Neigings Cogn Sci. 2011 Jan; 15 (1): 37-46. doi: 10.1016 / j.tics.2010.11.001. Epub 2010 Nov 24.
Bron
Nasionale Instituut vir Dwelmmisbruik, Nasionale Instituut van Gesondheid, Bethesda, MD 20892, VSA. [e-pos beskerm]
Abstract
Die vermoë om weerstand te bied teen die drang om te eet, vereis die behoorlike funksionering van neuronale stroombane wat by top-down beheer betrokke is, om die gekondisioneerde response te weerstaan wat voorspel dat die kos geëet word en dat die kos geëet word. Ekmaagstudies toon dat vetsugtige vakke gestremdhede kan hê in dopaminerge weë wat neuronale stelsels reël wat geassosieer word met beloning sensitiwiteit, kondisionering en beheer. Dit is bekend dat die neuropeptides wat energiebalans (homeostatiese prosesse) reguleer deur die hipotalamus ook die aktiwiteit van dopamien selle en hul projeksies in gebiede wat betrokke is by die belonende prosesse onderliggend aan voedselinname. Dit word gepostuleer dat dit ook 'n meganisme kan wees waardeur ooreet en die gevolglike weerstand teen homostatiese seine die funksie van stroombane wat betrokke is by beloning sensitiwiteit, kondisionering en kognitiewe beheer, benadeel.
Inleiding
Een derde van die Amerikaanse volwasse bevolking is vetsugtig [liggaamsmassa-indeks (BMI) ≥30 kg m-2] [1]. Hierdie feit het verreikende en duur implikasies, omdat vetsug sterk geassosieer word met ernstige mediese komplikasies (bv. Diabetes, hartsiektes, vetterige lewer en sommige kankers)2]. Nie verrassend nie, is die koste van gesondheidsorg alleen weens vetsug in die VSA geskat op naby US $ 150 miljard [3].
Sosiale en kulturele faktore dra ongetwyfeld by tot hierdie epidemie. Spesifiek, omgewings wat ongesonde eetgewoontes bevorder (alomteenwoordige toegang tot hoogs verwerkte en gemorsvoedsel) en fisiese onaktiwiteit, word geglo dat dit 'n fundamentele rol speel in die wydverspreide probleem van vetsug (oorgewig- en vetsugwebwerf van die sentrums vir siektebeheer en voorkoming; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Individuele faktore help egter ook om vas te stel wie in hierdie omgewings (of nie) oorgewig sal raak. Op grond van oorerflikheidstudies word genetiese faktore beraam om by te dra tussen 45% en 85% van die veranderlikheid in BMI [4,5]. Alhoewel genetiese studies puntemutasies toon wat oorverteenwoordig is onder vetsugtige individue [4], vir die grootste deel, vetsug word vermoedelik onder poligene beheer te wees [6,7]. Inderdaad, die mees onlangse genoomwye assosiasie-analise-studie (GWAS) wat in 249,796-individue van Europese afkoms gedoen is, het 32-loci wat met BMI verband hou, geïdentifiseer. Hierdie lokus het egter slegs 1.5% van die variansie in BMI verduidelik [8]. Daarbenewens is daar beraam dat GWAS studies met groter monsters 250 ekstra loci kan identifiseer met effekte op BMI. Egter, selfs met die onontdekte variante, is daar beraam dat seine uit die gemeenskaplike variant loci slegs 6-11% van die genetiese variasie in BMI sal uitmaak (gebaseer op 'n geskatte hererbaarheid van 40-70%). Die beperkte verduideliking van die afwyking van hierdie genetiese studies sal waarskynlik die komplekse interaksies tussen individuele faktore weerspieël (soos bepaal deur genetika) en die wyse waarop individue verband hou met omgewings waar voedsel wyd beskikbaar is, nie net as 'n bron van voeding nie, maar ook as 'n sterk beloning wat op sigself bevorder eet [9].
Die hipotalamus [via regulerende neuropeptiede soos leptien, cholecystokinien (CCK), ghrelien, orexien, insulien, neuropeptide Y (NPY) en deur die waarneming van voedingstowwe soos glukose, aminosure en vetsure word erken as die hoofbrein streek wat voedselinname reguleer, aangesien dit verband hou met kalorie- en voedingsvereistes [10-13]. In die besonder reguleer die gebogen kern deur middel van sy verbindings met ander hipotalamiese kerne en ekstrahypothalamiese breinstreke, insluitend die nukleus tractus solitarius, homeostatiese voedselinname [12] en is betrokke by vetsug [14-16] (Figuur 1a, linker paneel). Daar is egter bewyse dat breinbane anders as dié wat honger en versadiging beheer, betrokke is by voedselverbruik en obesity [17]. Spesifiek, verskeie limbiese [nucleus accumbens (NAc), amygdala en hippocampus] en kortikale breinstreke (OFB), cingulate gyrus (ACC) en insula] en neurotransmitterstelsels (dopamien, serotonien, opioïede en cannabinoïede) asook die hipotalamus word geïmpliseer in die belonende effekte van voedsel [18] (Figuur 1a, regter paneel). In teenstelling hiermee lyk die regulering van voedselinname deur die hipotalamus om op die beloning en motivering neurokringkunde te staatmaak om eetgedrag te verander [19-21].
Op grond van bevindings van beeldstudies is onlangs 'n model van vetsug voorgestel waarin ooreet 'n wanbalans tussen stroombane wat gedrag aandui (weens hul betrokkenheid by beloning en kondisionering) en stroombane wat voorkragtige reaksies beheer en inhibeer [22]. Hierdie model identifiseer vier hoofbane: (i) beloningsvermoë; (ii) motiveringstoerusting; (iii) leer-kondisionering; en (iv) inhibitiewe beheer-emosionele regulering-uitvoerende funksie. Boonop is hierdie model ook van toepassing op dwelmverslawing.
In kwesbare individue, die verbruik van hoë hoeveelhede lekker kos (of dwelms in verslawing) kan die gebalanseerde interaksie tussen hierdie stroombane ontstel, wat 'n versterkte versterkingswaarde van voedsel tot gevolg het (of dwelms in verslawing) en in 'n verswakking van die beheerkringe. Hierdie versteuring is 'n gevolg van gekondisioneerde leer en die herstelling van beloningsdrempels na aanleiding van die verbruik van groot hoeveelhede kos met hoë kalorieë (of dwelms in verslawing) deur risiko-individue. Die ondermyning van die kortikale top-down netwerke wat pre-potente reaksies reguleer, lei tot impulsiwiteit en kompulsiewe voedselinnames (of kompulsiewe dwelm inname in verslawing).
Hierdie vraestel bespreek die bewyse wat die neurale stroombane betrokke by top-down beheer verbind met diegene wat betrokke is by beloning en motivering en hul interaksie met perifere seine wat homeostatiese voedselinname reguleer.
Kos is 'n kragtige natuurlike beloning en kondisionering stimulus
Sekere kosse, veral diegene wat ryk is aan suikers en vet, is kragtige belonings [23] wat bevordering van eet (selfs in die afwesigheid van 'n energieke vereiste) en lei geleerde assosiasies tussen die stimulus en die beloning (kondisionering). In evolusionêre terme was hierdie eienskap van smaaklike kosse voordelig omdat dit verseker het dat voedsel geëet is wanneer dit beskikbaar was, sodat energie in die liggaam (soos vet) gestoor kon word vir toekomstige behoefte in omgewings waar voedselbronne skaars en / of onbetroubaar was. In moderne samelewings, waar voedsel wyd beskikbaar is, het hierdie aanpassing egter 'n aanspreeklikheid geword.
Verskeie neurotransmitters, insluitend dopamien (DA), cannabinoïede, opioïede en serotonien, sowel as neuropetiede betrokke by homeostatiese regulering van voedselinname, soos orexien, leptien en ghrelien, word geïmpliseer in die belonende effekte van voedsel [24-26]. DA is die mees deeglik ondersoek en is die beste gekenmerk. Dit is 'n belangrike neurotransmitter modulerende beloning (natuurlike en dwelmvoordele), wat dit hoofsaaklik doen deur middel van sy projeksies vanaf die ventrale tegmentale area (VTA) na die NAc [27]. Ander DA projeksies word ook betrek, insluitende die dorsale striatum (caudate en putamen), kortikale (OFC en ACC) en limbiese streke (hippokampus en amygdala) en die laterale hipotalamus. Trouens, by mense is die inname van smaaklike kos getoon om DA in die dorsale striatum vry te stel in verhouding tot die selfversorgde vlak van plesier wat uit die eet van die kos kom [28]. Die betrokkenheid van DA in beloning is egter meer kompleks as die blote enkodering van die hedoniese waarde. By die eerste blootstelling aan 'n voedselbeloning (of 'n onverwagte beloning) verhoog die afname van DA neurone in die VTA met 'n gevolglike toename in DA-vrystelling in NAc [29]. Met die herhaalde blootstelling aan die voedselbeloning, kom die DA-reaksie egter voor en word geleidelik oorgedra op die stimuli wat met die voedselbeloning verband hou (bv. Die reuk van voedsel), wat dan as 'n voorspeller van beloning verwerk word (word 'n leidraad wat gekondisioneer word tot die beloning) [30,31]; die DA sein in reaksie op die cue dien dan om 'n 'voorspellingsfout' oor te dra [31]. Die uitgebreide glutamatergiese afferente vir DA neurone van streke betrokke by sensoriese (insula of primêre gustatoriese korteks), homeostatiese (hipotalamus), beloning (NAc), emosionele (amygdala en hippocampus) en multimodale (OFC vir saligheidsverdeling) moduleer hul aktiwiteit in reaksie op belonings en gekondisioneerde leidrade [32]. Spesifiek, projeksies van die amygdala en die OFC na DA neurone en NAc is betrokke by gekondisioneerde reaksies op kos [33]. Inderdaad, imaging studies het getoon dat wanneer nie-vetsugtige manlike vakke gevra word om hul drang na voedsel te inhibeer terwyl hulle aan voedselwyses blootgestel word, het hulle metaboliese aktiwiteit in amygdala en OFC [asook hippokampus] verminder (sien ook Box 1), insula en striatum]; die afname in OFC is geassosieer met verminderings in voedselverlissing [34].
Voorbeelde leidrade kan selfs voed in sate rats voed [30] en in die mens het beeldvormingstudies getoon dat blootstelling aan voedselwyses uitlok DA verhoog in die striatum wat geassosieer word met die begeerte om die kos te eet [35]. Benewens sy betrokkenheid by kondisionering, is DA ook betrokke by die motivering om die gedrag te verrig wat nodig is om die kos te verkry en te verbruik. Trouens, die betrokkenheid van DA in voedselbeloning is geassosieer met die motiverende saligheid of 'wil' van voedsel in teenstelling met die 'smaak' van kos [36] (Box 2), 'n effek wat waarskynlik die dorsale striatum en miskien ook die NAc [37]. DA het so 'n belangrike rol in hierdie konteks dat transgeniese muise wat nie sintetiseer nie, DA sterf van hongersnood weens 'n gebrek aan motivering om te eet [37]. Die herstel van DA-neurotransmissie in die dorsale striatum red hierdie diere, terwyl dit nie in die NAc herstel word nie.
Die hedoniese ('smaaklike') eienskappe van voedsel blyk onder meer afhanklik te wees van opioïede, cannabinoïede en GABA neurotransmissie [36]. Hierdie 'hou' van voedsel word verwerk in beloningsgebiede, insluitend laterale hipotalamus, NAc, ventrale pallidum, OFC [9,27,38] en insula (primêre smaakarea in die brein) [39].
Opioïde sein in NAc (in die dop) en ventrale pallidum blyk om kos 'lik' te bemiddel [40]. In teenstelling hiermee word opioïdale sein in die basolaterale amygdala ingespan om die affektiewe eienskappe van voedsel te vervoer, wat op sy beurt die aansporingswaarde van voedsel en beloning-soekende gedrag moduleer, en sodoende ook bydra tot voedsel wat '41]. Interessant genoeg, in knaagdiere wat blootgestel is aan dieet wat ryk is aan suiker, is 'n farmakologiese uitdaging met naloksoon (opiate antagonist geneesmiddel sonder effekte in beheer rotte) 'n opiaatonttrekkingsindroom wat soortgelyk is aan dié wat waargeneem word by diere wat chronies aan opioïed blootgestel is [42]. Daarbenewens produseer blootstelling van mense of laboratoriumdiere aan suiker 'n analgetiese respons [43], wat daarop dui dat suiker (en miskien ander lekker kosse) 'n direkte vermoë het om endogene opioïedvlakke te verhoog. 'N Navorsingsvraag wat uit hierdie data blyk, is of die mens in dieet 'n ligte onttrekkingsindroom veroorsaak wat kan bydra tot terugval.
Endokannabinoïede, hoofsaaklik deur kannabinoïede CB1-receptor sein (in teenstelling met CB2-reseptore), is betrokke by beide homeostatiese en lonende meganismes van voedselinname en energieverbruik [44-46]. Homeostatiese regulering word gedeeltelik deur middel van die geboë en paraventrikulêre kerne in die hipotalamus en deur die kern van die enkelweg in die breinstam bemiddel, en die regulering van beloningsprosesse word gedeeltelik bemiddel deur effekte in NAc, hipotalamus en breinstam. Daarom is die cannabinoïdestelsel 'n belangrike teiken in medikasie-ontwikkeling vir die behandeling van vetsug en metaboliese sindroom. Net so, die modulasie deur serotonien van voedingsgedrag behels beide beloning en homeostatiese regulering en dit was ook 'n teiken vir die ontwikkeling van anti-obesitas medisyne [47-50].
Terselfdertyd is daar toenemende bewyse dat perifere homeostatiese reguleerders van energiebalans, soos leptien, insulien, orexien, ghrelien en PYY, ook gedrag reguleer wat nie-homeostaties is en die bevredigende eienskappe van voedsel [50]. Hierdie neuropeptiede kan ook betrokke wees by kognitiewe beheer oor voedselinname en met kondisionering tot voedselstimulasie [51]. Spesifiek, hulle kan interaksie met verwante reseptore in die middelbrein VTA DA neurone, wat nie net na die NAc, maar ook na prefrontale en limbiese streke projekteer nie; Trouens, baie van hulle druk ook reseptore in frontale streke en in hippokampus en amygdala [50].
Insulien, wat een van die sleutelhormone is wat betrokke is by die regulering van glukosemetabolisme, het getoon dat die respons van limbiese (insluitende breinbeloningsgebiede) en kortikale streke in die menslike brein tot voedselstimulasie verminder word. Byvoorbeeld, in gesonde beheermaatreëls het insulien die aktivering van die hippokampus, voor- en visuele kortikas verswak in reaksie op kosfoto's [52]. Omgekeerd het insulienresistente vakke (pasiënte met tipe 2-diabetes) groter aktivering in limbiese streke (amygdala, striatum, OFC en insula) by blootstelling aan voedselstimulasies aangetoon as nie-diabetiese pasiënte [53].
In die menslike brein, die adipociet-afgeleide hormoon leptien, wat gedeeltelik handel oor leptienreseptore in hipotalamus (geboë kerne) om voedselinname te verminder, Daar is ook getoon dat die reaksie van breinbeloningsgebiede op voedselstimulasies gedemp word. Spesifiek, pasiënte met aangebore leptientekorte het DA-simolimbiese teikens (NAc en caudate) aan visuele voedselstimulasies geaktiveer, wat met voedselvermoë geassosieer was, selfs wanneer die onderwerp pas gevoer is. Daarenteen het mesolimbiese aktivering nie plaasgevind ná die 1 week van leptienbehandeling nie (Figuur 2a, b). Dit is geïnterpreteer om voor te stel dat leptien die bevredigende antwoorde op kos verminder het [19]. Nog 'n fMRI studie, ook gedoen met pasiënte met aangebore leptientekort, het getoon dat leptienbehandeling die aktivering van hare (insula, parietale en temporale korteksies) beïnvloed, terwyl dit die aktivering van streke wat betrokke is by kognitiewe inhibisie (prefrontale korteks (PFC)) verbeter het. by blootstelling aan voedselstimuli [20]. So, hierdie twee studies bewys dat in die menslike brein leptien die aktiwiteit van breinstreke wat nie net by homeostatiese prosesse betrokke is nie, moduleer, maar ook met lonende reaksies en inhibitiewe beheer.
Darmhormone lyk ook om die reaksie van breinbeloningsgebiede te moduleer op voedselstimuli in die menslike brein. Byvoorbeeld, die peptied YY3-36 (PYY), wat vrygestel word van darmselle postprandiaal en verminder voedselinname, is getoon om die oorgang van die regulering van voedselinname deur homeostatiese bane (dws hipotalamus) te moduleer tot die regulering daarvan deur beloningskringe in die oorgang van honger na versadiging . Spesifiek, wanneer plasma PYY konsentrasies hoog was (soos wanneer versadig), het aktivering van die OFC deur voedselstimuli die voedselinname negatief voorspel; terwyl plasma PYY-vlakke laag was (soos wanneer voedsel ontneem is), het hipotalamiese aktivering 'n positiewe voorspelling van voedselinname [54]. Dit is geïnterpreteer om te besin dat PYY die belonende aspekte van voedsel verminder deur die modulering van die OFC. Ghrelin ('n maag-afgeleide hormoon wat in die gevoed toestand toeneem en die voedselinname stimuleer) het daarenteen getoon dat die aktivering in reaksie op voedselstimuli in breinbeloningsgebiede (amygdala, OFC, anterior insula en striatum) verhoog is en hul aktivering was wat verband hou met selfverslae van honger (Figuur 2c, d). Dit is geïnterpreteer om 'n verbetering van die hedoniese en aansporingsreaksies aan voedselverwante leidrade deur ghrelin te weerspieël [55]. Oor die algemeen is hierdie bevindinge ook in ooreenstemming met die differensiële streeksbreinaktivering in reaksie op voedselstimuli in versadigde teenoor gevaste individue; aktivering van beloningsgebiede in reaksie op voedselstimulasies word gedurende die sate verminder as dit vergelyk word met die vasgestelde toestand [15].
Hierdie waarnemings dui op 'n oorvleueling tussen die neurokringkunde wat beloning en / of versterking reguleer en wat energie energie metaboliseer (Figuur 1b). Perifere seine wat homeostatiese seine na voedsel reguleer, blyk die sensitiwiteit van limbiese breinstreke te verhoog tot voedselstimulasies wanneer hulle orexigenies (ghrelin) is en die sensitiwiteit vir aktivering verminder wanneer hulle anorexigenies (leptien en insulien) is. Net so word die sensitiwiteit van breinbeloningstreke aan voedselstimulasies tydens voedselontneming verhoog, terwyl dit tydens versadiging verminder word. Dus, homeostatiese en beloningskringe tree in konsert om eetgedrag te bevorder onder toestande van ontneming en om voedselinname onder toestande van versadiging te inhibeer. Ontwrigting van die interaksie tussen homeostatiese en beloningskringe kan oormaat bevorder en bydra tot vetsug (Figuur 1). Alhoewel ander peptiede [glukagonagtige peptied-1 (GLP-1), CKK, bombesien en amylien] ook voedsel inname reguleer deur hul hipotalamiese aksies, het hul ekstrahypotalamiese effekte minder aandag gekry [12]. Daar moet dus nog baie geleer word, insluitend die interaksies tussen die homeostatiese en die nie-homeostatiese meganismes wat voedselinname reguleer en hul betrokkenheid by obesiteit.
Ontwrigting in beloning en kondisionering tot voedsel in oorgewig en vetsugtige individue
Prekliniese en kliniese studies het bewys gelewer van afname in DA-signalering in striatale streke [afname in DAD2 (D2R) reseptore en in DA-vrystelling], wat gekoppel is aan beloning (NAc), maar ook met gewoontes en roetines (dorsale striatum) in vetsug [56-58]. Dit is belangrik dat afname in striatale D2R gekoppel is aan kompulsiewe voedselinnames in vetsugtige knaagdiere [59] en met verminderde metaboliese aktiwiteit in OFC en ACC in vetsugtige mense [60] (Figuur 3a-c). Gegewe dat disfunksie in OFC en ACC in kompulsiwiteit lei [hersien 61], kan dit die meganisme wees waarvolgens lae striatale D2R-signalering hipofagie fasiliteer [62]. Verminderde D2R-verwante seinvermelding sal waarskynlik ook die sensitiwiteit vir natuurlike belonings verminder, 'n tekort wat vetsugtige individue kan poog om tydelik te vergoed deur oor te eet [63]. Hierdie hipotese is in ooreenstemming met prekliniese bewyse wat toon dat verminderde DA-aktiwiteit in die VTA 'n dramatiese toename in die verbruik van vetvetvoedsel tot gevolg het [64].
In vergelyking met die normale gewig individue, vetsugtige individue wat aangebied word met foto's van hoë-kalorie kos (stimuli waarvoor hulle gekondisioneer) het getoon verhoogde neurale aktivering van gebiede wat deel is van beloning en motivering stroombane (NAc, dorsale striatum, OFC , ACC, amygdala, hippocampus en insula) [65]. In kontras met normale gewigskontroles, het die aktivering van die ACC en OFC (streke wat betrokke is by die toewysing van salience wat tydens die aanbieding van hoëkalorie-voedsel in die NAc geproduseer word) egter negatief gekorreleer met hul BWI [66]. Dit dui op 'n dinamiese interaksie tussen die hoeveelheid voedsel wat geëet word (gedeeltelik deur die BWI weerspieël) en die reaktiwiteit van beloningsgebiede vir hoëkalorie-voedsel (weerspieël in die aktivering van OFC en ACC) by normale gewigspersone, wat verlore gaan in vetsug.
Oorweldigend het vetsugtige individue, in vergelyking met maer individue, minder aktivering van beloningskringe ervaar van die werklike voedselverbruik (verbruiksvoedselbeloning), terwyl hulle groter aktivering van somatosensoriese kortikale streke toon wat smaaklikheid verwerk het toe hulle verbruik verwag het [67] (Figuur 4). Laasgenoemde bevinding is in ooreenstemming met 'n studie wat gerapporteer verhoogde basiese glukosemetaboliese aktiwiteit ('n merker van breinfunksie) in somatosensoriese streke wat smaaklikheid, insluitende insula, in vetsugtig vergeleke met leunvakke [68] (Figuur 3d, e). 'N Verhoogde aktiwiteit van streke wat smaaklikheid verwerk, kan vetsugtige vakke voedsel vergeleke met ander natuurlike versterkers bevorder, terwyl verminderde aktivering van dopaminerge teikens deur die werklike voedselverbruik kan lei tot oorverbruik as 'n middel om die swak DA seine te vergoed [69].
Hierdie beeldbevinding bevindings is in ooreenstemming met 'n verhoogde sensitiwiteit van die beloningskringkrag na gekondisioneerde stimuli (besondere kalorie-voedsel) wat voorspelling voorspel, maar 'n afname in sensitiwiteit vir die belonende effekte van werklike voedselverbruik in dopaminerge weë in vetsug. Ons vermoed dat, in die mate waarin daar 'n wanverhouding bestaan tussen die verwagte beloning en 'n aflewering wat nie aan hierdie verwagting voldoen nie, dit dwangseet sal bevorder as 'n poging om die verwagte vlak van beloning te bereik. Alhoewel die mislukking van 'n verwagte beloning om te arriveer gepaard gaan met 'n afname in DA-selbrand in laboratoriumdiere [70], is die gedragsbetekenis van so 'n afname (wanneer 'n kosbeloning kleiner is as wat verwag is) na ons kennis nie ondersoek nie.
In parallel met hierdie aktiveringsveranderings in die beloningskringe in vetsugtige vakke, het imaging studies ook gedemonstreerde afname in die reaktiwiteit van die hipotalamus gedemonstreer aan versadigingseine in vetsugtige vakke [71,72].
Bewyse van kognitiewe ontwrigting in oorgewig en vetsugtige individue
Daar is toenemende bewyse dat vetsug geassosieer word met inkorting op sekere kognitiewe funksies, soos uitvoerende funksie, aandag en geheue [73-75]. Trouens, die vermoë om die aansporings te hou om gewenste kos te eet, wissel tussen individue en kan een van die faktore wees wat bydra tot hul kwesbaarheid vir ooreet [34]. Die nadelige invloed van vetsug op kognisie word ook weerspieël in die hoër voorkoms van aandaggebrekshiperaktiwiteitsversteuring (ADHD) [76], Alzheimer siekte en ander dementia [77], kortikale atrofie [78] en wit siekte [79] in vetsugtige vakke. Alhoewel medikorbiese mediese toestande (bv. Serebrovaskulêre patologie, hipertensie en diabetes) bekend is dat dit kognisie nadelig beïnvloed, is daar ook bewyse dat hoë BMI op sigself verskeie kognitiewe domeine kan affekteer, veral die uitvoerende funksie [75].
Ten spyte van sommige teenstrydighede tussen studies, het breinbeeldingsdata ook bewyse gegee van strukturele en funksionele veranderinge wat verband hou met hoë BWI in ander gesonde beheermaatreëls. Byvoorbeeld, 'n MRI-studie wat in bejaarde vroue gedoen is met behulp van voxel-wyse morfometrie, het 'n negatiewe korrelasie tussen BMI- en grysstofvolumes (insluitend frontale streke) gehad, wat in die OFC geassosieer was met 'n verswakte uitvoerende funksie [80]. Met behulp van positron-emissie-tomografie (PET) om breinglukosemetabolisme in gesonde beheermaatreëls te meet, is ook 'n negatiewe korrelasie getoon tussen BMI en metaboliese aktiwiteit in PFC (dorsolaterale en OFC) en ACC. In hierdie studie het die metaboliese aktiwiteit in PFC voorspel dat die vakke se prestasie in toetse van uitvoerende funksie [81]. Net so het 'n KMR-spektroskopiese studie van gesonde middeljarige ouderdom en ouer beheermaatreëls getoon dat BWI negatief verband hou met die vlakke van N-asetiel-aspartaat ('n merker van neuronale integriteit) in frontale korteks en ACC [79,82].
Breinbeeldstudies wat vetsugtige en maer individue vergelyk, het ook laer grys materiaaldigtheid in frontale streke (frontale operculum en middelfrontale gyrus) en in sentrale gyrus en putame aangemeld.n [83]. Nog 'n studie, wat geen verskille in grys materie volumes tussen vetsugtige en maer vakke gevind het nie, het 'n positiewe korrelasie tussen wit materievolume in basale breinstrukture en middellyf gerapporteer: heupverhouding; 'n tendens wat gedeeltelik omgekeer is deur dieet [84].
Laastens is die rol van DA in remmende beheer goed herken en kan die ontwrigting daarvan bydra tot gedragsversteurings van diskontrole, soos vetsug. 'N Negatiewe korrelasie tussen BMI en striatale D2R is in vetsugtig gerapporteer [58] sowel as in oorgewig vakke [85]. Soos hierbo bespreek, was die laer as normale beskikbaarheid van D2R in die striatum van vetsugtige individue geassosieer met verminderde metaboliese aktiwiteit in PFC en ACC [60]. Hierdie bevindinge impliseer neuroadaptations in DA sein as bydraers tot die ontwrigting van frontale kortikale streke wat verband hou met oorgewig en vetsug. 'N Beter begrip van hierdie ontwrigting kan help om strategieë te lei om spesifieke gestremdhede in belangrike kognitiewe domeine te verbeter, of selfs selfs terug te keer.
Byvoorbeeld, vertraag verdiskontering, wat die neiging is om 'n beloning te devalueer as 'n funksie van die tydelike vertraging van sy aflewering, is een van die mees omvattende kognitiewe bewerkings in verband met versteurings wat met impulsiwiteit en kompulsiwiteit verband hou. Vertraging verdiskontering is die mees omvattende ondersoek in dwelmmisbruikers wat klein-maar-onmiddellik verkies oor groot maar vertraagde belonings [86]. Die paar studies wat in vetsugtige individue gedoen is, het ook getoon dat hierdie individue voorkeur geniet vir hoë, onmiddellike belonings, ten spyte van 'n groter kans om hoër toekomstige verliese te ly [87,88]. Daarbenewens is 'n positiewe korrelasie tussen BMI en hiperboliese diskontering, waardeur toekomstige negatiewe uitbetalings minder as toekomstige positiewe uitbetalings verdiskonteer word, onlangs gerapporteer [89]. Vertraagde afslag lyk afhanklik van die funksie van ventrale striatum (waar NAc geleë is) [90,91] en van die PFC, insluitende OFC [92], en is sensitief vir DA manipulasies [93].
Interessant genoeg, kan letsels van die OFC by diere óf die voorkeur vir onmiddellike klein belonings oor vertraagde groter belonings verhoog of verlaag [94,95]. Hierdie skynbaar paradoksale gedragseffek sal waarskynlik die feit weerspieël dat ten minste twee operasies deur die OFC verwerk word; een is 'n toegewyde toewysing, waardeur 'n versterker aansporingsmotiveringswaarde verkry, en die ander beheer oor die voorkragtige dringings [96]. Disfunksie van die OFC word geassosieer met 'n verswakte vermoë om die aansporingsmotiveringswaarde van 'n versterker te verander as 'n funksie van die konteks waarin dit voorkom (dws verminder die aansporingswaarde van voedsel met versadiging) wat tot kompulsiewe voedselverbruik kan lei [97]. As die stimulus hoogs versterkend is (soos voedsel- en voedselaanwysings vir 'n vetsugtige vak), sal die versterkende waarde van die versterker 'n groter motivering tot gevolg hê om dit te verkry, wat as bereidwilligheid om bevrediging uit te stel (soos die spandeer van tyd in lang lyne om roomys te koop).
In die konteks waar kos geredelik beskikbaar is, kan dieselfde verbeterde versnelling impulsiewe gedrag veroorsaak (soos om die sjokolade langs die kassier te koop en te eet, selfs sonder voorafgaande bewustheid van die begeerte van so 'n item). Wanfunksionering van die OFC (en van die ACC) benadeel die vermoë om pre-potent dringings te herstel, wat impulsiwiteit en 'n oordrewe vertraagde verdiskonteringskoers tot gevolg het.
Kos vir gedagte
IUit die versamelde getuienis wat hier aangebied word, blyk dat 'n wesenlike deel van vetsugtige individue 'n wanbalans toon tussen 'n verhoogde sensitiwiteit van die beloningskringkrag na gekondisioneerde stimuli gekoppel aan energie-digte voedsel en gestremde funksie van die uitvoerende beheerstroombaan wat inhibitiewe beheer verswak oor appetitiewe gedrag. Ongeag of hierdie wanbalans veroorsaak of veroorsaak word deur patologiese ooreet, is die verskynsel herinner aan die konflik tussen die beloning, kondisionering en motiveringskringe en die inhibitiewe beheerkring wat in verslawing gerapporteer is. [98].
Kennis wat gedurende die afgelope twee dekades van die genetiese, neurale en omgewingsbasisse van vetsug opgehoop is, het geen twyfel dat die huidige krisis ontstaan het uit die verbreking tussen die neurobiologie wat voedselverbruik in ons spesies dryf en die rykdom en diversiteit van voedselstimulasies wat deur ons sosiale en ekonomiese stelsels. Die goeie nuus is dat die begrip van die diepgaande gedragskonstrukte wat die vetsug-epidemie onderhou, die sleutel tot sy uiteindelike oplossing bevat (kyk ook Boxes 3 en 4).
Verwysings
;
