HBM 专家点评︱中科大张效初团队揭示吸烟和网络游戏障碍患者共同的神经模式！

撰文︱陈  慧

审阅︱查汝晶

点评︱宋洪文（中国科学技术大学）

责编︱王思珍，方以一

成瘾一直是全球性的健康问题，但目前针对成瘾还没有完全有效的治疗方法。认识到成瘾的神经机制，将更加有助于成瘾的治疗。成瘾分为物质成瘾和非物质成瘾两大类，分别涉及不同的物质和行为，如烟草、酒精、赌博和网络游戏等。目前的研究对物质成瘾已经有了较为深入的认识，但是对于非物质成瘾，仍有较大争议。在这项研究中，研究者比较了作为非物质相关疾病的网络游戏障碍（Internet gaming disorder，IGD）和作为物质相关疾病的烟草使用障碍（Tobacco use disorder，TUD），探讨这些病症在神经水平上是否具有相似性，以提高对网络游戏障碍潜在机制的理解。

认识到IGD和TUD之间的共性将加深对成瘾行为和过度网络游戏的潜在机制的理解。中国科学技术大学生命科学与医学部合肥国家微观物理科学研究中心和中国科学技术大学第一附属医院放射科张效初团队通过使用功能性磁共振成像技术，发现在IGD和TUD之间存在神经连接模式的相似性，这些模式涉及到右侧丘脑和运动网络之间的连接。这项研究提供了关于这两种成瘾之间神经连接模式的新证据，为未来的研究和治疗提供了启示。具体来说，这项研究的发现可能有助于深入理解IGD和TUD之间的神经机制，并为这些障碍的治疗提供新的靶点。相关研究成果已于近日发表在Human Brain Mapping上，题目为“Internet gaming disorder and tobacco use disorder share neural connectivity patterns between the subcortical and the motor network”。陈慧和查汝晶对这项工作做出了同等贡献，张效初和查汝晶共同为通讯作者。

1、皮层下网络和运动网络之间的节点强度

Student t检验和邦费罗尼校正显示，与对照组相比，网络游戏障碍被试（participants with IGD, PIGD）显示皮层下网络和运动网络之间的节点强度较高[t (70) = 3.103, p = 0.003, Cohen's d = 0.739, 95% CI [-.091, -.020]]（图1a）。Student t检验和邦费罗尼校正显示，与对照组相比，烟草使用障碍被试（participants with TUD, PTUD）显示皮层下网络和运动网络之间的节点强度更高[t (64) = 3.025, p = 0.004, Cohen's d = 0.745, 95% CI [-.102, -.021]]（图1b）。此外，Student t检验在网络游戏障碍对照被试（control-for-PIGD）和烟草成瘾对照被试（control-for-PTUD）组间，在PIGD和PTUD组间，发现皮层下网络和运动网络之间的节点强度都没有差异（图1 c, d）。研究发现，在PIGD和PTUD中存在皮层下网络和运动网络之间的连接增强。

图1 脑网络水平的组间Student t检验

2、IGD和TUD中右侧丘脑和右侧中央后回之间的功能连接

Student t检验后进行Bonferroni校正显示，与control-for-IGD相比，PIGD在右侧丘脑和右侧中央后回之间显示出更高的RSFC [ t (70) = 3.184, p = 0.002, Cohen's d  = 0.758, 95% CI [−.225, −.052]]（图 2a）。Student t检验和Bonferroni校正显示，与control-for-TUD 相比，PTUD显示右侧丘脑和右侧中央后回之间的RSFC更高 [ t (64) = 3.398，p = .001，Cohen's d  = 0.837, 95% CI [−.243, −.063]]（图 2b）。研究发现，在PIGD和PTUD中右侧丘脑和右侧中央后回分别是皮质下和运动网络的核心脑区。

图2 RSFC水平的组间Student t检验

3、IGD和TUD中节点与网络之间的节点强度

Student t检验显示，与control-for-IGD相比，PIGD在右侧丘脑和运动网络之间显示出更高的节点强度[ t (70) = 2.390，p = 0.020, Cohen’s d  = 0.569, 95% CI [−.080, −.007]]（图 3a）。Student t检验显示，与 control-for-TUD相比，PTUD在右侧丘脑和运动网络之间显示出更高的节点强度[ t (64) = 2.472，p = 0.016，Cohen’s d  = 0.609, 95% CI [−.086, −.009]]（图3b）。同样，Student t检验表明，与control-for-IGD相比，PIGD在右侧中央后回和皮层下网络之间显示出更高的节点强度[ t (70) = 2.723, p  = 0.008, Cohen's d  = 0.648，95% CI [−.085, −.013]]（图 3c）。Student t检验显示，与 control-for-TUD相比，PTUD在右侧丘脑和运动网络之间显示出更高的节点强度 [ t (64) = 2.972，p = 0.004，Cohen’s d  = .732，95% CI [−.096, −.019]]。研究发现，在PIGD和PTUD中存在皮层下网络和运动网络之间的连接增强。

图3 节点网络水平的组间Student t检验

4、PIGD与control-for-IGD、PTUD与control-for-TUD、PIGD与PTUD、control-for-IGD与control-for-TUD的rsfMRI分类

用于对PIGD组与control-for-IGD进行分类的ROC_AUC达到0.74（置换检验， 95^th cutoff = .62, p = .001）（图 4a），表明皮层下网络和运动网络之间的连通性，在右侧之间丘脑和运动网络，位于中央后回和皮质下网络之间，以及右侧丘脑和右侧中央后回特征提供了一种区分PIGD和ontrol-for-IGD的方法。用于对PTUD 与control-for-TUD进行分类的ROC_AUC达到0.80（置换检验，95^th cutoff = 0.62, p = .001）（图 4b)，这表明皮层下网络和运动网络之间、右侧丘脑和运动网络之间以及右侧中央后回和皮层下网络特征之间的连通性提供了一种区分PTUD和control-for-TUD的方法。与上面的分类结果相反，用于对PIGD与PTUD进行分类以及对control-for-IGD与control-for-TUD进行分类的ROC_AUC值仅为0.56和0.54（置换检验，所有 p ≥ 0.1）（图4 c,d)，这表明皮层下网络和运动网络之间、右侧丘脑和运动网络之间以及右侧中央后回和皮层下网络特征之间的连通性并未提供区分PIGD与PTUD或control-for-TUD与control-for-IGD的方法。这些结果提供了额外的证据，证明PIGD和PTUD在大脑网络中具有共同的损伤。

图4 PIGD与control-for-IGD、PTUD与control-for-TUD、PIGD与PTUD以及control-for-IGD与control-for-TUD的分类

5、rsfMRI 数据的跨疾病分类

该研究从PTUD和control-for-TUD的数据中训练了分类器，并在PIGD和control-for-IGD中测试了分类器。研究发现ROC_AUC达到了0.75（置换检验， 95^th cutoff = 0.74，p = 0.034）（图 5a）。研究从PIGD和control-for-IGD数据训练分类器，并在 PTUD 和 control-for-TUD中测试分类器。研究发现ROC_AUC达到了0.76（排列测试，95^th cutoff = 0.76，p = 0.049）（图 5b）。这些结果表明 PIGD和PTUD在皮层下和运动网络之间共享神经连接模式。

图6 PIGD与control-for-IGD和PTUD与control-for-TUD的分类

文章结论与讨论，启发与展望

这项研究论证了网络游戏障碍（IGD）和烟草使用障碍（TUD）人群存在共同的神经模式。该研究也是第一项在PIGD和PTUD中确定皮层下网络和运动网络之间增强联系的研究。未来更多的研究应该关注皮层下和运动网络之间的连接，以揭示其在成瘾阶段的影响。

该研究对于成瘾的诊断和治疗有指导意义。认识到物质使用障碍的共性在识别非物质成瘾方面具有关键作用。该研究论证了非物质成瘾和物质成瘾存在共同的神经模式，提示该神经模式或许可以作为预测模型，对成瘾进行分类预测，形成为临床治疗方案的迁移提供支持的神经机制模型，有助于成瘾的诊断和临床治疗。

这项研究有几个局限性。首先，研究中的所有PTUD和control-for-TUD均为男性。其次，研究在招募PIGD时，没有控制游戏类型。
总之，通过将IGD与TUD进行比较，该研究的结果为非物质相关疾病与物质相关疾病具有相同的神经模式提供了神经证据。该研究强调了皮层下和运动网络的重要性。未来的研究应该包括更多类型的物质相关疾病，并比较IGD和它们之间的皮质下和运动网络特征。

专  家  点  评

宋洪文，特任副研究员，中国科学技术大学微尺度国家研究中心

该篇文章的研究对象是物质成瘾和非物质成瘾的脑功能连接，发现不同成瘾类型之间存在着共同的损伤模式。该发现提示，皮层下网络和运动网络之间的功能连接的受损，可能是成瘾重要的标记。这篇文章的发现有助于进一步探索成瘾中脑网络组织的个体差异性，并可能为疾病诊断和治疗提供新的思路。总的来说，这篇文章是一项有价值的研究，为我们深入理解成瘾脑网络组织的模式变化，以及成瘾类型之间潜在的相同模式。这些发现都为临床诊断和治疗提供思路。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hbm.26233

该项工作由中国科学技术大学张效初教授课题组完成，心理学系特任副研究员查汝晶和张效初教授为该论文的共同通讯作者，生物系硕士生陈慧和心理学系特任副研究员查汝晶是该论文的共同第一作者。本项目得到了安徽省重点研发项目、国家自然科学基金、脑科学与人类脑智能技术国家重大项目、教育部哲学社会科学研究重大项目、CASVPST丝路科学基金的支持。

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编辑︱王思珍

本文完