組間基本資料及Stroop任務結果；采用χ2檢驗比較組間性別差異。以年齡及全腦顱內體積作為協變量，采用協方差分析比較組間紋狀體體積差異，顯著性要求符合邦費羅尼校正。采用Pearson相關性分析評價組間存在差異腦區的體積與IAT評分及Stroop行為學表現之間的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本資料 IGD組與對照組性別(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)差異均無統計學意義。IGD組平均每周上網(4.3±1.7)天、每日上網(6.9±2.2)小時，對照組平均每周上網(1.9±0.6)天、每日上網(2.7±1.5)小時，差異均有統計學意義(t=-9.00、-9.98，P均<0.01)。IGD組IAT評分顯著高于對照組[(60.9±10.5)分vs(27.0±7.5)分，t=-16.60，P<0.01]。

2.2 Stroop任務 組間Stroop干擾任務及非干擾任務下反應時間差異無統計學意義(P均>0.05)，反應延遲時間差異亦無統計學意義(P>0.05)；干擾任務下，IGD組錯誤數高于對照組(P<0.05)；非干擾任務下，組間錯誤數差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 年輕IGD患者與健康年輕人Stroop任務結果比較

2.3 紋狀體體積 IGD組右側尾狀核及右側伏隔核體積均顯著高于對照組(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 相關性分析 IGD組右側尾狀核體積與Stroop干擾任務下錯誤數呈正相關(r=0.51，P<0.01)；右側伏隔核體積與IAT評分呈正相關(r=0.48，P<0.01)。

3 討論

尾狀核是傳遞多巴胺的關鍵腦區。多巴胺受體的有效數量決定成癮的易感性，成癮后尾狀核功能與成癮者獎賞、動機驅動均存在密切聯系[10]。青少年IGD相關研究[11]發現，成癮者尾狀核多巴胺受體數量顯著減少，提示尾狀核可能在IGD的病理機制中具有重要作用。不僅如此，尾狀核還是前額葉皮質-紋狀體神經回路的重要節點，該回路在認知控制能力中發揮關鍵作用[7]。本研究發現年輕IGD患者右側尾狀核體積顯著增加，且與Stroop干擾任務下錯誤數增高相關，因此推測尾狀核體積增加可能影響前額葉-紋狀體回路的功能，與患者認知控制能力下降有關。

伏隔核是大腦獎賞環路的重要節點，在成癮機制中具有重要作用[12]。本研究IGD組右側伏隔核體積較對照組顯著增加，考慮與其獎賞加工機制改變有關；且右側伏隔核體積增加與患者IAT評分增加相關。KUHN等[13]研究發現，IGD患者伏隔核區域低頻振蕩振幅變化與IAT評分呈正相關，表明該區域腦功能活動強度與IAT評分存在對應關系，伏隔核功能、結構變化或可作為衡量IGD嚴重程度的生物學指標之一。

殼核是邊緣多巴胺系統、獎賞系統的重要組成部分，參與強化學習和內隱學習過程，在成癮行為的發展過程中具有關鍵性作用[14]。既往研究[11]發現，IGD患者右側殼核多巴胺D2受體水平下降。影像學研究[15]表明，IGD患者殼核靜息態下腦功能活動強度顯著降低，且降低程度與網絡游戲成癮的行為傾向性顯著相關；進一步功能網絡連接研究[15]發現，IGD患者殼核與前扣帶回等區域出現功能連接異常，提示其殼核相關功能受損，但目前對于該區域的形態學變化知之甚少。本研究發現年輕IGD患者殼核體積較對照組體積增加，但差異無統計學意義，可能與受試數量較少有關。

綜上所述，年輕IGD患者紋狀體體積存在變化，且與其認知控制能力相關。但本研究樣本量較小，且以青少年為主的年輕患者；有待在擴大樣本量的基礎上分組觀察不同年齡段IGD患者腦區體積的變化，進一步探討IGD的神經機制。