Die brein, vetsug en verslawing: 'n EEG neuroimaging studie (2016)

Spring na:

Abstract

Vetsug en die gepaardgaande comorbiditeite daarvan is 'n groot uitdaging vir openbare gesondheid wat die moderne wêreld in die gesig staar. Die benaderde wêreldwye voorkoms van oorgewig en vetsug is onderskeidelik 50% en 20%.¹. Dit word geassosieer met enorme gesondheidsorgverwante koste, wat in die VSA bereken is om meer as $215 miljard per jaar te wees¹. Tot op hede was openbare gesondheidstrategieë onsuksesvol om die vinnige styging in vetsugsyfers te voorkom², wat 'n dringende behoefte aandui om effektiewe intervensies op beide die bevolking en individuele vlak te ontwikkel.

Vetsug word beskou as 'n komplekse afwyking waarin genetiese, fisiologiese, sielkundige en omgewingsfaktore almal in wisselwerking tree om die vetsugtige fenotipe te produseer. Dit was egter moeilik om patofisiologiese subgroepe binne vetsugtige bevolkings te identifiseer. Dit is ook waarskynlik dat effektiewe behandelings slegs gerealiseer sal word met persoonlike behandelings wat spesifieke patofisiologiese abnormaliteite teiken. Alhoewel dit lank reeds erken is dat homeostatiese sentrums in die brein 'n deurslaggewende rol speel in liggaamsgewigregulering, is meer onlangs breinareas soortgelyk aan dié wat by dwelmverslawing betrokke is by voedselverbruik geïmpliseer.³.

Beduidende kontroversie bestaan ​​oor of die konsep van voedselverslawing geloofwaardig is, met argumente beide ten gunste en teen^3,4. Een siening beskou vetsug as 'n gevolg van voedselverslawing⁵, wat voorstel dat sekere kosse (dié hoog in vet, sout en suiker) soortgelyk is aan verslawende stowwe in soverre dit breinstelsels betrek en gedragsaanpassings produseer wat vergelykbaar is met dié wat deur dwelmmiddels veroorsaak word.^4,5. 'n Tweede siening is dat voedselverslawing 'n gedragsfenotipe is wat in 'n subgroep mense met vetsug gesien word en lyk soos dwelmverslawing^3,5. Hierdie siening maak gebruik van die parallelle tussen die DSM-IV-kriteria vir 'n substansafhanklikheidsindroom en waargenome patrone van ooreet soos in binge eating⁴. Die kliniese ooreenkomste het gelei tot die idee dat vetsug en alkoholverslawing gemeenskaplike molekulêre, sellulêre en stelselvlakmeganismes kan deel³. Argumente ten gunste van die skakel tussen voedselverslawing en alkoholverslawing is al voorheen bespreek^3,4. Daar bestaan ​​'n (1) kliniese oorvleueling tussen vetsug en dwelmverslawing, (2) 'n gedeelde kwesbaarheid vir beide vetsug en dwelmverslawing, via die Taq1A minderjarige (A1) alleel van die dopamienreseptor D2 (DRD2) geen, wat met alkoholisme geassosieer is; substansmisbruikafwykings, insluitend kokaïen, rook en opioïedafhanklikheid en vetsug (3) Analoge neurotransmitterveranderinge is beskryf wat bestaan ​​uit laer vlakke van striatale dopamienreseptore by vetsugtige en verslaafde mense, asook (4) verskillende breinreaksies bestaan ​​op voedsel- verwante stimuli in vetsugtige individue in vergelyking met nie-vetsugtige kontroles in funksionele beeldingstudies.

Al hierdie argumente is gekritiseer en verklaar dat die oorgrote meerderheid van oorgewig individue nie 'n oortuigende gedrags- of neurobiologiese profiel getoon het wat soos verslawing lyk nie, en dat die enorme inkonsekwentheid wat uit 'n oorsig van die neurobeeldingsliteratuur blyk, daarop dui dat vetsug 'n hoogs heterogene versteuring is.⁴.

Die vraag ontstaan ​​dus of daar wel 'n subset van vetsugtige mense is wat voedselverslaaf is. Hierdie begrip kan lei tot die ontwikkeling van breingebaseerde patofisiologie-spesifieke behandelings vir subgroepe vetsugtige pasiënte. 'n Kwantitatiewe en bekragtigde psigometriese maatstaf van voedselverslawing is onlangs ontwikkel, die Yale Food Addiction Scale (YFAS)⁶. Die inhoud van die Yale Food Addiction Scale (YFAS) is saamgestel uit vrae wat gebaseer is op substansafhanklikheidskriteria in die DSM-IV-TR en skale wat gebruik word om gedragsverslawing, soos dobbel, oefening en seks te assesseer, insluitend die South Oaks dobbelskerm , die Oefeningafhanklikheidskaal, en die Carnes se Seksuele Verslawing Siftingsinstrument⁶. Vir die diagnose van voedselverslawing, wat lyk soos 'n diagnose van substansafhanklikheid, is kriteria beskou as nagekom indien deelnemers drie of meer van die sewe kriteria van DSM-IV-R onderskryf het sowel as ten minste een van die twee kliniese beduidendheid-items (verswakking of nood)⁶. Hierdie kriteria is (1) Middel ingeneem in groter hoeveelhede en vir langer tydperk as wat bedoel is, (2) Aanhoudende begeerte of herhaalde onsuksesvolle poging om op te hou, (3) Baie tyd/aktiwiteit om te verkry, te gebruik, te herstel, (4) Belangrike sosiale, beroeps- of ontspanningsaktiwiteite opgegee of verminder, (5) Gebruik gaan voort ten spyte van kennis van nadelige gevolge (bv. versuim om rolverpligtinge na te kom, gebruik wanneer fisies gevaarlik is, (6) Verdraagsaamheid (merkbare toename in hoeveelheid; merkbare afname in effek), (7) Kenmerkende onttrekkingsimptome; middel wat geneem word om onttrekking te verlig.

Die neurale korrelate vir voedselverslawing gebaseer op die YFAS-kriteria is ondersoek deur middel van fMRI in 'n opgewekte omgewing, en kyk na hoe die brein van voedselverslaafde vetsugtige mense verskil van maer kontroles in sy reaksie op 'n voedselstimulus (sjokolademelkskommel)⁷. Deelnemers met hoër vs laer voedselverslawingtellings het groter aktivering in die dorsolaterale prefrontale korteks en die caudaat getoon in reaksie op verwagte ontvangs van voedsel, maar minder aktivering in die laterale orbitofrontale korteks in reaksie op die ontvangs van voedsel. Verder, in 'n korrelasie-analise, het voedselverslawingtellings gekorreleer met groter aktivering in die anterior cingulate korteks, mediale orbitofrontale korteks en amygdala in reaksie op verwagte ontvangs van voedsel⁷. Hierdie studie het voorgestel dat soortgelyke patrone van neurale aktivering betrokke is by verslawende eetgedrag en substansafhanklikheid⁷. Inderdaad, meer beloningskringaktivering in reaksie op voedselaanwysings en verminderde aktivering van inhiberende streke in reaksie op voedselinname is geïdentifiseer⁷.

Drang-verwante veranderinge in die brein is ondersoek deur cue evoced tegniek sowel met fMRI. Drangverwante aktiwiteit is geïdentifiseer in die hippokampus, insula en caudate, drie areas wat na berig word ook betrokke by dwelm-drang, wat die algemene substraathipotese vir voedsel- en dwelm-drange ondersteun⁸.

In 'n onlangse studie, kyk na die neurale korrelate van voedselverslawing in die rus met bron-gelokaliseerde EEG, vyf minute na 'n enkele proe van 'n sjokolade melkskommel, pasiënte met drie of meer voedselverslawing simptome het 'n toename in delta krag in die regte middel getoon frontale gyrus (Brodmann Area [BA] 8) en in die regter presentrale gyrus (BA 9), en theta krag in die regter insula (BA 13) en in die regter inferior frontale gyrus (BA 47). Verder, in vergelyking met kontroles, het pasiënte met drie of meer voedselverslawing simptome 'n toename in funksionele konnektiwiteit in fronto-pariëtale areas in beide die theta- en alfa-band getoon. Die toename in funksionele konnektiwiteit was ook positief geassosieer met die aantal voedselverslawingsimptome⁹. Hierdie studie het voorgestel dat voedselverslawing soortgelyke neurofisiologiese korrelate het van ander vorme van stofverwante en verslawende versteurings wat soortgelyke psigopatologiese meganismes voorstel.⁹.

Die doel van hierdie studie was om te ondersoek of vetsugtige mense met en sonder voedselverslawing 'n algemenevetsug neurale breinaktiwiteit' asook of, gebaseer op die vorige literatuur, 'n algemene 'verslawing neurale breinaktiwiteit' tussen alkoholverslaafde en voedselverslaafde mense geïdentifiseer kon word.

Metodes

Gedrags- en laboratoriummaatreëls

vraelyste

Yale Food Addiction Scale

Elke deelnemer het die Yale Food Addiction Scale voltooi wat 'n self-gerapporteerde gestandaardiseerde vraelys is, gebaseer op DSM-IV-kodes vir substansafhanklikheidskriteria, om individue met 'n hoë risiko vir voedselverslawing te identifiseer, ongeag liggaamsgewig^6,10,11. Alhoewel daar tans geen amptelike diagnose van "voedselverslawing" is nie, is die YFAS geskep om persone te identifiseer wat simptome van afhanklikheid van sekere kosse toon. Voedsel met verslawende potensiaal wat veral deur YFAS geïdentifiseer word, sluit in dié wat hoog is in vet en suiker. Die YFAS is 'n psigometries-gevalideerde hulpmiddel wat bestaan ​​uit 27 vrae wat eetpatrone identifiseer wat soortgelyk is aan gedrag wat in klassieke areas van verslawing gesien word (2). Deur die deurlopende puntestelselskaal te gebruik, het ons 'n YFAS-telling uit 7 vir elke deelnemer (2) bereken. 'n Mediaan-verdeling is op die YFAS toegepas om die vetsuggroepe te onderskei. Die deelnemers wat 'n telling gelykstaande aan die mediaan (=3) gehad het, is van die analise uitgesluit. Deelnemers met 'n telling laer as die mediaan is aan die lae YFAS-groep toegeken, dws die nie-voedselverslaafde vetsuggroep (NFAO) terwyl diegene met 'n telling hoër as die mediaan aan die hoë YFAS-groep toegeken is, dws die voedselverslaafdes vetsuggroep (FAO).

Numeriese graderingskale (NRS) van 0 tot 10 wat honger meet (Hoe honger voel jy?); tevredenheid (Hoe tevrede voel jy?); volheid (Hoe vol voel jy?); waardering (Hoeveel dink jy kan jy nou eet?); en kosbegeerte/-lus (Wil jy nou iets eet?).

BIS / BAS

Die gedragsinhibisiestelsel/gedragsbenaderingstelsel (BIS/BAS)-skale is ontwikkel om individuele verskille in die sensitiwiteit van twee algemene motiveringstelsels wat gedrag onderlê, te assesseer¹². Daar word gesê dat 'n BIS aversiewe motiewe reguleer, waarin die doel is om weg te beweeg van iets onaangenaams. Daar word geglo dat 'n BAS aptytmotiewe reguleer, waarin die doel is om te beweeg na iets wat verlang word.

DEBQ

Deelnemers het 'n kopie van die Nederlandse Eetgedrag Vraelys (DEBQ) voltooi deur aan te dui in watter mate hulle eet om emosionele redes, eksterne redes en selfbeheersing¹³.

BES

Die Binge-eet-skaal (BES) is 'n vraelys wat die teenwoordigheid van sekere binge eating-gedrag assesseer wat 'n aanduiding kan wees van 'n eetversteuring¹⁴.

Voedselbewustheid

Voedselbewustheid word gekwantifiseer deur 'n subskaal van die bewuste eetvraelys¹⁵ en meet affektiewe sensitiwiteit van die interne toestande en organoleptiese bewustheid (dws bewuste waardering van die uitwerking van voedsel op elk van die sintuie).

Laboratorium- en besoekmetings

Veneuse bloedmonsters is na die laboratorium van Dunedin Openbare Hospitaal gestuur vir meting van glukose, lipiede en lewerfunksie deur standaardmetodes. Liggaamsamestelling is gemeet met behulp van bio-elektriese impedansie-analise (BIA) (Tanita MC-780 Multi Frequency Segmental Body Composition Analyser). Rustende energieverbruik is gemeet deur indirekte kalorimetrie (Fitmate, COSMED).

Groepvergelykings

'n Mediaan-verdeling is op die YFAS toegepas om die vetsuggroepe te onderskei. Agt deelnemers het 'n telling gelyk aan die mediaan (=3) gehad en is uitgesluit van die analise. Deelnemers met 'n telling laer as die mediaan is aan die lae YFAS-groep toegeken, dws die nie-voedselverslaafde vetsuggroep (NFAO) terwyl diegene met 'n telling hoër as die mediaan aan die hoë YFAS-groep toegeken is, dws die voedselverslaafdes vetsuggroep (FAO). Tegnies gesproke het slegs 3 deelnemers werklik aan die kriteria vir voedselverslawing voldoen, dws drie of meer van die sewe kriteria van DSM-IV-R sowel as ten minste een van die twee kliniese betekenisitems (inkorting of nood) (Gearhardt, Corbin) et al.⁶).

'n Vergelyking is getref tussen die maer, lae YFAS en hoë YFAS groepe vir die verskillende vraelyste met behulp van 'n MANOVA. As afhanklike veranderlikes is al die vraelyste ingesluit in een enkele model soos gelys in Tabel 1. Die onafhanklike veranderlike was die groep (maer, lae YFAS en hoë YFAS). 'n Regstelling vir veelvuldige vergelykings is toegepas deur 'n Bonferroni-korreksie (p < 0.05) te gebruik om 'n vergelyking tussen die drie verskillende groepe te maak. Ons het die veranderlike ouderdom as 'n kovariaat ingesluit om ons bevindinge vir ouderdom te beheer.

  

Tabel 1

Demografiese, antropometriese en laboratoriummaatreëls vir die maer en vetsugtige groepe.

Ons het 'n studie uitgevoer wat biochemiese en kliniese data, sowel as voedsel- en vetsugverwante vraelyste ontleed (sien Tabelle 1 en and2) 2) aangevul deur rustende brein-EEG-aktiwiteit in 'n groep vetsugtig (LMI > 30 kg/m)²) mense (n = 38) met lae (n = 18) en hoë (n = 20) YFAS-tellings en vergelyk hulle met 'n groep skraal nie-verslaafde kontroles (n = 20), deur gebruik te maak van brongelokaliseerde EEG-opnames.

  

Tabel 2

Vraelysontledings: Gemiddelde tellings en Standaardafwykings.

Daarbenewens, om te verifieer of 'n hoë YFAS-telling wel 'n verslawende fenotipe weerspieël, het ons die hoë en lae YFAS-groepe vergelyk met 'n groep hardnekkige alkoholverslaafde mense (n = 13), op soek na 'n gemeenskaplike neurale verslawingnetwerk, sowel as die neurale substrate van voedsel en alkohol drang.

Results

Gedragsmaatreëls

YFAS

Vergelyking tussen die maer, lae en hoë YFAS toon 'n beduidende verskil (F = 104.18, p < 0.001) wat aandui dat die maer groep en die lae YFAS nie van mekaar verskil nie, maar dat beide groepe verskil van die hoë YFAS groep (Tabel 3). Wanneer ons na die verskillende subskale van die YFAS kyk, is voedseloorbenutting, tyd spandeer aan voedsel, sosiale onttrekking, onttrekkingsimptome en voedselverwant die subskale wat hoë YFAS van lae YFAS-vakke onderskei. Die hoë YFAS groep verskil egter nie van die lae YFAS en maer groep vir die subskale aanhoudende gebruik ten spyte van teëspoed en verdraagsaamheid nie. Op geen van die subskale verskil lae YFAS-vakke van die skraal vakke nie. Tabel 3 bied 'n gedetailleerde oorsig.

  

Tabel 3

YFAS subskale vir die maer en vetsugtige groepe.

Korrelasie tussen voedselverslawing en binge eating

Die YFAS-telling vir die totale groep het gekorreleer met die BES-telling (r = 0.50, p < 0.01) (Tabel 4). Vir die lae YFAS-groep is geen beduidende korrelasie gevind nie (r = 0.18, p < 0.05) (Tabel 4), vir die hoë YFAS-groep is 'n beduidende korrelasie gevind (r = 0.56, p < 0.05) (Tabel 4).

  

Tabel 4

Pearson Korrelasie tussen die verskillende vraelyste.

Demografiese, antropometriese en laboratoriummaatstawwe

'n Vergelyking tussen die lae en hoë YFAS-groepe toon 'n algemene fenotipe. Beide groepe kan nie op grond van biochemiese ontleding geskei word nie (F = 0.89, p = 0.572), vitale tekens (F = 0.75, p = 0.532), gewig en ander antropometriese mates (F = 1.17, p = 0.342) insluitend liggaamsvet samestelling (F = 0.66, p = 0.684), rustende energieverbruik (F = 0.77, p = 0.387). Beide vetsugtige groepe was aansienlik verskil van die maer groep. Die alkoholverslaafde pasiënte het 'n normale liggaamsgewig, lengte en BMI. Hul drangtelling was 8.32/10 en hul alkoholgebruiksversteuring identifikasietoets (oudit) telling 36.21 (normaal <20). Sien Tabel 2 vir oorsig.

vraelyste

Beide die lae en hoë YFAS-groep rapporteer dat hulle minder honger het as die maer groep. Die hoë YFAS-groep rapporteer dat hulle voller voel as die lae YFAS en maer groep. Geen betekenisvolle verskille is getoon vir bevrediging, waardering en voedselbegeerte nie. Op die BIS/BAS-vraelys rapporteer die hoë YFAS-groep 'n hoër telling as die lae YFAS en maer groep op die BIS, maar nie op die BAS nie. Op die drie verskillende subskale van die DEBQ is 'n betekenisvolle effek verkry. Vir die subskaal 'beperkte' het beide die lae YFAS- en hoë YFAS-groep 'n hoër telling in vergelyking met die maer groep gerapporteer, maar verskil nie van mekaar nie. Die subskaal 'ekstern' dui aan dat hoë YFAS-vakke 'n hoër telling het as beide die Lae YFAS en maer vakke, maar dat die lae YFAS-groep 'n laer telling het as beide die maer en hoë YFAS-groep. Die 'emosionele' subskaal toon 'n verskil tussen die hoë YFAS-groep en beide die lae YFAS en maer vakke. Daarbenewens het die hoë YFAS-groep 'n hoër telling op binge-eet en voedselbewustheid in vergelyking met die lae YFAS en maer groep. Vir voedselbewustheid is 'n betekenisvolle verskil ook tussen die lae YFAS-groep en maer groep verkry. Tabel 3 toon 'n opsomming van die resultate. Daarby Tabel 4 toon die korrelasie tussen die verskillende vraelyste vir die hele vetsugtige groep, die lae en hoë YFAS, afsonderlik.

Elektriese neurobeelding

Korrelasie-ontledings

Hele groep

'n Heelbreinkorrelasie-analise en die YFAS het 'n beduidende positiewe korrelasie met die rostrale anterior cingulate korteks (rACC) vir die theta (r = 0.23, p = 0.041) en die beta3 (r = 0.22, p = 0.041) frekwensiebande (Fig 1).

  

Figuur 1

'n Heelbreinkorrelasie-analise en die YFAS het 'n beduidende positiewe korrelasie met die (A) rostral anterior cingulate cortex (rACC) vir die theta (r = 0.23, p = 0.041) en die (B) beta3 (r = 0.22, ...

Lae YFAS groep

N korrelasie analise vir die hele brein en die honger telling het 'n beduidende effek vir beide theta en beta1 en beta2 frekwensieband geopenbaar. Honger tellings korreleer positief met theta rustende toestand EEG aktiwiteit in posterior insula sowel as linker somatosensoriese korteks (r = 0.69, p = 0.0007) (Fig. 2A) en korreleer negatief met beta1 rustende toestand EEG aktiwiteit in dorsale anterior cingulate korteks (dACC) (r = -0.49, p = 0.019) (Fig. 2B). 'n Negatiewe korrelasie vir beta2 rusttoestand EEG aktiwiteit in rostral anterior cingulate korteks (rACC) en linker insula (r = -0.48, p = 0.022) word ook gevind (Fig. 2C). Geen betekenisvolle effekte was vir die delta, alfa1, alfa2, beta3 en gamma frekwensieband nie. 'n Positiewe korrelasie is verkry tussen die persepsie van volheid en beta 3-aktiwiteit in die posterior cingulate korteks (PCC), wat strek tot by die precuneus en somatosensoriese korteks (r = 0.52, p = 0.013) (sien Fig. 2D) en met gamma-aktiwiteit in die pregenual anterior cingulate cortex (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (Fig. 2E). 'n Positiewe korrelasie is verkry tussen voedselbewustheid en theta-aktiwiteit in die rACC en somatosensoriese korteks (r = 0.44, p = 0.034) (Fig. 2F). 'n Negatiewe korrelasie is verkry met beta1-aktiwiteit in die pgACC (r = -0.90, p < 0.00001) (Fig. 2G). Daarbenewens is 'n negatiewe korrelasie gedemonstreer met beta2-aktiwiteit in die dACC en die subgenual anterior cingulate cortex (sgACC) wat tot in die amygdala strek (r = -0.73, p = 0.0003) (Fig. 2H). Verder is 'n negatiewe korrelasie gevind (blou) met gamma-aktiwiteit in die dACC en PCC (r = -0.61, p = 0.004) (Fig. 2I). Geen ander betekenisvolle effekte is verkry nie. Geen effek is geïdentifiseer tussen breinaktiwiteit en die hongerskaal vir die lae YFAS-groep nie.

  

Figuur 2

(A) Korrelasie-analise in nie-voedselverslaafde vetsugtige mense. Honger tellings korreleer positief met theta rustende toestand EEG aktiwiteit in posterior insula sowel as linker somatosensoriese korteks (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Korrelasie ...

Hoë YFAS groep

'n Beduidende korrelasie is geïdentifiseer tussen honger tellings en gammabandstroomdigtheid in die rACC wat strek tot in die dorsale mediale prefrontale korteks (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (Fig. 2J). Geen betekenisvolle effek is vir die delta, theta, alfa1, alfa2, beta1, beta2 en beta3 frekwensiebande geïdentifiseer nie. Geen beduidende korrelasies het bestaan ​​tussen breinaktiwiteit en die honger-, volheid- en bewustheidskale nie.

Alkoholverslawinggroep

'n Beduidende korrelasie is geïdentifiseer tussen alkohol-drang-tellings en gammabandstroomdigtheid vir die rACC wat na die dmPFC strek (r = 0.72, p = 0.002) (Fig 3).

  

Figuur 3

Korrelasie-analise tussen alkohol-drang-tellings en gammabandstroomdigtheid (r = 0.72, p = 0.002).

Konjunktie analise

'n Konjunksie-analise van rustoestandaktiwiteit tussen hoë en lae YFAS-groepe toon beta2-aktiwiteit in die sgACC, pgACC, parahippocampale area, regter inferior pariëtale en midtemporale areas (Z = 1.99, p = 0.023) (Fig. 4A) en gamma-aktiwiteit in die PCC wat strek tot in precuneus en cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (Fig. 4B). Anti-gekorreleerde aktiwiteit in die beta2 frekwensie is geïdentifiseer in die rACC/dmPFC gebiede tussen hoë YFAS en lae YFAS groepe (Z = -2.03, p = 0.021) (Fig. 4A).

  

Figuur 4

(A) Konjunksieanalise van beta2-band rustoestandaktiwiteit tussen voedselverslaafde vetsugtige mense (hoë YFAS) en nie-voedselverslaafde vetsugtige mense (lae YFAS). Rooi verteenwoordig beduidende afwyking van maer gesonde nie-verslaafde kontroles wat algemeen is vir beide vetsugtiges ...

'n Konjunksieanalise tussen die hoë YFAS-vetsugtige groep en alkoholverslawinggroep het 'n beduidende effek getoon vir die alfa1-frekwensieband in ACC/dmPFC en precuneus (Z = 2.24, p = 0.013) (Fig. 4C) en vir alfa2-aktiwiteit in sgACC en orbitofrontale korteks (OFC) sowel as temporale lob (fusiforme/parahippocampale area) (Z = 2.78, p = 0.003) (Fig. 4D). Geen betekenisvolle effek is tussen die lae YFAS-groepe en die alkoholverslawinggroep gesien nie.

Bespreking

Hierdie resultate dui daarop dat 'n hoë YFAS-telling wel 'n verslawende toestand verteenwoordig. Die konjunksie-analise het getoon dat die hoë YFAS-groep en die alkoholverslawinggroep gemeenskaplike patologiese breinaktiwiteit deel, wat nie teenwoordig is in die lae YFAS-groep nie. Die gevisualiseerde neurale substraat word as patologies beskou aangesien dit in beide hoë YFAS- en alkoholverslaafde groepe beheer word deur breinaktiwiteit van 'n maer nie-verslaafde gesonde kontrolegroep af te trek. Hierdie patologiese 'verslawingbreinaktiwiteit' behels die anterior cingulate korteks/dorsale mediale prefrontale korteks, pregenual anterior cingulate korteks wat strek tot in die mediale orbitofrontale korteks (mOFC), parahippocampale area en precuneus, breinareas wat deur farmakologiese of kognitiewe gebaseerde behandeling gemoduleer kan word⁴¹. 'n Vorige fMRI-studie het getoon dat YFAS-tellings gekorreleer is met aktiwiteit wat aanleiding gegee is in die rACC en mOFC⁷ wat daarop dui dat hierdie breinareas reageer op voedselaanwysings. Ons resultate dui daarop dat hulle ook meer aktief is in die rustende toestand in teenstelling met 'n vorige LORETA EEG rustoestand studie⁹. Dus kan alkohol- en voedselverslawing, afgesien van sellulêre, genetiese en gedragsaspekte³, deel ook 'n algemene neurofisiologiese substraat op 'n makroskopiese breinaktiwiteitsvlak.

Beide YFAS-groepe het egter 'n gemeenskaplike fenotipe, vetsug, en kan nie geskei word op grond van biochemiese analise, vitale tekens, gewig en ander antropometriese maatreëls, insluitend liggaamsvetsamestelling, rustende energie-uitgawes, en ook nie op voedselverwante graderingtellings nie, behalwe vir volheid persepsie (Tabel 2). Tsy kliniese ooreenkoms word weerspieël in algemene neurobiologiese 'vetsug-breinaktiwiteit' wat deur die lae en hoë YFAS-groepe gedeel word. 'n Konjunksie-analise (beheer vir maer) het algemene patologiese beta-aktiwiteit in die subgenuale en pgACC getoon, met gamma-aktiwiteit in die PCC wat strek tot in precuneus en cuneus, en gekombineer met beta-aktiwiteit in parahippocampale area en regter inferior pariëtale en midtemporale area. Hierdie gebiede vorm in wese die verstekmodusnetwerk, wat betrokke is by die verwerking van selfverwysende en liggaamlike sensasies-inligting⁴². Dit is egter interessant dat verskillende dele van die verstekmodusnetwerk inligting teen verskillende frekwensies verwerk. Daar is voorgestel dat die verstekmodusnetwerk uit 3 subnetwerke bestaan⁴³. Een deel bestaan ​​uit die pgACC/vmPFC en is 'n kritieke element in 'n netwerk van gebiede wat sensoriese inligting van die eksterne wêreld en die liggaam ontvang, en dien as 'n sensories-visceromotoriese skakel gemoeid met sosiale gedrag, gemoedsbeheer en motiveringsdrang.⁴³. Hierdie deel in vetsugtige mense ossilleer by beta-aktiwiteit, wat betrokke is by sensoriese voorspellings⁴⁴ en status quo verwerking⁴⁵. Wanneer dit geïntegreer word in 'n onlangs ontwikkelde konsep van gedragsveranderinge⁴⁶ waarin die pgACC die betroubaarheid van die huidige gedrag bereken, kan dit hipoteties suggereer dat in vetsugtige mense die pgACC bereken dat die vetsugtige toestand die aanvaarde verwysing is. Die PCC/Precuneus ossilleer by gamma-aktiwiteit. Gamma-aktiwiteit is verwant aan voorspellingsfoute, of met ander woorde, verandering, en die PCC/precuneus is die hoofspil van die selfverwysende^47,48 verstekmodusnetwerk. Dit kan veronderstel word dat die PCC/Precuneus die verwysings terugstel, dws beheer allostase⁴⁹, deur middel van voorspellende verwysing-terugstelling⁴⁹. Allostase is by verslawing betrokke⁵⁰, sowel as vetsug (voedselverslawing)⁴⁹. In die parahippocampale area en regter inferior pariëtale en middeltemporale area is beta en gamma ossillasies teenwoordig. Die parahippocampus is betrokke by kontekstuele verwerking^51,52, terwyl die regter inferior pariëtale area betrokke is by multimodale sensoriese integrasie sentrum⁵³. Beta/gamma-koppeling is gekoppel aan weggelaat stimuli⁴⁴. 'n Mens kan spekuleer dat die beta- en gamma-aktiwiteit in hierdie gebiede verband hou met die nie-prosessering (weggelaat voedsel-afgeleide stimuli) in die multimodale sensoriese area en nie om dit in 'n konteks te plaas nie. Dus by vetsugtige mense kan voedselstimuli hipoteties in 'n gedekontekstualiseerde raamwerk verwerk word. maw ongeag die konteks kan kos aptytlik wees. Aan die ander kant is beduidende verskille ook tussen die lae en hoë YFAS-groepe geïdentifiseer. Die konjunksie-analise tussen lae YFAS en hoë YFAS groepe het patologiese anti-gekorreleerde rustende toestand beta aktiwiteit in die rACC/dmPFC getoon. Hierdie verskil is selfs meer opvallend in die korrelasie-ontledings met honger. Toenemende honger is gekorreleer met toenemende gamma-aktiwiteit in die rACC/dmPFC in die hoë YFAS-groep, soortgelyk aan die rACC-area wat gekorreleer is met toenemende drang in alkoholverslawing (Fig 1 middel, S1C-D). Dieselfde area word geaktiveer deur voedselleidrade, wat vermoedelik drange veroorsaak, by mense met hoër YFAS-tellings in 'n fMRI-studie⁷. Daarenteen het honger in die lae YFAS-groep 'n negatiewe korrelasie met aktiwiteit in dieselfde rACC-area getoon. Vorige studies het getoon dat die rACC betrokke is by alkohol-drang⁵⁴, en beide wettige en onwettige dwelm drang⁵⁵. Ons bevinding dui daarop dat dit ook betrokke is by voedseldrang. Verskille, hoewel nie-beduidend, in aktiwiteit in die ACC tussen vetsugtige individue met hoër (>3) versus laer (≤2) voedselverslawingsimptome is voorheen gerapporteer⁹. Die bevindinge van hierdie studie kan verklaar waarom vorige neurobeeldingstudies in vetsug teenstrydige resultate opgelewer het.

Die ACC is die interessantste deel van die brein geskep⁵⁶ vanweë sy vele voorgestelde funksies., Dit sluit opvallende toeskrywing in⁵⁷, Bayesiaanse voorspellingsfoutverwerking⁵⁸, voorstelling van die vereistes wat nodig is vir die handhawing van homeostatiese balans⁵⁹, en dryf gepaste gedragsreaksies⁶⁰. Hierdie studie dui daarop dat daar in die hoë YFAS-groep verhoogde opvallendheid verbonde is aan kos, wat 'n drang om te eet stimuleer⁶⁰.

Honger in die NFAO-groep korreleer positief met toenemende theta-aktiwiteit in die linker posterior insula, 'n area wat beide somatosensoriese en viscerale sensoriese insette verwerk, en die linker kaudale deel van die somatosensoriese korteks, wat smaak sowel as intra-abdominale sensoriese inligting verwerk.^61,62. In teenstelling hiermee korreleer honger negatief met beta-aktiwiteit in linker anterior insula, wat betrokke is by die verwerking van affektiewe inligting vanaf die posterior insula via die outonome senuweestelsel⁶². Dit dui daarop dat sensoriese en affektiewe verwerking van viscerale inligting in die insula in hierdie groep gedissosieer word. Dit is aanloklik om te spekuleer dat weerstand teen homeostatiese seine vir hierdie effek verantwoordelik kan wees. Verdere studies is nodig om hierdie moontlikheid te ondersoek.

Hoe kan teenoorgestelde patologiese rustoestandaktiwiteit in die dACC dieselfde vetsugtige fenotipe tot gevolg hê? Alhoewel daar nog geen verduideliking bestaan ​​nie, is dit aanloklik om te spekuleer dat 'n Bayesiese breinmeganisme betrokke kan wees, aangesien hierdie area gekoppel is aan Bayesiaanse leer en voorspellingsfoutverwerking^58,63. In die hoë YFAS-groep kan 'n voorspellingsfoutberekeningsprobleem 'n drang na voedselinname veroorsaak wat tot vetsug lei⁶⁴, analoog aan wat voorgestel is vir alkohol en ander verslawings⁶⁵. In die lae YFAS-groep veronderstel ons egter onvoldoende viscerale seine lei tot 'n foutiewe voorspellingsberekening.

Dit is bekend dat voedselverslawing en binge eating hoogs korreleer (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati) et al. 2014) en dat die verband tussen voedselverslawing en psigopatologie bemiddel word deur binge eating in 'n kliniese bevolking (Imperatori, Innamorati et al. 2014). En inderdaad sien ons 'n korrelasie tussen YFAS- en BES-tellings. As gevolg van die lae aantal werklike voedselverslaafde mense (n = 3) en regte binge-eters (n = 2), kan hierdie studie egter nie hierdie bevinding bevestig wanneer dit verder ontleed word nie. Inderdaad, wanneer breinaktiwiteit gekorreleer is met die honger, tevredenheid, volheid, waardering en voedselbegeertetelling, het hierdie tellings in beide lae en hoë YFAS-groepe nie met die BES-telling gekorreleer nie. Dit is 'n swakpunt van hierdie studie. Dit is egter van belang dat in 'n groep sonder gediagnoseerde psigopatologie 'n neurofisiologiese verskil tussen lae en hoë YFAS gevind kan word, wat nie in die intermediêre groep geïdentifiseer word nie. Dit dui daarop dat alhoewel hierdie groep met hoë YFAS dalk nie 'n verteenwoordigende steekproef van psigopatologies voedselverslaafde mense verteenwoordig nie, dat daar in 'n groep sonder gediagnoseerde psigiatriese siekte steeds verskille tussen lae en hoë YFAS is, en dat daar 'n groep sonder psigopatologie bestaan ​​wat steeds het algemene elektrofisiologiese kenmerke met tipiese verslawing, in hierdie geval alkoholverslawing.

'n Swakheid van die studie is dat die EEG-bevindinge bloot korrelasioneel kan wees. Maar vir die oorvleuelende 'verslawing neurale aktiwiteit', tussen alkohol- en voedselverslawing is daar 'n paar voorlopige bewyse dat die rol van die dACC in drang oorsaaklik kan wees. Inderdaad, in 'n gevalleverslag wat 'n dubbelkegel-TMS gebruik wat die dACC gerig het, is getoon dat rTMS 'n tydelike (2-3 weke) vermindering in alkohol-drang kan veroorsaak⁶⁶. Verder, in 'n daaropvolgende gevalleverslag is 'n elektrode op die dACC van 'n alkoholverslaafde pasiënt ingeplant vir 'n meer permanente oplossing vir sy alkoholverslawing, met 'n meer permanente positiewe resultaat⁶⁷. Dit dui daarop dat die dACC inderdaad betrokke kan wees by die kodering van drang in die algemeen, soos voorgestel deur 'n vorige meta-analise wat na die neurale korrelaat van drang oor verskillende stowwe van misbruik kyk.⁵⁵.

Nog 'n swakheid van die studie is dat slegs 'n indirekte maatstaf vir spesifieke koslus gebruik is, dit wil sê kosbegeerte (Wil jy nou iets eet?). Selfs al is voedseldrang 'n intense begeerte om voedsel te bekom en te eet, is kosdrang gewoonlik 'n intense begeerte om 'n spesifieke kos te eet (bv. baie algemeen sjokolade), en is dit anders as normale honger.

'n Derde beperking van hierdie studie is die lae resolusie van die bronlokalisering wat inherent voortspruit uit 'n beperkte aantal sensors (19 elektrodes) en 'n gebrek aan vakspesifieke anatomiese voorwaartse modelle. Dit is voldoende vir bronrekonstruksie, maar lei tot groter onsekerheid in bronlokalisering en verminderde anatomiese presisie, en dus is die ruimtelike akkuraatheid van die huidige studie aansienlik laer as dié van funksionele MRI. Nietemin het die tomografie sLORETA aansienlike bekragtiging ontvang van studies wat LORETA kombineer met ander meer gevestigde lokaliseringsmetodes, soos funksionele magnetiese resonansbeelding (fMRI)^68,69, strukturele MRI⁷⁰, Positron Emissie Tomografie (PET)^71,72,73 en is in vorige studies gebruik om byvoorbeeld aktiwiteit in die ouditiewe korteks op te spoor^74,75,76. Verdere sLORETA-validering is gebaseer op die aanvaarding as grondwaarheid van die lokaliseringsbevindinge wat verkry is van indringende, ingeplante diepte-elektrodes, in welke geval daar verskeie studies in epilepsie is^77,78 en kognitiewe ERP's⁷⁹. Dit is die moeite werd om te beklemtoon dat diepe strukture soos die anterior cingulêre korteks⁸⁰, en mesiale temporale lobbe⁸¹ kan korrek gelokaliseer word met hierdie metodes. Verdere navorsing kan egter ruimtelike akkuraatheid en akkuraatheid verbeter deur hoëdigtheid EEG (bv. 128 of 256 elektrodes) en vakspesifieke kopmodelle en MEG-opnames te gebruik.

Ten slotte demonstreer ons dat in vetsugtige individue, ten spyte van identiese fenotipiese eienskappe, ten minste twee neurobiologiese meganismes bestaan ​​wat patofisiologies is.. Die mees opvallende verskil tussen hierdie twee vetsugtige groepe hou verband met die teenoorgestelde aktiwiteit van die dACC. Daar is ook treffende ooreenkomste tussen die voedsel- en alkoholverslaafde groepe wat daarop dui dat 'n hoë YFAS-telling wel dui op 'n verslawende versteuring wat verband hou met voedsel en met soortgelyke neurobiologiese prosesse as alkoholverslawing. Ons resultate dui ook daarop dat behandelings vir vetsug, soos medikasie of neuromodulasie, geïndividualiseer moet word op grond van die onderliggende neurobiologiese patofisiologie.

Ekstra inligting

Hoe om hierdie artikel te noem: De Ridder, D. et al. Die brein, vetsug en verslawing: 'n EEG neuroimaging studie. Sci. Rep. 6, 34122; doi: 10.1038 / srep34122 (2016).

voetnote

Verwysings