JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Nederlands

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Transcraniële directe stroom stimulatie voor online gamers

Published: November 09, 2019
doi:
10.3791/60007
, , , , , , , ,
1Department of Radiology, Yeouido St. Mary’s Hospital, College of Medicine,The Catholic University of Korea, 2Department of Radiology, Incheon St. Mary’s Hospital, College of Medicine,The Catholic University of Korea, 3Department of Brain and Cognitive Sciences,Ewha Womans University, 4Department of Biomedical Engineering,The City College of New York, 5Department of Neurology, Incheon St. Mary’s Hospital, College of Medicine,The Catholic University of Korea

Summary

We presenteren een protocol en een haalbaarheidsstudie voor het toepassen van Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) en neuroimaging-beoordeling in online gamers.

Abstract

Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie techniek die een zwakke elektrische stroom toepast op de hoofdhuid om neuronale membraan potentialen te moduleren. In vergelijking met andere hersenstimulatie methoden, tDCS is relatief veilig, eenvoudig en goedkoop te beheren.

Aangezien buitensporige online gaming kan negatieve invloed hebben op de geestelijke gezondheid en de dagelijkse werking, ontwikkeling van behandelingsopties voor gamers is noodzakelijk. Hoewel tDCS over de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) veelbelovende resultaten voor verschillende verslavingen heeft aangetoond, is het niet getest in gamers. Dit artikel beschrijft een protocol en een haalbaarheidsstudie voor het toepassen van herhaalde tDCS op de DLPFC en neuroimaging om de onderliggende neurale correlaten in gamers te onderzoeken.

Bij baseline, individuen die online games spelen rapporteren gemiddelde wekelijkse uren besteed aan games, volledige vragenlijsten over verslavings symptomen en zelfbeheersing, en ondergaan Brain 18F-Fluoro-2-Deoxyglucose positron emissie tomografie (FDG-PET). Het tDCS-protocol bestaat uit 12 sessies over de DLPFC gedurende 4 weken (anode F3/kathode F4, 2 mA gedurende 30 minuten per sessie). Vervolgens wordt een follow-up uitgevoerd met hetzelfde protocol als de basislijn. Personen die geen online games spelen, ontvangen alleen Baseline FDG-PET-scans zonder tDCS. Veranderingen in klinische kenmerken en asymmetrie van de regionale cerebrale metabolische snelheid van glucose (rCMRglu) in de DLPFC worden onderzocht in gamers. Bovendien wordt asymmetrie van rCMRglu vergeleken tussen gamers en niet-gamers op baseline.

In ons experiment, 15 gamers ontvangen tDCS sessies en voltooide baseline en follow-up scans. Tien niet-gamers ondergingen FDG-PET scans aan de baseline. De tDCS verminderde verslavings symptomen, tijd besteed aan games en verhoogde zelfbeheersing. Bovendien werd abnormale asymmetrie van rCMRglu in de DLPFC bij Baseline verlicht na tDCS.

Het huidige protocol kan nuttig zijn voor het beoordelen van de behandelings werkzaamheid van tDCS en de onderliggende hersenveranderingen in gamers. Verdere gerandomiseerde Sham-gecontroleerde studies zijn gerechtvaardigd. Bovendien kan het protocol worden toegepast op andere neurologische en psychiatrische stoornissen.

Introduction

In de afgelopen jaren, toenemende aandacht is besteed aan overmatig online spel gebruik sinds haar verenigingen met negatieve gevolgen voor de geestelijke gezondheid en de dagelijkse werking, alsmede met internet gaming Disorder (IGD) zijn gemeld1,2,3. Hoewel verschillende behandelingsstrategieën, waaronder farmacotherapie en cognitieve gedragstherapie, zijn geëvalueerd, is het bewijs voor hun effectiviteit beperkt4.

Eerdere studies hebben gesuggereerd dat igd kan delen van klinische en neurobiologische gelijkenissen met andere gedragsverslavingen en stof gebruik aandoeningen5,6. Er is gemeld dat de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) nauw betrokken is bij de pathofysiologie van substantie en gedragsverslaving zoals verlangen7, impuls controle8, besluitvorming9, en cognitieve flexibiliteit10. Verschillende neuroimaging-onderzoeken op IGD hebben structurele en functionele beperkingen in de DLPFC6gemeld. In het bijzonder toonde Structural neuroimaging studies een afname in de dichtheid van de grijze materie in de dlpfc11,12 en een functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI) studie vond een veranderde cued-geïnduceerde activiteit in de dlpfc van patiënten met igd13. Bovendien kan functionele asymmetrie van de hersenen bijdragen tot impulsiviteit en verlangen naar verslavingen, waaronder IGD. Bijvoorbeeld, Cue-geïnduceerde hunkering voor online gaming kan worden gerelateerd aan rechter prefrontale activeringen14. Echter, wijzigingen van de regionale cerebrale metabolische snelheid van glucose (rCMRglu) geassocieerd met overmatig online spel gebruik of IGD blijven verder worden onderzocht in vergelijking met andere hersenen tekorten15.

Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie techniek die een zwakke elektrische stroom (1-2 mA) toepast via elektroden die aan de hoofdhuid zijn bevestigd om neuronale membraan potentialen te moduleren. Over het algemeen wordt de corticale prikkelbaarheid verhoogd onder de anode-elektrode en verlaagd onder de kathode elektrode16. tDCS is een populaire methode geworden omdat het eenvoudig, goedkoop en veilig is om te beheren in vergelijking met andere hersenstimulatie technieken zoals Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) die een magnetische puls gebruikt om een elektrische stroom in het hersenweefsel onder de spoel te genereren. Volgens een recente beoordeling heeft het gebruik van conventionele tDCS-protocollen geen ernstige nadelige effecten of onomkeerbaar letsel opgeleverd en wordt het geassocieerd met slechts milde en voorbijgaande jeuk of tintelend gevoel onder het stimulatie gebied17.

Verschillende studies hebben gunstige resultaten aangetoond van tdcs18,19,20 en repetitief TMS21,22 over de dlpfc voor de behandeling van gedrags-en verslavings verslaving. Echter, verdere studies zijn nodig om te onderzoeken van de effecten van hersenstimulatie technieken op online spel gebruik en de onderliggende hersenveranderingen.

Het doel van deze studie is om een protocol te presenteren voor het toepassen van herhaalde sessies van tDCS op de DLPFC en neuroimaging om de onderliggende neurale correlaten te onderzoeken in gamers die 18F-Fluoro-2-Deoxyglucose positron emissie tomografie (FDG-PET) gebruiken, en om de haalbaarheid ervan te beoordelen. Specifiek, we gericht op veranderingen in verslavings symptomen, gemiddelde tijd besteed aan games, zelfbeheersing, en asymmetrie van rCMRglu in de DLPFC.

Protocol

Alle in dit protocol gepresenteerde experimentele procedures zijn goedgekeurd door de Raad voor institutionele toetsing en zijn in overeenstemming met de verklaring van Helsinki. 1. deelnemers aan onderzoek Rekruteer individuen die rapporteren dat ze online games spelen (de gamer-groep) en degenen die melden dat ze geen online games spelen (de niet-gamer-groep).Opmerking: Hier, we opgenomen individuen met twee of meer IGD symptomen volgens de diagnostische en sta…

Representative Results

In totaal werden 15 gamers (tabel 1) en 10 niet-gamers gerekruteerd. De gemiddelde leeftijd van de gamergroep (21,3 ± 1,4) was significant lager dan die van de niet-gamergroep (28,8 ± 7,5) (t =-3,81, p < 0,001). Er waren 8 mannen in de gamer-groep en 6 mannen in de niet-gamer-groep (χ2 = 0,11, p = 0,74). Gedrags resultaten met behulp van lineaire gemengde modellen geven aan dat de tDCS-sessies met succes de IAT-Score verlaagd (z =-4,29, p < 0,001), wekelijkse ure…

Discussion

We hebben een tDCS-en neuroimaging-protocol voor online gamers gepresenteerd en de haalbaarheid ervan beoordeeld. De resultaten toonden aan dat herhaalde sessies van tDCS over de DLPFC de online game verslavings symptomen en de gemiddelde tijd besteed aan games en verhoogde zelfbeheersing verminderde. Een toename van de zelfbeheersing was gecorreleerd met een afname van verslavings symptomen. Bovendien werd de abnormale asymmetrie van rCMRglu in de DLPFC, waar de rechterkant groter was dan de linkerzijde, verbeterd na de…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Deze studie werd gesteund door de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door het ministerie van Wetenschappen en ICT (2015M3C7A1064832, 2015M3C7A1028373, 2018M3A6A3058651) en door de National Institutes of Health (NIHNIMH 1R01MH111896, NIH-NINDS 1R01NS101362).

Materials

Discovery STE PET/CT Imaging System GE Healthcare
MarsBaR region of interest toolbox for SPM Matthew Brett Neuroimaging analysis software; http://marsbar.sourceforge.net/
Statistical Parametric Mapping 12 Wellcome Centre for Human Neuroimaging Neuroimaging analysis software; https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/
Transcranial direct current stimulation device Ybrain YDS-301N
WFU_PickAtlas ANSIR Laboratory, Wake Forest University School of Medicine Neuroimaging analysis software; https://www.nitrc.org/projects/wfu_pickatlas/
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chen, Y. F., Peng, S. S. University students’ Internet use and its relationships with academic performance, interpersonal relationships, psychosocial adjustment, and self-evaluation. CyberPsychology & Behavior. 11 (4), 467-469 (2008).
  2. Ho, R. C., et al. The association between internet addiction and psychiatric co-morbidity: a meta-analysis. BMC Psychiatry. 14, 183 (2014).
  3. Pawlikowski, M., Brand, M. Excessive Internet gaming and decision making: do excessive World of Warcraft players have problems in decision making under risky conditions. Psychiatry Research. 188 (3), 428-433 (2011).
  4. Zajac, K., Ginley, M. K., Chang, R., Petry, N. M. Treatments for Internet gaming disorder and Internet addiction: A systematic review. Psychology of Addictive Behaviors. 31 (8), 979-994 (2017).
  5. Weinstein, A. M. An Update Overview on Brain Imaging Studies of Internet Gaming Disorder. Frontiers in Psychiatry. 8, 185 (2017).
  6. Park, B., Han, D. H., Roh, S. Neurobiological findings related to Internet use disorders. Psychiatry and Clinical Neurosciences. 71 (7), 467-478 (2017).
  7. Kober, H., et al. Prefrontal-striatal pathway underlies cognitive regulation of craving. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (33), 14811-14816 (2010).
  8. Li, C. S., Luo, X., Yan, P., Bergquist, K., Sinha, R. Altered impulse control in alcohol dependence: neural measures of stop signal performance. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 33 (4), 740-750 (2009).
  9. Fecteau, S., Fregni, F., Boggio, P. S., Camprodon, J. A., Pascual-Leone, A. Neuromodulation of decision-making in the addictive brain. Substance Use & Misuse. 45 (11), 1766-1786 (2010).
  10. Fujimoto, A., et al. Deficit of state-dependent risk attitude modulation in gambling disorder. Translational Psychiatry. 7 (4), 1085 (2017).
  11. Choi, J., et al. Structural alterations in the prefrontal cortex mediate the relationship between Internet gaming disorder and depressed mood. Scientific Reports. 7 (1), 1245 (2017).
  12. Yuan, K., et al. Microstructure abnormalities in adolescents with internet addiction disorder. PLoS One. 6 (6), 20708 (2011).
  13. Ko, C. H., et al. Brain activities associated with gaming urge of online gaming addiction. Journal of Psychiatric Research. 43 (7), 739-747 (2009).
  14. Gordon, H. W. Laterality of Brain Activation for Risk Factors of Addiction. Current Drug Abuse Reviews. 9 (1), 1-18 (2016).
  15. Tian, M., et al. PET imaging reveals brain functional changes in internet gaming disorder. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 41 (7), 1388-1397 (2014).
  16. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. Journal of Physiology. 527, 633-639 (2000).
  17. Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimulation. 9 (5), 641-661 (2016).
  18. Boggio, P. S., et al. Prefrontal cortex modulation using transcranial DC stimulation reduces alcohol craving: a double-blind, sham-controlled study. Drug and Alcohol Dependence. 92 (1-3), 55-60 (2008).
  19. Martinotti, G., et al. Gambling disorder and bilateral transcranial direct current stimulation: A case report. Journal of Behavioral Addictions. 7 (3), 834-837 (2018).
  20. Martinotti, G., et al. Transcranial Direct Current Stimulation Reduces Craving in Substance Use Disorders: A Double-blind, Placebo-Controlled Study. Journal of ECT. , (2019).
  21. Gay, A., et al. A single session of repetitive transcranial magnetic stimulation of the prefrontal cortex reduces cue-induced craving in patients with gambling disorder. European Psychiatry. 41, 68-74 (2017).
  22. Pettorruso, M., et al. Dopaminergic and clinical correlates of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation in gambling addiction: a SPECT case study. Addictive Behaviors. 93, 246-249 (2019).
  23. American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 5th edn. American Psychiatric Association. , (2013).
  24. Young, K. S. Internet addiction: the emergence of a new clinical disorder. CyberPsychology & Behavior. 1 (3), 237-244 (1998).
  25. Tangney, J. P., Baumeister, R. F., Boone, A. L. High self-control predicts good adjustment, less pathology, better grades, and interpersonal success. Journal of Personality. 72 (2), 271-324 (2004).
  26. Bentourkia, M., et al. Comparison of regional cerebral blood flow and glucose metabolism in the normal brain: effect of aging. Journal of the Neurological Sciences. 181 (1-2), 19-28 (2000).
  27. Lee, S. H., et al. Transcranial direct current stimulation for online gamers: A prospective single-arm feasibility study. Journal of Behavioral Addictions. 7 (4), 1166-1170 (2018).
  28. Bikson, M., et al. Response to letter to the editor: Safety of transcranial direct current stimulation: Evidence based update 2016. Brain Stimulation. 10 (5), 986-987 (2017).
  29. Chhatbar, P. Y., et al. Safety and tolerability of transcranial direct current stimulation to stroke patients – A phase I current escalation study. Brain Stimulation. 10 (3), 553-559 (2017).
  30. Thair, H., Holloway, A. L., Newport, R., Smith, A. D. Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): A Beginner’s Guide for Design and Implementation. Frontiers in Neuroscience. 11, 641 (2017).
  31. Wagner, T., et al. Transcranial direct current stimulation: a computer-based human model study. Neuroimage. 35 (3), 1113-1124 (2007).
  32. Lefaucheur, J. P., et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS). Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).
  33. Carvalho, F., et al. Home-Based Transcranial Direct Current Stimulation Device Development: An Updated Protocol Used at Home in Healthy Subjects and Fibromyalgia Patients. Journal of Visualized Experiments. (137), (2018).
  34. Shaw, M. T., et al. Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation: An Update on Safety and Tolerability. Journal of Visualized Experiments. (128), (2017).
  35. Bikson, M., Rahman, A., Datta, A. Computational models of transcranial direct current stimulation. Clinical EEG and Neuroscience. 43 (3), 176-183 (2012).
  36. Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clinical Neurophysiology. 117 (4), 845-850 (2006).
  37. Cho, H., et al. Development of the Internet addiction scale based on the Internet Gaming Disorder criteria suggested in DSM-5. Addictive Behaviors. 39 (9), 1361-1366 (2014).
  38. Han, D. H., Hwang, J. W., Renshaw, P. F. Bupropion sustained release treatment decreases craving for video games and cue-induced brain activity in patients with Internet video game addiction. Experimental and Clinical Psychopharmacology. 18 (4), 297-304 (2010).

Tags

TDCSTranscranial Direct Current StimulationOnline GamingBrain ModulationNeuroimagingFDG PET ScanDorsolateral Prefrontal CortexInternet Addiction TestBrief Self Control Scale

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Lee, S. H., Im, J. J., Oh, J. K., Choi, E. K., Yoon, S., Bikson, M., Song, I., Jeong, H., Chung, Y. Transcranial Direct Current Stimulation for Online Gamers. J. Vis. Exp. (153), e60007, doi:10.3791/60007 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image