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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

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

Zusammenfassung

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.

Einleitung

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.

Protokoll

Alle in diesem Protokoll vorgestellten experimentellen Verfahren wurden vom Institutionellen Überprüfungsausschuss genehmigt und stehen im Einklang mit der Erklärung von Helsinki.

1. Forschungsteilnehmer

  1. 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 nach dem Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-523 oder diejenigen, die Spiele mindestens eine Stunde pro Tag im Durchschnitt in der Spielergruppe spielen. Die Nicht-Gamer-Gruppe unterzieht sich nur Baseline-Gehirn FDG-PET-Scans, um rCMRglu mit der Gamer-Gruppe zu vergleichen und erhält keine tDCS-Sitzungen.
  2. Für beide Gruppen Personen mit (a) schweren medizinischen, psychiatrischen oder neurologischen Störungen, (b) Geschichte traumatischer Hirnverletzungen, c) Geschichte von Alkohol oder anderem Drogenmissbrauch oder -abhängigkeit, (d) Verwendung psychotroper Medikamente oder (e) Kontraindikationen für tDCS wie schwere Kopfschmerzen, Metall im Kopf, Geschichte des Anfalls, Epilepsie oder Gehirnchirurgie, oder irgendwelche Läsionen oder andere medizinische Probleme auf der Haut, wo tDCS Elektroden befestigt werden.
  3. Erklären Sie jedem Teilnehmer das Ziel der Studie, die wichtigsten experimentellen Verfahren und die potenziellen Risiken im Zusammenhang mit der Teilnahme an der Studie. Nach Beantwortung von Fragen, erhalten Sie eine schriftliche Zustimmung.

2. Basisbewertung

  1. Bewerten Sie die klinischen Merkmale anhand der folgenden Fragebögen: Internet Addiction Test (IAT)24 und Brief Self Control Scale (BSCS)25. Bitten Sie die Teilnehmer außerdem, die durchschnittlichen Wochenstunden zu melden, die mit Spielen verbracht werden.
    HINWEIS: Das Wort "Internet" in der IAT wird durch "Online-Spiele" ersetzt, um die Schwere der Online-Spielsucht zu bewerten.
  2. Führen Sie FDG-PET-Scans im Gehirn durch.
    1. Injizieren Teilnehmer mit 185 - 222 MBq FDG und haben Teilnehmer ruhen für 45 min einer Aufnahmezeit, in der sie wach sind und in supine Position in einem dunklen und ruhigen Raum mit geschlossenen Augen ruhen.
    2. Führen Sie FDG-PET-Scans im Gehirn durch, um transaxiale Emissionsbilder und CT-Bilder mit einem PET-CT-Scanner in ca. 15 min zu erfassen.

3. Anwendung von tDCS

  1. Wenden Sie tDCS innerhalb einer Woche nach der Basisbewertung auf die Teilnehmer an. Bereiten Sie tDCS-Sitzungen mit folgenden Materialien vor: ein tDCS-Gerät, Feuchttücher, Salzlösung, zwei Schwammelektroden (6 cm Durchmesser), ein Kabel, eine Kopfkappe und ein Stirnband.
  2. Lassen Sie den Teilnehmer auf einem Stuhl sitzen.
  3. Einstellen der Stimulationsparameter für das tDCS-Gerät: 2 mA für 30 min (Stromdichte = 0,07 mA/cm2). Stellen Sie den Strom so ein, dass er auf 2,0 mA über 30 s ansteigt, 29 min bei 2,0 mA bleibt und in den letzten 30 s auf 0 mA heruntergefahren wird.
  4. Setzen Sie die Kopfkappe (das International 10-20 System) auf den Kopf des Teilnehmers und markieren Sie den linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (F3) und den rechten dorsolateralen präfrontalen Kortex (F4). Entfernen Sie dann die Kopfkappe vom Kopf des Teilnehmers.
  5. Legen Sie zwei Schwammelektroden in die Gummihalter des Stirnbandes und tränken Sie sie mit Salzlösung.
  6. Entfernen Sie Make-up, Schmutz oder Schweiß auf der Kopfhaut, wo die Elektroden angewendet werden.
  7. Legen Sie das Stirnband über die Markierungspunkte, indem Sie die Anodalelektrode über die linke DLPFC und die kathhodale Elektrode über die rechte DLPFC legen.
  8. Schließen Sie die Elektroden über das Kabel an das tDCS-Gerät an, und schalten Sie das Gerät ein.
  9. Bitten Sie den Teilnehmer, etwaige Nebenwirkungen während oder nach der tDCS-Sitzung zu melden.
  10. Schalten Sie am Ende der 30 min Stimulation das Gerät aus und entfernen Sie die Elektroden vom Teilnehmer.
  11. Verwalten Sie insgesamt 12 tDCS-Sitzungen (3 mal pro Woche für 4 Wochen).

4. Follow-up-Bewertung

  1. Führen Sie die Follow-up-Bewertung innerhalb einer Woche nach der letzten tDCS-Sitzung mit demselben Protokoll wie die Basisbewertung durch.

5. Datenanalyse

  1. Verwenden Sie ein geeignetes Softwarepaket, um die PET-Bilder vorzuverarbeiten (z. B. Statistical Parametric Mapping 12).
    1. Konvertieren Sie DICOM-Dateien in NIFTI-Dateien.
    2. Normalisieren Sie alle PET-Bilder räumlich auf die Standard-PET-Vorlage.
  2. Erstellen Sie binäre Masken für die linke und rechte DLPFC (z. B. WFU PickAtlas Toolbox). Der DLPFC wird durch den mittleren frontalen Gyrus im Automated Anatomical Labeling Atlas definiert.
  3. Extrahieren Sie rCMRglu der linken und rechten DLPFC mit den Masken (z.B. MarsBaR Toolbox). Der rCMRglu wird mithilfe der proportionalen Skalierung auf die globale mittlere Aufnahme normalisiert.
  4. Berechnen Sie den Asymmetrieindex (AI) von rCMRglu im DLPFC als (rCMRglu rechts - rCMRglu links) / [(rCMRglu rechts + rCMRglu links) / 2] Positive KI zeigt Rechts-größer-als-links-Asymmetrie des Glukosestoffwechsels an.

Ergebnisse

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...

Diskussion

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...

Offenlegungen

Die City University of New York (CUNY) hat IP auf Neurostimulationssystem und Methoden mit Marom Bikson als Erfinder. Marom Bikson ist an Soterix Medical Inc. beteiligt und ist als Berater für Boston Scientific Inc. tätig. Alle anderen Autoren erklären keine finanziellen Interessenkonflikte.

Danksagungen

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).

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Discovery STE PET/CT Imaging SystemGE Healthcare
MarsBaR region of interest toolbox for SPMMatthew BrettNeuroimaging analysis software; http://marsbar.sourceforge.net/
Statistical Parametric Mapping 12Wellcome Centre for Human NeuroimagingNeuroimaging analysis software; https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/
Transcranial direct current stimulation deviceYbrainYDS-301N
WFU_PickAtlasANSIR Laboratory, Wake Forest University School of MedicineNeuroimaging analysis software; https://www.nitrc.org/projects/wfu_pickatlas/

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