Trendy Cogn Sci. 2011 Jan; 15 (1): 37-46. doi: 10.1016 / j.tics.2010.11.001. Epub 2010 Nov 24.
Zdroj
Národní institut pro zneužívání drog, Národní ústavy zdraví, Bethesda, MD 20892, USA. [chráněno e-mailem]
Abstraktní
Schopnost odolat nutkání k jídlu vyžaduje správné fungování neuronových obvodů zapojených do kontroly shora dolů, aby bylo možné čelit podmíněným reakcím, které předpovídají odměnu za konzumaci jídla a touhu jíst jídlo. Jámagické studie ukazují, že obézní jedinci mohou mít poruchy v dopaminergních drahách, které regulují neuronální systémy spojené s citlivostí na odměny, kondicionováním a kontrolou. Je známo, že neuropeptidy, které regulují energetickou rovnováhu (homeostatické procesy) prostřednictvím hypotalamu, také modulují aktivitu dopaminových buněk a jejich projekce do oblastí zapojených do odměňovacích procesů, které jsou základem příjmu potravy.. Předpokládá se, že by to mohl být také mechanismus, kterým přejídání a výsledná rezistence na homoostatické signály narušují funkci obvodů zapojených do citlivosti odměňování, kondicionování a kognitivní kontroly.
Úvod
Jedna třetina americké dospělé populace je obézní [index tělesné hmotnosti (BMI) ≥30 kg m-2] [1]. Tato skutečnost má dalekosáhlé a nákladné důsledky, protože obezita je silně spojena s vážnými zdravotními komplikacemi (např. Cukrovka, srdeční choroby, mastná játra a některé rakoviny) [2]. Není divu, že náklady na zdravotní péči v důsledku obezity v USA byly odhadnuty na téměř miliardu 150 USD [3].
K této epidemii nepochybně přispívají sociální a kulturní faktory. Konkrétně se předpokládá, že prostředí, která podporují nezdravé stravovací návyky (všudypřítomný přístup k vysoce zpracovaným a nezdravým potravinám) a fyzickou nečinnost, mají zásadní roli v rozšířeném problému obezity (web o nadváze a obezitě v Centrech pro kontrolu a prevenci nemocí; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Jednotlivé faktory však také pomáhají určit, kdo bude (nebo nebude) obézní v těchto prostředích. Na základě studií dědičnosti se odhaduje, že genetické faktory přispívají mezi 45% a 85% variability v BMI [4,5]. Ačkoli genetické studie odhalily bodové mutace, které jsou mezi obézními jedinci příliš zastoupeny4], z větší části, se předpokládá, že obezita je pod polygenní kontrolou [6,7]. Ve skutečnosti, poslední studie celé asociační analýzy celého genomu (GWAS) provedená u jedinců 249,796 evropského původu identifikovala 32 lokusy spojené s BMI. Tyto lokusy však vysvětlily pouze 1.5% rozptylu v BMI [8]. Kromě toho se odhadovalo, že studie GWAS s většími vzorky by měly být schopné identifikovat extra lokusy 250 s účinky na BMI. Avšak i u neobjevených variant se odhadovalo, že signály z běžných variant lokusů by odpovídaly pouze za 6 – 11% genetické variace v BMI (na základě odhadované dědičnosti 40 – 70%). Omezené vysvětlení odchylky od těchto genetických studií pravděpodobně odráží složité interakce mezi jednotlivými faktory (jak je určeno genetikou) a způsob, jakým se jednotlivci vztahují k prostředím, kde je jídlo široce dostupné, nejen jako zdroj výživy, ale také jako silná odměna, která sama o sobě podporuje stravování [9].
Hypothalamus [prostřednictvím regulačních neuropeptidů, jako je leptin, cholecystokinin (CCK), ghrelin, orexin, inzulín, neuropeptid Y (NPY) a prostřednictvím snímání živin, jako je glukóza, aminokyseliny a mastné kyseliny], je uznáván jako hlavní mozek. region regulující příjem potravy, pokud jde o kalorické a výživové požadavky [10-13]. Obzvláště obloukovité jádro prostřednictvím svých spojení s jinými hypothalamickými jádry a mim hypotalamickými mozkovými oblastmi, včetně jádra tractus solitarius, reguluje homeostatický příjem potravy [12] a je zapojena do obezity [14-16] (Obrázek 1a, levý panel). Hromadí se však důkazy, že mozkové okruhy jiné než ty, které regulují hlad a sytost, se podílejí na konzumaci potravin a obezitěy [17]. Konkrétně několik limbických [nucleus accumbens (NAc), amygdala a hippocampus] a kortikálních mozkových oblastí [orbitofrontální kůra (OFC), cingulate gyrus (ACC) a insula] a neurotransmiterové systémy (dopamin, serotonin, opioidy a kanabinoidy), jakož i hypothalamus se účastní prospěšných účinků jídla [18] (Obrázek 1a, pravý panel). Naproti tomu se zdá, že regulace příjmu potravy hypothalamem závisí na odměně a motivační neurocircuitry k úpravě stravovacích návyků [19-21].
Na základě zjištění ze zobrazovacích studií byl nedávno navržen model obezity, ve kterém přejídání odráží nerovnováhu mezi obvody, které motivují chování (kvůli jejich zapojení do odměny a kondicionování)) a obvody, které řídí a inhibují pre-potentní odezvy [22]. Tento model identifikuje čtyři hlavní okruhy: (i) odměna; ii) motivace; (iii) učení-kondicionování; a (iv) inhibiční kontrola - emoční regulace - výkonná funkce. Tento model je zejména použitelný pro drogovou závislost.
In zranitelné osoby, konzumace velkého množství chutného jídla (nebo drogy ve závislosti) může narušit vyváženou interakci mezi těmito obvody, což má za následek zvýšení hodnoty jídla (nebo drogy ve závislosti) a při oslabení řídicích obvodů. Tato porucha je důsledkem podmíněného učení a resetování prahů odměny po konzumaci velkého množství vysoce kalorických potravin (nebo drogy ve závislosti) ohroženými osobami. Poškození kortikálních sítí shora dolů, které regulují pre-potentní reakce, vede k impulzivitě a nutkavému příjmu potravy (nebo nutkavý příjem drog ve závislosti).
Tato práce pojednává o důkazech, které spojují nervové obvody zapojené do řízení shora dolů s těmi, které se zabývají odměnou a motivací, a jejich interakcí s periferními signály, které regulují příjem homeostatického jídla.
Jídlo je silnou přírodní odměnou a stimulujícím podnětem
Některá jídla, zejména ta, která jsou bohatá na cukry a tuky, jsou silnými odměnami [23], které podporují stravování (i při absenci energetického požadavku) a vyvolávají naučené souvislosti mezi podnětem a odměnou (kondicionování). Z evolučního hlediska byla tato vlastnost chutných potravin výhodná, protože zajišťovala, že se jídlo konzumovalo, když bylo k dispozici, což umožnilo ukládat energii v těle (jako tuk) pro budoucí potřebu v prostředích, kde zdroje potravy byly vzácné a / nebo nespolehlivé. V moderních společnostech, kde je jídlo široce dostupné, se tato adaptace stala odpovědností.
Několik neurotransmiterů, včetně dopaminu (DA), kanabinoidů, opioidů a serotoninu, jakož i neuropetidů podílejících se na homeostatické regulaci příjmu potravy, jako je orexin, leptin a ghrelin, se podílí na prospěšných účincích jídla [24-26]. DA byl nejvíce důkladně prozkoumán a je nejlépe charakterizován. Je to klíčová odměna modulující neurotransmiter (přirozené a lékové odměny), což dělá hlavně prostřednictvím svých projekcí z ventrální tegmentální oblasti (VTA) do NAc [27]. Jsou zahrnuty i další projekce DA, včetně dorzálního striata (caudát a putamen), kortikálních (OFC a ACC) a limbických oblastí (hippocampu a amygdaly) a laterálního hypotalamu. U lidí se skutečně ukázalo, že požití chutného jídla uvolňuje DA v dorzálním striatu v poměru k hladině požitku z jídla, které bylo zaznamenáno [28]. Zapojení DA do odměny je však složitější než pouhé kódování hedonické hodnoty. Při prvním vystavení potravinové odměně (nebo neočekávané odměně) se vypálení DA neuronů ve VTA zvyšuje s výsledným zvýšením uvolňování DA v NAc [29]. Při opakovaném vystavení potravinové odměně však DA reakce navykne a postupně se přenáší na podněty spojené s odměnou za jídlo (např. Vůně jídla), která se pak zpracovává jako prediktor odměny (stává se podnětem, který je podmíněn) k odměně) [30,31]; signál DA v reakci na narážku pak slouží k vyjádření „chyby predikce odměny“ [31]. Rozsáhlé glutamatergické aferenty na DA neurony z oblastí zapojených do senzorických (insula nebo primární chuťová kůra), homeostatické (hypothalamus), odměny (NAc), emocionální (amygdala a hippocampus) a multimodální (OFC za přiřazení výběžků) modulují svou aktivitu v reakci na odměny a podmíněné podněty [32]. Konkrétně jsou projekce amygdaly a OFC na DA neurony a NAc zapojeny do podmíněných odpovědí na jídlo [33]. Ve skutečnosti zobrazovací studie ukázaly, že když byli neobézní mužští jedinci požádáni, aby inhibovali svou touhu po jídle, zatímco byli vystaveni narážkám na jídlo, snížili metabolickou aktivitu v amygdale a OFC [a také v hippocampu (viz také Box 1), insula a striatum]; poklesy OFC byly spojeny se snížením touhy po jídle [34].
Kondicionované podněty mohou vyvolat krmení iu potřísněných krys30] a na lidech zobrazovací studie ukázaly, že expozice potravním táckům vyvolává DA ve striatu, které jsou spojeny s touhou jíst jídlo [35]. Kromě zapojení se do kondicionování je DA také zapojena do motivace k chování, které je nezbytné k získání a konzumaci jídla. Zapojení DA do odměny za jídlo bylo skutečně spojeno s motivačním významem nebo „chtením“ jídla, na rozdíl od „oblibě“ jídla [36] (Box 2), což je pravděpodobné, že se bude týkat dorzálního striata a možná také NAc [37]. DA má v této souvislosti tak zásadní roli, že transgenní myši, které nesyntetizují DA, umírají hlady kvůli nedostatečné motivaci k jídlu [37]. Obnovení DA neurotransmise v dorzálním striatu tato zvířata zachrání, zatímco obnovení v NAc ne.
Zdá se, že hedonické („liking“) vlastnosti potravin závisí mimo jiné na opioidních, kanabinoidních a GABA neurotransmisích [36]. Tyto „oblíbené“ vlastnosti potravin se zpracovávají v oblastech odměňování, včetně laterálního hypotalamu, NAc, ventrálního pallidum, OFC [9,27,38] a insula (primární chuťová oblast v mozku) [39].
Zdá se, že opioidní signalizace v NAc (ve skořápce) a ventrální pallidum zprostředkovává jídlo „líbilo“ [40]. Naproti tomu opioidní signalizace v bazolaterální amygdale se podílí na zprostředkování afektivních vlastností potravin, které zase modulují motivační hodnotu jídla a chování při hledání odměny, čímž také přispívají k „chtění“ jídla [41]. Je zajímavé, že u hlodavců, kteří byli vystaveni dietám bohatým na cukr, vyvolává farmakologická výzva naloxonem (lék s antagonistou opiátů bez účinku u kontrolních potkanů) syndrom stažení opiátů podobný tomu, který byl pozorován u zvířat, která byla chronicky vystavena opioidním látkám [42]. Kromě toho expozice člověka nebo laboratorních zvířat cukru vyvolává analgetickou reakci [43], což naznačuje, že cukr (a možná i další chutná jídla) má přímou schopnost zvyšovat hladinu endogenních opioidů. Výzkumná otázka, která z těchto údajů vyplývá, je, zda u lidí způsobuje dieta mírný abstinenční syndrom, který by mohl přispět k relapsu.
Endocannabinoidy, převážně prostřednictvím signalizace kanabinoidního CB1 receptoru (na rozdíl od CB2 receptorů), se podílejí jak na homeostatických, tak na odměňujících mechanismech příjmu potravy a energetického výdeje [44-46]. Homeostatická regulace je částečně zprostředkována obloukovými a paraventrikulárními jádry v hypothalamu a jádrem solitárního traktu v mozkovém kmeni a regulace procesů odměňování je částečně zprostředkována účinky na NAc, hypothalamus a brainstem. Kanabinoidní systém je proto důležitým cílem ve vývoji léků pro léčbu obezity a metabolického syndromu. Podobně modulace stravovacího chování serotoninem zahrnuje odměnu i homeostatickou regulaci a je také cílem vývoje léků proti obezitě [47-50].
Souběžně existuje stále více důkazů, že periferní homeostatické regulátory energetické bilance, jako jsou leptin, inzulín, orexin, ghrelin a PYY, také regulují chování, které není homeostatické a modulují prospěšné vlastnosti jídla [50]. Tyto neuropeptidy mohou být také zapojeny do kognitivní kontroly nad příjmem potravy a s úpravou na potravinové podněty [51]. Konkrétně mohou interagovat s příbuznými receptory v neuronech VTA DA midbrainu, které nejen promítají do NAc, ale také do prefrontálních a limbických oblastí; ve skutečnosti mnoho z nich také exprimuje receptory v frontálních oblastech a v hippocampu a amygdale [50].
Bylo prokázáno, že inzulín, který je jedním z klíčových hormonů podílejících se na regulaci metabolismu glukózy, oslabuje reakci limbických (včetně oblastí odměňování mozku) a kortikálních oblastí v lidském mozku na potravinové stimuly. Například u zdravých kontrol inzulin oslabil aktivaci hipokampu, frontálních a vizuálních kortexů v reakci na obrázky potravin [52]. Naopak pacienti rezistentní na inzulín (pacienti s diabetem typu 2) vykazovali větší expozici v limbických oblastech (amygdala, striatum, OFC a insula), když byli vystaveni potravinovým stimulům než pacienti bez diabetu [53].
In lidský mozek, hormon leptin odvozený z adipocytů, který působí částečně prostřednictvím receptorů leptinu v hypotalamu (obloukovité jádro), aby snížil příjem potravy, Bylo také prokázáno, že zeslabuje reakci oblastí odměňování mozku na potravinové podněty. Konkrétně pacienti s vrozeným deficitem leptinu vykázali aktivaci DA mezolimbických cílů (NAc a caudate) na vizuální potravinové stimuly, které byly spojeny s chutěmi jídla, i když byl subjekt právě nakrmen. Naopak, mezolimbická aktivace nenastala po 1 týdnu léčby leptinem (Obrázek 2a, b. Obr). Toto bylo interpretováno navrhnout, že leptin snížil prospěšné reakce na jídlo [19]. Další studie fMRI, rovněž prováděná s pacienty s vrozeným deficitem leptinu, ukázala, že léčba leptinem snížila aktivaci oblastí zapojených do hladu (insula, parietální a temporální kortice), zatímco zvýšila aktivaci regionů zapojených do kognitivní inhibice [prefrontální kůra (PFC)]. při vystavení potravinovým stimulům [20]. Tyto dvě studie tedy poskytují důkaz, že v lidském mozku leptin moduluje aktivitu mozkových oblastí zapojených nejen s homeostatickými procesy, ale také s odměňujícími odpověďmi as inhibiční kontrolou.
Zdá se také, že střevní hormony modulují reakci oblastí odměňování mozku na potravinové stimuly v lidském mozku. Například peptid YY3-36 (PYY), který se uvolňuje ze střevních buněk postprandiálně a snižuje příjem potravy, prokázal modulaci přechodu regulace příjmu potravy homeostatickými obvody (tj. Hypothalamus) na jeho regulaci odměnovými obvody při přechodu z hladu na sytost . Konkrétně, když byly koncentrace PYY v plazmě vysoké (jako při nasycení), aktivace OFC pomocí potravinových podnětů negativně předpovídala příjem potravy; zatímco když byly hladiny PYY v plazmě nízké (jako při nedostatku potravy), aktivace hypotalamu pozitivně předpovídala příjem potravy [54]. To bylo interpretováno tak, aby odráželo, že PYY snižuje odměňování potravin prostřednictvím své modulace OFC. Naproti tomu bylo prokázáno, že ghrelin (hormon odvozený od žaludku, který roste na lačno a stimuluje příjem potravy) zvyšuje aktivaci v reakci na potravinové stimuly v oblastech odměňování mozku (amygdala, OFC, přední insula a striatum) a jejich aktivace byla spojené s vlastními zprávami o hladu (Obrázek 2c, d. Obr). To bylo interpretováno tak, aby odráželo zlepšení hedonických a motivačních odpovědí na podněty související s potravinami ghrelinem [55]. Celkově jsou tato zjištění také v souladu s rozdílnou regionální aktivací mozku v reakci na potravinové podněty u nasycených versus hladových jedinců; aktivace odměnových oblastí v reakci na potravinové podněty je snížena během sated ve srovnání se stavem nalačno [15].
Tato pozorování ukazují na překrývání mezi neurocircuitry, která reguluje odměnu a / nebo posílení a to, co reguluje energetický metabolismus (Obrázek 1b). Zdá se, že periferní signály, které regulují homeostatické signály pro potraviny, zvyšují citlivost limbických mozkových oblastí na potravinové stimuly, pokud jsou orexigenní (ghrelin), a snižují citlivost na aktivaci, pokud jsou anorexigenní (leptin a inzulín). Podobně se zvyšuje citlivost oblastí odměňování mozku na potravní podněty během potravinové deprivace, zatímco se snižuje během sytosti. Homeostatické obvody a obvody odměňování tedy spolupracují, aby podporovaly stravovací chování v podmínkách deprivace a inhibovaly příjem potravy za podmínek sytosti. Narušení interakce mezi homeostatickými a odměnovacími obvody může podpořit přejídání a přispět k obezitě (Obrázek 1). Ačkoli jiné peptidy [glukagonu podobný peptid-1 (GLP-1), CKK, bombesin a amylin] také regulují příjem potravy prostřednictvím hypotalamo-vých účinků, jejich extrahypotalamické účinky byly věnovány méně pozornosti [12]. Zbývá tedy mnoho poznatků, včetně interakcí mezi homeostatickými a nehomeostatickými mechanismy, které regulují příjem potravy, a jejich zapojením do obezity.
Narušení odměny a kondicionování jídla u obézních a obézních jedinců
Předklinické a klinické studie prokázaly pokles DA signalizace ve striatálních oblastech [pokles receptorů DAD2 (D2R) a uvolňování DA], které jsou spojeny s odměnou (NAc), ale také se zvyky a rutinami (dorzální striatum) v obezitě [56-58]. Důležité je, že snížení striatálního D2R bylo spojeno s nutkavým příjmem potravy u obézních hlodavců [59] a se sníženou metabolickou aktivitou u OFC a ACC u obézních lidí [60] (Obrázek 3a – c). Vzhledem k tomu, že dysfunkce v OFC a ACC má za následek nutkavost [přehled 61], mohl by to být mechanismus, kterým nízká striatální D2R signalizace usnadňuje hyperfágii [62]. Snížená signalizace související s D2R také pravděpodobně sníží citlivost na přirozené výhody, což je deficit, který by obézní jedinci mohli dočasně kompenzovat přejídáním [63]. Tato hypotéza je v souladu s předklinickými důkazy, které ukazují, že snížená aktivita DA ve VTA vede k dramatickému zvýšení spotřeby potravin s vysokým obsahem tuku [64].
Ve skutečnosti, ve srovnání s jedinci s normální hmotností, obézní jedinci, kteří byli prezentováni na obrázcích potravin s vysokou kalorickou hodnotou (podněty, ke kterým jsou podmiňováni), vykazovali zvýšenou nervovou aktivaci regionů, které jsou součástí odměňovacích a motivačních obvodů (NAc, dorzální striatum, OFC) , ACC, amygdala, hippocampus a insula) [65]. Naproti tomu u kontrol s normální hmotností bylo zjištěno, že aktivace ACC a OFC (regiony podílející se na přiřazení výběžků, které se promítají do NAc) během prezentace vysoce kalorických potravin, negativně korelovala s jejich BMI [66]. To naznačuje dynamickou interakci mezi množstvím konzumovaného jídla (částečně odrážejícího se BMI) a reaktivitou regionů odměňování na vysoce kalorické jídlo (odrážející se v aktivaci OFC a ACC) u jedinců s normální hmotností, které se ztrácí obezita.
Překvapivě obézní jedinci ve srovnání s chudými jedinci zažili menší aktivaci odměnových obvodů od skutečné spotřeby potravin (konzumní odměna za jídlo), zatímco vykazovali větší aktivaci somatosenzorických kortikálních oblastí, které zpracovávají chutnost, když očekávaly spotřebu [67] (Obrázek 4). Toto zjištění je v souladu se studií, která uvádí zvýšenou základní metabolickou aktivitu glukózy (marker mozkové funkce) v somatosenzorických oblastech, které zpracovávají chutnost, včetně insula, u obézních ve srovnání s chudými subjekty [68] (Obrázek 3d, e). Zvýšená aktivita regionů, které zpracovávají chutnost, by mohla obézní subjekty upřednostňovat jídlo před jinými přírodními posilovači, zatímco snížená aktivace dopaminergních cílů skutečnou spotřebou potravin může vést k nadměrné spotřebě jako prostředku kompenzace slabých signálů DA [69].
Tato zobrazovací zjištění jsou v souladu se zvýšenou citlivostí obvodů odměňování na podmíněné podněty (prohlížení vysoce kalorických potravin), které předpovídají odměnu, ale snížená citlivost na prospěšné účinky skutečné spotřeby potravin v dopaminergních drahách v obezitě. Předpokládáme, že pokud existuje nesoulad mezi očekávanou odměnou a dodávkou, která nesplňuje toto očekávání, podpoří to nutkavé stravování jako pokus o dosažení očekávané úrovně odměny. Ačkoli selhání očekávané odměny dorazí, je doprovázeno snížením odpalování DA buněk u laboratorních zvířat [70], pokud je nám známo, nebyl zkoumán behaviorální význam takového poklesu (pokud je odměna za jídlo menší, než se očekávalo).
Souběžně s těmito aktivačními změnami v systému odměňování u obézních jedinců zobrazovací studie také dokumentovaly důsledné snížení reaktivity hypotalamu na signály sytosti u obézních subjektů [71,72].
Důkaz kognitivního narušení u jedinců s nadváhou a obezitou
Existuje stále více důkazů, že obezita je spojena se zhoršením určitých kognitivních funkcí, jako je výkonná funkce, pozornost a paměť [73-75]. Schopnost inhibovat nutkání jíst požadované jídlo se u jednotlivých lidí liší a může být jedním z faktorů, které přispívají k jejich zranitelnosti při přejídání [34]. Nepříznivý vliv obezity na poznání se odráží také ve vyšší prevalenci hyperaktivity s deficitem pozornosti (ADHD) [76], Alzheimerova choroba a jiné demence [77], kortikální atrofie [78] a nemoci bílé hmoty [79] u obézních subjektů. I když je známo, že komorbidní zdravotní stavy (např. Cerebrovaskulární patologie, hypertenze a diabetes) nepříznivě ovlivňují kognitivní funkce, existuje rovněž důkaz, že vysoká hodnota BMI by sama o sobě mohla narušit různé kognitivní domény, zejména výkonné funkce [75].
Navzdory některým nesrovnalostem mezi studiemi poskytly údaje z mozku zobrazování také strukturální a funkční změny spojené s vysokou BMI v jinak zdravých kontrolách. Například studie MRI provedená u starších žen pomocí morfometrie s voxelem ukázala negativní korelaci mezi BMI a objemy šedé hmoty (včetně frontálních oblastí), která byla v OFC spojena s narušenou výkonnou funkcí [80]. Při použití pozitronové emisní tomografie (PET) k měření metabolismu glukózy v mozku u zdravých kontrol byla také prokázána negativní korelace mezi BMI a metabolickou aktivitou v PFC (dorsolaterální a OFC) a v ACC. V této studii metabolická aktivita v PFC predikovala výkonnost subjektů v testech exekutivní funkce [81]. Podobně NMR spektroskopická studie zdravého středního věku a starších kontrol ukázala, že BMI byl negativně spojen s hladinami N-acetyl-aspartát (marker neuronální integrity) v čelní kůře a ACC [79,82].
Studie zobrazování mozku porovnávající obézní a chudé jedince také uváděly nižší hustotu šedé hmoty v frontálních oblastech (frontální operculum a střední frontální gyrus) a v post-centrálním gyrusu a putamun [83]. Další studie, která nezjistila žádné rozdíly v objemech šedé hmoty mezi obézními a chudými subjekty, vykázala pozitivní korelaci mezi objemem bílé hmoty v bazálních mozkových strukturách a poměrem pas: hip; trend, který byl částečně zvrácen dietou [84].
Konečně, role DA v inhibiční kontrole je dobře známa a její narušení by mohlo přispět k poruchám chování při narušení, jako je obezita. Negativní korelace mezi BMI a striatálním D2R byla hlášena u obézních [58] stejně jako u subjektů s nadváhou [85]. Jak bylo diskutováno výše, nižší než normální dostupnost D2R ve striatu obézních jedinců byla spojena se sníženou metabolickou aktivitou v PFC a ACC [60]. Tato zjištění implikují neuroadaptace v signalizaci DA jako přispěvatelů k narušení frontálních kortikálních oblastí spojených s nadváhou a obezitou. Lepší pochopení těchto narušení by mohlo pomoci orientovat strategie ke zmírnění nebo dokonce zvrácení specifických poruch v klíčových kognitivních doménách.
Například diskontování zpoždění, což je tendence znehodnocovat odměnu v závislosti na časovém zpoždění jejího doručení, je jednou z nejrozsáhlejších kognitivních operací ve vztahu k poruchám spojeným s impulzivitou a nutkavostí. Zpoždění diskontování bylo nejobsáhlejším vyšetřováním u uživatelů drog, kteří dávají přednost malému, ale okamžitému zisku před velkými, ale zpožděnými odměnami [86]. Několik studií provedených u obézních jedinců také ukázalo, že tito jedinci vykazují preference pro vysoké okamžité odměny, navzdory zvýšené šanci utrpět vyšší budoucí ztráty [87,88]. Kromě toho byla nedávno hlášena pozitivní korelace mezi BMI a hyperbolickým diskontováním, kdy budoucí negativní výplaty jsou diskontovány méně než budoucí pozitivní výplaty [89]. Zdá se, že zpoždění diskontování závisí na funkci ventrálního striata (kde se nachází NAc) [90,91] a PFC, včetně OFC [92] a je citlivý na manipulace DA [93].
Je zajímavé, že léze OFC u zvířat mohou buď zvýšit nebo snížit preference okamžitých malých odměn oproti zpožděným větším odměnám [94,95]. Tento zjevně paradoxní účinek na chování pravděpodobně odráží skutečnost, že nejméně dvě operace jsou zpracovávány prostřednictvím OFC; Jedním z nich je atribut výtečnosti, jehož prostřednictvím posilující získává motivační motivační hodnotu a druhým je kontrola nad naléhavým nutkáním [96]. Dysfunkce OFC je spojena s narušenou schopností modifikovat motivační motivační hodnotu posilovače jako funkci kontextu, ve kterém se vyskytuje (tj. Snižovat motivační hodnotu jídla se sytostí), což může vést k nutkavé konzumaci potravin [97]. Pokud je podnět silně posilující (jako jsou potraviny a podněty pro obézní osoby), bude mít zvýšená hodnota výztuže zesilovače za následek zvýšenou motivaci k jeho získání, což by se mohlo projevit jako ochota oddálit uspokojení (například strávit čas v dlouhé čáry na nákup zmrzliny).
Avšak v kontextech, kde je jídlo snadno dostupné, může stejná zvýšená význačnost vyvolat impulzivní chování (jako je nákup a konzumace čokolády umístěné vedle pokladny i bez předchozího vědomí touhy po takové položce). Dysfunkce OFC (a ACC) zhoršuje schopnost znovu se ovládat v naléhavých nutkáních, což má za následek impulzivitu a přehnanou zpožděnou diskontní sazbu.
K zamyšlení
IZe shromážděných důkazů, které jsou zde uvedeny, by se ukázalo, že podstatná část obézních jedinců vykazuje nerovnováhu mezi zvýšenou citlivostí obvodů odměňování vůči kondicionovaným stimulacím spojeným s energeticky hustou potravou a narušenou funkcí obvodů výkonné kontroly, které oslabují inhibiční kontrolu nad chutným chováním. Bez ohledu na to, zda tato nerovnováha způsobuje nebo je způsobena patologickým přejídáním, jev připomíná konflikt mezi odměnami, kondicionačními a motivačními obvody a inhibičními regulačními obvody, které byly hlášeny ve závislosti [98].
Znalosti nashromážděné během posledních dvou desetiletí genetických, neurálních a environmentálních základů obezity nenechávají žádné pochybnosti o tom, že současná krize vyrostla z rozpojení mezi neurobiologií, která řídí spotřebu potravy u našeho druhu, a bohatstvím a rozmanitostí potravinových podnětů poháněných našimi sociální a ekonomické systémy. Dobrou zprávou je, že pochopení hluboce zakořeněných konstrukcí chování, které udržují epidemii obezity, je klíčem k jejímu konečnému řešení (viz také Krabice 3 a 4).
Reference
;
