Mozog, obezita a závislost: EEG neuroimagingová studie (2016)

Přejít na:

Abstraktní

Obezita as ní spojené komorbidity jsou hlavní výzvou pro veřejné zdraví, které čelí moderní svět. Přibližná celosvětová prevalence nadváhy a obezity je 50% a 20%¹. To je spojeno s obrovskými náklady na zdravotní péči, které se v USA odhadují na více než miliardu $ 215 ročně¹. Strategie v oblasti veřejného zdraví dosud nedokázaly zabránit rychlému nárůstu míry obezity², což ukazuje na naléhavou potřebu vyvinout účinné intervence na úrovni populace i jednotlivce.

Obezita je považována za komplexní poruchu, při které všechny genetické, fyziologické, psychologické a environmentální faktory interagují za vzniku obézního fenotypu. Patofyziologické podskupiny v obézních populacích však bylo obtížné identifikovat. Je také pravděpodobné, že účinná léčba bude realizována pouze s osobními léčbami zaměřenými na specifické patofyziologické abnormality. Ačkoli již dlouho bylo zjištěno, že homeostatická centra v mozku hrají klíčovou roli v regulaci tělesné hmotnosti, v poslední době se na konzumaci potravin podílejí mozkové oblasti podobné těm, které se podílejí na drogové závislosti.³.

Existuje značná diskuse o tom, zda je koncept závislosti na potravinách věrohodný, s argumenty ve prospěch i proti^3,4. Jeden pohled považuje obezitu v důsledku závislosti na potravinách⁵, který navrhuje, aby určité potraviny (ty s vysokým obsahem tuku, soli a cukru) byly podobné návykovým látkám, pokud využívají mozkové systémy a vytvářejí přizpůsobení chování srovnatelné s těmi, které jsou způsobeny zneužíváním drog^4,5. Druhým pohledem je, že závislost na potravě je behaviorálním fenotypem, který je vidět v podskupině lidí s obezitou a podobá se drogové závislosti^3,5. Tento pohled čerpá z paralel mezi kritérii DSM-IV pro syndrom závislosti na látkách a pozorovanými vzory přejídání, jako je například přejídání⁴. Klinické podobnosti vedly k myšlence, že obezita a závislost na alkoholu mohou sdílet společné mechanismy molekulární, buněčné a systémové úrovně³. Argumenty ve prospěch vztahu závislosti na potravě a alkoholu byly diskutovány již dříve^3,4. Mezi obezitou a drogovou závislostí existuje (1) klinické překrývání, (2) sdílená zranitelnost vůči obezitě a drogové závislosti prostřednictvím Taq1A minor (A1) alela dopaminového receptoru D2 (DRD2) gen, který byl spojen s alkoholismem; poruchy zneužívání návykových látek, včetně kokainu, kouření a závislosti na opioidech a obezitě (3) Byly popsány analogické změny neurotransmiterů, které sestávají z nižších hladin striatálních dopaminových receptorů u obézních a závislých lidí, jakož i (4) různé mozkové odpovědi na potraviny - související stimuly u obézních jedinců ve srovnání s neobézními kontrolami ve funkčních zobrazovacích studiích.

Všechny tyto argumenty byly kritizovány s tím, že velká většina jednotlivců s nadváhou neprokázala přesvědčivý behaviorální nebo neurobiologický profil, který se podobá závislosti, a že obrovská nekonzistence, která se objevuje v přehledu neuroimagingové literatury, naznačuje, že obezita je vysoce heterogenní porucha⁴.

Vzniká tedy otázka, zda skutečně existuje podskupina obézních lidí závislých na jídle. Toto porozumění by mohlo vést k vývoji mozkové patofyziologické léčby pro podskupiny obézních pacientů. Nedávno bylo vyvinuto kvantitativní a ověřené psychometrické měřítko závislosti na jídle, škála Yale Food Addiction Scale (YFAS)⁶. Obsah stupnice Yale Food Addiction Scale (YFAS) se skládá z otázek založených na kritériích závislosti na látkách v DSM-IV-TR a stupnicích používaných k hodnocení závislostí na chování, jako jsou hazardní hry, cvičení a sex, včetně obrazovky hazardních her v South Oaks. , stupnice závislosti na cvičení a Carnesův nástroj pro sexuální závislost⁶. Pro diagnózu závislosti na jídle, která se podobá diagnóze závislosti na látce, byla kritéria považována za splněná, pokud účastníci potvrdili tři nebo více ze sedmi kritérií DSM-IV-R, jakož i alespoň jednu ze dvou položek klinické významnosti (poškození nebo úzkost)⁶. Tato kritéria jsou (1) Látka užívaná ve větším množství a po delší dobu, než bylo zamýšleno, (2) Trvalá touha nebo opakovaný neúspěšný pokus o ukončení, (3) Hodně času / aktivity k získání, použití, zotavení, (4) Důležité sociální, pracovní nebo rekreační činnosti, které se vzdaly nebo snížily, (5) Užívání pokračuje navzdory znalostem nepříznivých důsledků (např. nesplnění povinnosti role, použití při fyzicky nebezpečném, (6) tolerance) (výrazné zvýšení množství; výrazné snížení účinku), (7) Charakteristické abstinenční příznaky; látka užívaná ke zmírnění abstinenčních příznaků.

Neurální koreláty pro závislost na potravinách založené na kritériích YFAS byly zkoumány pomocí fMRI v evokovaném prostředí a zkoumaly, jak se mozek potravinově závislých obézních lidí liší od libových kontrol v reakci na potravinový stimul (čokoládový mléčný koktejl).⁷. Účastníci s vyšším vs. nižším skóre závislosti na potravě vykazovali větší aktivaci v dorsolaterální prefrontální kůře a v caudate v reakci na očekávané přijímání potravy, ale menší aktivaci v laterální orbitofontální kůře v reakci na příjem potravy. Dále, v korelační analýze, skóre závislosti na jídle korelovalo s větší aktivací v kortexu předního cingulátu, mediální orbitofrontální kůře a amygdaly v reakci na očekávané přijetí potravy⁷. Tato studie naznačila, že podobné vzorce nervové aktivace se podílejí na návykových stravovacích návycích a látkové závislosti⁷. Ve skutečnosti byla identifikována větší aktivace obvodu odměňování v reakci na potravinové podněty a snížená aktivace inhibičních oblastí v reakci na příjem potravy⁷.

Změny související s touhou v mozku byly zkoumány technikou vyvolanou podnětem i pomocí fMRI. Aktivita související s touhou byla identifikována u hippocampu, insula a caudate, o třech oblastech, o nichž bylo hlášeno, že jsou také zapojeny do touhy po drogách, což podporuje společnou hypotézu substrátu pro jídlo a touhu po drogách⁸.

V nedávné studii, při pohledu na nervové koreláty závislosti na jídle v klidu se zdrojem lokalizovaným EEG, pět minut po jediné chuti čokoládového mléčného koktejlu, pacienti se třemi nebo více příznaky závislosti na potravě vykázali zvýšení delta síly v pravém středu frontální gyrus (Brodmann Area [BA] 8) a ve správném precentrálním gyrusu (BA 9) a theta síla v pravém izolátu (BA 13) a v pravém dolním frontálním gyrusu (BA 47). Kromě toho ve srovnání s kontrolami vykazovali pacienti se třemi nebo více příznaky závislosti na jídle zvýšení funkční konektivity ve fronto-parietálních oblastech v pásmu theta i alfa. Nárůst funkční konektivity byl také pozitivně spojen s počtem příznaků závislosti na potravě⁹. Tato studie naznačila, že závislost na jídle má podobné neurofyziologické koreláty jiných forem návykových a návykových poruch, což naznačuje podobné psychopatologické mechanismy⁹.

Cílem této studie bylo prozkoumat, zda mají obézní lidé se závislostí na jídle a bez něj společné „obezita neurální mozková aktivita “ a také to, zda na základě předchozí literatury bylo možné mezi lidmi závislými na alkoholu a závislými na jídle identifikovat běžnou „závislou neurální mozkovou aktivitu“.

Metody

Behaviorální a laboratorní opatření

Dotazníky

Stupnice závislosti na potravinách Yale

Každý účastník vyplnil stupnici Yale Food Addiction Scale, což je standardizovaný dotazník, který si sami uvedli, založený na kódech DSM-IV pro kritéria závislosti na látce, aby identifikoval jednotlivce s vysokým rizikem závislosti na potravě, bez ohledu na tělesnou hmotnost.^6,10,11. I když v současné době neexistuje žádná oficiální diagnóza „závislosti na potravinách“, byl vytvořen YFAS, aby identifikoval osoby, které vykazovaly příznaky závislosti na určitých potravinách. Mezi potraviny s návykovým potenciálem, které YFAS nejvíce identifikoval, patří potraviny s vysokým obsahem tuku a cukru. YFAS je psychometricky ověřený nástroj skládající se z otázek 27, který identifikuje stravovací návyky podobné chování pozorovanému v klasických oblastech závislosti (2). Pomocí škály systému kontinuálního bodování jsme vypočítali skóre YFAS z 7 pro každého účastníka (2). Na YFAS bylo aplikováno střední rozdělení, aby se rozlišily skupiny obezity. Účastníci, kteří měli skóre rovné střední hodnotě (= 3), byli z analýzy vyloučeni. Účastníci s nižším skóre než medián byli zařazeni do skupiny s nízkým YFAS, tj. Skupina obezity bez závislosti na potravě (NFAO), zatímco skupiny s vyšším skóre než medián byly zařazeny do skupiny s vysokým YFAS, tj. Závislí na potravinách skupina obezity (FAO).

Číselné stupnice hodnocení (NRS) od 0 do 10 měřicího hladu (Jak se cítíte hlad?); spokojenost (Jak jste spokojeni?); plnost (Jak se cítíte?); ocenění (Kolik si myslíte, že můžete právě teď jíst?); a touha / touha po jídle (Chtěli byste něco sníst právě teď?).

BIS / BAS

Měřítka systému behaviorální inhibice / systému behaviorálního přístupu (BIS / BAS) byla vyvinuta k posouzení individuálních rozdílů v citlivosti dvou obecných motivačních systémů, které jsou základem chování¹². Říká se, že BIS reguluje averzní motivy, ve kterých je cílem odejít od něčeho nepříjemného. Předpokládá se, že BAS reguluje přitažlivé motivy, ve kterých je cílem pohybovat se směrem k něčemu žádoucímu.

DEBQ

Účastníci vyplnili kopii nizozemského dotazníku chování při stravování (DEBQ) tím, že uvedli, do jaké míry jedí z emocionálních důvodů, vnějších důvodů a zdrženlivosti.¹³.

BES

Stupnice konzumace alkoholu (BES) je dotazník, který hodnotí přítomnost určitých návykových chování, které mohou naznačovat poruchu příjmu potravy¹⁴.

Povědomí o potravinách

Povědomí o potravě je kvantifikováno pomocí dílčí škály vědomého dotazníku o stravování¹⁵ a měří afektivní citlivost vnitřních stavů a ​​organoleptického vědomí (tj. vědomé zhodnocení účinků potravy na každý ze smyslů).

Laboratorní a návštěvní měření

Vzorky žilní krve byly poslány do laboratoře Dunedinské veřejné nemocnice pro měření glukózy, lipidů a jaterních funkcí standardními metodami. Složení těla bylo měřeno pomocí bioelektrické impedanční analýzy (BIA) (analyzátor vícefrekvenčního segmentu těla Tanita MC-780). Výdaje na klidovou energii byly měřeny nepřímou kalorimetrií (Fitmate, COSMED).

Srovnání skupin

Na YFAS bylo aplikováno střední rozdělení, aby se rozlišily skupiny obezity. Osm účastníků mělo skóre rovné střední hodnotě (= 3) a bylo z analýzy vyloučeno. Účastníci s nižším skóre než medián byli zařazeni do skupiny s nízkým YFAS, tj. Skupina obezity bez závislosti na potravě (NFAO), zatímco skupiny s vyšším skóre než medián byly zařazeny do skupiny s vysokým YFAS, tj. Závislí na potravinách skupina obezity (FAO). Technicky vzato pouze účastníci 3u skutečně splnili kritéria pro závislost na jídle, tj. Tři nebo více ze sedmi kritérií DSM-IV-R a alespoň jednu ze dvou položek klinické významnosti (zhoršení nebo úzkost) (Gearhardt, Corbin et al.⁶).

Bylo provedeno srovnání mezi štíhlou, nízkou YFAS a vysokou YFAS skupinou pro různé dotazníky pomocí MANOVA. Jako závislé proměnné byly všechny dotazníky zahrnuty do jediného modelu, jak je uveden v Tabulka 1. Nezávislou proměnnou byla skupina (štíhlá, nízká YFAS a vysoká YFAS). Byla provedena korekce pro více srovnání s použitím Bonferroniho korekce (p <0.05) k provedení srovnání mezi třemi různými skupinami. Proměnný věk jsme zahrnuli jako kovariát pro kontrolu našich nálezů pro věk.

  

Tabulka 1

Demografická, antropometrická a laboratorní opatření pro štíhlé a obézní skupiny.

Provedli jsme studii analyzující biochemické a klinické údaje, jakož i dotazníky týkající se potravin a obezity (viz Tabulky 1 a A 2) 2) doplněný EEG aktivitou mozku v klidovém stavu u skupiny obézních (BMI> 30 kg / m.)²) lidé (n = 38) s nízkým (n = 18) a vysokým (n = 20) skóre YFAS a porovnali je se skupinou štíhlých narkomanských ovládacích prvků (n = 20) pomocí zdrojově lokalizovaných záznamů EEG.

  

Tabulka 2

Analýzy dotazníku: Průměrné skóre a standardní odchylky.

Kromě toho, abychom ověřili, zda vysoké skóre YFAS skutečně odráží návykový fenotyp, porovnali jsme vysoké a nízké skupiny YFAS se skupinou neléčitelných závislých na alkoholu (n = 13), hledali jsme společnou neuronovou závislostní síť i neurální substráty chuť k jídlu a alkoholu.

výsledky

Behaviorální opatření

YFAS

Porovnání štíhlé, nízké a vysoké hodnoty YFAS ukazuje významný rozdíl (F = 104.18, p <0.001), což naznačuje, že štíhlá skupina a nízká hodnota YFAS se navzájem neliší, ale že se obě skupiny liší od skupiny vysoké YFAS (Tabulka 3). Když se podíváme na různé podskupiny YFAS, nadměrné používání potravin, čas strávený na jídle, sociální abstinenční příznaky, abstinenční příznaky a související s jídlem, jsou podskupinami odlišující vysoké YFAS od nízkých YFAS. Skupina s vysokým obsahem YFAS se však neliší od skupiny s nízkým obsahem YFAS a štíhlé skupiny pro subkategorie perzistentního užívání navzdory nepřízni a toleranci. Na žádném z podskupin se neliší nízké hodnoty YFAS od štíhlých subjektů. Tabulka 3 poskytuje podrobný přehled.

  

Tabulka 3

YFAS subcales pro štíhlé a obézní skupiny.

Korelace mezi závislostí na jídle a přejídáním

Skóre YFAS pro celkovou skupinu korelovalo se skóre BES (r = 0.50, p <0.01) (Tabulka 4). U skupiny s nízkým YFAS nebyla nalezena významná korelace (r = 0.18, p <0.05) (Tabulka 4), pro skupinu s vysokým YFAS byla nalezena významná korelace (r = 0.56, p <0.05) (Tabulka 4).

  

Tabulka 4

Pearsonova korelace mezi různými dotazníky.

Demografická, antropometrická a laboratorní opatření

Porovnání nízkých a vysokých skupin YFAS ukazuje běžný fenotyp. Obě skupiny nelze oddělit na základě biochemické analýzy (F = 0.89, p = 0.572), vitální funkce (F = 0.75, p = 0.532), hmotnost a další antropometrické míry (F = 1.17, p = 0.342) včetně složení tělesného tuku (F = 0.66, p = 0.684), klidový výdej energie (F = 0.77, p = 0.387). Obě obézní skupiny se významně lišily od štíhlé skupiny. Pacienti závislí na alkoholu mají normální tělesnou hmotnost, výšku a BMI. Jejich skóre touhy bylo 8.32/10 a skóre identifikace testu (auditu) poruchy užívání alkoholu bylo 36.21 (normální <20). Vidět Tabulka 2 pro přehled.

Dotazníky

Nízká i vysoká skupina YFAS hlásí, že mají méně hladu než štíhlá skupina. Vysoká skupina YFAS uvádí, že se cítí plnější než nízká skupina YFAS a štíhlá skupina. Nebyly prokázány žádné významné rozdíly, pokud jde o spokojenost, ocenění a touhu po jídle. V dotazníku BIS / BAS vykazuje vysoká skupina YFAS vyšší skóre než nízká skupina YFAS a štíhlá skupina na BIS, ale nikoli na BAS. Na třech různých podskupinách DEBQ byl získán významný účinek. U subkategorie „omezené“ jak skupina s nízkým YFAS, tak vysoká skupina YFAS vykázala vyšší skóre ve srovnání se štíhlou skupinou, ale neliší se od sebe navzájem. Dílčí škála „externí“ znamená, že vysoké subjekty YFAS mají vyšší skóre než nízké i nízké hodnoty YFAS, ale že skupina s nízkým YFAS má nižší skóre než skupiny štíhlé a vysoké YFAS. „Emocionální“ dílčí škála ukazuje rozdíl mezi vysokou skupinou YFAS a nízkými hodnotami YFAS a štíhlé subjekty. Kromě toho má skupina s vysokým podílem YFAS vyšší skóre ve stravování v binge a v povědomí o potravě ve srovnání s nízkou skupinou s obsahem YFAS a chudé skupiny. Pro povědomí o potravinách byl také zjištěn významný rozdíl mezi nízkou skupinou YFAS a štíhlou skupinou. Tabulka 3 zobrazuje souhrn výsledků. Kromě toho Tabulka 4 samostatně ukazuje korelaci mezi různými dotazníky pro celou obézní skupinu, nízký a vysoký YFAS.

Elektrické neuroimaging

Korelační analýzy

Celá skupina

Analýza korelace celého mozku a YFAS odhalily významnou pozitivní korelaci s rostrální přední cingulační kůrou (rACC) pro thetu (r = 0.23, p = 0.041) a beta3 (r = 0.22, p = 0.041) frekvenční pásma (Obr. 1).

  

Obrázek 1

Analýza korelace celého mozku a YFAS odhalily významnou pozitivní korelaci s (A) rostrální přední cingulate cortex (rACC) pro theta (r = 0.23, p = 0.041) a (B) beta3 (r = 0.22, ...

Nízká skupina YFAS

Korelační analýza pro celý mozek a hladu skóre odhalil významný účinek pro frekvenční pásmo theta i beta1 a beta2. Hladová skóre pozitivně korelují s EEG aktivitou theta v klidovém stavu v zadní insula i v levé somatosenzorické kůře (r = 0.69, p = 0.0007) (Obr. 2A) a negativně koreluje s EX aktivitou beta1 v klidovém stavu v dorzálním předním cingulate cortex (dACC) (r = −0.49, p = 0.019) (Obr. 2B). Negativní korelace pro aktivitu EEG beta2 v klidovém stavu v rostrální přední cingulační kůře (rACC) a levé insula (r = −0.48, p = 0.022) se také nachází (Obr. 2C). Pro frekvenční pásmo delta, alfa1, alfa2, beta3 a gama nebyly žádné významné účinky. Pozitivní korelace byla získána mezi vnímání plnosti a beta 3 aktivita v zadní cingulate cortex (PCC), sahající až do precuneus a somatosensory cortex (r = 0.52, p = 0.013) (viz Obr. 2D) a s gama aktivitou v pregenní přední mozkové kůře cingulate (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (Obr. 2E). Mezi tím byla získána pozitivní korelace povědomí o jídle a theta aktivita v rACC a somatosenzorické kůře (r = 0.44, p = 0.034) (Obr. 2F). Negativní korelace byla získána s aktivitou beta1 v pgACC (r = −0.90, p <0.00001) (Obr. 2G). Kromě toho byla prokázána negativní korelace s aktivitou beta2 v dACC a subgenózní přední cingulate cortex (sgACC) zasahující do amygdaly (r = −0.73, p = 0.0003) (Obr. 2H). Dále byla nalezena negativní korelace (modrá) s gama aktivitou v dACC a PCC (r = −0.61, p = 0.004) (Obr. 2I). Nebyly získány žádné další významné účinky. Nebyl identifikován žádný účinek mezi mozkovou aktivitou a stupnicí hladu pro nízkou skupinu YFAS.

  

Obrázek 2

(AKorelační analýza u obézních lidí bez závislosti na potravinách. Hladová skóre pozitivně korelují s Eeta aktivitou theta v klidovém stavu v zadní insule i v levém somatosenzorickém kortexu (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Korelace ...

Vysoká skupina YFAS

Mezi nimi byla zjištěna významná korelace hladu skóre a proudová hustota gama pásma v rACC sahající do dorzální mediální prefrontální kůry (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (Obr. 2J). Nebyl zjištěn žádný významný účinek pro frekvenční pásma delta, theta, alfa1, alfa2, beta1, beta2 a beta3. Neexistovala žádná významná korelace mezi mozkovou aktivitou a hladem, plností a stupnicemi vědomí.

Skupina závislostí na alkoholu

Byla zjištěna významná korelace mezi skóre touhy po alkoholu a proudovou hustotou gama pásma pro rACC zasahující do dmPFC (r = 0.72, p = 0.002) (Obr. 3).

  

Obrázek 3

Korelační analýza mezi skóre touhy po alkoholu a proudovou hustotou gama pásma (r = 0.72, p = 0.002).

Konjunkční analýza

Spojovací analýza aktivity klidového stavu mezi vysokými a nízkými skupinami YFAS ukazuje aktivitu beta2 v sgACC, pgACC, parahippocampální oblasti, pravé dolní parietální a midtemporální oblasti (Z = 1.99, p = 0.023) (Obr. 4A) a gama aktivita v PCC sahající do precuneus a cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (Obr. 4B). V oblastech rACC / dmPFC mezi vysokými skupinami YFAS a nízkými YFAS byla identifikována antikorelovaná aktivita ve frekvenci beta2 (Z = −2.03, p = 0.021) (Obr. 4A).

  

Obrázek 4

(A) Konjunkční analýza aktivity beta2 v klidovém stavu mezi obézními lidmi závislými na potravinách (vysoký YFAS) a obézními lidmi bez závislosti na jídle (nízký YFAS). Červená představuje významnou odchylku od štíhlých zdravých narkomanských kontrol, které jsou běžné u obou obézních ...

Spojovací analýza mezi obézní skupinou s vysokým YFAS a závislostí na alkoholu ukázala významný účinek pro frekvenční pásmo alfa1 v ACC / dmPFC a precuneus (Z = 2.24, p = 0.013) (Obr. 4C) a pro aktivitu alfa2 v sgACC a orbitofrontální kůře (OFC) a v časném laloku (oblast fusiform / parahippocampal) (Z = 2.78, p = 0.003) (Obr. 4D). Mezi skupinami s nízkým obsahem YFAS a skupinou závislou na alkoholu nebyl pozorován žádný významný účinek.

Diskuse

Tyto výsledky naznačují, že vysoké skóre YFAS představuje návykový stav. Spojovací analýza prokázala, že skupina s vysokým YFAS a skupina závislá na alkoholu sdílejí společnou patologickou mozkovou aktivitu, která není přítomna ve skupině s nízkým YFAS.. Vizualizovaný nervový substrát je považován za patologický, protože je kontrolován ve skupinách závislých na vysoké koncentraci YFAS a alkoholu odečtením mozkové aktivity od libové zdravé narkomanické kontrolní skupiny. Tato patologická „závislost mozkové aktivity“ zahrnuje předkožní mozkovou kůru / dorzální mediální prefrontální kůru, pregenní přední mozkovou kůru zasahující do mediální orbitofrontální kůry (mOFC), parahippocampální oblast a precuneus, mozkové oblasti, které mohou být modulovány farmakologickou nebo kognitivní závislostí na léčbě⁴¹. Předchozí studie fMRI ukázala, že skóre YFAS korelovala s cue evokovanou aktivitou v rACC a mOFC⁷ což naznačuje, že tyto oblasti mozku reagují na potravinové podněty. Naše výsledky naznačují, že jsou také aktivnější v klidovém stavu, na rozdíl od předchozí studie klidového stavu LORETA EEG⁹. Závislost na alkoholu a jídle by tak mohla, kromě buněčných, genetických a behaviorálních aspektů³, také sdílejí běžný neurofyziologický substrát na úrovni makroskopické mozkové aktivity.

Obě skupiny YFAS však mají společný fenotyp, obezitu a nelze je oddělit na základě biochemické analýzy, životních funkcí, hmotnosti a dalších antropometrických opatření, včetně složení tělesného tuku, klidového energetického výdeje, ani na základě skóre hodnocení potravy s výjimkou vnímání plnosti (Tabulka 2). Tjeho klinická podobnost se odráží v běžné neurobiologické „mozkové aktivitě obezity“ sdílené nízkými a vysokými skupinami YFAS. Spojovací analýza (kontrolovaná na štíhlou) ukázala běžnou patologickou beta aktivitu v subgenózní a pgACC, s gama aktivitou v PCC sahajícím do precuneus a cuneus, a kombinovanou s beta aktivitou v parahippocampální oblasti a pravé spodní parietální a midtemporální oblasti. Tyto oblasti v podstatě představují výchozí režimovou síť, která se podílí na zpracování informací o vlastních referencích a tělesných pocitech⁴². Je však zajímavé, že různé části sítě výchozího režimu zpracovávají informace na různých frekvencích. Bylo navrženo, aby síť ve výchozím režimu sestávala z podsítí 3⁴³. Jedna část se skládá z pgACC / vmPFC a je kritickým prvkem v síti oblastí, které přijímají smyslové informace z vnějšího světa a těla, a působí jako smyslově-visceromotorické spojení zabývající se společenským chováním, kontrolou nálady a motivačním pohonem.⁴³. Tato část obézních lidí kmitá při beta aktivitě, která se podílí na senzorických předpovědích⁴⁴ a zpracování současného stavu⁴⁵. Při integraci do nedávno vyvinutého konceptu změn chování⁴⁶ ve kterém pgACC vypočítává spolehlivost současného chování, by to hypoteticky mohlo naznačovat, že u obézních lidí pgACC počítá, že obézní stav je akceptovanou referencí. PCC / Precuneus osciluje při gama aktivitě. Aktivita gama souvisí s chybami predikce, jinými slovy se změnami, a PCC / precuneus je hlavním rozbočovačem samo-referenčního^47,48 výchozí režim sítě. Lze předpokládat, že PCC / Precuneus resetuje reference, tj. Kontroluje allostázu⁴⁹, pomocí prediktivního resetování reference⁴⁹. Allostáza se podílí na závislosti⁵⁰, stejně jako obezita (závislost na jídle)⁴⁹. V parahippocampální oblasti a pravé dolní parietální a midtemporální oblasti jsou přítomny beta a gama oscilace. Parahippocampal se podílí na zpracování kontextu^51,52, zatímco pravá spodní parietální oblast je zapojena do multimodálního smyslového integračního centra⁵³. Beta / gama vazba byla spojena s vynechanými stimuly⁴⁴. Dalo by se spekulovat, že aktivita beta a gama v těchto oblastech souvisí s nezpracováním (vynecháním podnětů pocházejících z potravy) v multimodální senzorické oblasti a ne s uvedením do kontextu. U obézních lidí tak mohly být potravinové podněty hypoteticky zpracovány v dekontextualizovaném rámci. tj. bez ohledu na kontext, jídlo může být chutné. Na druhé straně byly také zjištěny významné rozdíly mezi nízkými a vysokými skupinami YFAS. Spojovací analýza mezi nízkými YFAS a vysokými YFAS skupinami prokázala patologickou anti-korelovanou beta aktivitu v klidovém stavu v rACC / dmPFC. Tento rozdíl je ještě výraznější v korelačních analýzách s hladem. Zvyšující se hlad souvisí s rostoucí gama aktivitou v rACC / dmPFC ve vysoké skupině YFAS, podobně jako oblast rACC korelovala se zvyšující se touhou po závislosti na alkoholu (Obr. 1 střední, S1C-D). Stejnou oblast aktivují potravinové narážky, které pravděpodobně vyvolávají touhu, u lidí s vyšším skóre YFAS ve studii fMRI⁷. Naproti tomu v nízké skupině YFAS hlad vykazoval negativní korelaci s aktivitou ve stejné oblasti rACC. Předchozí studie ukázaly, že rACC se podílí na touze po alkoholu⁵⁴a legální i nezákonné touhy po drogách⁵⁵. Naše zjištění naznačuje, že se také podílí na touze po jídle. Již dříve byly hlášeny rozdíly, i když nevýznamné, v aktivitě ACC u obézních jedinců s vyššími (> 3) versus nižšími (≤2) příznaky závislosti na jídle⁹. Výsledky této studie mohou vysvětlit, proč předchozí neuroimagingové studie obezity přinesly protichůdné výsledky.

ACC byl vytvořen nejzajímavější částí mozku⁵⁶ protože jeho mnoho navrhovaných funkcí., Patří mezi ně atribuce výtečnosti⁵⁷, Zpracování chyb Bayesovské predikce⁵⁸, reprezentace požadavků potřebných pro udržení homeostatické rovnováhy⁵⁹a řízení vhodných reakcí na chování⁶⁰. Tato studie naznačuje, že ve vysoké skupině YFAS je zvýšená pozornost spojená s jídlem, což stimuluje nutkání jíst⁶⁰.

Hlad ve skupině NFAO pozitivně koreluje se zvyšující se aktivitou theta v levém zadním izolátu, oblasti, která zpracovává jak somatosenzorický, tak viscerální senzorický vstup, a levou kaudální část somatosenzorické kůry, která zpracovává chuť i intraabdominální smyslové informace.^61,62. Naproti tomu hlad negativně koreluje s beta aktivitou v levé přední insulii, která se podílí na zpracování afektivní informace ze zadní insulze prostřednictvím autonomního nervového systému⁶². To naznačuje, že smyslové a afektivní zpracování viscerálních informací na ostrově je v této skupině disociováno. Je lákavé spekulovat, že za tento účinek může být odpovědná rezistence na homeostatické signály. K prozkoumání této možnosti jsou nutné další studie.

Jak by mohla opačná patologická klidová aktivita v dACC vést ke stejnému obéznímu fenotypu? Přestože zatím žádné vysvětlení neexistuje, je lákavé spekulovat, že by mohl být zapojen Bayesovský mozkový mechanismus, protože tato oblast byla spojena s Bayesovským učením a zpracováním chyb predikce^58,63. Ve skupině s vysokou hodnotou YFAS může být problém s výpočtem předpovědní chyby hnací silou pro příjem potravy vedoucí k obezitě⁶⁴, analogické tomu, co bylo navrženo pro alkohol a jiné závislosti⁶⁵. Ve skupině s nízkým YFAS však předpokládáme, že nedostatečné viscerální signály vedou k chybnému výpočtu predikce.

Je známo, že závislost na jídle a nadměrné stravování silně korelují (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati et al. 2014) a že souvislost mezi závislostí na jídle a psychopatologií je zprostředkována přejídáním v klinické populaci (Imperatori, Innamorati) et al. 2014). A skutečně vidíme korelaci mezi skóre YFAS a BES. Avšak vzhledem k nízkému počtu lidí závislých na skutečném jídle (n = 3) a skutečných jedlíků (n = 2) nemůže tato studie toto zjištění potvrdit, když se dále analyzuje. Ve skutečnosti, když mozková aktivita korelovala s hladem, uspokojením, plností, uznáním a skóre potravinové touhy, ve skupinách s nízkou i vysokou hodnotou YFAS tato skóre nekorelovala se skóre BES. To je slabost této studie. Je však zajímavé, že ve skupině bez diagnostikované psychopatologie lze nalézt neurofyziologický rozdíl mezi nízkým a vysokým YFAS, který není identifikován ve střední skupině. To naznačuje, že i když tato skupina s vysokým YFAS nemusí představovat reprezentativní vzorek psychopatologicky závislých na jídle, že ve skupině bez diagnostikovaného psychiatrického onemocnění jsou stále rozdíly mezi nízkým a vysokým YFAS a že existuje skupina bez psychopatologie, která stále existuje má společné elektrofyziologické rysy s typickou závislostí, v tomto případě závislostí na alkoholu.

Slabou stránkou studie je, že nálezy EEG mohou být pouze korelační. Avšak pro překrývající se „závislostní nervovou aktivitu“ mezi závislostí na alkoholu a jídle existuje předběžný důkaz, že role dACC v touze může být příčinná. Ve zprávě o případu používající TMS s dvojitým kuželem zaměřující se na dACC bylo prokázáno, že rTMS může vyvolat dočasné (2 – 3 týdny) dočasné snížení touhy po alkoholu⁶⁶. Dále byla v následné kazuistice implantována elektroda na dACC pacienta závislého na alkoholu, aby bylo dosaženo trvalejšího řešení jeho závislosti na alkoholu, s trvalějším pozitivním výsledkem⁶⁷. To naznačuje, že dACC by se mohl skutečně podílet na kódování touhy obecně, jak naznačuje předchozí metaanalýza zaměřená na neurální korelaci touhy po různých látkách zneužívání⁵⁵.

Další slabinou studie je, že bylo použito pouze nepřímé opatření pro specifickou touhu po jídle, tj. Touha po jídle (Chcete něco právě teď jíst?). I když touha po jídle je intenzivní touha získat a konzumovat jídlo, obvykle touha po jídle je intenzivní touha konzumovat konkrétní jídlo (např. Velmi často čokoláda) a liší se od běžného hladu.

Třetím omezením této studie je nízké rozlišení lokalizace zdroje neodmyslitelně vyplývající z omezeného počtu senzorů (elektrody 19) a absence anatomických dopředných modelů specifických pro daný subjekt. To je dostačující pro rekonstrukci zdroje, ale vede k větší nejistotě v lokalizaci zdroje a ke snížení anatomické přesnosti, a tak je prostorová přesnost předkládané studie podstatně nižší než přesnost funkční MRI. Nicméně tomografie sLORETA získala značnou validaci ze studií kombinujících LORETA s dalšími zavedenými lokalizačními metodami, jako je funkční magnetická rezonance (fMRI)^68,69, strukturální MRI⁷⁰, Pozitronová emisní tomografie (PET)^71,72,73 a byl použit v předchozích studiích k detekci například aktivity ve sluchové kůře^74,75,76. Další validace sLORETA byla založena na přijetí lokalizačních nálezů získaných z invazivních implantovaných hloubkových elektrod jako základní pravdy. V tomto případě existuje několik studií epilepsie^77,78 a kognitivní ERP⁷⁹. Stojí za to zdůraznit, že hluboké struktury, jako je přední cingulate kůra⁸⁰, a meziální časové laloky⁸¹ lze pomocí těchto metod správně lokalizovat. Další výzkum by však mohl zlepšit prostorovou přesnost a přesnost použitím EEG s vysokou hustotou (např. Elektrod 128 nebo 256) a modelů hlavy specifických pro daný subjekt a MEG záznamů.

Závěrem demonstrujeme, že u obézních jedinců, navzdory identickým fenotypovým vlastnostem, existují alespoň dva neurobiologické mechanismy, které jsou patofyziologické. Nejvýraznější rozdíl mezi těmito dvěma obézními skupinami se týká opačné aktivity dACC. Je také nápadná podobnost mezi skupinami závislými na jídle a alkoholu, což naznačuje, že vysoké skóre YFAS naznačuje návykovou poruchu související s jídlem as podobnými neurobiologickými procesy jako závislost na alkoholu. Naše výsledky také naznačují, že léčba obezity, jako jsou léky nebo neuromodulace, by měla být individualizována na základě základní neurobiologické patofyziologie.

dodatečné informace

Jak citovat tento článek: De Ridder, D. et al. Mozek, obezita a závislost: neuroimagingová studie EEG. Sci. Rep. 6, 34122; dva: 10.1038 / srep34122 (2016).

Poznámky pod čarou

Reference