家庭关系通过额中回影响青少年网络游戏成瘾的神经机制研究

《BMC Psychology》：The middle frontal gyrus as a neural mediator between family relationships and internet addiction among adolescents with internet gaming disorder: a cross-sectional study

本研究针对青少年网络游戏成瘾（IGD）的防治难题，通过静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术，首次揭示额中回（MFG）在家庭关系与IGD间的中介作用。发现家庭亲密度降低通过增强MFG自发活动加剧成瘾行为，且MFG-脑岛功能连接与家庭冲突正相关，为基于神经调控的IGD干预提供了新靶点。

　　

在数字浪潮席卷全球的今天，网络游戏已成为青少年群体中最受欢迎的娱乐活动之一。然而，当虚拟世界的吸引力超越现实生活，一种被称为网络游戏成瘾（Internet Gaming Disorder, IGD）的心理行为问题逐渐浮出水面。这种成瘾行为表现为过度沉迷于网络游戏，即使面临人际交往受损、社会功能下降以及身心健康问题等长期负面后果，也难以自控。最新流行病学调查显示，青少年IGD的总体患病率高达8.8%，而在亚洲地区，这一数字更是攀升至9.9%，位居四大洲之首。面对如此严峻的形势，深入探究影响青少年IGD发展的因素显得尤为重要。

家庭作为青少年成长的首要环境，其内部关系质量对青少年发展具有深远影响。家庭关系主要体现在家庭成员之间的亲密度、情感表达和矛盾冲突等方面，特别是在父母与青少年之间的互动质量。进入青春期后，青少年的成长环境发生显著变化，他们开始逐渐脱离家庭束缚，迈向独立。研究发现，家庭关系不良的青少年更倾向于借助网络游戏来逃避现实中的负面情绪。与健康同龄人相比，IGD青少年往往感知到更为消极的家庭关系，表现为亲密度低、情感表达有限以及冲突频繁。缺乏家庭关爱、高频率的家庭冲突以及单亲家庭环境等因素均被确认为IGD的风险因素。在充满心理虐待的家庭环境中成长的青少年，可能在虚拟世界中寻求支持，进而逐渐发展为IGD。

与此同时，神经科学研究为理解IGD的机制提供了新视角。静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）技术能够检测大脑的自发神经活动。针对IGD的脑自发活动研究发展迅速，为了解IGD的神经机制以及区分IGD群体与正常人群提供了可能。已有研究表明，IGD个体存在大脑功能和结构的改变。但需要特别注意的是，青春期是认知和行为大脑发育的关键时期，青少年与成人的大脑自发活动存在差异。青少年IGD的脑自发活动异常主要集中在外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC），该脑区在参与网络游戏时被激活，导致冲动性增加、控制能力低下、认知功能受损以及额顶网络（frontal-parietal networks, FPN）发育不良。因此，针对青少年这一IGD高发群体的脑机制研究具有独特重要性。

神经影像学技术的进步使得探索家庭关系与青少年IGD联系的神经机制成为可能。研究表明，家庭关系能够影响青少年大脑功能和结构的发育。家庭关系在由青少年前额叶皮层介导的认知控制中扮演重要角色。家庭关系的高亲密度能够促进青少年大脑认知控制功能的发展，提高儿童的认知灵活性。在支持性家庭环境中成长的儿童表现出更强的执行功能（executive function, EF）。相反，暴露于压力相关的家庭环境可能对前额叶皮层发育产生不利影响。家庭关系中的高冲突会导致青少年左侧前额叶皮层激活的纵向增加。攻击性家庭关系会导致青少年前额叶皮层发育不良。此外，一些研究发现，IGD青少年的家庭关系与由前额叶-纹状体回路介导的奖赏敏感性有关。家庭支持能够显著缓冲焦虑对青少年执行功能的负面预测效应。

尽管家庭关系和脑自发活动在IGD发展中均扮演重要角色，但家庭关系与IGD之间关系的神经生物学机制仍不清楚。I-PACE模型（the Interaction of Person-Affect-Cognition-Execution model）为解释IGD的发展和维持提供了一个广受认可的框架。该模型整合了心理和神经生物学因素，提出个体倾向性（如人格特质、动机和心理病理学）与情感状态（如压力、焦虑、抑郁）和认知过程（如奖赏敏感性、偏差期望）相互作用，影响行为执行。特别是执行功能缺陷，包括抑制控制或计划能力受损，可能加剧适应不良行为，形成维持成瘾模式的反馈循环。总体而言，I-PACE模型为研究IGD的神经和行为机制提供了一个全面的理论框架。

基于当前研究现状，张一等人的研究聚焦于青少年群体，采用rs-fMRI技术评估脑自发活动，具体测量低频振荡幅度（mean amplitude of low-frequency fluctuation, mALFF）和功能连接（functional connectivity, FC），分析量表与mALFF之间的相关性，并进一步探讨脑自发活动在家庭关系与IGD之间的中介作用。该研究旨在为青少年IGD的预防策略和干预措施提供更好的科学依据。

为开展此项研究，研究人员采用了横断面设计。研究招募了52名IGD青少年作为IGD组，51名正常青少年作为健康对照（healthy control, HC）组。参与者年龄在12-18岁之间，IGD组男女比例为45:7，HC组为41:10。IGD的诊断基于《精神疾病诊断与统计手册》第五版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, DSM-5）标准确立。采用Young网络成瘾量表（Young Internet Addiction Scale, YIAS）评估青少年网络成瘾严重程度，使用中文版家庭环境量表（Chinese version of the Family Environment Scale, FES-CV）评估家庭关系。通过静息态功能磁共振成像评估青少年脑自发活动，使用西门子Magnetom Prisma 3.0T MRI扫描仪采集数据。数据预处理包括数据格式转换、时间点排除、层时间校正、头动校正、空间标准化、线性漂移去除、协变量回归、带通滤波和数据清洗等步骤。统计分析使用SPSS 22.0进行，脑成像数据采用DPABI工具箱进行高斯随机场（Gaussian random field, GRF）校正。

主要技术方法

本研究采用横断面设计，招募了52名符合DSM-5诊断标准的IGD青少年和51名健康对照。通过Young网络成瘾量表（YIAS）和中文版家庭环境量表（FES-CV）评估心理行为特征。使用3.0T磁共振扫描仪采集静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据，采用血氧水平依赖（BOLD）序列。数据分析包括计算低频振荡幅度（mALFF）和功能连接（FC），使用DPABI工具箱进行预处理和统计分析，采用SPSS Process程序进行中介效应分析。

结果

两组一般社会学资料和YIAS、FES-CV比较

两组在年龄、受教育年限和性别方面无统计学显著差异。然而，两组在YIAS分数以及FES-CV的矛盾性和亲密性分数上存在显著差异（P<0.05）。情感表达分数未见显著差异。

mALFF结果

与HC组相比，IGD组右侧顶上小叶、右侧顶下小叶、右侧中央前回、右侧缘上回、右侧中央后回、右侧背外侧额上回、右侧辅助运动区（supplementary motor area, SMA）和右侧额中回（middle frontal gyrus, MFG）的mALFF值显著升高

。而IGD组左侧小脑上脚、双侧直回、左侧梭状回、双侧颞极、左侧海马旁回、左侧眶部额上回和左侧内侧眶部额上回的mALFF值显著降低

。

家庭关系、脑自发活动与网络成瘾的相关性分析

相关性分析显示，在IGD组中，仅有亲密度、MFG和网络成瘾三者之间存在显著的两两相关。Pearson相关分析显示，家庭关系中的亲密度与MFG呈负相关（r=-0.443, p<0.01），亲密度与网络成瘾呈负相关（r=-0.474, p<0.01），网络成瘾与MFG呈正相关（r=0.557, p<0.01）。

MFG在家庭关系与网络成瘾中的中介作用

以IGD组MFG的mALFF值为中介变量，IGD组的亲密度为自变量，IGD组的YIAS分数为因变量建立中介模型。结果显示，家庭关系显著负向预测IGD青少年的网络成瘾（β=-0.289, P<0.05），家庭关系显著负向预测MFG（β=-0.414, P<0.05）。当纳入中介变量后，家庭关系对网络成瘾的直接效应仍然显著（β=-0.289, P<0.05），而MFG显著正向预测网络成瘾（β=0.441, P<0.05）。MFG在家庭关系与网络成瘾之间起中介作用，中介效应值为-0.183，效应占比为38.77%

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MFG的FC结果

以右侧MFG作为感兴趣区（region of interest, ROI）进行FC分析发现，与HC组相比，IGD组右侧MFG与双侧SMA、双侧中央前回、右侧中央后回、双侧扣带回和旁扣带回、双侧中央旁小叶、右侧缘上回、右侧背外侧额上回、右侧罗兰迪克岛盖和右侧脑岛的功能连接显著增强

。

IGD组MFG的FC与FES-CV的相关性分析

Pearson相关分析显示，从MFG到右侧脑岛的FC值与家庭关系中的冲突呈正相关（r=0.349, p<0.05）

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讨论与结论

本研究首次揭示了额中回（MFG）在青少年家庭关系与网络游戏成瘾（IGD）之间的中介作用，证实了心理因素与神经生物学机制之间的内在联系。研究发现家庭亲密度降低与网络成瘾严重程度呈负相关，这与此前研究一致。低亲密度的家庭环境可能增强青少年的逃避动机，促使他们转向网络游戏以寻求虚拟世界中的社会互动。而高亲密度的家庭则能通过沟通和分享促进适应性情绪调节策略，提供归属感和安全的情感宣泄口，从而帮助调节外部压力源。

MFG的中介作用机制可以从I-PACE模型框架得到解释。MFG作为认知控制网络的关键节点，在情绪调节中扮演重要角色。青少年时期认知控制能力尚在发育，其神经可塑性以及社会因素对神经系统的影响，导致前额叶皮层厚度发生与发展变化，这些变化与认知和情绪均相关。因此，青少年家庭关系能够影响大脑功能和结构的发育。根据IGD的认知行为模型，来自低亲密度家庭的青少年往往具有更高的奖赏敏感性和更低的认知控制能力，导致对网络游戏的渴望更强烈且难以控制这些冲动。这与I-PACE模型相吻合，即情感和认知的相互作用，以及如MFG所代表的执行功能受损，共同导致了适应不良的游戏行为。

功能连接分析结果显示，以MFG为ROI发现的异常功能连接脑区主要位于额顶网络（FPN）内。DLPFC是FPN的核心节点，并参与青春期的反馈学习。家庭关系也被发现与FPN相关，这表明IGD青少年FPN的异常功能连接可能是由于不良家庭关系导致的认知功能和情绪调节能力受损所致。此外，研究发现MFG到右侧脑岛的功能连接值与IGD组的家庭冲突呈正相关。脑岛是情绪处理的关键区域，也是成瘾行为的关键脑区之一。MFG和脑岛是重要脑网络中的关键节点，在情绪反应中发挥作用，它们也参与调节情绪的前额叶-边缘回路。MFG与脑岛之间的异常功能连接可能源于青春期青少年对外部环境感知发生变化的同时，父母的教养方式未能相应调整，导致IGD青少年情绪处理能力较差，且更不愿意与家人分享负面情绪。家庭分歧，特别是当青少年对严厉的教养方式产生愤怒反应时，可能导致冲突，形成家庭不和。

这项发表在《BMC Psychology》上的研究具有重要的理论与实践意义。在理论层面，它创新性地整合了心理学与神经影像学方法，为理解家庭环境如何通过影响大脑发育进而导致青少年行为问题提供了直接的神经生物学证据，深化了对I-PACE模型中"执行功能"环节的神经基础的认识。在实践层面，研究结果指出MFG可能成为干预IGD的新靶点，例如通过经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）等技术调节MFG的活动性，可能为降低IGD风险提供新的非药物干预思路。同时，研究结果强调了改善家庭关系，特别是提升家庭亲密度，对于预防和干预青少年IGD的重要性，为家庭治疗和认知行为疗法（Cognitive Behavioral Therapy, CBT）提供了神经科学依据。

尽管本研究存在横断面设计无法推断因果关系、样本IGD严重程度普遍较轻、男女比例不均、样本量相对较小以及依赖青少年自我报告问卷等局限性，但其首次揭示了MFG在家庭关系与青少年网络成瘾间的中介作用，证实了结合心理学与神经影像学方法的跨学科设计的价值。研究结果表明，改善家庭关系（如增加亲密度）可能通过调节MFG功能来降低IGD风险，这为针对青少年IGD的神经反馈干预提供了新的见解。虽然样本为中国青少年，但先前研究表明与IGD相关的心理和行为机制具有跨文化不变性，因此本研究结果可能适用于具有相似家庭文化背景的其他人群。

总而言之，该研究通过神经科学视角揭示了家庭环境影响青少年网络游戏成瘾的内在机制，证实了额中回作为连接心理社会因素与成瘾行为的重要神经桥梁，为开发基于脑机制的新型干预策略奠定了科学基础，对促进青少年心理健康发展具有重要的启示意义。