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Behavior

Transkranielle Gleichstromstimulation für Online-Spieler

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

Wir präsentieren ein Protokoll und eine Machbarkeitsstudie zur Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) und Neuroimaging-Bewertung bei Online-Spielern.

Abstract

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nichtinvasive Hirnstimulationstechnik, die einen schwachen elektrischen Strom auf die Kopfhaut anwendet, um neuronale Membranpotentiale zu modulieren. Im Vergleich zu anderen Methoden zur Hirnstimulation ist tDCS relativ sicher, einfach und kostengünstig zu verabreichen.

Da übermäßiges Online-Gaming die psychische Gesundheit und die tägliche Funktion negativ beeinflussen kann, ist die Entwicklung von Behandlungsmöglichkeiten für Gamer notwendig. Obwohl tDCS über den dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) vielversprechende Ergebnisse für verschiedene Süchte gezeigt hat, wurde es nicht bei Spielern getestet. Dieses Papier beschreibt ein Protokoll und eine Machbarkeitsstudie für die Anwendung wiederholter tDCS über die DLPFC und Neuroimaging, um die zugrunde liegenden neuronalen Korrelationen bei Spielern zu untersuchen.

An der Grundlinie berichten Personen, die Online-Spiele spielen, durchschnittliche Wochenstunden für Spiele, füllen Fragebögen zu Suchtsymptomen und Selbstkontrolle aus und unterziehen sich der Gehirn-18-F-Fluor-2-Deoxyglucose-Positronen-Emissionstomographie (FDG-PET). Das tDCS-Protokoll besteht aus 12 Sitzungen über den DLPFC für 4 Wochen (Anode F3/Kathode F4, 2 mA für 30 min pro Sitzung). Anschließend wird eine Nachverfolgung mit demselben Protokoll wie die Baseline durchgeführt. Personen, die keine Online-Spiele spielen, erhalten nur Basis-FDG-PET-Scans ohne tDCS. Veränderungen der klinischen Eigenschaften und Asymmetrie der regionalen zerebralen Metabolienrate von Glukose (rCMRglu) im DLPFC werden bei Gamern untersucht. Darüber hinaus wird die Asymmetrie von rCMRglu zwischen Spielern und Nicht-Spielern an der Grundlinie verglichen.

In unserem Experiment erhielten 15 Spieler tDCS-Sitzungen und schlossen Baseline- und Follow-up-Scans ab. Zehn Nicht-Spieler wurden an der Grundlinie FDG-PET-Scans unterzogen. Das tDCS reduzierte Suchtsymptome, Zeit, die für Spiele aufgewendet wurde, und erhöhte Selbstkontrolle. Darüber hinaus wurde die abnormale Asymmetrie von rCMRglu in der DLPFC zu Beginn nach tDCS gemildert.

Das aktuelle Protokoll kann nützlich sein, um die Behandlungswirksamkeit von tDCS und seinen zugrunde liegenden Hirnveränderungen bei Gamern zu bewerten. Weitere randomisierte scheinkontrollierte Studien sind gerechtfertigt. Darüber hinaus kann das Protokoll auf andere neurologische und psychiatrische Störungen angewendet werden.

Introduction

In den letzten Jahren, zunehmende Aufmerksamkeit wurde auf übermäßige Online-Spielnutzung bezahlt, da seine Assoziationen mit negativen Auswirkungen auf die psychische Gesundheit und die tägliche Funktion sowie mit Internet-Gaming-Störung (IGD) gemeldet wurden1,2,3. Obwohl mehrere Behandlungsstrategien einschließlich Pharmakotherapie und kognitive Verhaltenstherapie evaluiert wurden, sind die Beweise für ihre Wirksamkeit begrenzt4.

Frühere Studien haben vorgeschlagen, dass IGD klinische und neurobiologische Ähnlichkeiten mit anderen Verhaltensabhängigkeiten und Substanzgebrauchsstörungen teilen kann5,6. Es wurde berichtet, dass der dorsolaterale präfrontale Kortex (DLPFC) eng in die Pathophysiologie von Substanz und Verhaltenssucht wie Heißhunger7, Impulskontrolle8, Entscheidungsfindung9und kognitive Flexibilität10” involviert ist. Mehrere neuroimaging Studien über IGD haben strukturelle und funktionelle Beeinträchtigungen in der DLPFC6berichtet. Insbesondere strukturelle neuroimaging Studien ergaben eine Verringerung der Graustoffdichte in der DLPFC11,12 und eine funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) Studie fand eine veränderte cued-induzierte Aktivität in der DLPFC von Patienten mit IGD13. Darüber hinaus, funktionelle Asymmetrie des Gehirns kann zu Impulsivität und Verlangen in Süchten einschließlich IGD beitragen. Zum Beispiel könnte Cue-induzierte Sehnsucht nach Online-Gaming mit rechten präfrontalen Aktivierungen zusammenhängen14. Jedoch, Veränderungen der regionalen zerebralen metabolischen Rate von Glukose (rCMRglu) im Zusammenhang mit übermäßiger Online-Spielnutzung oder IGD bleiben weiter untersucht werden im Vergleich zu anderen Gehirndefiziten15.

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nichtinvasive Hirnstimulationstechnik, die einen schwachen elektrischen Strom (1-2 mA) durch Elektroden anwendet, die an der Kopfhaut befestigt sind, um neuronale Membranpotentiale zu modulieren. Im Allgemeinen wird die kortikale Erregbarkeit unter der Anodenelektrode erhöht und unter der Kathodenelektrode16verringert. tDCS ist zu einer beliebten Methode geworden, weil es einfach, kostengünstig und sicher zu verwalten ist im Vergleich zu anderen Gehirnstimulationstechniken wie transkranieller magnetischer Stimulation (TMS), die einen magnetischen Puls verwendet, um einen elektrischen Strom im Gehirngewebe unter der Spule zu erzeugen. Laut einer kürzlich durchgeführten Überprüfung hat die Verwendung konventioneller tDCS-Protokolle keine schwerwiegenden nachteiligen Auswirkungen oder irreversible Verletzungen hervorgebracht und ist nur mit leichtem und vorübergehendem Juckreiz oder Kribbeln unter dem Stimulationsbereich17verbunden.

Mehrere Studien haben positive Ergebnisse von tDCS18,19,20 und repetitive TMS21,22 über die DLPFC zur Behandlung von Verhaltens- und Substanzabhängigkeit gezeigt. Jedoch, weitere Studien sind notwendig, um die Auswirkungen der Gehirnstimulation Sanimierung Techniken auf Online-Spiel Nutzung und die zugrunde liegenden Gehirnveränderungen zu untersuchen.

Ziel dieser Studie ist es, ein Protokoll zur Anwendung wiederholter TDCS-Sitzungen über die DLPFC- und Neuroimaging-Sitzungen vorzulegen, um die zugrunde liegenden neuronalen Korrelate bei Gamern mit 18F-Fluor-2-Deoxyglucose-Positronen-Emissionstomographie (FDG-PET) zu untersuchen und ihre Durchführbarkeit zu bewerten. Insbesondere konzentrierten wir uns auf Veränderungen der Suchtsymptome, durchschnittliche Zeit, die wir für Spiele aufgewendet haben, Selbstkontrolle und Asymmetrie von rCMRglu in der DLPFC.

Protocol

Alle in diesem Protokoll vorgestellten experimentellen Verfahren wurden vom Institutionellen Überprüfungsausschuss genehmigt und stehen im Einklang mit der Erklärung von Helsinki. 1. Forschungsteilnehmer Rekrutieren Sie Personen, die berichten, dass sie Online-Spiele spielen (die Spielergruppe) und diejenigen, die berichten, dass sie keine Online-Spiele spielen (die Nicht-Spieler-Gruppe).HINWEIS: Hier, Wir schlossen Personen mit zwei oder mehr IGD-Symptome nac…

Representative Results

Insgesamt wurden 15 Spieler (Tabelle 1) und 10 Nicht-Spieler rekrutiert. Das Durchschnittsalter der Spielergruppe (21,3 x 1,4) war deutlich niedriger als das der Nicht-Gamer-Gruppe (28,8 x 7,5) (t = -3,81, p < 0,001). Es gab 8 Männer in der Spielergruppe und 6 Männer in der Nicht-Spieler-Gruppe(2 = 0,11, p = 0,74). Verhaltensergebnisse mit linearen gemischten Modellen deuten darauf hin, dass die tDCS-Sitzungen den IAT-Score (z = -4,29, p < 0,001), die wöchentlich…

Discussion

Wir haben ein tDCS- und Neuroimaging-Protokoll für Online-Spieler vorgestellt und seine Machbarkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass wiederholte Sitzungen von tDCS über die DLPFC reduziert Online-Spiel Sucht Symptome und durchschnittliche Zeit für Spiele verbracht und erhöhte Selbstkontrolle. Eine Zunahme der Selbstkontrolle korrelierte mit einer Abnahme der Suchtsymptome. Darüber hinaus wurde die abnormale Asymmetrie von rCMRglu in der DLPFC, bei der die rechte Seite größer als die linke Seite war, nach den…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Studie wurde von der National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt, die vom Ministerium für Wissenschaft und IKT (2015M3C7A1064832, 2015M3C7A1028373, 2018M3A6A3058651) und von den National Institutes of Health (NIHNIMH 1R01MH11896, 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/
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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).

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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).
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