Internet gaming disorder: dynamic functional connectivity and graph theory

Het menselijk brein is geen statische machine die op een enkele, onveranderlijke frequentie bromt. In plaats daarvan is het een dynamisch landschap waar verschillende groepen neuronen oplichten en weer vervagen in verschuivende patronen, zelfs wanneer iemand simpelweg rust met de ogen gesloten. Wetenschappers gebruiken al lang hersenscans om deze verbindingen in kaart te brengen, maar lange tijd behandelden ze het brein als een foto, waarbij ze een enkel, wazig gemiddelde van de activiteit over meerdere minuten vastlegden. Deze benadering gaat ervan uit dat de bedrading van het brein gedurende de hele scan hetzelfde blijft, een idee dat modern onderzoek steeds vaker betwijfelt. We weten nu dat de verbindingen in het brein snel fluctueren en zichzelf elke paar seconden herorganiseren in duidelijke, tijdelijke toestanden. Het begrijpen van deze vluchtige momenten is cruciaal voor het ontrafelen van hoe het brein werkt, en nog belangrijker, hoe het uiteenvalt bij condities zoals verslaving. Wanneer mensen afhankelijk worden van internetgaming, ondergaan hun hersenen diepgaande veranderingen, maar het is onduidelijk of deze veranderingen een constante, globale verstoring zijn of iets specifiekers dat alleen gebeurt tijdens bepaalde momenten van mentale activiteit.

Een team van onderzoekers aan het First Affiliated Hospital van Zhengzhou University besloot dit probleem met een scherpere lens te bekijken. Ze bestudeerden 58 individuen bij wie de diagnose internet gaming disorder was gesteld en 56 gezonde vrijwilligers, die allen een resting-state functionele MRI-scan ondergingen. In plaats van de gehele scan te middelen tot één beeld, braken de onderzoekers de gegevens af in minuscule segmenten, waarbij ze keken naar hoe hersengebieden gedurende korte tijdvensters met elkaar verbonden waren. Vervolgens gebruikten ze een computermethode om deze vluchtige patronen te groeperen in vier terugkerende "toestanden" of configuraties die het brein herhaaldelijk bezocht. Denk bij deze toestanden aan verschillende stemmingen of werkmodi waar het brein doorheen cyclust, elk met zijn eigen unieke kaart van verbindingen. Het team stelde vervolgens een eenvoudige maar diepgaande vraag: brengen mensen met internet gaming disorder hun tijd in deze toestanden anders door dan gezonde mensen, en is de interne structuur van deze toestanden anders?

De resultaten onthulden een verhaal dat veel genuanceerder is dan een simpel "kapot brein". De onderzoekers ontdekten dat de hersenen van mensen met internet gaming disorder niet de hele tijd ongeorganiseerd leken. In plaats daarvan werd de stoornis gekenmerkt door een specifieke verandering in hoe het brein tussen deze toestanden bewoog en hoe het functioneerde wanneer het zich in één specifieke toestand bevond. Mensen met de stoornis brachten minder tijd door in twee van de vier toestanden, specifiek de toestanden waarin de hersengebieden het sterkst verbonden waren en het meest efficiënt samenwerkten. Ze verlieten deze sterk verbonden toestanden ook sneller, waardoor ze er korter in bleven. Omgekeerd brachten zij meer tijd door in een toestand waarin de verbindingen in het brein zwakker en minder geïntegreerd waren. Dit suggereert dat het verslaafde brein meer moeite heeft om te wennen aan de efficiënte, gecoördineerde werkmodi die nodig zijn voor zelfbeheersing en doelgericht denken, en in plaats daarvan de voorkeur geeft aan het langer verblijven in een meer gefragmenteerde, minder verbonden modus.

De meest opvallende ontdekking was echter niet alleen hoe lang het brein in een toestand bleef, maar wat er binnen die toestand gebeurde wanneer het die bereikte. De onderzoekers ontdekten dat de verstoring beperkt was tot één specifieke toestand. In deze ene specifieke configuratie waren de hersennetwerken van mensen met internet gaming disorder aanzienlijk minder efficiënt dan die van de gezonde controlegroep. De verbindingen tussen verschillende delen van het brein waren zwakker, en de paden waarlangs informatie door het netwerk kon reizen, waren langer en minder direct. Dit betekende dat het brein moeite had om informatie uit verschillende regio's te integreren, een proces dat essentieel is voor het nemen van beslissingen en het remmen van impulsen. Cruciaal was dat deze inefficiëntie niet aanwezig was in de andere drie toestanden die het brein bezocht. De stoornis veroorzaakte geen globale instorting van de hersenorganisatie; in plaats daarvan creëerde het een specifieke flessenhals die alleen optrad wanneer het brein in deze specifieke modus van werken terechtkwam.

De studie vond ook dat dit specifieke hersenpatroon gekoppeld was aan de ernst van de verslaving. De onderzoekers gebruikten de hersendata om de scores van de deelnemers op een standaardtest voor internetverslaving te voorspellen. Ze ontdekten dat hoe ernstiger de verslaving, hoe prominenter de inefficiëntie in die specifieke toestand was. Deze connectie hield stand, zelfs toen de onderzoekers hun bevindingen herhaaldelijk testten om er zeker van te zijn dat het geen toevalstreffer was. Dit suggereert dat de mate waarin het brein erin slaagt zichzelf efficiënt te organiseren op dat specifieke moment, een directe reflectie is van hoe diep de persoon door de stoornis wordt getroffen. De bevindingen bieden een nieuwe manier om verslaving te begrijpen, waarbij men weg beweegt van het idee van een permanent beschadigd brein naar een visie op een brein dat moeite heeft om zijn meest efficiënte werkmodi te bereiken of te behouden.

Hoewel deze bevindingen een duidelijker beeld geven van de neurale mechanica van internet gaming disorder, merken de onderzoekers voorzichtig op dat dit een momentopname is. De studie was transversaal, wat betekent dat het twee groepen op een enkel punt vergeleek in plaats van hen jarenlang te volgen. Daarom is het nog niet bekend of deze specifieke hersenpatronen de oorzaak van de verslaving zijn, een gevolg ervan, of een teken dat het brein worstelt met het opvangen van de symptomen. De deelnemers waren ook overwegend mannelijk en de studie werd op één locatie uitgevoerd, wat betekent dat de resultaten mogelijk niet voor iedereen gelden. Desalniettemin toont het werk aan dat de sleutel tot het begrijpen van complexe gedragsstoornissen kan liggen in het kijken naar de moment tot moment fluctuaties van het brein in plaats van naar de gemiddelde staat. Door de precieze momenten te identificeren waarop de organisatie van het brein tekortschiet, kunnen wetenschappers beginnen met het ontwikkelen van meer gerichte manieren om mensen te helpen de controle terug te krijgen, potentieel door zich te richten op therapieën die het brein helpen om die efficiënte, goed verbonden toestanden te leren betreden en te behouden.