李旻明，廖祥鵬，趙智勇，范明霞，顏崇淮

中國(guó)青少年網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)第三次發(fā)布的《中國(guó)青少年網(wǎng)癮調(diào)查報(bào)告(2009)》指出，我國(guó)城市青少年網(wǎng)民中，13～17歲的網(wǎng)癮青少年比例為14.3%，6～29歲的青少年人群中，網(wǎng)癮人數(shù)高達(dá)2404.2萬(wàn)人[1]。網(wǎng)絡(luò)成癮表現(xiàn)為過(guò)度使用互聯(lián)網(wǎng)后導(dǎo)致較明顯的學(xué)業(yè)、職業(yè)和社會(huì)功能的損傷，主要包括網(wǎng)絡(luò)游戲成癮、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系成癮、網(wǎng)絡(luò)色情成癮、信息收集成癮、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物成癮等，其中以網(wǎng)絡(luò)游戲成癮最為常見(jiàn)。2018年WHO將網(wǎng)絡(luò)成癮列為精神疾病，網(wǎng)絡(luò)成癮已成為全世界共同關(guān)注的醫(yī)學(xué)和社會(huì)問(wèn)題[2]。大量研究表明胼胝體的結(jié)構(gòu)受損和成癮具有一定的關(guān)系，比如可卡因成癮[3]、毒癮[4]以及酗酒等[5]。之前的研究已經(jīng)表明，疾病所引起的結(jié)構(gòu)損傷往往伴隨著功能損傷[6-8]。胼胝體是連接人腦兩半球皮質(zhì)最大的纖維束，胼胝體的結(jié)構(gòu)改變也許會(huì)影響大腦半球間的功能連接。最近的研究發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)癮被試存在胼胝體膝部和體部的結(jié)構(gòu)改變[9]，然而網(wǎng)癮青少年大腦半球間的功能連接情況目前仍然不清楚。

靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI)為檢測(cè)大腦神經(jīng)回路活動(dòng)模式和大腦半球之間的相互作用提供了有效手段[10]。大腦左右半球相同起源的神經(jīng)元內(nèi)源性自發(fā)活動(dòng)具有高度相似性，即功能同倫[11]。功能同倫可能與大腦功能分層有關(guān)[11-13]。體素-鏡像同倫連接(voxelmirrored homotopic connectivity，VMHC)通過(guò)測(cè)量大腦半球血氧水平依賴性時(shí)間序列之間的相關(guān)性，反映大腦半球之間信息交流整合模式，是靜息態(tài)fMRI用于分析大腦半球之間功能同倫的方法，是研究大腦信息整合的重要方法[13]。目前這種方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于評(píng)估各類神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病的大腦半球功能連接情況。Tang等[14]使用VMHC的方法研究中風(fēng)患者發(fā)現(xiàn)，患者組的大部分運(yùn)動(dòng)腦區(qū)的半球功能連接減弱，并且小腦后葉的VMHC值和患者的手功能評(píng)分正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，基于下額回和后扣帶皮層或下顳回和中央后回增強(qiáng)VMHC值組合的fMRI，有助于眼瞼痙攣患者早期檢測(cè)以及提高其診斷準(zhǔn)確性[15]。雙向情感障礙緩解期患者額葉回和中央前回VMHC值低于健康對(duì)照組，提示雙向情感障礙緩解期患者仍存在大腦半球之間功能協(xié)調(diào)的破壞，而這一特征可作為有效而靈敏的雙向情感障礙篩查方法[16]。夜間遺尿癥兒童小腦葉和前扣帶回VMHC值明顯低于正常對(duì)照組，提示小腦時(shí)間感知功能下降引起的血管加壓素分泌不足以及前扣帶區(qū)功能降低和大腦半球功能連接異常引起的腦部信號(hào)障礙均可能與夜間遺尿現(xiàn)象有關(guān)[17]。以上研究表明，VMHC可以準(zhǔn)確而有效地評(píng)估與患者行為、認(rèn)知相關(guān)的大腦半球間的功能連接的變化。

本研究基于VMHC評(píng)估網(wǎng)絡(luò)成癮青少年大腦半球功能連接的改變，并進(jìn)一步探討半球功能連接的變化與網(wǎng)癮被試行為、認(rèn)知狀態(tài)之間的關(guān)系，以及該功能改變對(duì)于網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

網(wǎng)癮組為2009年11月至2010年12月來(lái)自上海、江蘇、河南青少年網(wǎng)癮戒治學(xué)校的青少年18例，其中男生15例，女生3例，平均年齡(15.4±1.5)歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合美國(guó)《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版(DSM-V)中網(wǎng)絡(luò)成癮診斷標(biāo)準(zhǔn)；②有足夠認(rèn)知能力(瑞文智測(cè)正常)；③右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有顱內(nèi)疾病和精神疾??；②有藥物和酒精依賴史；③曾接受精神類藥物治療；④被試視力或矯正視力異常；⑤存在色盲或色弱；⑥存在MR禁忌證。

對(duì)照組為18名來(lái)自上海普通中學(xué)的青少年，其中男生13例，女生5例，平均年齡(14.4±1.4)歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：①根據(jù)美國(guó)《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版(DSM-V)可除外網(wǎng)絡(luò)成癮；②有足夠認(rèn)知能力(瑞文智測(cè)正常)；③右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有顱內(nèi)疾病和精神疾?。虎谟兴幬锖途凭蕾囀?；③曾接受精神類藥物治療；④被試視力或矯正視力異常；⑤存在色盲或色弱；⑥存在MR禁忌證。兩組間年齡、受教育年限經(jīng)兩樣本t檢驗(yàn)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

所有受試者本人和/或家屬均知情同意并簽名。本研究獲得上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 神經(jīng)精神心理量表評(píng)估

兩組被試者均進(jìn)行神經(jīng)精神心理量表的評(píng)估。

家庭功能評(píng)估量表(family assessment device，F(xiàn)AD)包含7個(gè)分量表：?jiǎn)栴}解決、溝通、角色、情感反應(yīng)、情感介入、行為控制和總體功能，共有60個(gè)條目，分量表得分越高，說(shuō)明其相應(yīng)的家庭功能就越差。由被試家長(zhǎng)填寫。

艾森克個(gè)性問(wèn)卷(eysenck personality questionnaire，EPQ)包括神經(jīng)質(zhì)(N)維度、內(nèi)外傾(E)維度、精神質(zhì)維度(P)和掩飾(L)量表，E量表表示性格的內(nèi)外傾向，高分表示外向，低分表示內(nèi)向；N量表表示情緒的穩(wěn)定性，高分表示焦慮、緊張、易怒，得分低者代表情緒較穩(wěn)定；P量表表示心理狀態(tài)是否正常，高分者表示孤獨(dú)，缺乏同情心，有敵意，具有攻擊性；L量表表示被試者的掩飾程度。由被試者填寫。

焦慮自評(píng)量表(self-rating anxiety scale，SAS)由20個(gè)條目構(gòu)成，用于評(píng)定焦慮的主觀感受。量表得分越高焦慮程度越高。SAS標(biāo)準(zhǔn)分的分界值為50分，其中50～59分為輕度焦慮，60～69分為中度焦慮，69分以上為重度焦慮。由被試者填寫。

抑郁自評(píng)量表(self-rating depression scale，SDS)能相當(dāng)直觀地反映抑郁患者的主觀感受及其在治療中的變化，含有20個(gè)條目，包括精神性-情感癥狀兩個(gè)項(xiàng)目、軀體性障礙8個(gè)項(xiàng)目、精神運(yùn)動(dòng)性障礙兩個(gè)項(xiàng)目、抑郁性心理障礙8個(gè)項(xiàng)目。按照中國(guó)常模結(jié)果，SDS標(biāo)準(zhǔn)分的分界值為53分，53～62分為輕度抑郁，63～72分為中度抑郁，72分以上為重度抑郁。由被試者填寫。

評(píng)估工作由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院臨床心理科醫(yī)師及環(huán)境與兒童健康實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)人員共同完成。

1.2.2 磁共振數(shù)據(jù)收集

所有磁共振圖像都是采集于華東師范大學(xué)上海市磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西門子3.0 T磁共振成像掃描儀(德國(guó)西門子公司Siemens Trio 3.0 T)。

具體的掃描序列及其參數(shù)如下：(1)高分辨T1加權(quán)結(jié)構(gòu)像，采用的是磁化準(zhǔn)備快速自旋回波序列，參數(shù)為：矢狀位192層(三維成像)，層厚1 mm，層間距0.5 mm，TR 1900 ms，TE 3.42 ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間為900 ms，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，翻轉(zhuǎn)角為9度，采集矩陣為256×256。(2)靜息態(tài)功能磁共振成像采用的是平面回波序列。序列參數(shù)為：橫斷位30層，層厚4 mm，層間距0.8 mm，TR 2000 ms，TE 30 ms，翻轉(zhuǎn)角為90度，F(xiàn)OV 220 mm×220 mm，采集矩陣為64×64。

囑受試者安靜平臥于檢查床，緊密填充海綿墊以固定頭部，保持閉眼清醒、平靜呼吸，盡量不要做任何動(dòng)作和意向性思維活動(dòng)。棉球塞耳以減輕機(jī)器噪音對(duì)患者的影響。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理及分析

(1)預(yù)處理。本研究使用Data Processing Assistant for Resting-state fMRI (DPARSF，http://www.resffmri.net/forum/DPARSF)軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理?？紤]到機(jī)器的不穩(wěn)定性以及受試者對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，首先去除每個(gè)被試的前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)，然后對(duì)剩余的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間層校正和頭動(dòng)校正。頭動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為2 mm (平動(dòng))或2°(轉(zhuǎn)動(dòng))，并沒(méi)有被試由于頭動(dòng)過(guò)大被排除。隨后使用統(tǒng)一分割算法把每個(gè)被試的全腦圖分割成灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液，同時(shí)對(duì)每個(gè)被試頭動(dòng)矯正后的圖像進(jìn)行空間標(biāo)準(zhǔn)化并重采樣成3 mm×3 mm×3 mm。隨后使用線性回歸去除6個(gè)頭動(dòng)參數(shù)、白質(zhì)和腦脊液信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)的影響。最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑(半高寬為6 mm的高斯平滑盒)、去線性漂移以及低頻(0.01～0.08 Hz)過(guò)濾處理。(2) VMHC分析。VMHC通過(guò)REST (http://www.restfmri.net)軟件包計(jì)算獲得。隨后提取受試者經(jīng)預(yù)處理并配準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)蒙特利爾空間腦半球內(nèi)每個(gè)體素時(shí)間序列，并計(jì)算其和對(duì)側(cè)鏡像體素之間的Pearson相關(guān)系數(shù)，即VMHC值。隨后進(jìn)行Fisher z-轉(zhuǎn)換改善正態(tài)分布。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPM8軟件對(duì)網(wǎng)癮組、對(duì)照組的VMHC腦圖分別進(jìn)行雙樣本的t檢驗(yàn)。經(jīng)多重比較校正后P＜0.05(AlphaSim校正，單體素的P＜0.001，對(duì)應(yīng)的最小團(tuán)塊是45體素。校正參數(shù)：灰質(zhì)mask，平滑盒=10 mm，1000次模擬)的腦區(qū)定義為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的區(qū)域。采用SPSS 20.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Spearman相關(guān)分析組間差異腦區(qū)平均VMHC值和被試神經(jīng)精神心理量表評(píng)估的關(guān)系。使用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析差異腦區(qū)平均VMHC值對(duì)于青少年網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組被試者特征

網(wǎng)癮組和對(duì)照組在性別、年齡、教育程度和神經(jīng)精神心理量表評(píng)分之間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組被試者的上網(wǎng)時(shí)間(h/d)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表1。

2.2 兩組被試基于VMHC的靜息態(tài)fMRI影像學(xué)結(jié)果

2.2.1 兩組被試者VMHC值分析

對(duì)比對(duì)照組，網(wǎng)癮組內(nèi)側(cè)前額葉[團(tuán)塊大小=50體素；峰值點(diǎn)坐標(biāo)(MNI空間)：x=3，y=33，z=57)]顯示增強(qiáng)的VMHC(VMHC值：網(wǎng)癮組=0.45，對(duì)照組=0.29，T=4.32，P＜0.001)，見(jiàn)圖1。

表1 兩組被試者特征Tab.1 The characteristic of two groups of participant

圖1 網(wǎng)癮組內(nèi)側(cè)前額葉增強(qiáng)的VMHC (Colorbar代表的是T值)Fig. 1 Enhanced VMHC value of the medial prefrontal cortex in IA group(Colorbar stands for T value).

圖2 網(wǎng)癮組被試者內(nèi)側(cè)前額葉平均VMHC值和周上網(wǎng)時(shí)間(d/周)存在顯著正相關(guān)Fig. 2 Significant positive correlation between the mean VMHC value of the medial prefrontal cortex and the weekly online time (day/week) in IA group

2.2.2 差異腦區(qū)VMHC值與行為、認(rèn)知狀態(tài)的相關(guān)性分析

內(nèi)側(cè)前額葉平均VMHC值與網(wǎng)癮組被試者的周上網(wǎng)時(shí)間存在顯著正相關(guān)(r=0.48，P=0.003)，見(jiàn)圖2。

2.2.3 基于VMHC方法的靜息態(tài)功能磁共振成像對(duì)于青少年網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷價(jià)值

圖3 ROC曲線評(píng)價(jià)基于VMHC方法的靜息態(tài)功能磁共振成像對(duì)于青少年網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷價(jià)值Fig. 3 VMHC diagnostic value of resting-state fMRI for IA adolescents by ROC curve.

通過(guò)ROC曲線評(píng)價(jià)基于VMHC方法的靜息態(tài)功能磁共振成像對(duì)于青少年網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷價(jià)值。ROC曲線分析結(jié)果顯示，ROC曲線下面積為0.86(P＜0.001)，最佳閾值=0.41，敏感度=0.72，特異度=0.94(圖3)，提示基于VMHC方法的靜息態(tài)功能磁共振成像對(duì)于青少年網(wǎng)絡(luò)成癮的診斷具有一定準(zhǔn)確性，內(nèi)側(cè)前額葉的平均VMHC值可以有效地區(qū)別網(wǎng)癮組和對(duì)照組。

3 討論

青少年網(wǎng)癮問(wèn)題已引起我國(guó)醫(yī)學(xué)和心理學(xué)界的重視，積累了主要基于診斷量表的網(wǎng)癮檢出率的數(shù)據(jù)(5.3%～23.6%)，但報(bào)道數(shù)據(jù)相差較大，根本原因是仍缺少腦神經(jīng)生物學(xué)的機(jī)制研究。隨著神經(jīng)影像等檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展和臨床運(yùn)用，人們對(duì)于網(wǎng)癮腦機(jī)制方面的研究也越來(lái)越多，但這些成果仍不足以對(duì)網(wǎng)癮的發(fā)生機(jī)制作出詳細(xì)而準(zhǔn)確的解釋，而對(duì)網(wǎng)癮診斷標(biāo)準(zhǔn)的完善也需結(jié)合腦機(jī)制方面的研究[18]。本研究使用一種新的方法VMHC來(lái)研究青少年網(wǎng)癮被試的半球間功能連接的變化，希望結(jié)果能夠有助于網(wǎng)癮發(fā)生機(jī)制的理解以及網(wǎng)癮癥狀的診斷。

3.1 網(wǎng)癮青少年的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能連接異常

本研究發(fā)現(xiàn)，相比與對(duì)照組，網(wǎng)癮組的內(nèi)側(cè)額葉顯示增強(qiáng)的半球間功能連接。眾所周知，內(nèi)側(cè)額葉是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的核心腦區(qū)之一[19]。默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)是人腦靜息狀態(tài)下最重要的腦網(wǎng)絡(luò)之一，該網(wǎng)絡(luò)涉及情緒調(diào)控和自我參考功能，包括評(píng)估內(nèi)在和外在線索的突顯性、記憶過(guò)去以及計(jì)劃未來(lái)等，這些是網(wǎng)絡(luò)成癮疾病的重要診斷指標(biāo)[20]。之前的研究已經(jīng)表明成癮性疾病與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)改變的功能連接有關(guān)系[21-22]。一個(gè)最近的尼古丁成癮研究發(fā)現(xiàn)尼古丁的消耗與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)減少的活動(dòng)有關(guān)系，作者解釋尼古丁消耗也許涉及到網(wǎng)絡(luò)信息處理從內(nèi)到外的一個(gè)轉(zhuǎn)變[23]。另一個(gè)海洛因成癮研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)顯示異常的功能連接，提示這也許和成癮者下降的注意力和自我監(jiān)控相關(guān)的認(rèn)知控制功能[24]。酗酒研究通過(guò)圖論的方法也發(fā)現(xiàn)患者的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生功能連接紊亂[25]。研究已經(jīng)表明網(wǎng)絡(luò)成癮和其他的成癮疾病有著相似的神經(jīng)機(jī)制[26-27]，且默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的功能連接變化有可能作為一個(gè)識(shí)別網(wǎng)癮疾病的生物學(xué)指標(biāo)[20]。本研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)癮青少年的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)半球間功能連接增強(qiáng)，提示這種過(guò)度的連接也許造成了網(wǎng)癮被試內(nèi)外信息調(diào)控的失衡，從而導(dǎo)致被試自我控制功能下降而沉溺于網(wǎng)絡(luò)。

3.2 網(wǎng)癮青少年的內(nèi)側(cè)額葉和網(wǎng)癮程度相關(guān)

本研究也發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)額葉的平均VMHC值與被試的上網(wǎng)時(shí)間成正相關(guān)，并且可以有效區(qū)分網(wǎng)癮組和對(duì)照組。內(nèi)側(cè)額葉的主要功能是涉及到情緒響應(yīng)[28-29]。兩個(gè)fMRI研究發(fā)現(xiàn)相比于對(duì)照組，青少年網(wǎng)癮組的內(nèi)側(cè)額葉顯示更高的灌注[27]和ReHo[30]。Ding等[26]發(fā)現(xiàn)網(wǎng)癮者的內(nèi)側(cè)前額葉的激活與網(wǎng)癮量表的總分相關(guān)，作者認(rèn)為前額葉皮層的功能受損可能與網(wǎng)癮青少年的高沖動(dòng)相關(guān)。Hormes等[31]發(fā)現(xiàn)被試的網(wǎng)絡(luò)使用情況與情緒測(cè)評(píng)量表存在顯著的正相關(guān)，這提示網(wǎng)絡(luò)成癮也許是情緒調(diào)控異常的一種升級(jí)表現(xiàn)，并進(jìn)一步加強(qiáng)被試對(duì)藥物以及非藥物的渴望和依賴。另外，大樣本的行為學(xué)研究表明，實(shí)驗(yàn)者的情緒調(diào)控功能異常情況能夠預(yù)測(cè)被試的網(wǎng)癮程度，提示情緒調(diào)控與網(wǎng)絡(luò)成癮之間存在一種直接的關(guān)系，情緒失控可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)成癮進(jìn)而產(chǎn)生更大的負(fù)性情緒[32]。研究還表明，被試的情緒智力(emotional intelligence，EI)可以用來(lái)預(yù)測(cè)成癮相關(guān)的行為學(xué)表現(xiàn)，例如賭博、上網(wǎng)、打電子游戲等[33]。所以，筆者推測(cè)本研究網(wǎng)癮組內(nèi)側(cè)額葉增強(qiáng)的VMHC也許提示，該腦區(qū)的功能受損可能導(dǎo)致紊亂的情緒調(diào)控，這可能和網(wǎng)癮青少年的高沖動(dòng)相關(guān)。

綜上所述，本研究使用VMHC的方法發(fā)現(xiàn)青少年網(wǎng)癮默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的核心腦區(qū)內(nèi)側(cè)前額葉的半球間功能連接增強(qiáng)，并且這個(gè)腦區(qū)的平均VMHC值和參與者的上網(wǎng)時(shí)間存在顯著正相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明內(nèi)側(cè)前額葉的功能改變與人類情緒的控制和成癮行為有關(guān)，這進(jìn)一步補(bǔ)充了關(guān)于理解網(wǎng)癮發(fā)生機(jī)制的證據(jù)，并且這個(gè)腦區(qū)的平均VMHC值也許可以作為一個(gè)診斷網(wǎng)癮被試的指標(biāo)。

利益沖突：無(wú)。