网络游戏成瘾的认知功能和神经影像学研究进展

王 星，陈壮飞

(昆明理工大学医学院基础医学系，昆明理工大学脑科学与视觉认知研究中心，云南 昆明 650500)

随着全球互联网的快速发展，网络游戏的载体、类型不断丰富，游戏品质不断提高，使得越来越多的人被网络游戏所吸引。针对网络游戏成瘾(internet gaming disorder， IGD)这一被普遍关注的社会性问题，国内外学者[1-2]从多方面对IGD的形成、表现、认知以及神经损伤机制等展开了大量研究，其中IGD的认知功能和神经机制方面的研究已经成为关注焦点。揭示IGD的认知神经机制对深入了解其发生与发展机制、临床治疗和预防等具有重要的指导意义。本文针对国内外IGD认知神经机制的相关研究综述，旨在为深入研究IGD提供参考。

1 IGD概述

网络成瘾(internet addiction disorder， IAD)是指个体反复过度使用网络导致的精神行为障碍，表现为对网络的再度使用产生强烈欲望，停止或减少网络使用时出现戒断反应，同时可伴有精神及躯体症状[3]。IGD是IAD的重要类型，与药物成瘾或物质滥用不同，不涉及化学物质的摄入，但过度上网可能导致躯体依赖，类似于物质成瘾和病理性赌博，也会伴发抑郁、焦虑等精神问题。研究[4]表明，长时间沉迷于网络可引起大脑结构和功能及相关认知改变。长期以来，关于IGD的术语、定义及评估方法均不一致。例如，King等[5]的系统评价报告认为，在63项关于IGD的研究中，学者们总共使用了18种评估工具，却没有任何两种方法在描述IGD的概念和诊断特征方面完全相同。因此，对网络游戏特有的认知行为过程进行更深层次的思考可以使IGD的评定更加完善。2013年5月，IGD作为需要进一步研究的疾病而被纳入第五版《精神障碍诊断与统计手册》(diagnosticand statistical manual of mental disorders， DSM-5)中[6]，这标志着IGD首次正式被认为是一种心理障碍。2018年6月，WHO正式将沉迷于网络游戏或电视游戏妨碍日常生活的“游戏障碍”认定为新的疾病[7]。

2 IGD的认知功能研究

研究[8-9]认为IGD者自身存在一定的认知缺陷，更易于对某些行为或物质产生依赖而成瘾，其认知控制能力受损，腹侧纹状体奖励系统也存在缺陷。近年来，有关IGD的研究[10-11]多集中在奖赏系统、抑制控制和跨期决策3个方面，认为IGD者这3个方面的功能均已受损。有研究[12]提示，IAD与物质成瘾相同，均可在大脑产生奖赏效应，引起特定脑区的结构和功能异常。执行金钱选择任务时，相比于对照组，IAD者的认知控制环路的激活程度更低，可能是IGD者追求即时奖赏的冲动性决策所致[11]。通过Go/No-Go和停止信号任务的范例发现，IGD者在执行相关的Go/No-Go任务时表现出抑制控制能力受损[9-10]。影像学研究[13]进一步发现，IGD者抑制控制和跨期选择的认知缺陷与特定脑区结构和功能改变有关，也有学者[8]认为IGD者长时间沉迷网络游戏世界的经验对认知功能产生了影响。综合而言，IGD者比正常人对奖赏的敏感性高，对玩游戏的渴望更加强烈，受损的抑制控制能力无法有效控制其对游戏的渴望，IGD者受损的执行控制能力和增强的奖赏敏感性导致其跨期决策能力受损，使成瘾者只顾眼前利益，从而加强了奖励寻求行为，三者之间形成相互关联的恶性循环(图1)。

图1 IGD者奖赏系统、抑制控制和跨期决策3方面相互关联的恶性循环模型图

3 IGD的电生理及神经影像学研究

IGD者持续成瘾行为的时间越长，大脑损害越明显[4]。目前国内外学者已针对IGD者的大脑活动和神经机制进行了多方面研究。

3.1 脑电图(electroencephalogram， EEG) IGD者与冲动控制障碍者和药物成瘾者相似，其认知、冲动控制和信息处理的能力均受损。一项针对青少年IGD EEG研究的Meta分析[14]发现，IAD者的脑电波幅明显变长，潜伏期与正常人相比存在差异。采用事件相关电位(event-related potential， ERP)技术的研究[15]发现，与对照组相比，IGD者对奖励的P300减弱，而N100的潜伏期延长和振幅增加，认为IGD者在玩电子游戏时存在耐受性效应。采用Go/No-Go实验范式的ERP研究[16]结果显示，IGD者No-Go N2波幅减小，而No-Go P3波幅增高、潜伏期延长，提示IGD者在面对抑制任务时与健康对照组相比需要投入更多精力，其抑制控制能力较低。

3.2 神经影像学

3.2.1 fMRI Weinstein等[1]总结近年关于IGD的静息态fMRI研究，发现IGD者负责执行功能、决策、冲动控制和情绪调节等脑区之间的功能连接强度异常，存在广泛的静息态功能连接紊乱。Dong等[17]观察IGD者性别相关的神经认知差异，发现男性及女性IGD者在游戏中背外侧前额叶皮层和额叶上回之间的功能连接均相对减少，纹状体和丘脑之间的功能连接相对增加；而强制中断游戏时，背外侧前额叶皮层与额上回之间的功能连接变化和纹状体与丘脑间功能连接变化具有性别差异，女性IGD与其对照组差异更明显，功能连接与自报渴求度呈显著正相关。任务态fMRI研究[11，13]则指出，IGD者在奖赏系统、执行功能和决策等方面的功能损伤伴随着脑区(包括前额叶、纹状体、扣带回和额下回等)活动异常。Lin等[18]采用低频振荡振幅fMRI对比IGD者与健康对照者注视游戏图片和中性图片时的大脑激活情况，发现IGD者的前额叶皮层、右侧眶额叶皮层、右侧背外侧前额叶、双侧前扣带皮层、右侧尾状核及右侧伏隔核等脑区激活十分显著，且受试者自述的渴求强度与激活水平呈正相关。一项线索—反应任务的fMRI研究[19]结果显示，与健康对照组相比，IGD者腹侧和背侧纹状体均表现出更高的线索诱导激活，提示IGD者可能与物质成瘾者相同，存在从腹侧到背侧纹状体加工的过渡。Meng等[20]在对于fMRI的Meta分析中指出，IGD者的前额叶脑区功能失调；鉴于前额叶在奖励和自我调节系统中的重叠作用，该研究结果支持IGD是一种行为成瘾的分类方式。

3.2.2 结构MRI 对于IGD者的结构MRI研究[21]表明，其参与决策、行为抑制和情绪调节的脑区(额枕、眶额皮质及前扣带回等)白质完整性较低。另有学者[22]发现IGD者背外侧前额叶、脑岛、扣带回及舌回等脑区灰质密度较低，而且涉及认知控制的灰质密度与IGD病程、渴望及冲动性相关。

研究[23]显示，IGD者的海马和背外侧前额叶的灰质体积增加与游戏渴求相关。Seok等[24]在控制了游戏活动的影响后发现 ，与健康对照组相比，IGD者双侧额叶中部灰质体积显著减小，左侧尾状核灰质体积显著增大，提示左侧尾状核灰质体积与成瘾严重度呈正相关。基于体素的形态学和DTI分析发现IAD者双侧背外侧前额叶皮层、辅助运动区、前扣带回皮质喙部的灰质体积减少，而内囊后肢白质各向异性值增加，其变化与IAD持续时间显著相关[4]。此外，Yao等[2]通过Meta分析发现IGD者的前扣带回、眶额叶、背外侧前额叶和运动前区皮质的灰质体积减少，推测这些主要涉及认知控制和决策能力的结构受损，可能与成瘾行为有关。Yuan等[25-26]也发现IGD者的左侧眶额皮层的厚度显著降低，灰质体积显著减小，认为眶额皮层结构萎缩可能是导致游戏玩家对游戏的渴求度抑制认知控制能力，进而做出不合理的冲动性决策的机制之一。

3.2.3 PET PET研究[27]表明，相比对照组，IGD者的腹侧、背侧纹状体的多巴胺D2受体异常，且该异常与摄取成瘾药物后的反应十分相似。Park等[12]通过脱氧葡萄糖的PET研究发现IGD者的右侧中部眶额回、左侧尾状核和脑岛葡萄糖代谢增加，双侧中央后回、左侧中央前回以及双侧枕叶区域葡萄糖代谢减少，均与冲动控制和奖赏系统有关。一项PET研究[27]观察到同一IGD者的前额、颞叶和边缘系统中的葡萄糖代谢显著降低，纹状体中的D2受体失调，认为D2受体介导的眶额皮质功能失调可能是IGD者易于失控和发生强迫行为的原因之一。通过研究线索诱发条件下IGD者大脑神经活动的PET影像，陶然等[3]认为枕叶和中央后回等的视觉空间网络脑区代谢减慢，有可能解释IGD者视觉空间处理功能下降。视觉空间网络代谢减慢和奖赏系统活动增加也许是导致IGD的原因。

4 小结与展望

随着认知神经科学技术的发展与应用，EEG、fMRI和PET等技术被越来越多地用于探讨IGD的神经机制。IGD者的不同大脑区域存在变化，这些改变有助于阐明IGD影响整体大脑功能的不同方式，以及可能在行为和认知层面产生的变化[28]，进一步突显了IGD认知神经机制的复杂性。目前的研究结果提示，IGD可能与其他类型的冲动控制障碍和物质使用障碍有着共同的神经机制。关于IGD者的奖赏系统、抑制控制及跨期决策3方面功能的受损研究结果越来越清晰地指明这三者是一个恶性循环过程；IGD认知功能损伤可能是由于多巴胺的作用，但也可能还有其他更复杂的因素。因此，需要对IGD和其他类型的IAD者进行更系统的脑机制与行为学纵向关联研究，以促进理解IGD的发展和维持机制，并进一步寻找针对性的干预措施。