针对在线游戏玩家的经颅直流电刺激
2019年11月9日
我们提出了一项针对在线游戏玩家应用经颅直流电刺激（tDCS）及神经影像评估的实验方案与可行性研究。
本方案采用一种名为经颅直流电刺激（tDCS）的非侵入性脑调控技术，以减少在线游戏使用。与其他脑刺激技术相比，tDCS 操作简便、安全性高且成本低廉。我们还使用神经影像技术评估与刺激相关的脑部变化。
在招募在线游戏参与者和非在线游戏参与者后，向每位参与者说明研究目的、主要实验流程以及参与研究可能涉及的任何潜在风险。在回答所有疑问后，获取其书面知情同意。让每位参与者填写问卷，例如网络成瘾测试（Internet Addiction Test）和简式自我控制量表（Brief Self Control Scale）；并要求参与者报告每周平均玩游戏的小时数。
进行FDG PET扫描时，向每位受试者注射185至222兆贝可的FDG；然后让受试者在黑暗、安静的房间内仰卧休息45分钟，并闭上眼睛，以利于FDG摄取。摄取期结束后，使用PET/CT扫描仪采集横断面发射图像和CT图像，扫描时间约为15分钟，并应用标准的衰减校正、滤波和重建技术。在基线评估后的一周内，让受试者坐在检查室的椅子上，将tDCS设备的参数设置为在30秒内逐渐增加至2毫安。
保持此电流29分钟，然后在最后30秒内逐渐降至零毫安。将按照国际10-20系统制作的头帽戴在受试者头部，并在F3处标记左侧背外侧前额叶皮层，在F4处标记右侧背外侧前额叶皮层。取下头帽后，将两个海绵电极放入经颅直流电刺激（tDCS）头带的橡胶固定架中，并用生理盐水溶液浸湿电极。清除电极放置区域头皮上的化妆品、污垢或汗液，将头带戴在受试者头部，使阳极电极位于F3上方，阴极电极位于F4上方。然后使用导线将电极连接至tDCS设备。
打开设备，并要求受试者报告在tDCS会话期间或之后出现的任何不良反应。30分钟刺激结束后，关闭设备并从受试者身上移除电极。在最后一次会话后一周内，再次发放相同的问卷，并采集治疗后的FDG-PET扫描图像。
对于影像数据的预处理，使用适当的软件包将DICOM文件转换为NIfTI文件，并将所有PET图像空间标准化至标准PET模板。创建左侧和右侧背外侧前额叶皮层的二值掩膜后，利用这些掩膜提取左侧和右侧背外侧前额叶皮层的局部脑葡萄糖代谢率。然后计算背外侧前额叶皮层局部脑葡萄糖代谢率的不对称指数。
阳性指数表示葡萄糖代谢右侧高于左侧的不对称性。在此项代表性分析中，共招募了15名游戏玩家和10名非游戏玩家。经颅直流电刺激（tDCS）干预成功降低了游戏玩家的网络成瘾测试评分和每周游戏时间，并改善了其简式自我控制量表评分。
在游戏玩家中，互联网成瘾测试评分的变化与简式自我控制量表评分的变化之间也发现了显著的负相关关系。正电子发射断层扫描（PET）分析显示，在基线水平时，游戏玩家组与非游戏玩家组的背外侧前额叶皮层不对称指数存在显著差异。值得注意的是，在接受经颅直流电刺激（tDCS）干预后，游戏玩家组的背外侧前额叶皮层不对称指数显著降低。
进行该操作时，必须确保参数设置正确，并将电极准确放置在刺激部位上方。可通过将真实tDCS与假tDCS进行比较，以验证其有效性。此外，也可采用其他神经影像学方法（如fMRI）来评估脑部变化。
这些方案可被调整用于探索新的治疗方案，或其他精神疾病或神经系统疾病。
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概述
本研究介绍了一种利用经颅直流电刺激（tDCS）减少网络游戏使用的方案，并结合了神经影像学评估。与其他脑刺激技术相比，该方法具有无创、操作简便和成本低廉的优点。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为科学
- 神经影像学
背景
- 经颅直流电刺激（tDCS）是一种非侵入性脑调控技术。
- 研究表明，tDCS能够影响认知和行为功能。
- 网络游戏成瘾是现代社会日益关注的问题。
- 神经影像学可用于评估与刺激相关的脑部变化。
研究目的
- 评估使用经颅直流电刺激（tDCS）减少网络游戏使用行为的可行性。
- 利用神经影像学技术评估与经颅直流电刺激相关的脑部变化。
- 收集参与者的游戏习惯及其成瘾程度的相关数据。
使用的方法
- 招募线上及非线上游戏玩家。
- 知情同意过程，包括研究目的和风险的说明。
- 实施问卷调查，如网络成瘾测试。
- 神经影像学评估以检测大脑变化。
主要结果
- 参与者报告了其每周平均游戏时长。
- 通过问卷收集了游戏成瘾程度的数据。
- 神经影像结果表明，刺激后大脑活动出现变化。
- 在此背景下应用经颅直流电刺激（tDCS）的可行性得到证实。
结论
- 经颅直流电刺激（tDCS）是一种减少网络游戏使用的可行方法。
- 神经影像学可有效评估tDCS对大脑的影响。
- 本研究为该领域的进一步研究奠定了基础。
常见问题
行业重要性概述
本方案展示了一种结合神经影像学读数的非侵入性神经调控方法，用于评估数字成瘾模型中的靶点参与度及行为学结果。将经颅直流电刺激（tDCS）与氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）相结合，可定量测量脑区代谢变化，有助于在神经精神疾病相关靶点的早期验证阶段进行机制性风险评估。可行性数据为评估tDCS作为调节前额叶皮层环路（该环路参与冲动控制与奖赏处理）的工具提供了基础。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过靶向神经调节，探究背外侧前额叶皮层不对称性在游戏相关行为表型中的因果作用。
- 操作价值：利用标准化的氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）不对称性指数，实现神经化学和临床变化的纵向追踪。
- 预测价值：支持针对前额叶皮层靶点调节强迫行为和自我控制缺陷的假设检验。
筛选与检测方法开发
- 检测准备就绪性： 建立可重复的工作流程，用于量化脑区葡萄糖代谢率的不对称性，作为药效学生物标志物。
- 可扩展性： 采用标准化电极放置位置（F3/F4）和适用于多中心研究的FDG-PET方案。
- 定量输出： 生成连续的不对称性指数测量值，支持干预前后状态之间的统计学比较。
转化与临床前研究
- 疾病相关性：建立具有临床冲动控制障碍相似特征的行为成瘾表型模型，支持神经精神疾病领域中的靶点验证。
- 转化连续性：将神经调控效应与可测量的脑代谢变化相关联，有助于外推至临床剂量和靶点结合研究。
- 风险调整后的推进：提供可行性数据，为成瘾相关适应症的进一步假手术对照试验的决策提供依据。
流程与工作流整合
该方法通过神经调节和神经成像实现靶点假设验证，契合早期发现的研究连续性，支持神经精神药物研发中从靶点识别到先导化合物优化的推进。
- 发现生物学：通过不对称代谢调节，支持探究背外侧前额叶皮层在调控游戏行为和自我控制中的功能。
- 筛选：提供标准化、可量化的神经影像读数（FDG-PET不对称指数），适用于评估不同干预条件下靶点参与情况。
- 分析：生成不对称指数计算结果，实现对不同组别及随时间变化的局部脑代谢改变进行统计学比较。
- 转化研究：将前额叶皮层神经调节与行为结局相联系，支持神经精神疾病相关生物标志物的资格认定。
- 企业级复用：建立可重复使用的神经调节-神经影像平台，适用于其他冲动控制或强迫行为模型。
运营与企业影响
- 科学价值：为行为成瘾中前额叶皮层功能失调的机制提供深入见解，减少靶点验证中的不确定性。
- 操作价值：采用安全、低成本的经颅直流电刺激（tDCS）和广泛可用的氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET），实现可重复、可扩展的神经调控研究。
- 战略价值：通过将神经调控与可量化的脑部及行为变化关联，实现基于数据的靶点优先排序。
- 组合影响：通过证明靶点参与和行为调控的可行性，支持对前额叶皮层靶点进行风险调整后的投资决策。
实施注意事项
- 需要具备神经调节设备操作、基于10-20系统的电极放置以及FDG-PET成像方案的专业知识。
- 依赖于正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）设备、放射性示踪剂（FDG）制备，以及用于计算不对称指数的标准化图像分析软件的可及性。
- 需要神经科学、影像学和行为评估团队之间进行跨团队标准化，以确保方案执行的一致性。
- 需考虑针对不同目标人群、刺激参数以及除FDG-PET以外的神经影像学终点进行方案调整。
- 受限于开放标签的可行性设计；需开展假刺激对照研究以确立疗效并排除安慰剂效应。
