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摘要背景与目的：<br>　　网络游戏成瘾(internet gaming disorder,IGD)是指在知道负面后果的情况下仍过度、不受控制地使用网络游戏。青少年由于神经奖励系统已经发育成熟,而认知控制系统尚未成熟，认知控制能力较弱，极易发展为IGD。IGD通常存在时间管理能力弱、学习成绩差、社交缺陷、家庭关系不良、精神障碍等表现，对个人、家庭及社会造成诸多不利影响。因此迫切需要更好地了解IGD的神经病理机制，以便对青少年IGD进行有效的诊疗。<br>　　先前的神经影像学证据表明，IGD患者存在脑灰质体积(gray matter volume,GMV)的改变，反映了适应性神经可塑性的改变。大脑完成各种功能的关键依赖于不同区域之间的连接和交流。有研究结合结构和功能成像，证明了青少年IGD存在大脑结构及其功能连接(functional connectivity,FC)模式的异常。但先前传统的FC分析仅能评估感兴趣区域(region of interest，ROI)与其他脑区之间的Pearson相关性，难以表征脑区之间的因果连接效应。目前青少年IGD脑结构改变的脑区与其他区域之间的信息交互作用，及其是如何与不同的神经递质系统耦合的仍不清楚。<br>　　因此，本研究的目的是基于多模态脑影像，结合结构、功能和分子数据探究青少年IGD基于GMV改变脑区的全脑因果连接异常及其相关的神经递质系统，全面探究与青少年IGD病理机制相关的神经影像学特征。<br>　　材料与方法：<br>　　1、研究对象:本研究共纳入37例青少年IGD和35名性别、年龄和教育年限匹配的健康对照(healthy control，HC)。使用《美国精神障碍诊断与统计手册》第五版 (the fifth edition of the diagnostic and statistical manual of mental disorders,DSM-V)进行IGD诊断。使用杨氏网络成瘾测试评分(young''s internet addiction test,IAT)评估IGD的严重程度。使用3.0T西门子磁共振扫描仪采集所有受试者的高清三维结构磁共振图像以及静息态功能磁共振(resting state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI) 图像。<br>　　2、预处理:使用基于MatLab2018a平台的DPARSFA工具箱对所有受试者的结构态及静息态功能磁共振图像进行预处理。<br>　　3、数据分析:(1)使用计算解剖工具箱12 (computational anatomy toolbox 12,CAT12)进行基于体素的形态测量学(voxel-based morphometric method,VBM)分析，计算青少年IGD及HC组的GMV。(3)选取两组GMV对比存在显著差异的脑区为 ROI,使用 rs-fMRI 数据分析工具箱(resting state functional magnetic resonance imaging data analysis toolkit,REST)进行格兰杰因果分析(granger causality analysis,GCA),评估ROI与全脑其他体素之间的因果功能连接。(3)将IGD组GCA分析产生的因果连接图作为输入，与JuSpace工具箱中的PET和SPECT神经递质衍生图进行空间相关性分析。<br>　　4、统计分析:首先，使用IBM SPSS 26.0软件对两组的年龄、受教育年限及IAT评分进行比较;其次，使用SPM12工具包对IGD组和HC组之间的GMV和因果功能连接进行双样本t检验，结果采用高斯随机场( gaussian random field,GRF)校正，体素水平P＜0.005,团块水平P＜0.05;最后，采用JuSpace工具箱计算青少年IGD因果连接图与PET和SPECT神经递质图谱之间的Spearman相关系数，获得独立Z分数图谱(基于神经形态测量图谱，调整空间自相关，通过排列统计确定空间相关的P值)，结果采用伪发现率(false discovery rate,FDR)进行多重比较校正。<br>　　结果：<br>　　1、所有受试者均为男性，两组在年龄(t=-0.657，P=0.514)和教育年限(t=-0.167,P=0.868)方面没有显著差异。相对于HC组，IGD组的IAT分数显著较高 (t=19.724,P＜0.001)。<br>　　2、VBM分析结果表明，与HC相比，青少年IGD左侧尾状核和右侧舌回的GMV增加(结果采用GRF校正，体素水平P＜0.005，团块水平P＜0.05)。<br>　　3、GCA结果表明，以左侧尾状核为ROI:与HC相比，青少年IGD从双侧脑岛、壳核、辅助运动区(supplementary motor area,SMA)和右侧中扣带皮层(middle cingulum cortex,MCC)到左侧尾状核的因果连接显著增加;以右侧舌回为ROI,与HC相比，青少年IGD从左侧顶上回(superior parietal gyrus,SPG)、顶下回(inferior parietal gyrus,IPG)和枕中回(middle occipital gyrus,MOG)到右侧舌回的因果连接明显减少(结果均采用GRF校正，体素水平P＜0.005，团块水平P＜0.05)。<br>　　4、空间相关性分析表明，青少年IGD全脑到左侧尾状核的因果连接与去甲肾腺素转运体(noradrenaline transporter,NAT) (rho=-0.01，P=0.002)、5-羟色胺受体(serotonin receptors,5-HT) [5-HT1b (rho=-0.10,P=0.002)、5-HT2a (rho=-0.08,P=0.003)]和多巴胺D2受体(rho=-0.09,P=0.026)的空间分布显著相关(结果经FDR校正);IGD青少年全脑到右侧舌回的因果连接与5-HT2a (rho=-0.07,P=0.023)和 γ-氨基丁酸a型(aminobutyric acid type a,GABAa) (rho=-0.06,P= 0.022)受体的空间分布显著相关(结果经FDR校正)。<br>　　结论：<br>　　1、青少年IGD左侧尾状核和右侧舌回的GMV存在改变，该区域是其神经解剖变化的关键部位。<br>　　2、基于GMV改变脑区的全脑因果连接异常涉及奖赏网络、认知控制网络和视觉注意网络在内的大脑网络，并且这些异常与多种神经递质系统相关联，可能与奖励敏感性增高、认知控制及注意力控制功能障碍有关。<br>　　3、结合多模态脑影像，从结构到功能，对青少年IGD的全脑结构和功能损伤进行了全面的研究，有助于深入了解青少年IGD神经受损的病理机制。