ويرتبط تناول الطعام المعطل في المراهقين البدينين بتخفيضات الحجم المدارية الأمامية والخلل الوظيفي التنفيذي (2011)

لام معان ،^{2,4 *} ج هوجيندورن ،^1* الخامس العرق ،¹ و أ^1,3,4

LINK TO FULL STUDY

السمنة (الربيع الفضي). 2011 July؛ 19 (7): 1382 – 1387.

¹ قسم الطب النفسي ، كلية الطب بجامعة نيويورك ، 550 First Avenue ، نيويورك ، نيويورك 10016 ، الولايات المتحدة الأمريكية.

² قسم الطب النفسي للأطفال ، كلية الطب بجامعة نيويورك ، 550 First Avenue ، نيويورك ، نيويورك 10016 ، الولايات المتحدة الأمريكية.

³ قسم الطب ، كلية الطب بجامعة نيويورك ، 550 First Avenue ، نيويورك ، نيويورك 10016 ، الولايات المتحدة الأمريكية.

⁴ معهد ناثان كلاين للأبحاث النفسية ، 140 Old Orangeburg Rd. أورانجبورغ نيويورك 10962 ، الولايات المتحدة الأمريكية

في البالغين ، ارتبط السمنة بالأكل المعطل ، وانخفاض حجم المادة الرمادية القشرية ، وانخفاض الأداء في التقييمات الإدراكية. أقل بكثير من المعروف عن هذه العلاقات في مرحلة المراهقة ، وليس هناك دراسات تقييم التدابير السلوكية والمعرفية ، و neurostructural في نفس المجموعة من المشاركين في الدراسة. فحصت هذه الدراسة العلاقة بين السمنة ، الوظيفة التنفيذية ، التثبيط ، وحجم المخ في الشباب الأصحاء نسبيا. وشملت المشاركين 54 السمنة والمراهقين 37 الهزيل. تلقى المشاركون بطارية معرفية ، واستبيانات حول سلوكيات الأكل ، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). وشملت التقييمات العصبية النفسية المهام التي تستهدف وظيفة الفص الجبهي. تم تحديد سلوكيات تناول الطعام باستخدام استبيان تناول العوامل الثلاثة (TFEQ) ، وتم إجراء عمليات تصوير بالرنين المغناطيسي على نظام 1.5 T Siemens Avanto MRI (Siemens ، Erlangen ، ألمانيا) لتحديد حجم المادة الرمادية في المخ. تمت مضاهاة المراهقين الهزيلات والبدناء في السن وسنوات التعليم والجنس والحالة الاجتماعية والاقتصادية. نسبة إلى المراهقين الهزيلين ، كان لدى المشاركين البدينين درجات أعلى من تثبيط واضح في TFEQ ، وانخفاض في الأداء في الاختبارات الإدراكية ، وانخفاض حجم القشرة المخية الأمامية. ترتبط إزالة السلوك بشكل كبير مع مؤشر كتلة الجسم ، درجة ستروب كلورد - Word ، وحجم قشرة الدماغ الأمامية. هذا هو التقرير الأول لهذه الجمعيات عند المراهقين ، ويشير إلى أهمية فهم العلاقة بين العجز العصبي والسمنة.

Keywords: السمنة والمراهقين ، والتصرف ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، الفص الجبهي ، الإدراك ، اللحاء المداري

المُقدّمة

تضاعف انتشار السمنة بين الأطفال والمراهقين في الولايات المتحدة أكثر من ثلاث مرات منذ 1970. على الرغم من أن الأدلة الحديثة تشير إلى أن السمنة في مرحلة الطفولة قد تكون مستوية ، فإن المعدلات العالية الحالية تتنبأ بوجود مشكلة صحية عامة وشيكة تتضمن أمراض القلب والأوعية الدموية والغدد الصماء (1).

لطالما ارتبط التخلص من سلوك الأكل ، الذي يتميز جزئياً كميل للأكل انتهازيًا استجابةً للعواطف البيئية ، بالسمنة في كل من الشباب والبالغين (2). قد يحدث فشل التحكم ذي الصلة في السعرات الحرارية التي تؤدي إلى السمنة في نهاية المطاف على عدة مستويات في الدماغ بما في ذلك منطقة ما تحت المهاد (3) ، وفقا للعمل في الآونة الأخيرة ، في القشرة الدماغية (4). وقد أظهرت سلسلة من الدراسات التصويرية الوظيفية للأفراد العجافين والبدناء في كل من الدول الجياع والمغذية العديد من المناطق القشرية بما في ذلك الحزامية الأمامية ، الفص الجبهي الإنسي (5) ، insula ، الحزامية الخلفية ، والزمنية ، والقشور المدارية الأمامية (6) أن يتم تنشيطها تفاضليًا اعتمادًا على مستوى الشبع ومؤشر كتلة الجسم ، مما يشير إلى مشاركتها في تنظيم كمية السعرات الحرارية. فهم OFC كمجال رئيسي في تثبيط السلوك يمتد إلى حالة Phineas Gage ، 19 المؤسف^th أحد عمال السكك الحديدية في القرن الذي نجا من حادث من المحتمل أن يدمر قشرة الدماغ الأمامية ، مما أدى إلى تغيرات في الشخصية وزيادة الاندفاع (7).

كما ارتبطت النتائج العصبية مع مؤشر كتلة الجسم (BMI). في دراسة صغيرة عن النساء من سن 55 وكبار السن ، اللواتي استخدمن قياس القياسات المستندة إلى voxel (VBM) ، كان مؤشر كتلة الجسم مرتبطًا سلبًا بأحجام المادة الرمادية في العديد من المناطق الأمامية بما في ذلك الجزء الأيسر الأمامي من الأمام ، والحقن الأمامي السفلي ، والحقن الجيني في الجوهر ، بالإضافة إلى لمناطق أخرى بما في ذلك المخيخ المناسب وكذلك منطقة الخلفي اليمنى الكبيرة التي تشمل parahippocampal ، fusiform ، و gyri اللغوية (8). وجدت دراسة أكبر من البالغين 1,428 وجود علاقة سلبية بين الذكور بين مؤشر كتلة الجسم والمادة الرمادية الشاملة وكذلك مناطق محددة من الدماغ مثل الفص الصدغي الأوسط الإنسي والفصوص القذالي والفص الجبهي ، precuneus ، الدماغ المتوسط ​​والفص الأمامي من المخيخ (9). وأظهرت دراسة أخرى للـ VBM أن البالغين البدينين لديهم كثافة المادة الرمادية المنخفضة في مناطق مثل الأوبركول الجبهي ، التلفيف الجبهي الأوسط ، التلفيف التالي للوضع المركزي ، وكذلك البوتامين (10). وقد وصفت مجموعتنا شذوذات البنية العصبية بين المراهقين يعانون من السمنة المفرطة مع نوع مرض السكري 2 (T2DM) (26) ، ولكن على حد علمنا لم يتم وصف أي عجز من هذا القبيل بين الشباب يعانون من السمنة المفرطة دون T2DM.

بالإضافة إلى النتائج الهيكلية ، أظهرت التقييمات المعرفية أن الأداء التنفيذي ومثبطات الاستجابة قد تتعرض للضرر لدى الأفراد البدينين والمراهقين. وجدت دراسة واحدة تستخدم التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والاختبارات الإدراكية للبالغين الذين يعانون من السمنة انخفاضًا في استقلاب الجلوكوز قبل الجهازي الأساسي بالإضافة إلى انخفاض الأداء في مهمة Stroop ، وهو اختبار للاهتمام الانتقائي والوظيفة التنفيذية (11). أظهرت دراسات أخرى للوظيفة التنفيذية وتثبيط الاستجابة لدى البالغين وجود ارتباط سلبي لتلك المتغيرات مع مؤشر كتلة الجسم (BMI)12-14). علاوة على ذلك ، أظهر المراهقين الذين يعانون من السمنة المفرطة انخفاضًا في الأداء في المهام التنفيذية مقارنةً بالبيانات المعيارية (15).

افترضنا أنه بما يتفق مع النتائج السابقة باستخدام استبيان تناول العوامل الثلاثة (TFEQ) ، سيكون لدى المراهقين البدينين درجات أعلى من التخلص من الذبيحة المبلغ عنها في سلوكيات الأكل. لقد افترضنا كذلك أن المراهقين البدينين سيحصلون على درجات أقل في تقييم الوظيفة التنفيذية وتقليل النزاهة في المقاييس العصبية الهلالية للفص الجبهي (أحجام المادة الرمادية القائمة على التصوير بالرنني المغنطيسي وكذلك أحجام الدماغ الإقليمية). بالإضافة إلى ذلك ، افترضنا أن التثبيط السلبي على TFEQ سوف يرتبط ارتباطًا سلبيًا بالعشرات المعرفية في المجالات ذات الصلة وكذلك مع القياسات المستندة إلى التصوير بالرنين المغناطيسي لمناطق الدماغ المشاركة في تثبيط الاستجابة والتحكم التنفيذي.

طرق

المشاركون والإجراءات

واحد وتسعون شابًا (14-21 عامًا / س) ، 37 نحيفًا (مؤشر كتلة الجسم أقل من 25 كجم / م² أو نسبة الخصر إلى الطول <0.5) و 54 سمنة (مؤشر كتلة الجسم أكبر من 30 كجم / م² أو> 95 بالمائة لمؤشر كتلة الجسم للعمر والجنس) شاركوا في الدراسة. تلقى واحد وثمانون من هؤلاء (36 نحيفًا ، 45 بدينًا) التصوير بالرنين المغناطيسي. عشرة مراهقين لم يتلقوا التصوير بالرنين المغناطيسي للأسباب التالية: اثنان لم يحافظا على مواعيدهما ، وواحد كان حاملًا واخترنا أن نخطئ في جانب السلامة ، ولم يكن أحد يستطيع تحمل التصوير بالرنين المغناطيسي (رهاب الأماكن المغلقة) ، وستة كان لديهم مؤشر كتلة الجسم> 50 كجم / م² وتجاوز حجم الجسم الذي يمكن استيعابه بواسطة الماسح الضوئي.

كان للمشاركين الهزيل عمرًا أساسيًا في 17.3 ± 1.6 سنوات وسنوات 17.5 بدينة ± سنوات 1.6. تمت مطابقة المجموعتين أيضًا بسنوات من التعليم والجنس والوضع الاجتماعي الاقتصادي وكانت جميعها في النطاق الطبيعي المعرفي. وقد استبعد الأفراد من المشاركة في الدراسة وجود أدلة على وجود أعراض عصبية وطبية (بخلاف دسليبيدميا ، ومقاومة للأنسولين تقل عن T2DM ، ومرض تكيس المبايض ، أو ارتفاع ضغط الدم) ، أو أمراض نفسية (بما في ذلك الاكتئاب والكحول أو أي إساءة استعمال مواد أخرى). استبعدت T2DM أيضا الأفراد من المشاركة. أعطى المشاركون وأولياء أمورهم الموافقة المسبقة عن علم وتم تعويضهم عن وقتهم ومضايقتهم. تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لمدرسة الطب بجامعة نيويورك.

كان لدى جميع المشاركين في الدراسة عينة دم مأخوذة بعد صيام 10 لمدة ساعة لتقييم سريع لمستويات الجلوكوز والأنسولين والدهون والعلامات الالتهابية (حساسية عالية من البروتين C-Reactive Protein؛ hs-CRP). تم قياس نسبة الجلوكوز باستخدام طريقة غلوكوز أوكسيديز (VITROS 950 AT، Amersham، England)، الأنسولين عن طريق الانصهار الكيميائي (Advia Centaur، Bayer Corporation)، وتم قياس CRP بالبلازما باستخدام اختبار مناعي إنزيمي (Vitros CRP slide، Ortho Clinical Diagnostics). وقدرت حساسية الانسولين باستخدام تقييم نموذج الاستتباب لمقاومة الأنسولين (HOMA-IR).

التقييمات

تقييم العصبية

لقد أجرينا تقييمًا واسعًا للوظائف الإدراكية العصبية ، بما في ذلك الإنجاز الفكري والذاكرة الحديثة والذاكرة العاملة والانتباه والوظيفة التنفيذية. افترضنا أنه ستكون هناك اختلافات في وظائف الفص الجبهي بين المراهقين النحيفين والبدناء ، وبالتالي حصرنا تحليلاتنا في الاختبارات المعرفية العصبية التي تعكس سلامة الفص الجبهي والوظائف التنفيذية السليمة ، وهي اختبار رابطة الكلمات الشفوية الخاضعة للرقابة (COWAT) ، اختبار صنع المسار (أ). & B ، Stroop Task ، مؤشر الانتباه / التركيز لتقييم النطاق الواسع للتعلم والذاكرة (WRAML) ومؤشر الذاكرة العاملة لـ WRAML. باستثناء WRAML و Stroop ، اللذان يوفران درجات قياسية مصححة حسب العمر ، يتم الإبلاغ عن النتائج الأولية. جميع الاختبارات التي يتم إجراؤها هي أدوات قياسية في علم النفس العصبي موصوفة بالتفصيل في مكان آخر (16).

ثلاثة عوامل تناول الاستبيان (TFEQ)

تم تقييم خصائص سلوك الأكل باستخدام TFEQ. يعتبر TFEQ أداة 51-item ، مؤلفة من ثلاثة وحدات قياس مقاسة (مثل التحكم الإدراكي في سلوك الأكل ؛ عناصر 21) ، التثبيط (بمعنى قابلية الأكل استجابة للعوامل العاطفية والإشارات الحسية ؛ عناصر 16) ، و الجوع (بمعنى ، قابلية تناول الطعام استجابة لمشاعر الجوع ؛ عناصر 14). كانت تدار TFEQ ما يقرب من ساعة واحدة بعد تناول وجبة الغداء.

اقتناء التصوير بالرنين المغناطيسي وتحليلات الصور

تمت دراسة جميع المواد على نفس نظام 1.5 T Siemens Avanto MRI ، الذي يحتوي على قطر قطر 65 بوصة وجدول مناسب لما يصل إلى فرد 400 جنيه. لقد حصلنا على صور صدى التدرج السريع المغنطيسية التي أعدها T1 (MPRAGE؛ TR 1300 ms؛ TE 4.38 ms؛ TI 800 ms؛ FOV 250 × 250 وسمك شريحة 1.2 mm و NEX 1 و Flip 15 ° وحجم المصفوفة 256 × 256 ، 192 شرائح الإكليل).

WM / GM التحليل الحجمي

استخدم التطبيع المكاني وتقطيع الصور MPRAGE إجراءات آلية كما هو موضح في (17) برنامج رسم الخرائط الإحصائية parametric (SPM5). تم تصحيح صور MPRAGE لأول مرة لعدم انتظام الإشارات وتم تطبيعها مكانيًا إلى نموذج T1 Montreal Neurological Institute القياسي. باستخدام خوارزمية تصنيف الأنسجة في SPM5 ، قمنا بتقسيم صور MPRAGE المقيَّسة إلى مادتها الرمادية (GM) ، المادة البيضاء (WM) ، وأجزاء السائل الدماغي الشوكي (CSF) ، وهي خرائط تمثل الاحتمالية لكل فوكسل تصنف على أنها GM أو WM أو CSF. تم تطبيع هذه الأقسام المجزأة فيما بعد إلى النماذج القياسية الخاصة بكل منها. بالإضافة إلى إجراء تقييم كامل للدماغ ، وبالنظر إلى أن الميالين في الفك الأمامي لا يزال مستمراً ، استخدمنا نموذجين مختلفين لاشتقاق مناطق الاهتمام (ROI) في الفص الأمامي. كانت هذه العلامات الآلية SPM التلقائية (AAL) (18) القالب وطريقة الفص الجبهي الفموزي المنشورة لدينا المنشورة (19). تم استخدام قالب AAL لاشتقاق فصوص أمامية كاملة ، ومنطقة حزامية الأمامية ، ومنطقة مدارية. تم استخدام طريقة التوطين الخاصة بنا لاشتقاق منطقة قبل الجبهية (الفص الجبهي ناقص المنطقة الآلية التكميلية). حددنا نسب كميات WM ، GM ، CSF في مناطق الدماغ والمناطق الأمامية كلها على مستوى الحالة عن طريق رسم خرائط للمناطق الأولى لكل قسم مجزأ ومن ثم حساب القيم عبر الموضوعات لكل من المجموعتين.

تحاليل احصائية

أجرينا اختبارات t للعينات المستقلة ثنائية الذيل لفحص الاختلافات الجماعية في التركيبة السكانية وبيانات الغدد الصماء والبيانات المعرفية وأحجام الدماغ بالإضافة إلى ارتباطات بيرسون بين درجة إزالة TFEQ ومؤشر كتلة الجسم ودرجة الكلمات الملونة في Stroop وحجم المادة الرمادية في القشرة الأمامية المدارية. تم استبعاد البيانات التي كانت أكثر من انحرافين معياريين عن متوسط ​​المجموعة لهذا المتغير. نظرًا لوجود تباين فردي في أحجام الدماغ الإقليمية المتعلقة بالحجم الكلي للرأس ، قمنا بقياس حجم القبو داخل الجمجمة (ICV) لكل فرد واستخدمنا قيم ICV لضبط أحجام الدماغ الإقليمية. لذلك ، للسماح بإمكانية المقارنة مع الدراسات الأخرى وإعطاء القارئ إحساسًا بحجم مناطق الدماغ التي تمت دراستها ، يوضح الجدول الذي يصف أحجام الدماغ الإقليمية الأحجام الخام (غير المتبقية). ومع ذلك ، استخدمت المقارنة الإحصائية وحجم الأهمية والتأثير لجميع الصور المقدمة أحجام المخ المعدلة (المتبقية).

النتائج

الديموغرافيا وبيانات الغدد الصماء

تمت مضاهاة المجموعات الموضوعية من حيث العمر والجنس والصف المدرسي ، والوضع الاجتماعي الاقتصادي للسينلينج هيد (SES). كان المشاركون البدينون ، بحكم تعريفهم ، أعلى في مؤشر كتلة الجسم ، وكما كان متوقعًا كان لديهم أيضًا ارتفاع ضغط الدم الانبساطي والانبساطي ، ومستويات الأنسولين والجلوكوز الصيامي (ولكن جميعها في نطاق مجموعة القواعد المعيارية) ، بالإضافة إلى تقييم نموذج التوحيد القياسي لمقاومة الأنسولين (HOMA-IR) ) ، والدهون الثلاثية ، والبروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) ، وبروتين سي التفاعلي عالي الحساسية (CRP). كما كان لدى الأشخاص البدينين مستويات أقل بكثير من البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL). يرجى الرجوع إلى الجدول 1.

ثلاثة عامل تناول الاستبيان

سجل المراهقون البدينون درجات أعلى بكثير من المشاركين النحيفين على عامل إزالة التثبيط في استبيان الأكل ثلاثي العوامل (6.85 ± 3.55 مقابل 3.91 ± 1.96 ، ف <0.000 ، كوهين د (د) = 1.07) ، وكذلك عامل الجوع (6.60 ±) 3.37 مقابل 4.68 ± 2.84 ، p = 0.008 ، d = 0.81) وعامل التقييد المعرفي (9.19 ± 4.30 مقابل 6.78 ± 4.11 ، p = 0.012 ، d = 0.57). يرجى ملاحظة أننا كررنا هذه التحليلات لمجموعة فرعية من 81 مشاركًا باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي ولم تتغير النتائج بشكل أساسي (البيانات غير معروضة).

التدابير المعرفية

بالنسبة للمراهقين البدينين ، كان المراهقون البدينون أسوأ أداء إدراكي في كل مهمة في الفص الجبهي ، أكثر وضوحا بالنسبة ل Stroop (مقياس التثبيط) ، ومؤشر الذاكرة العاملة من WRAML ، حتى عندما كنا نسيطر على الذكاء المقدر. يرجى الرجوع إلى الجدول 2.

لأن مواضيع 10 لم تتلق تقييم MRI (لمزيد من التفاصيل يرجى الرجوع إلى أقسام المشاركين والإجراءات المذكورة أعلاه) ، كررنا تحليلاتنا للمجموعة الفرعية من المراهقين 81 الذين لديهم التصوير بالرنين المغناطيسي واتجاه وأهمية النتائج المعرفية بقيت دون تغيير (البيانات لا يظهر).

تخيلات العقل

اتجه حجم المادة الرمادية الفصية الأمامية (بالسنتيمتر المكعبة) إلى أصغر ، وإن لم يكن بمستوى دلالة إحصائية بين المراهقين البدينين (265.3 ± 29.5 مقابل 269.6 ± 26.7 ، وبقايا 0.00369 ± 0.018312 مقابل −0.00609 ± 0.014076 ، p = 0.139 ، د = 0.35). يرجى ملاحظة أنه على الرغم من أن الاختلافات المطلقة بين هذه الأحجام كانت صغيرة ، فقد أجريت التحليلات بعد إعادة التوازن إلى ICV وقيم الأهمية وأحجام التأثير التي تعكس هذه التحليلات. علاوة على ذلك من أجل السيطرة على التأثيرات التنموية المحتملة للعمر على الأحجام الأمامية والدماغية ، قمنا بإعادة تشغيل تحليلاتنا المتغيرة بالتناغم مع العمر. لقد وجدنا أحجامًا أقل بكثير من المادة الرمادية للشبان البدينين في القشرة الأمامية المدارية (32.3 ± 3.68 مقابل 33.3 ± 3.99 ؛ بقايا 0.00781 ± 0.024944 مقابل −0.01227 ± 0.018947 ، p = 0.005 ، d = 0.66). ولم تتغير اختلافات مجموعة حجم OFC بعد التحكم في ضغط الدم الانقباضي أو HOMA-IR. مناطق الدماغ الأخرى التي تم تقييمها ، بما في ذلك القشرة الجبهية الأمامية والقشرة الحزامية الأمامية لم تختلف بشكل كبير بين المشاركين البدينين والليناء. لم يتغير التغير المشترك للعمر في أي من هذه العلاقات.

جمعيات

لقد وجدنا ارتباطات مهمة بين TFEQ ومقاييس الحجم المعرفية ومؤشر كتلة الجسم والتصوير بالرنين المغناطيسي. على وجه التحديد ، أظهرت درجة عامل إزالة التثبيط على TFEQ ارتباطًا كبيرًا مع مؤشر كتلة الجسم (r (81) = 0.406 ، p <0.001) ، درجة Stroop Color-Word (r (77) = −0.272 ، p = 0.017) ، و OFC رمادي. حجم المادة (ص (71) = -0.273 ، ع = 0.021). من أجل فهم العلاقة بين حجم OFC وإزالة التثبيط ، قمنا باستكشاف الارتباط بشكل منفصل للمجموعتين. وجدنا أنه لا يوجد ارتباط بين إزالة التثبيط وحجم OFC للأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة (r (40) = −0.028 ، p = 0.864) ، بينما كان هناك ارتباط قوي للمجموعة الخالية من الدهون (r (31) = −0.460 ، p = 0.009). ظلت الارتباطات بين درجة عامل إزالة التثبيط ومؤشر كتلة الجسم وستروب مهمة بالنسبة لمجموعة فرعية من الأفراد الذين يعانون من التصوير بالرنين المغناطيسي (البيانات غير معروضة).

مناقشة

وكما كان متوقعًا ، كان لدى المراهقين البدينين درجات أعلى بكثير من التثبيط والجوع والضبط المعرفي على TFEQ. على الرغم من أن المستويات الأعلى من ضبط النفس المعرفي بين المراهقين البدينين ستبدو عند الفحص الأول غير متناقضة ، إلا أنها تتوافق مع النموذج الموصوف لـ "التقييد الصارم" الذي قد يميل فيه الفرد المصاب بالآكل المجهض والمعرفي إلى تقييد الطعام في بعض المواقف ، ولكنه يميل إلى الإفراط في تناول الطعام في حالات أخرى (20).

نتائجنا العصبية الروتينية الجديدة بين المراهقين البدينين تتفق مع النتائج في الأدب الراشدين (8, 9) مما يدل على انخفاض حجم المادة الرمادية. في عينة المراهقين لدينا ، كانت هذه الانخفاضات أكثر وضوحًا للقشرة الأمامية المدارية ، وهي منطقة دماغية مهمة في التحكم في الاندفاع ، ولكنها أظهرت أيضًا اتجاهًا ضعيفًا للفص الأمامي كله. نحن نتكهن بأن التخفيضات الأكثر دقة في الحجم الموجودة في مناطق الدماغ الأخرى بين المراهقين البدينين قد تصل في الواقع إلى دلالة إحصائية في عينة موسعة.

من الأهمية بمكان بالنسبة لهذا التقرير ، وجدنا أن المجموعة ذات الوزن الزائد ليس لديها فقط درجات أعلى من التخلص من الذباب في TFEQ ، ولكن انخفاض الأداء في الاختبارات المعرفية التي تعكس وظائف الدماغ يعتقد أنها مركزية للتثبيط السلوكي ، حتى عند التحكم في معدل الذكاء. من مناطق الفص الأمامي والوظائف التي قمنا بقياسها ، كنا مهتمين بشكل خاص بالتأكد من العلاقة بين عامل التثبيط في TFEQ و OFC ، وهي منطقة دماغية مهمة للغاية لتثبيط السلوك (التحكم في الاندفاع). لقد اخترنا Stroop لأنه الوحيد من مهام الفص الجبهي (بما في ذلك المهام التي تنقر على الوظائف التنفيذية) والتي تختبر على وجه التحديد القدرة على منع الاستجابات التلقائية. هذا هو التوازي المعرفي المباشر للعامل السلوكي (عامل التثبيط من TFEQ) ومنطقة الدماغ (OFC) تشارك أيضا في تثبيط الاستجابات التلقائية. كان اهتمامنا هو التأكد من الوظائف الوظيفية (Stroop مقابل المهام الأمامية الأخرى التي لا تقيس استجابة التثبيط) وخصوصية التشريع (OFC) للنتائج التي توصلنا إليها وارتباطها بعامل تثبيط TFEQ.

كما وجدنا ارتباطات مهمة بين درجات عامل التثبيط وبين كلاً من BMI و OFC. عندما تم فحص العلاقة بين disinhibition وحجم OFC بشكل منفصل في المشاركين العجاف والسمنة ، وجدنا ارتباط سلبي قوي فقط للمجموعة الخالية من الدهون. من الممكن أن يكون الأفراد البدناء قد تعرضوا بالفعل لمستوى حرج من disinhibition - (وهو ما أثبتناه مرتبطًا بمؤشر كتلة الجسم) ، حيث لا ينعكس التخلص الإضافي بشكل واضح في التغييرات الإضافية في OFC ، ولكن ربما في مناطق أو شبكات دماغية مختلفة لم يتم تقييمها. كجزء من هذه الدراسة. والاحتمال الآخر لهذه النتائج المختلفة لكل من مجموعتي الوزن هو أنه بالنظر إلى أن المجموعات السمينة لديها درجة أعلى من المصادقة على العنصر ، فإنها قد تكون أكثر عرضة لمشاكل الرغبة الاجتماعية ، وبالتالي قد تكون أقل احتمالية للإبلاغ الكامل عن مدى تثبيط سلوكي في الأكل ، تثبيط الجمعية في هذه المجموعة. وأخيرًا ، من الممكن أيضًا أن يكون تقييد النطاق ، أي ظواهر الترابطات المتناقصة عند انخفاض التباين كما يحدث عند تقسيم العينة في قسمين ، مؤثرًا على نتائجنا.

في حين أن دراستنا توصلت إلى أن التثبيط في سلوك التغذية مرتبط بتخفيضات في الأداء التنفيذي وحجوم المواد الرمادية الأمامية ، فإن الطبيعة المستعرضة لتصميمنا لا تسمح لنا بمعالجة مسألة الاتجاه أو السببية. مع هذا يقال ، هناك العديد من النظريات المعقولة بشأن اتجاه هذه الجمعيات.

أحد الاحتمالات هو أن عجز الدماغ الأساسي البنيوي أو الوظيفي يؤدي إلى تناول الطعام وتراجع في وظيفة neurocognitive disinhibited. هذا الخط من التفكير المنطقي مدعوم جزئياً من خلال العمل الذي يظهر اضطراباً في سلوك تناول الطعام لزيادة كمية السعرات الحرارية (21) والبدانة (22). كما أنها تتسق مع عمل التصوير الوظيفي الذي يوضح أن الأفراد ، الذين يستجيبون للتناول المرئي للأطعمة المستساغة التي تظهر تنشيطًا ضعيفًا لدوائر مكافآت الدماغ ، معرضون لخطر متزايد لزيادة الوزن في المستقبل (23)؛ ربما يحتاجون إلى حافز أكبر (المزيد من الطعام) لاستخلاص نفس استجابة المكافأة.

التفسير الآخر المحتمل هو أن العجز الهيكلي الدماغي مثل تلك الموضحة في هذه الدراسة ناتج من السمنة ومقاومة الأنسولين المرتبطة بها. ويدعم هذا الاحتمال من خلال دراسة طولية السنة 24 تبين زيادة مؤشر كتلة الجسم في بداية منتصف العمر ترتبط مع انخفاض حجم الفص الصدغي في وقت لاحق من الحياة (24). كما أن دعم ترتيب التأثير هذا هو عملنا الخاص بالبالغين حيث نجد أن أحجام الحصين كانت مرتبطة بضعف في تحمل الغلوكوز (25) وكذلك المراهقين المصابين بـ T2DM ، حيث نجد ضعفًا في القدرات الإدراكية وتخفيضات في أحجام الفص الجبهي وفي السلامة البنية البنية للمادة البيضاء (26). نحن نفترض أن مقاومة الأنسولين المرتبط بالبدانة التي أظهرتها مجموعة المراهقين ذوي الوزن الزائد قد تسهم في انخفاض الوظيفة التنفيذية والعجز الهيكلي. لقد وصفنا نموذجًا محتملًا لهذه التأثيرات (27) التي نفترض فيها أن مقاومة الأنسولين تترافق مع انخفاض تفاعل الأوعية الدموية في الدماغ المتعلقة بالخلل البطاني. نحن نعلم أنه أثناء تنشيط الدماغ ، كما يحدث عند إجراء مهمة معرفية ، هناك زيادة في النشاط المتشابك في منطقة الدماغ المعنية. في الدماغ الطبيعي ، يؤدي هذا إلى توسع الأوعية في المنطقة وبالتالي زيادة توافر الغلوكوز إلى تلك المنطقة لدعم الطلب المعرفي المتزايد (28). لذلك ، فإن تفاعل الأوعية الدموية ، الذي يعتبر جزءًا لا يتجزأ من تدفق الدم الدماغي المنظم بشكل جيد ، هو المفتاح للحفاظ على بيئة عصبية مثالية أثناء تنشيط الدماغ (29). أبحاث تظهر اختلال وظيفي في البطانة لدى الأطفال البدينين ، حتى قبل تطور مرض السكري (30) ، يدعم كذلك هذه الفرضية. بالإضافة إلى ذلك ، تم ترقيع علامة C-reactive protein الالتهابية (CRP) في المراهقين البدينين. في الدراسات التي فحصت مجموعات كبيرة من البالغين ، وجد الباحثون مستويات متزايدة من السيتوكينات الالتهابية كوسطاء مفترضين للتراجع المعرفي بين الأفراد الذين يعانون من متلازمة الأيض (31-34). يتم توفير آلية محتملة لهذه التأثيرات المعرفية من خلال البيانات الحيوانية التي تدل على أن السيتوكينات الالتهابية الزائدة يمكن أن تقلل من الجهد الطويل الأمد (LTP) ، وهي عملية تُفهم باعتبارها أساسية في توحيد الذاكرة في قرن آمون. قد تسبب السيتوكينات الالتهابية أيضًا ضعفًا في تكوين الخلايا العصبية والمرونة العصبية ، والعمليات الحيوية لتشكيل الذكريات والحفاظ على السلامة الهيكلية العصبية.

الاحتمال الثالث هو أن هذه التأثيرات ثنائية الاتجاه حيث يؤدي التخلص السلوكي من السمنة إلى البدانة ، مما قد يؤثر سلبًا على مناطق الدماغ المسؤولة عن الوظيفة التنفيذية وتثبيط استهلاك السعرات الحرارية ، مما يتسبب في حلقة مفرغة من الخلل الوظيفي. هذا الاحتمال الثالث يمكن أن يساعد في تفسير سبب صعوبة فقدان الوزن لدى الأفراد بمجرد اكتسابه.

لقد شجعنا حقيقة أنه من بين مناطق الدماغ القليلة التي قمنا بتقييمها ، كان OFC ، وهو منطقة دماغ أثبتت أهميتها في تثبيط السلوك في كل من الدراسات الحيوانية والإنسانية ، كان له أكبر انخفاض في حجم المراهقين البدينين. وتشير النتائج التي توصلنا إليها ، بما في ذلك انخفاض الأداء في الاختبارات المعرفية التي تتطلب وجود OFC سليمة ، إلى جانب تخفيضات الحجم في هذه المنطقة المرتبطة بالتصريف السلوكي إلى أهميته المحتملة في زيادة الوزن.

هذه الدراسة لها بعض القيود الواضحة. أولاً ، إنها نظرة مقطعية لا تسمح لنا بالتعليق على السببية الواضحة. ثانيًا ، نظرًا لحجم العينة المتواضع نسبيًا ، فقد قصرنا قياساتنا على مناطق الدماغ التي وُجدت في دراسات سابقة إما أنها مرتبطة بالسمنة أو التثبيط ، أو تلك التي كانت لدينا أسباب نظرية جيدة للاعتقاد بأنها قد تكون متورطة. لذلك ، من الممكن أن تكون هناك مناطق دماغية أخرى لم نقم بتقييمها ، وقد تكون متورطة أيضًا. القيد الثالث لدراستنا هو أننا لا نملك سوى الوزن الحالي للمشاركين ولا يمكننا التعليق على مدة السمنة ؛ من المرجح أن يكون للعينة التي درسناها تباينًا كبيرًا في مدة السمنة ومقاومة الأنسولين المرتبطة بها. ومع ذلك ، تتمتع دراستنا بنقاط قوة كبيرة ، بما في ذلك المطابقة الدقيقة بين المجموعات ، والتقييمات متعددة الأبعاد التي أجريت ، وطرق التصوير بالرنين المغناطيسي غير المتحيزة المستخدمة في تحليلات بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي.

لفهم أفضل للقضايا الموصوفة هنا ، يجب أن يعمل العمل المستقبلي على تقييم الموضوعات طوليًا ، وتتبع تطور السمنة عبر الوقت مع قياس التغيرات الإدراكية والسلوكية والتغيير العصبي بشكل متزامن. بدلا من ذلك ، يمكن أيضا تحسين فهمنا من خلال دراسة مصممة لفحص نتائج علاج السمنة الناجح (على سبيل المثال جراحة علاج البدانة) ، وبالتالي التأكد مما إذا كانت بعض هذه العجوزات قابلة للعكس. علاوة على ذلك ، يجب أن يقيّم العمل المستقبلي عوامل أخرى محتملة مرتبطة مثل السيتوكينات المؤيدة والمضادة للالتهابات ، بالإضافة إلى استخدام تقنيات أكثر حساسية للرنين المغناطيسي مثل تصوير موتر الانتشار (DTI).

شكر وتقدير

تم دعم الدراسة من خلال منح من معاهد الصحة الوطنية R21 DK070985 و RO1 DK083537 ، وتم دعمها جزئيًا من قبل grant1UL1RR029893 من المركز القومي لموارد الأبحاث. ويرغب المؤلفون في التعرف على الأطفال والأسر الذين شاركوا في هذا البحث ، وكذلك Po Lai Yau و Valentin Polyakov في جمع ومعالجة البيانات ومساعدة Allison Larr في إعداد هذه المخطوطة.

الحواشي

افصاحات مالية

لا يوجد لدى أي من المؤلفين الآخرين أي مصالح مالية / متضاربة للكشف عنها

مراجع حسابات

1. Ogden CL، Carroll MD، Flegal KM. ارتفاع مؤشر كتلة الجسم بالنسبة للعمر بين الأطفال والمراهقين في الولايات المتحدة ، 2003-2006. JAMA. 2008، 299: 2401-5 [.مجلات]

2. Stunkard AJ، Messick S. The three-factor eating eatingnaire to measure diet-restraint، disinhibition and hunger. J Psychosom Res. 1985، 29: 71-83 [.مجلات]

3. Schwartz MW، Woods SC، Porte D، Jr.، Seeley RJ، Baskin DG. سيطرة الجهاز العصبي المركزي من تناول الطعام. طبيعة. 2000، 404: 661-71 [.مجلات]

4. Korner J، Leibel RL. أن تأكل أو لا تأكل - كيف تتحدث الأمعاء إلى الدماغ. إن إنجل جي ميد. 2003 ؛ 349: 926-8. [مجلات]

5. Martin LE، Holsen LM، Chambers RJ، et al. الآليات العصبية المرتبطة بدافع الغذاء لدى البالغين السمنة والبدينة. السمنة (Silver Spring) 2010 ؛ 18: 254 – 60.مجلات]

6. Del Parigi A، Gautier JF، Chen K، et al. تصوير الأعصاب والبدانة: رسم خرائط لاستجابات الدماغ للجوع والشبع في البشر باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. Ann NY Acad Sci. 2002، 967: 389-97 [.مجلات]

7. Damasio H، Grabowski T، Frank R، Galaburda AM، Damasio AR. عودة Phineas Gage: أدلة حول الدماغ من جمجمة مريض مشهور. علم. 1994، 264: 1102-5 [.مجلات]

8. Walther K، Birdsill AC، Glisky EL، Ryan L. Difural brain difference and performance cognitive related to body mass index in old femaleales. هموم الدماغ ماب. 2010، 31: 1052-64 [.مجلات]

9. Taki Y، Kinomura S، Sato K، et al. العلاقة بين مؤشر كتلة الجسم وحجم المادة الرمادية في الأفراد الأصحاء 1,428. السمنة (Silver Spring) 2008 ؛ 16: 119 – 24.مجلات]

10. Pannacciulli N، Del Parigi A، Chen K، Le DS، Reiman EM، Tataranni PA. تشوهات الدماغ في السمنة البشرية: دراسة مورفومترية ذات أساس voxel. Neuroimage. 2006، 31: 1419-25 [.مجلات]

11. Volkow ND، Wang GJ، Telang F، et al. العلاقة العكسية بين مؤشر كتلة الجسم والنشاط الأيضي قبل الجبهي لدى البالغين الأصحاء. السمنة (Silver Spring) 2009 ؛ 17: 60 – 5. [بك المادة الحرة][مجلات]

12. إلياس إم إف ، إلياس بي كي ، سوليفان إل إم ، وولف بي إيه ، داغوستينو آر بي. انخفاض الوظيفة الإدراكية في وجود السمنة وارتفاع ضغط الدم: دراسة فرامنغهام للقلب. إنت J أوبيس ريلات ميتاب ديسورد. 2003 ؛ 27: 260-8. [مجلات]

13. Gunstad J، Paul RH، Cohen RA، Tate DF، Spitznagel MB، Gordon E. ويعزى ارتفاع مؤشر كتلة الجسم مع ضعف التنفيذية في البالغين الأصحاء. Compr Psychiatry. 2007، 48: 57-61 [.مجلات]

14. Waldstein SR، Katzel LI. العلاقات التفاعلية بين السمنة المركزية والسمنة وضغط الدم إلى الوظيفة الإدراكية. Int J Obes (Lond) 2006؛ 30: 201 – 7.مجلات]

15. Lokken KL، Boeka AG، Austin HM، Gunstad J، Harmon CM. دليل على ضعف التنفيذي في المراهقين يعانون من السمنة المفرطة: دراسة تجريبية. Surges Obes Relat Dis. 2009، 5: 547-52 [.مجلات]

16. Lezak MD، Howleson DB، Loring DW، Hannay HJ، Fischer JS. التقييم العصبي النفسي. مطبعة جامعة أكسفورد؛ نيويورك: 2004.

17. CD جيد ، Scahill RI ، فوكس NC ، وآخرون. التمايز التلقائي للأنماط التشريحية في الدماغ البشري: التحقق من صحة مع دراسات الخرف التنكسية. Neuroimage. 2002، 17: 29-46 [.مجلات]

18. Tzourio-Mazoyer N، Landeau B، Papathanassiou D، et al. التوصيف التشريحي الآلي لعمليات التنشيط في SPM بإستخدام تشريح تشريحي مجهري للدماغ أحادي العقل من MNI MRI. Neuroimage. 2002، 15: 273-89 [.مجلات]

19. Convit A، Wolf OT، de Leon MJ، et al. التحليل الحجمي للمناطق ما قبل الجبهي: النتائج في الشيخوخة وانفصام الشخصية. الطب النفسي 2001، 107: 61-73 [.مجلات]

20. Westenhoefer J، Broeckmann P، Munch AK، Pudel V. Cognitive control of eating behavior and the disinhibition effect. شهية. 1994، 23: 27-41 [.مجلات]

21. Yeomans MR، Leitch M، Mobini S. ويرتبط الاندفاع مع عامل التثبيط وليس عامل التقييد من استبيان تناول العوامل الثلاثة. شهية. 2008، 50: 469-76 [.مجلات]

22. Hays NP، Bathalon GP، McCrory MA، Roubenoff R، Lipman R، Roberts SB. يرتبط سلوك الأكل بارتفاع الوزن عند البالغين والبدانة لدى النساء الأصحاء المصابات بالسن 55-65 y. Am J Clin Nutr. 2002، 75: 476-83 [.مجلات]

23. Stice E، Yokum S، Bohon C، Marti N، Smolen A. يتوقع رد فعل دوران المكافآت للأغذية زيادة مستقبلية في كتلة الجسم: تأثيرات معتدلة من DRD2 و DRD4. Neuroimage. 2010، 50: 1618-25 [.مجلات]

24. غوستافسون د ، Lissner L ، Bengtsson C ، Bjorkelund C ، Skoog I. A 24 - العام متابعة مؤشر كتلة الجسم والضمور الدماغي. الأعصاب. 2004، 63: 1876-81 [.مجلات]

25. Convit A، Wolf OT، Tarshish C، de Leon MJ. يرتبط انخفاض تحمل الجلوكوز مع ضعف أداء الذاكرة وضمور قرن آمون بين كبار السن العاديين. Proc Natl Acad Sci US A. 2003؛ 100: 2019 – 22. [بك المادة الحرة][مجلات]

26. Yau PL، Javier DC، Ryan CM، et al. أدلة أولية لمضاعفات الدماغ في المراهقين يعانون من السمنة المفرطة مع نوع مرض السكري 2. Diabetologia. 2010

27. Convit A. الروابط بين الضعف المعرفي في مقاومة الأنسولين: نموذج توضيحي. Neurobiol الشيخوخة. 2005 و 26 (ملحق 1): 31 – 5. [مجلات]

28. Benton D، Parker PY، Donohoe RT. إمدادات الجلوكوز إلى الدماغ والوظائف المعرفية. J Biosoc Sci. 1996، 28: 463-79 [.مجلات]

29. دريك CT ، يادكولا C. دور الإشارات العصبية في السيطرة على تدفق الدم الدماغي. الدماغ لانج. 2007، 102: 141-52 [.مجلات]

30. Karpoff L، Vinet A، Schuster I، et al. تفاعل غير طبيعي للأوعية الدموية عند الراحة وممارسة الرياضة في الأولاد البدينين. Eur J Clin Invest. 2009، 39: 94-102 [.مجلات]

31. Dik MG، Jonker C، Comijs HC، et al. مساهمة مكونات متلازمة التمثيل الغذائي في الإدراك لدى كبار السن. رعاية مرضى السكري. 2007، 30: 2655-60 [.مجلات]

32. Roberts RO، Geda YE، Knopman DS، et al. متلازمة التمثيل الغذائي ، والالتهابات ، والإعاقة الإدراكية المعتدلة غير الطفيلية عند كبار السن: دراسة قائمة على السكان. مرض الزهايمر Disoc. 2009

33. Sweat V، Starr V، Bruehl H، et al. يرتبط بروتين سي التفاعلي بانخفاض الأداء الإدراكي لدى النساء ذوات الوزن الزائد والبدناء. التهاب. 2008، 31: 198-207. [بك المادة الحرة][مجلات]

34. Yaffe K، Kanaya A، Lindquist K، et al. متلازمة التمثيل الغذائي ، والالتهابات ، وخطر التدهور المعرفي. JAMA. 2004، 292: 2237-42 [.مجلات]