Patrone van brein strukturele konnektiwiteit onderskei normale gewig van oorgewig vakke (2015)

agtergrond

Veranderinge in die hedoniese komponent van ingestudeerde gedrag is as 'n moontlike risikofaktor in die patofisiologie van oorgewig en vetsugtige individue betrek. Neuroimaging bewyse van individue met 'n toenemende liggaamsmassa indeks dui op strukturele, funksionele en neurochemiese veranderinge in die uitgebreide beloning netwerk en verwante netwerke.

Doel

Om 'n meerveranderlike patroonontleding toe te pas om normale gewig en oorgewig vakke te onderskei op grond van grys en wit materiemetings.

Metodes

Strukturele beelde (N = 120, oorgewig N = 63) en diffusietensorbeelde (DTI) (N = 60, oorgewig N = 30) is verkry van gesonde kontrolepersone. Vir die totale steekproef was die gemiddelde ouderdom vir die oorgewiggroep (vrouens = 32, mans = 31) 28.77 jaar (SD = 9.76) en vir die normale gewigsgroep (vroue = 32, mans = 25) was 27.13 jaar (SD = 9.62 ). Regionale segmentering en parsellering van die breinbeelde is met behulp van Freesurfer uitgevoer. Deterministiese traktografie is uitgevoer om die genormaliseerde veseldigtheid tussen streke te meet. 'N Multivariate patroonanalise-benadering is gebruik om te ondersoek of breinmaatreëls oorgewig van individue met normale gewig kan onderskei.

Results

1. Witstofklassifikasie: Die klassifikasie-algoritme, gebaseer op 2-handtekeninge met 17-streekverbindings, het 97%-akkuraatheid behaal om individue van gewone gewig te diskrimineer. Vir beide breinhandtekeninge is groter verbindings as geïndekseer deur verhoogde veseldigtheid waargeneem in oorgewig in vergelyking met die normale gewig tussen die beloningsnetwerkstreke en streke van die uitvoerende beheer, emosionele opwekking en somatosensoriese netwerke. In teenstelling hiermee is die teenoorgestelde patroon (verminderde veseldigtheid) tussen ventromediale prefrontale korteks en die anterior insula, en tussen thalamus en uitvoerende beheer netwerk streke gevind. 2. Grys ​​materiaalklassifikasie: Die klassifikasie algoritme, gebaseer op 2 handtekeninge met 42 morfologiese kenmerke, het 69% akkuraatheid behaal om oorgewig te diskrimineer vanaf normale gewig. In beide breinhandtekeninge is streke van die beloning, salience, uitvoerende beheer en emosionele opwekkingsnetwerke geassosieer verlaag morfologiese waardes in oorgewig individue vergeleke met normale gewig individue, terwyl die teenoorgestelde patroon gesien word vir streke van die somatosensoriese netwerk.

Gevolgtrekkings

1. 'N Verhoogde BMI (dws oorgewig-vakke) word geassosieer met duidelike veranderinge in grys- en veseldigtheid van die brein. 2. Klassifikasie-algoritmes gebaseer op wit-materiaalkonnektiwiteit wat streke van die beloning en geassosieerde netwerke behels, kan spesifieke teikens vir meganistiese studies en toekomstige dwelmontwikkeling identifiseer wat gemik is op abnormale ingestelde gedrag en oorgewig / vetsug.

2.3.1. Strukturele (grys materie) MRI

Vakke (N = 120, hoë LMI N = 63) is op 'n 3.0 Tesla Siemens TRIO geskandeer nadat 'n sagittale verkenner gebruik is om die kop te plaas. Strukturele skanderings is verkry uit 4 verskillende verkrygingsreekse met behulp van 'n hoë-resolusie 3-dimensionele T1-geweegde, sagittale magnetisasie-voorbereide vinnige gradiënt eggo (MP-RAGE) protokol en skandering besonderhede is: 1. Herhalingstyd (TR) = 2200 ms, eggo-tyd (TE) = 3.26 ms, draaihoek (FA) = 9, 1 mm³ voxel grootte. 2. TR = 2200 ms, TE = 3.26 ms, FA = 20, 1 mm³ voxel grootte. 3. TR = 20 ms, TE = 3 ms, FA = 25, 1 mm³ voxel grootte. 4. TR = 2300 ms, TE = 2.85 ms, FA = 9, 1 mm³ voxel grootte. Invloed van verkrygingsprotokol op verskille in totale grysstofvolume (TGMV) is geassesseer. Spesifiek is die algemene lineêre model (GLM) toegepas om protokolinvloede op TGMV te bepaal wat die ouderdom beheer. Resultate het aangedui dat alle protokolle nie soortgelyk aan mekaar was nie (F(3) = 6.333, p = .053).

2.3.2. Anatomiese verbindings (wit materie) MRI

'N Subset van die oorspronklike monster (N = 60, hoë LMI N = 30) het diffusie-geweegde MRI's (DWI's) ondergaan volgens twee vergelykbare verkrygingsprotokolle. Spesifiek, DWI's is in 61 of 64 nie-kolligêre rigtings verkry met b = 1000 s / mm², met 8 of 1 b = 0 s / mm² beelde, onderskeidelik. Beide protokolle het 'n TR = 9400 ms, TE = 83 ms en 'n gesigsveld (FOV) = 256 mm met 'n verkrygingsmatriks van 128 × 128, en 'n snydikte van 2 mm om 2 × 2 × 2 mm te produseer.³ isotrope voxels.

2.4.1. Strukturele (grysstof) segmentering en parcellasie

T1-beeldsegmentering en streeksparellasie is uitgevoer met behulp van FreeSurfer (Dale et al., 1999; Fischl et al., 1999, 2002) volgens die nomenklatuur beskryf in Destrieux et al. (2010). Vir elke serebrale hemisfeer is 'n stel 74 bilaterale kortikale strukture benewens 7-subkortiese strukture en die serebellum gemerk. Segmenteringsresultate van 'n voorbeeldvak word in Fig 2A. Een addisionele middellynstruktuur (die breinstam wat dele van die middelbrein insluit, soos die ventrale tegmentale area [VTA] en die substantia nigra) is ook ingesluit vir 'n volledige stel 165-parcellasies vir die hele brein. Vier verteenwoordigende morfologiese maatstawwe is bereken vir elke kortikale parlikasie: grys materiaalsvolume (GMV), oppervlakte (SA), kortikale dikte (CT) en gemiddelde kromming (MC). Dataverwerkingswerkvloeie is ontwerp en geïmplementeer by die Laboratorium vir Neuroimaging (LONI) Pyplyn (http://pipeline.loni.usc.edu).

 

Fig. 2

A. Strukturele segmentasie en parlikasie resultate en B. witstofvezel resultate wat verband hou met strukturele parcellasies van 'n monster vak. A: Strukturele segmentering. B: Witstofsegmentering.

2.4.2. Anatomiese konnektiwiteit (wit saak)

Diffusie-geweegde beelde (DWI) is reggemaak vir beweging en gebruik om diffusie-tensore te bereken wat op elke voxel roteer. Die diffusie tensor beelde is hersien gebaseer op trilinaire interpolasie van log-getransformeerde tensors soos beskryf in Chiang et al. (Chiang et al., 2011) en weer tot 'n isotrope voxel-resolusie (2 × 2 × 2 mm) gemonster³). Dataverwerkingswerkvloeie is geskep met behulp van die LONI-pyplyn.

Wit materiaalkonnektiwiteit vir elke vak is geskat tussen die 165 breinstreke wat op strukturele beelde geïdentifiseer is (Fig. 2B) met behulp van DTI vesel tractografie. Traktografie is uitgevoer via die Fibre-opdrag deur deurlopende dop (FACT) -algoritme (Mori et al., 1999) met behulp van TrackVis (http://trackvis.org) (Irimia et al., 2012). Die finale skatting van wit materiaalkonnektiwiteit tussen elk van die breinstreke is bepaal op grond van die aantal veselkanale wat elke streek sny, genormaliseer deur die totale aantal veselkanale binne die hele brein. Hierdie inligting is dan gebruik vir latere klassifikasie.

2.5.1. Ontwikkeling van die voorspellende model

Die aantal breinhandtekeninge vir elke analise is vasgestel op twee (Lê Cao et al., 2008b) 'N stabiliteitsanalise is gebruik om die optimale aantal breinstreke vir elke breinhandtekening te bepaal (Lê Cao et al., 2011). Eerstens word sPLS-DA toegepas op 'n verskeidenheid veranderlikes, 5-200, wat gekies word vir elk van die twee breinhandtekeninge. Vir elke spesifikasie van die aantal veranderlikes om te kies, word 10-voue kruisverifikasie herhaalde 100-tye uitgevoer. Hierdie kruisverifikasieprosedure verdeel die opleidingsdata in 10-voue of subsamestellings van data (n = 12 toetsstelle). 'N Enkele submonster word opsy gesit as toetsdata en die oorblywende submonsters word gebruik om die model op te lei. Die stabiliteit van die veranderlikes word bepaal deur die aantal kere wat 'n spesifieke veranderlike in alle kruisvalidasie-lopies gekies word, te bereken. Slegs breinveranderlikes met 'n stabiliteit van meer as 80% is gebruik om die finale model te ontwikkel.

2.6.1. Sparse gedeeltelike kleinste kwadrate - diskriminasie analise (sPLS-DA)

sPLS-DA is uitgevoer met behulp van die R-pakket mixOmics (http://www.R-project.org). Ons het die voorspellende krag van brein morfometrie en DTI anatomiese konnektiwiteit afsonderlik ondersoek. Benewens streeksbreinmorfometrie of streeksanatomiese konnektiwiteit, ouderdom en totale GMV is as moontlike voorspellers ingesluit. Vir morfologiese data wat verkry is, is maatreëls van GMV, SA, CT en MC in die model ingeskryf. Vir DTI-anatomiese verbindingsdata wat verkry is, is vakspesifieke matrikse wat relatiewe veseldigtheid tussen die 165-streke indekseer, omskep na 1-dimensionele matrikse wat 13,530 unieke verbindings (boonste driehoek van die aanvanklike matriks) bevat. Hierdie matrikse is dan oor vakke gekombineer en het in die sPLS-DA ingeskryf. As 'n aanvanklike dataverminderingstap, is nul-variansievoorspellers gedaal en dit het 369 oorblywende verbindings tot gevolg gehad. Die brein handtekeninge is opgesom met behulp van veranderlike vragte op die individuele dimensies en VIP koëffisiënte. Ons gebruik ook grafiese uitstallings om die diskriminerende vermoëns van die algoritmes te illustreer (Lê Cao et al., 2011). Die voorspellende vermoë van die finale modelle is beoordeel deur eenmalige kruisverifikasie te verlaat. Ons het ook binêre klassifikasiemaatreëls bereken: sensitiwiteit, spesifisiteit, positiewe voorspellende waarde (PPV) en negatiewe voorspellende waarde (NPV). Hier, die sensitiwiteit indekseer die vermoë van die klassifikasie algoritme om oorgewig individue korrek te identifiseer. Spesifisiteit weerspieël die vermoë van die klassifikasie algoritme om normale gewig individue korrek te identifiseer. PPV weerspieël die proporsie van die monster wat die spesifieke oorgewig-breinhandtekening uit die klassifikasie-algoritme toon en wat eintlik oorgewig is (ware positief). Aan die ander kant is NPV die waarskynlikheid dat as die toetsuitslag negatief is, dit wil sê, het die deelnemer nie die oorgewigspesifieke breinhandtekening (ware negatief) nie.

2.6.2. Steekproewe

Statistiese ontledings is uitgevoer met behulp van Statistiese pakket vir die Sosiale Wetenskappe (SPSS) sagteware (weergawe 19). Groepsverskille in gedragsmaatstawwe is geëvalueer deur analise van variansie (ANOVA) toe te pas. Betekenis is oorweeg by p <.05 ongekorrigeer.

3.2.1. Anatomiese konnektiwiteit (witstof) gebaseerde klassifikasie

Ons het ondersoek of brein anatomiese verbindings wit-saak gebruik kan word om oorgewig individue van normale gewig individue te diskrimineer. Fig 3A toon die individue uit die steekproef wat in verhouding tot die twee breinhandtekeninge verteenwoordig word en toon die diskriminerende vermoëns van die witstofklassifikator aan. Binêre klassifikasiemetings is bereken en het 'n sensitiwiteit van 97%, spesifisiteit van 87%, PPV van 88% en NPV van 96% aangedui. Tabel 2 bevat die lys van die stabiele wit-stof verbindings wat bestaan ​​uit elke diskriminerende brein handtekening saam met veranderlike vragte en VIP koëffisiënte.

 

Fig. 3

A. Klassifiseerder gebaseer op veseldigtheid (witstof). B. Klassifiseerder gebaseer op grys materie morfologie. A: Beskryf die diskriminerende vermoëns van die veseldigtheid (witstof) klassifiseerder. B: Beskryf die diskriminerende vermoëns van die grysstof-klassifiseerder. ...

 

Tabel 2

Lys van anatomiese verbindings wat elke diskriminerende brein handtekening bevat.

3.2.2. Anatomiese verbindingsgebaseerde breinhandtekening 1

Die eerste brein handtekening is verantwoordelik vir 63% van die variansie. Soos aangedui deur die VIP-koëffisiënte, word die veranderlikes in die oplossing wat die meeste variansie insluit, ingesluit 1) verbindings tussen streke van die beloningsnetwerk (putamen, pallidum, breinstam (insluitend middelbreinstreke soos die VTA en substantia nigra)) met streke van die uitvoerende hoof beheer (precuneus wat deel van die posterior pariëtale korteks is), salience (anterior insula), emosionele opwinding (ventromediale prefrontale korteks) en somatosensoriese (post sentrale gyrus) netwerke; 2) streke van die emosionele opwekingsnetwerk (anterior midcirkulêre korteks, ventromediale prefrontale korteks) met streke van die saligheid (anterior insula) en somatosensoriese (parasakrale lobule insluitend aanvullende motoriese korteks) netwerke; en 3) thalamus met die middel oksipitale gyrus en thalamus met 'n uitvoerende beheer netwerk streek (dorsale laterale prefrontale korteks).

In vergelyking met die normale gewig groep het die oorgewiggroep groter verbindings vanaf streke van die beloningstelsel (putamen, pallidum, breinstam) na die uitvoerende beheernetwerk (posterior parietale korteks), en van putamen tot 'n remmende deel van die emosionele opwekingsnetwerk ( ventromediale prefrontale korteks) en na streke van die somatosensoriese netwerk (sentrale gyrus en posterior insula). Laer konnektiwiteit is waargeneem in die oorgewig groep in streke van die emosionele opwekking netwerk (ventromediale prefrontale korteks) na die saligheid netwerk (anterior insula), maar groter verbindings in die oorgewig groep van streke van die emosionele opwekking netwerk (ventromediale prefrontale korteks) na die somatosensoriese netwerk (posterior insula). Laer konnektiwiteit is ook waargeneem in die oorgewiggroep in die verbindings van die somatosensoriese (paracentrale lobule) na die anterior midcirkulêre korteks, maar hoër konnektiwiteit van die parasentrale lobule na die subtiele sulcus (deel van die somatosensoriese netwerk). As daar na die talamiese konneksies gekyk word, is laer konnektiwiteit waargeneem van die thalamus na die dorsale laterale prefrontale korteks (uitvoerende beheernetwerk) en na die middel-oksipitale gyrus by oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue.

3.2.3. Anatomiese verbindingsgebaseerde breinhandtekening 2

Die tweede anatomiese brein handtekening het geantwoord vir 'n addisionele 12% van die variansie in die data. Die veranderlikes wat die meeste variansie tot die groepdiskriminasie dra, soos aangedui deur die VIP-koëffisiënt, sluit in verbindings in streke van die beloning (putamen, orbital sulci wat deel is van die orbitale frontale gyrus en breinstam) en emosionele opwinding (gyrus rectus wat die mediale deel van die ventromediale prefrontale korteks) netwerke.

In oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue, is groter verbindings waargeneem tussen die beloning netwerk streke (breinstam en putamen) aan beide die uitvoerende beheer (dorsale laterale prefrontale korteks) en inhibitiewe deel van die emosionele opwinding (ventromediale prefrontale korteks). Egter die konneksie tussen die oksipitale die orbitale frontale gyrus (beloning netwerk) was laer in oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue.

3.2.4. Morfometriese grys-materie-gebaseerde klassifikasie

Ons het ondersoek of brein morfometrie (grys materie volume, oppervlakte, kortikale dikte en gemiddelde kromming) gebruik kan word om oorgewig individue van normale gewig individue te diskrimineer. Fig 3B toon die individue uit die steekproef wat verteenwoordig word in verhouding tot die twee breinhandtekeninge en toon die diskriminerende vermoëns van die morfometriese klassifiseerder uit. Binêre klassifikasiemetings is bereken en het 'n sensitiwiteit van 69%, spesifisiteit van 63%, PPV van 66% en NPV van 66% aangedui. Tabel 3 bevat die lys van morfometriese maatstawwe wat elke diskriminasie insluit saam met veranderlike vragte en VIP koëffisiënte.

 

Tabel 3

Streek morfometrie wat elke brein handtekening bevat.

3.2.5. Morfologiese gebaseerde brein handtekening 1

Die eerste brein handtekening het 23% van die veranderlikheid in die morfometriese fenotipe data verduidelik. Soos deur die VIP-koëffisiënte gesien, het veranderlikes wat die meeste afwyking tot die handtekening bygedra het, ingesluit streke van die beloning (subregio's van die orbitale frontale gyrus), salience (anterior insula), uitvoerende beheer (dorsale laterale prefrontale korteks), emosionele opwinding (ventromediale prefrontale korteks ) en somatosensoriese (precentrale sulcus, supramarginale gyrus, subcentrale sulcus, superior frontal sulcus) netwerke. Hoë VIP koëffisiënte is ook waargeneem vir die superior frontale gyrus en sulcus, superior temporale gyrus, transversale frontopolêre gyri en anterior transversale temporale gyrus. Streke van die beloning, salience, uitvoerende beheer en emosionele opwekkingsnetwerke is geassosieer met verlaag waardes in oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue. Ook, oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue groter waardes in streke van die somatosensoriese netwerk. Morfometrie van frontale en tydelike streke (superior temporal gyrus, en anterior transversale temporale gyrus) is ook geassosieer met verlaag waardes in oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue.

3.2.6. Morfologiese gebaseerde brein handtekening 2

Die tweede morfologiese brein handtekening het 32% van die variansie verduidelik. Veranderlikes met die hoogste VIP-koëffisiënte was soortgelyk aan die VIP-koëffisiënte waargeneem in breinhandtekening 1 deurdat hulle streke van die beloning (caudate), salience (anterior insula), uitvoerende beheer (dele van die posterior pariëtale korteks), emosionele opwekking (parahippocampal gyrus, subgenuele anterior cingulêre korteks en anterior cingulêre korteks) en somatosensoriese (posterior insula en paracentrale lobule) netwerke. Brein handtekening 2 in vergelyking met die brein handtekening 1 het egter net een verbinding van die beloning netwerk en meer verbindings van streke van die salience en emosionele opwekking netwerke.

In oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue, verlaag waardes vir morfometrie in die beloning, salience, uitvoerende beheer en emosionele opwekking netwerke, maar hoër waardes in die somatosensoriese netwerk is aangedui.

4.1.1. Anatomiese verbindingsgebaseerde breinhandtekening 1

Die eerste brein handtekening was hoofsaaklik bestaan ​​uit verbindings binne en tussen beloning, salience, uitvoerende beheer, emosionele opwinding en sensoriese netwerke. Daar was ook talamiese verbindings met streke van die uitvoerende beheernetwerk en die oksipitale streek. In ooreenstemming met ons bevinding van verlaagde verbindings van die ventromediale prefrontale korteks tot die anterior insula wat in die oorgewiggroep waargeneem is in vergelyking met die normale gewig groep, verminderde integriteit van witstofkanale (verminderde fraksionele anisotropie) in die eksterne kapsule (wat vesel bevat wat verbind word kortikale areas na ander kortikale areas via kort assosiasie vesels) is in vetsugtig gerapporteer in vergelyking met kontrole (Shott et al., 2014). Daarbenewens was dit in vetsugtige vergelyking met kontroles die skynbare diffusie-koëffisiënt (waterdiffusie reflekterende selskade) groter in die sagittale stratum (wat bekend is vir die oordrag van inligting vanaf die pariëtale, oksipitale, cingulêre en tydelike streke na die thalamus) en kan konsekwent wees met ons waarnemings van laer konnektiwiteit tussen die regter thalamus en die regter middel oksipitale gyrus vir oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue (Shott et al., 2014). Shott en kollegas (Shott et al., 2014) het ook groter sigbare diffusiekoëffisiënte (wat moontlike selbeskadiging weerspieël) in die vetsugtige groep in die corona radiata geïdentifiseer, wat blykbaar ons bevindinge van laer relatiewe veseldigtheid tussen diep grysstofstrukture (soos die talamus) en kortikale gebiede (dorsale) komplimenteer. laterale voorfrontale korteks) by individue met oorgewig in vergelyking met individue met normale gewig. Veranderde talamiese konneksie kan die rol van die talamus inmeng om die oordrag van perifere sensoriese inligting na die korteks te vergemaklik (Jang et al., 2014).

'N Afsonderlike studie wat ongekompliseerde adolessente vetsugtig teenoor normale gewig individue vergelyk, het ook verminderde fraksionele anisotropie in vetsugtige adolessente gevind in gebiede soos die eksterne kapsule, interne kapsule (wat meestal stygende en dalende kortikospinale gebiede dra), asook sommige tydelike vesels en optiese bestraling (Yau et al., 2014). 'N Onlangse studie het ook die verlies van senuweeveselverbindings met DTI tussen die breinstam en hipotalamus in 'n individu waargeneem met 'n breinstam cavernoma wat na chirurgiese dreinering 'n dramatiese gewigstoename gehad het, wat daarop dui dat hierdie senuweefibre betrokke is by die regulasie van beide voedselinname en gewig (Purnell et al., 2014). Ons het egter nie verbindingsverskille met die hipotalamus geïdentifiseer nie, wat gedeeltelik te wyte is aan parlikasiebeperkings gebaseer op die spesifieke atlasse wat in die huidige studie gebruik is.

4.1.2. Anatomiese verbindingsgebaseerde breinhandtekening 2

'N Tweede ortogonale handtekening bestaan ​​uit slegs drie anatomiese verbindings binne die beloning en emosionele opwekingsnetwerke. Die identifikasie van veranderde verbindings binne streke wat die beloningsnetwerk en die streke in die netwerke in die huidige studie insluit, is nie voorheen aangemeld nie. Hierdie veranderinge kan egter verwag word gegrond op onlangse morfologiese studies wat grysstofveranderings binne streke van die uitgebreide beloningsnetwerk waargeneem het (Kenny, 2011; Kurth et al., 2013; Raji et al., 2010; Volkow et al., 2008). Saam, ons bevindinge blyk wydverspreide veranderinge te toon in wit-materiaalkonnektiwiteit vir streke wat die beloningsnetwerk en sy geassosieerde netwerke uitmaak.

Terwyl ander studies verminderde veselintegriteit gevind het, gemeet aan verminderde fraksionele anisotropie in streke van die corpus callosum en fornix (wat deel van die cingulaat is en inligting van die hippokampus na die hipotalamus dra) met toenemende BMI (Stanek et al., 2011; Xu et al., 2013); die huidige studie het nie betekenisvolle veranderinge in interhemisferiese konnektiwiteit binne die twee anatomiese-verbindingsbreinhandtekeninge geïdentifiseer nie. Die uitsondering was dat daar 'n verband bestaan ​​tussen die linkerparakentrale lobule en die regte subtiele sulcus in die breinhandtekening 1, en 'n verband tussen die regte putamen en die linker gyrus rectus in breinhandtekening 2. Ons vermoed dat die effek wat in hierdie vorige studies waargeneem word, te wyte is aan sistemiese afname in witmateriaal in plaas van veranderinge in verbindings tussen spesifieke breinstreke, soortgelyk aan veranderinge wat tydens normale veroudering voorkom (Sullivan et al., 2010). Terwyl die skrywers van hierdie vorige studies hipoteseer het dat verskille in fraksionele anisotropie in die eksterne kapsule van vakke met 'n hoë BMI korreleer kan word met verbindings van die hippocampus en amygdala, het ons nie betekenisvolle veranderings in die konnektiwiteit binne hierdie strukture waargeneem nie. 'N meer gedetailleerde analise en fyner parcellasie van hierdie brein gebiede is nodig om hierdie waarnemings te bevestig.

4.2.1. Morfologiese gebaseerde brein handtekening 1

In ons studie het die eerste breinhandtekening laer waardes van verskeie morfometriese maatstawwe (insluitende subregio's van die orbitale frontale gyrus, anterior insula) in streke van die beloning-, salience- en uitvoerende beheernetwerke in die oorgewiggroep in vergelyking met die normale gewiggroep vertoon. Daarbenewens is laer waardes morfometriese waardes waargeneem vir die inhibitiewe streke (dorsale laterale en ventromediale prefrontale korteks) wat verband hou met die emosionele opwekingsnetwerk, maar hoër morfometrie vir somatosensoriese netwerk (precentrale sulcus, supramarginale gyrus, subcentrale sulcus en superieure frontulose), insluitend die temporale gebiede in oorgewig individue in vergelyking met normale gewig individue. In hierdie studie het ons beduidende afname in morfologiese metings (grys materie volume en kortikale dikte) van die orbitale frontale gyrus aangetref. Die orbitale frontale gyrus is 'n belangrike streek binne die beloningsnetwerk wat 'n rol speel in evaluatiewe verwerking en in die leiding van toekomstige gedrag en besluite gebaseer op koderingverwagting wat verband hou met beloning (Kahnt et al., 2010). 'N onlangse studie analise van grys en wit materie struktuur het bevind dat vetsugtige individue verminderde waardes vir verskeie streke binne die beloning netwerk, insluitend die orbitale frontale gyrus (Shott et al., 2014).

4.2.2. Morfologiese gebaseerde brein handtekening 2

In vergelyking met die breinhandtekening 1 het morfologiese metings waargeneem in streke van die salience en emosionele opwekkingsnetwerke 'n meerderheid van die variansie verklaar, terwyl die beloningsnetwerkstreke nie invloedryk was nie. Verminderde grys materiemetings is waargeneem in streke van die saligheid, uitvoerende beheer en emosionele opwekking netwerk. Hierdie streke (anterior insula, pariëtale posterior korteks, parahippokampale gyrus, subregio's van die anterior cingulêre korteks) word gereeld geassosieer met verhoogde ontlokde breinaktiwiteit tydens blootstelling aan voedselwyses (Brooks et al., 2013; Greenberg et al., 2006; Rothemund et al., 2007; Shott et al., 2014; Stoeckel et al., 2008), en mate van persoonlike versadiging van stimuli (Critchley et al., 2011; Seeley et al., 2007a). In die huidige studie is grysstofverminderings ook in sleutelstreke van die somatosensoriese netwerk (posterior insula, parakentrale lobule) gesien. Alhoewel die presiese rol van hierdie netwerk in oorgewig en vetsug nie bekend is nie, blyk dit dat dit betrokke is by die bewustheid van liggaams sensasies en 'n onlangse studie het voorgestel dat verhoogde somatosensoriese netwerkaktiwiteite in reaksie op voedselwyses by vetsugtige individue kan lei tot ooreet (Stice et al., 2011). Hierdie studie het spesifiek gefokus op morfologiese metings en anatomiese verbindings tussen breinstreke in die uitgebreide beloningsnetwerk en somatosensoriese netwerk en stel voor dat hierdie breinstruktuurmetrieë neurale prosessering kan beïnvloed wat verband hou met die uitkomste van funksionele studies in die literatuur. Korrelasies met gedrags- en omgewingsfaktore bied ook verdere insig in die verhouding tussen strukturele en funksionele bevindings, wat in toekomstige studies getoets moet word.