Ŝablonoj de cerbo-struktura konekteco diferencas normalan pezon de tropezaj temoj (2015)

Iru al:

abstrakta

fono

Aliformigoj en hedonaj komponentoj de ingestaj kondutoj estis implikitaj kiel ebla riska faktoro en la fiziopatologio de tropezaj kaj obesaj individuoj. Neŭroimaj evidentecoj de individuoj kun kreskanta korpa masa indekso sugestas strukturajn, funkciajn kaj neŭkemiajn ŝanĝojn en la etendita rekompenca reto kaj rilataj retoj.

Celo

Apliki multivariantan analizon por distingi normalajn pezajn kaj superpezajn subjektojn bazitajn sur mezuroj de griza kaj blanka materio.

metodoj

Strukturaj bildoj (N = 120, obeza N = 63) kaj disvastigaj tensoraj bildoj (DTI) (N = 60, obeza N = 30) estis akiritaj de sanaj kontrolaj temoj. Por la totala specimeno la averaĝa aĝo por la obeza grupo (inoj = 32, viroj = 31) estis 28.77 jaroj (SD = 9.76) kaj por la normala pezo grupo (inoj = 32, viroj = 25) estis 27.13 jaroj (SD = 9.62 ). Regiona segmentado kaj parcelado de la cerbaj bildoj estis faritaj per Freesurfer. Determina traktografio estis farita por mezuri la normaligitan fibran densecon inter regionoj. Plurvaria ŝablona analiza aliro estis uzata por ekzameni ĉu cerbaj mezuroj povas distingi tropezon de normalaj pezaj individuoj.

rezultoj

1 Blankaksa klasifiko: La algoritmo de klasifiko, bazita sur 2-subskriboj kun 17-regionaj rilatoj, atingis 97%-precizecon en diskriminacio de superpezaj individuoj de normalaj pezaj individuoj. Por ambaŭ cerbaj subskriboj, pli granda konektebleco kiel indeksita de pliigita fibra denseco estis observita en sobrepeso kompare al normala pezo inter la regionaj rekompencaj regionoj kaj regionoj de la plenuma kontrolo, emocia ekscitiĝo kaj somatosensoriaj retoj. En kontrasto, la kontraŭa ŝablono (malpliigita fibra denseco) estis trovita inter ventromedaj antaŭfrontalaj kortekso kaj la antaŭa insulo, kaj inter thalamo kaj plenuma kontrolo de regionoj. 2 Klasifiko de griza materio: La algoritmo de klasifiko, bazita sur 2-subskriboj kun morfologiaj trajtoj de 42, atingis 69%-precizecon en diskriminacio de pezo de normala pezo. En ambaŭ cerbaj subskriboj regionoj de la rekompenco, saleco, plenuma kontrolo kaj emociaj ekscitaj retoj estis asociitaj malsupra morfologiaj valoroj en superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj, dum la kontraŭa ŝablono estis vidita por regionoj de la somatosensora reto.

konkludoj

1 Pliigita IMC (t.e., superpezaj subjektoj) estas asociita kun apartaj ŝanĝoj en griza materio kaj fibra denseco de la cerbo. 2 Klasifikaj algoritmoj bazitaj sur blanka materio-konektebleco engaĝanta regionojn de la rekompenco kaj rilataj retoj povas identigi specifajn celojn por mekanismaj studoj kaj estontaj drogaj disvolviĝoj celitaj al eksternorma ingesta konduto kaj en superpeso / obezeco.

Ŝlosilvortoj: Obezeco, Troa pezo, Morfologia griza materio, Anatomia blank-materia konektebleco, Rekompenca reto, Multvarianta analizo, Klasika algoritmo
Mallongigoj HC, sana kontrolo; IMC, korpa maso-indekso; HAD, hospitala Angoro kaj Depresia Skalo; TR, ripetotempo; TE, e timea tempo; FA, flip angulo; GLM, ĝenerala lineara modelo; DWI, disvastigataj pezaj MRIoj; FOV, vidpunkto; GMV, volumo de griza materio; SA, surfacareo; CT, kortika dikeco; MC, meznombra kurbeco; DTI, disvastig-tensora bildigo; FAKTO, asigno de fibro per kontinua spurado; SPSS, statistika pakaĵo por la sociaj sciencoj; ANOVA, analizo de varieco; FDR, malvera malkovro-indico; sPLS-DA, malplej parte minimumaj kvadratoj por diskriminacio; VIP, ŝanĝiĝema graveco en projekcio; PPV, pozitiva prognoza valoro; NPV, negativa prognoza valoro; VTA, ventral-tegmenta areo; OFG, orbitofrontala giro; PPC, posta kortekso posterior; dlPFC, dorsolateral prefrontal-kortekso; vmPFC, ventromeda kortekso prefrontal; aMCC, antaŭa meza cingula kortekso; sgACC, subgenual antaŭa cingulata kortekso; ACC, antaŭa kingula kortekso

1.0. Enkonduko

La Monda Organizaĵo pri Sano taksas, ke preskaŭ duono da miliardo da plenkreskuloj estas obesaj kaj pli ol duoble pli ol plenkreskuloj havas troan pezon, kontribuante al pliigo de malsanoj kiel diabeto, kardiovaskula malsano kaj kancero, kaj kaŭzante la morton de almenaŭ 2.8 milionoj da individuoj. ĉiujare (Monda Organizaĵo pri Sano (WHO), 2014). En Usono nur, ĝis 34.9% plenkreskuloj estas obesaj kaj duoble pli ol plenkreskuloj (65%) estas aŭ tropezaj aŭ obesaj (Centro por Malsana Kontrolo (CDC), 2014). La ekonomia kaj sana ŝarĝo de esti peza kaj obesa daŭre levas kostojn por sanzorgado ĝis $ 78.5-miliardo da dolaroj (Finkelstein et al., 2009), kaj miliardoj da dolaroj daŭre estas elspezitaj por senutilaj traktadoj kaj intervenoj (Loveman et al., 2011; Terranova et al., 2012). Malgraŭ diversaj klopodoj direktitaj al identigo de la suba fiziopatologio de superpezo kaj obezeco, la nuna kompreno restas nesufiĉa.

Ambaŭ mediaj kaj genetikaj faktoroj ludas rolon en la disvolviĝo de homoj, kiuj estas superpezaj kaj obesaj (Calton kaj Vaisse, 2009; Choquet kaj Meyre, 2011; Dubois et al., 2012; El-Sayed Moustafa kaj Froguel, 2013). Lastatempaj neuroimagaj studoj montris, ke pli alta korpa mas-indekso (IMC) estas asociita kun ŝanĝoj en funkcia (tasko kaj ripoza stato) (Connolly et al., 2013; Garcia-Garcia et al., 2013; Kilpatrick et al., 2014; Kullmann et al., 2012), griza materio morfometry (Kurth et al., 2013; Raji et al., 2010), kaj blank-materiaj ecoj (Shott et al., 2014; Stanek et al., 2011), sugestante eblan rolon de la cerbo en la fiziopatologio de superpeso kaj obezeco (Das, 2010). Ĉi tiuj studoj plejparte implikas regionojn de la rekompenca reto (Kenny, 2011; Volkow et al., 2004; Volkow et al., 2008; Volkow et al., 2011), kaj tri proksime ligitaj retoj rilataj al saleco (Garcia-Garcia et al., 2013; Morrow et al., 2011; Seeley et al., 2007a), plenuma kontrolo (Seeley et al., 2007b) kaj emocia ekscitiĝoMenon kaj Uddin, 2010; Zald, 2003) (Figo. 1).

Figo. 1 

Regionoj de la rekompenca reto kaj rilataj retoj. 1 Rekompenca reto: hipotalamo, orbitofrontal-kortekso (OFC), kerno accumbens, putamen, ventral-tegmenta areo (VTA), substantia nigra, mezburba regiono (caudato, pallidum, hipokampo). 2 Salience ...

La aktuala studo celis testi la ĝeneralan hipotezon, ke interagoj inter regionoj de ĉi tiuj retoj diferencas inter superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj, kaj ni aplikis grandskalajn ŝtatajn neŭroimajn datumajn prilaborojn, bildigojn kaj multvariajn padronajn analizojn. ĉi tiu hipotezo. La havebleco de pli efikaj kaj komputeme intensaj prilaboradoj de datumoj kaj statistikaj algoritmoj ebligas pli larĝan morfologian kaj anatomian karakterizadon de la cerbo en individuoj kun altaj BMI-oj kompare kun individuoj kun normala pezo. Analizo de multvariaj rangoklasifikoj donas la rimedojn por ekzameni la distribuitan padronon de regionoj, kiuj diskriminacias troan pezon kompare al normalaj pezaj individuoj.

En ĉi tiu studo, kontrolita lernada algoritmo aplikas mezurojn de regiona cerba morfometrio kaj blanka materio de fibro-denseco (mezuro de konektebleco inter specifaj cerbaj regionoj) por testi la hipotezon, ke superpeza statuso estas asociita kun distingaj padronoj aŭ cerbaj subskriboj konsistantaj el regionoj de la rekompenco, salajro, plenuma kontrolo kaj emociaj ekscitaj retoj. Rezultoj sugestas, ke regiona konektebleco, kaj malpli multe de cerba morfometriko, povas esti uzata por diskriminaci pezecon kompare al normalaj pezaj individuoj. La rezultoj donas prognozan algoritmon bazitan sur multimodala cerba bildado kaj identigas specifajn celojn por pliaj mekanismaj esploroj.

2.0 Metodoj

2.1. Partoprenantoj

La totala specimeno estis kunmetita de 120-dekstra sana kontrolo (HC) volontuloj enskribitaj en studoj de neŭroimagado ĉe la Centro por Neurobiologio de Streso inter 2010 kaj 2014. Temoj estis varbitaj per reklamoj afiŝitaj en la komunumo UCLA kaj Los-Anĝeleso. Ĉiuj procedoj konformis al la principoj de la Deklaracio de Helsinko kaj estis aprobitaj de la Institucia Revizora Estraro ĉe UCLA (aprobaj numeroj 11-000069 kaj 12-001802). Ĉiuj subjektoj disponigis skriban informitan konsenton. Ĉiuj subjektoj estis klasifikitaj kiel sanaj post klinika takso, kiu inkluzivis modifitan Mini-Internacian Neuropsikiatrian Intervjuon Plus 5.0 (Sheehan et al., 1998). Ekskludaj kriterioj inkluzivis drogmanion, gravedecon, dependecon de tabako, abdomena kirurgio, faktoroj de angiaj riskoj, kirurgio de peza perdo, troa ekzercado (pli ol 1 h ĉiutage kaj maratonanoj) aŭ psikiatrian malsanon. Kvankam ofte asociita kun pliigita BMI, subjektoj kun hipertensio, diabeto aŭ metabola sindromo estis ekskluditaj por redukti heterogenecon de la loĝantaro. Ankaŭ subjektoj kun manĝaj malsanoj, inkluzive digestajn aŭ manĝajn malordojn kiel anoreksio aŭ nerva bulimio estis ekskluditaj pro la sama kialo. Kvankam BMI = 25-29.9 estas konsiderata superpeza, en nia studo ĝi estis identigita kiel la alta BMI-grupo. Normalaj pezaj temoj estis varbitaj ĉe BMI <25, kaj en nia studo estis identigita kiel la normala BMI-grupo. Neniuj subjektoj superis 400 funtojn pro MRI-skanado de pezaj limoj.

2.2 Specimaj trajtoj

Validitaj demandaroj estis finitaj antaŭ la skanado kaj estis uzataj por mezuri aktualajn simptomojn de angoro kaj depresio (Hospital Anxiety and Depression Scale (HAD)) ()Zigmond kaj Snaith, 1983). La HAD-skalo estas mem-taksa 14-ero-skalo, kiu taksas aktualajn maltrankvilojn kaj deprimajn simptomojn en subjektoj ĉe baseline (Zigmond kaj Snaith, 1983). Krome, la subjektoj antaŭe spertis strukturitan psikiatrian intervjuon (Mini International Neuropsychiatric Interview, MINI) por mezuri pasintan aŭ aktualan psikiatrian malsanon (Sheehan et al., 1998).

2.3 fMRI-akiro

2.3.1 Struktura (griza-materia) MRI

Temoj (N = 120, alta IMC N = 63) estis skanitaj sur 3.0 Tesla Siemens TRIO post kiam sagita skolto kutimis poziciigi la kapon. Strukturaj skanaĵoj estis akiritaj de 4 malsamaj akiraj sekvencoj per alta rezolucio 3-dimensia T1-pezbalancita, sagita magnetigo-preparita rapida gradienta e rapida protokolo (MP-RAGE) kaj skanaj detaloj estas: 1. Ripeta tempo (TR) = 2200 ms, eoa tempo (TE) = 3.26 ms, turniĝa angulo (FA) = 9, 1 mm3 voxel-grandeco. 2. TR = 2200 ms, TE = 3.26 ms, FA = 20, 1 mm3 voxel-grandeco. 3. TR = 20 ms, TE = 3 ms, FA = 25, 1 mm3 voxel-grandeco. 4. TR = 2300 ms, TE = 2.85 ms, FA = 9, 1 mm3 voxel-grandeco. Influo de akira protokolo sur diferencoj en totala volva materio (TGMV) estis taksita. Specife la ĝenerala lineara modelo (GLM) estis aplikita por determini protokolajn influojn sur TGMV-kontrolado por aĝo. Rezultoj indikis, ke ĉiuj protokoloj ne similas unu al la alia (F(3) = 6.333, p = .053).

2.3.2 Anatomia konektebleco (blanka materio) MRI

Subaro de la originala specimeno (N = 60, alta IMC N = 30) spertis difuz-pezajn MRI-ojn (DWI) laŭ du kompareblaj akiraj protokoloj. Specife, DWIoj estis akiritaj en aŭ 61 aŭ 64 neliniaj direktoj kun b = 1000 s / mm2, kun 8 aŭ 1 b = 0 s / mm2 bildoj respektive. Ambaŭ protokoloj havis TR = 9400 ms, TE = 83 ms, kaj vidkampon (FOV) = 256 mm kun akira matrico de 128 × 128, kaj tranĉaĵa dikeco de 2 mm por produkti 2 × 2 × 2 mm3 izotropaj vokaloj.

2.4 fMRI-prilaborado

2.4.1 Struktura (griz-materia) segmentado kaj nuligo

T1-bilda segmentado kaj regiona nuligo estis efektivigitaj uzante FreeSurfer (Dale et al., 1999; Fischl et al., 1999, 2002) sekvante la nomaron priskribitan en Destrieux et al. (2010). Por ĉiu cerba hemisfero, aro de bilateralaj kortikaj strukturoj de 74 estis markitaj aldone al 7 subkortikaj strukturoj kaj la cerebelo. Segmentaj rezultoj de ekzempla subjekto estas montritaj en Figo. 2A. Unu plia mezlinia strukturo (la cerba tigo, kiu inkluzivas partojn de la meza cerbo kiel la ventrala tegmenta areo [VTA] kaj la substantia nigra) ankaŭ estis inkluzivita, por kompleta aro de 165-parceloj por la tuta cerbo. Kvar reprezentaj morfologiaj mezuroj estis kalkulitaj por ĉiu kortika paro: volumeno de griza materio (GMV), surfaco (SA), kortika dikeco (CT), kaj meznombra kurbeco (MC). Laborfluoj de datumprilaborado estis projektitaj kaj efektivigitaj ĉe la Laboratory of Neuroimaging (LONI) Pipeline (http://pipeline.loni.usc.edu).

Figo. 2 

A. Strukturaj segmentaj kaj parilaj rezultoj kaj B. blanka materio-fibraj rezultoj asociitaj kun strukturaj parceloj de provaĵa temo. A: Struktura segmentigo. B: Blank-materiala segmentigo.

2.4.2 Anatomia konektebleco

Disvastigaj pezaj bildoj (DWI) estis korektitaj por moviĝo kaj uzataj por komputi disvastigajn tensorojn, kiuj estis rotaciigitaj en ĉiu voxelo. La bildoj de difinaj tensoroj estis realigitaj surbaze de trilineaj interpoladoj de log-transformitaj tensoroj kiel priskribite en Chiang et al. (Chiang et al., 2011) kaj samplita al izotropa voksel-rezolucio (2 × 2 × 2 mm3). Laborfluoj de datumtraktado estis kreitaj per la dukto LONI.

Blanka materio konektebleco por ĉiu subjekto estis taksita inter la cerbaj regionoj de 165 identigitaj sur strukturaj bildoj (Fig. 2B) uzante DTI-fibran traktografion. Traktografio estis farita per la Fibra Atribuo per Kontinua Spurado (FAKTA) algoritmo (Mori et al., 1999) uzante TrackVis (http://trackvis.org) (Irimia et al., 2012). La fina takso de blanka materio-konektebleco inter ĉiu el la cerbaj regionoj estis determinita surbaze de la nombro de fibraj traktoj intersekcantaj ĉiun regionon, normaligita de la tuta nombro de fibraj traktoj en la tuta cerbo. Ĉi tiuj informoj tiam estis uzataj por posta klasifiko.

2.5 Malmultaj partaj malplej kvadratoj - diskriminacia analizo (sPLS-DA)

Por determini ĉu cerbaj markiloj povas esti uzataj por antaŭdiri altan BMI-statuson (sobrepeso kontraŭ normala pezo), ni dungis sPLS-DA. sPLS-DA estas formo de malabunda PLS-regreso sed la responda variablo estas kategoria, kaj indikas grupan membrecon (Lê Cao, 2008a; Lê Cao et al., 2009b, 2011). SPLS-DA pruviĝis esti precipe efika kun granda nombro da antaŭdiktoroj, malgranda specimeno kaj alta kunregretereco inter prognozistoj (Lê Cao, 2008a; Lê Cao et al., 2009b, 2011). sPLS maksimumigas la ekzemplan kunvariancon inter cerbaj mezuroj kaj grup-diferenca kontrasto. SPLS samtempe plenumas ŝanĝiĝajn elektojn kaj klasifikojn per laza penalizado (Lê Cao et al., 2009a). sPLS-DA funkcias uzante kontrolitan kadron formante linearajn kombinaĵojn de la antaŭdiroj bazitaj sur klasa membreco. sPLS-DA reduktas la dimensiecon de la datumoj trovante aron da ortangulaj komponentoj ĉiu konsistanta el elektita aro de trajtoj aŭ variabloj. La komponentoj estas nomataj cerbaj subskriboj. Ĉiu variablo kun cerba subskribo havas asocian "ŝarĝon", kio estas mezuro de la relativa graveco de la variabloj por la diskriminacio en la du grupoj (Lê Cao et al., 2008b). Krome, variecaj Gravecoj en Projekcia (VIP) kalkuloj por taksi la gravecon de ĉiu variablo uzata en la PLS-modelo. La VIP-poentaro estas pezita sumo de la ŝarĝoj, kiu konsideras la klarigitan variecon de ĉiu subskribo. La mezumo de la kvadrataj VIP-poentaroj egalas al 1. Antaŭdiroj kun VIP-koeficientoj pli grandaj ol unu konsideras precipe gravaj por la klasifiko (Lê Cao et al., 2008b).

2.5.1 Disvolviĝo de la prognoza modelo

La nombro de cerbaj subskriboj por ĉiu analizo estis fiksita je du (Lê Cao et al., 2008b). A analizo de stabileco estis uzata por determini la optimuman nombron de cerbaj regionoj por ĉiu cerba subskribo (Lê Cao et al., 2011). Unue, sPLS-DA estas aplikita tra gamo da variabloj, 5-200, por esti elektita por ĉiu el la du cerbaj subskriboj. Por ĉiu specifo pri la nombro de variabloj elekteblaj, 10-obla kruc-valida ripetado ripetas 100-fojojn. Ĉi tiu inter-valida proceduro dividas la trejnajn datumojn en 10-faldojn aŭ sub-specimenojn de datumoj (n = 12 testaroj). Ununura subprovaĵo estas rezervita kiel testaj datumoj kaj la ceteraj subspecimenoj estas uzataj por trejni la modelon. Stabileco de la variabloj estas determinita kalkulante la fojon, ke specifa variablo estas elektita tra ĉiuj krucvalidigaj kuroj. Nur cerbaj variabloj kun stabileco pli granda ol 80% estis uzataj por disvolvi la finan modelon.

2.6. Statistikaj analizoj

2.6.1 Malmultaj partaj malplej kvadratoj - diskriminacia analizo (sPLS-DA)

sPLS-DA estis realigita uzante la pakaĵon R mixOmics (http://www.R-project.org). Ni ekzamenis aparte la prognozan potencon de cerba morfometrio kaj DTI-anatomia konektebleco. Aldone al regiona cerba morfometrio aŭ regiona anatomia konektebleco, aĝo kaj totala GMV estis inkluzivitaj kiel eblaj antaŭdiroj. Por morfologiaj datumoj akiritaj, mezuroj pri GMV, SA, CT kaj MC estis enmetitaj en la modelon. Por DTI-anatomiaj konekteblecaj datumoj akiritaj, subjektaj specifaj matricoj indeksantaj relativan fibran densecon inter la 165-regionoj estis transformitaj al 1-dimensiaj matricoj enhavantaj 13,530 unikajn konekteblecojn (supra triangulo de la komenca matrico). Ĉi tiuj matricoj tiam estis akordigitaj tra subjektoj kaj enigitaj en la sPLS-DA. Kiel komenca datuma redukto-paŝo, preskaŭ nulo-variancaj antaŭdiktoroj estis faligitaj kaj tio rezultigis 369-restajn rilatojn. La cerbaj subskriboj resumis uzante variajn ŝarĝojn laŭ la unuopaj dimensioj kaj VIP-koeficientoj. Ni ankaŭ uzas grafikajn ekranojn por ilustri la diskriminaciajn kapablojn de la algoritmoj (Lê Cao et al., 2011). La prognoza kapablo de la finaj modeloj estis taksita uzante eliri unu interkruciĝon. Ni ankaŭ kalkulis binarajn klasifikajn mezurojn: sentivecon, specifecon, pozitivan prognozan valoron (PPV) kaj negativan prognozan valoron (NPV). Ĉi tie, la sentiveco indikas la kapablon de la klasifik-algoritmo ĝuste identigi superpezajn individuojn. Specifeco reflektas la kapablon de la klasika algoritmo ĝuste identigi normalajn pezajn individuojn. PPV reflektas la proporcion de la specimeno montranta la specifan superpezan cerban subskribon de la klasika algoritmo kaj kiuj estas fakte superpezaj (veraj pozitivaj). Aliflanke NPV estas la probablo, ke se la rezulto de la testo estas negativa, t.e., la partoprenanto ne havas la tro-specifan cerban signaturon (vera negativo).

2.6.2 Specimaj trajtoj

Statistikaj analizoj estis faritaj per Statistika Pako por la programoj pri Sociaj Sciencoj (SPSS) (versio 19). Grupaj diferencoj en kondutismaj mezuroj estis taksitaj per aplikado de analizo de varianco (ANOVA). Signifo estis pripensita ĉe p <.05 nekorektita.

3.0. Rezulto

3.1 Specimaj trajtoj

La tuta specimeno (N = 120) inkluzivis 63 superpezajn individuojn (inoj = 32, viroj = 31), averaĝa aĝo = 28.77 jaroj, SD = 9.76, kaj 57 normalpezaj individuoj (inoj = 32, viroj = 25), averaĝa aĝo = 27.13 jaroj, SD = 9.62. Kvankam la obeza grupo emis havi pli altajn nivelojn de angoro kaj depresio, ne estis signifaj grupaj diferencoj (F = .642, p = .425; F = .001, p = .980). Klinikaj trajtoj de la specimeno estas resumitaj en tablo 1.

tablo 1 

Specimaj trajtoj.

3.2 Multivariaj padronaj analizoj uzante sPLS-DA

3.2.1 Klasika bazita anatomia konektebleco (blanka materio)

Ni ekzamenis, ĉu cerba anatomia konektebleco-blanka materio povas esti uzata por diskriminacii pezajn individuojn de normalaj pezaj individuoj. Figo. 3Ilustraĵo montras la individuojn el la specimeno reprezentita rilate al la du cerbaj subskriboj kaj bildigas la diskriminaciajn kapablojn de la blanka materio. Kalkulaj mezuroj pri binaraj klasifikoj kaj indikis sentivecon de 97%, specifeco de 87%, PPV de 88%, kaj NPV de 96%. tablo 2 enhavas la liston de la stabilaj ligoj de blanka materio enhavanta ĉiun diskriminacian cerban subskribon kune kun ŝanĝiĝemaj ŝarĝoj kaj VIP-koeficientoj.

Figo. 3 

A. Klasifiko bazita sur fibra denseco (blanka materio). B. Klasifiko surbaze de morfologio de grizaj materioj. R: Montras la diskriminacian kapablon de la fibro-denseca (blanka-materia) klasifiko. B: Montras la diskriminacian kapablon de la klasifiko pri grizaj materioj. ...
tablo 2 

Listo de anatomiaj ligoj enhavantaj ĉiun diskriminacian cerban subskribon.

3.2.2 Anatomia konektebleco bazita cerba subskribo 1

La unua cerba subskribo respondecas pri 63% de la varianco. Kiel indikite per la VIP-koeficientoj, la variabloj en la solvo klarigantaj plej variecojn inkluzivis 1) rilatojn inter regionoj de la rekompenca reto (putamen, pallidum, cerbo [inkluzivante mezajn cerbajn regionojn kiel la VTA kaj substantia nigra]) kun regionoj de la ekzekutivo. kontrolo (precuneus kiu estas parto de la posta parietala kortekso), saleco (antaŭa insula), emocia ekscitiĝo (ventromeda antaŭfrontal-kortekso) kaj somatosensoriaj (postcentraj giroj) retoj; 2) regionoj de la emocia ekscita reto (antaŭa mezkreska kortekso, ventromedia antaŭfrontal-kortekso) kun regionoj de la saĝa (antaŭa insula) kaj somatosensoria (paracentra lobulo inkluzive de suplementa motora kortekso); kaj 3) talamo kun la meza okcipita giro kaj thalamo kun plenuma kontrolregiona reto (dorsflanka flanka antaŭkorpa kortekso).

Kompare kun la normala pezogrupo, la superpezita grupo montris pli grandan konekteblecon de regionoj de la rekompenca reto (putamen, pallidum, cerbo) al la plenuma kontrolo-reto (posta parietala kortekso), kaj de putamen al inhibicia parto de la emocia ekscita reto ( ventromeda kortekso prefrontal) kaj al regionoj de la somatosensoria reto (postcentra giro kaj posta insula). Pli malalta konektebleco estis observita en la superpesa grupo en regionoj de la emocia ekscita reto (ventromeda antaŭfrontal-kortekso) ĝis la saleca reto (antaŭa insula), sed pli granda konektebleco en la superpesa grupo de regionoj de la emocia ekscita reto (ventromeda antaŭfrontal-kortekso) ĝis la somatosensoria reto (posta insula). Pli malalta konektebleco ankaŭ estis observita en la superpezita grupo en la ligoj de la somatosensoria (paracentra lobulo) al la antaŭa mezokula kortekso sed pli alta konektebleco de la paracentra lobulo ĝis la subparietala sulko (parto de la somatosensoria reto). Rigardante talamajn ligojn, pli malalta konektebleco estis observita de la tamo al la dorsflanka flanka antaŭfrontal-kortekso (plenuma kontrolo-reto) kaj al la meza okcipita giro en superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj.

3.2.3 Anatomia konektebleco bazita cerba subskribo 2

La dua anatomia cerba subskribo identigita reprezentis plian 12% de la varianco en la datumoj. La variabloj kiuj plej multe varias al la diskriminacio grupigita kiel indikite per la VIP-koeficiento inkluzivis ligojn en regionoj de la rekompenco (putamen, orbita sulcio kiu estas parto de la orbita frontala giro, kaj cerbo) kaj emocia ekscitiĝo (gyrus rectus kiu estas la medalo parto de la ventromedaj antaŭfrontalaj kortekso) retoj.

En superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj, pli granda konektebleco estis observita inter la rekompencaj regionaj regionoj (cerbo kaj putamen) al la plenuma kontrolo (dorsflanka flanka antaŭfrontal-kortekso) kaj inhibicia parto de la emocia ekscitiĝo (ventromeda kortekso prefrontal). Tamen, la konektebleco inter la okcipita orbital frontala giro (rekompenca reto) estis pli malalta ĉe superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj.

3.2.4 Klasifiko morfometria griz-materia

Ni ekzamenis ĉu cerba morfometrio (volumeno de griza materio, surfaco, kortikala dikeco kaj meznombra kurbeco) povus esti uzata por diskriminacii pezajn individuojn de individuoj de normala pezo. Figo. 3B bildigas la individuojn el la specimeno reprezentita rilate al la du cerbaj subskriboj kaj bildigas la diskriminaciajn kapablojn de la morfometria klasifiko. Kalkulaj mezuroj pri binaraj klasifikoj kaj indikis sentivecon de 69%, specifeco de 63%, PPV de 66%, kaj NPV de 66%. tablo 3 enhavas la liston de morfometriaj mezuroj kunprenantaj ĉiun diskriminacion kune kun ŝanĝiĝemaj ŝarĝoj kaj VIP-koeficientoj.

tablo 3 

Regiona morfometrio enhavanta ĉiun cerban subskribon.

3.2.5 Morfologia bazita cerba subskribo 1

La unua cerba subskribo klarigis 23% de la ŝanĝebleco en la morfometriaj fenotipaj datumoj. Kiel viditaj de la VIP-koeficientoj, variabloj kontribuantaj al la plej varieco al la subskribo inkluzivis regionojn de la rekompenco (subregionoj de la orbita frontala giro), saleco (antaŭa insulo), plenuma kontrolo (dorsala flanka antaŭfrontal-kortekso), emocia ekscitiĝo (ventromeda antaŭfrontal-kortekso) ) kaj retoj somatosensoriaj (antaŭcentra sulko, supramargina giro, subcentra sulko, supera frontala sulko). Altaj VIP-koeficientoj ankaŭ estis observitaj por la supera frontala giro kaj sulko, supera temporala giro, transversa frontopola giruso, kaj antaŭa transversa tempa giro. Estis asociitaj regionoj de la rekompenco, saleco, plenuma kontrolo kaj emociaj ekscitaj retoj malsupra valoroj en superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj. Ankaŭ, superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj havis pli granda valoroj en regionoj de la somatosensora reto. Morfometrio de frontaj kaj tempaj regionoj (supera tempa giro, kaj antaŭa transversa tempa giro) ankaŭ estis asociita kun malsupra valoroj en superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj.

3.2.6 Morfologia bazita cerba subskribo 2

La dua morfologia cerba subskribo klarigis 32% de la varianco. Variabloj kun la plej altaj VIP-koeficientoj estis similaj al la VIP-koeficientoj observitaj en cerba subskribo 1, en tio, ke ili inkluzivas regionojn de la rekompenco (caudato), saleco (antaŭa insula), plenuma kontrolo (partoj de la posta parietala kortekso), emocia ekscitiĝo (parahippocampal gyrus, subgenual antaŭa cingulada kortekso, kaj antaŭa cingulada kortekso) kaj somatosensoriaj (posta insula kaj paracentra lobulo) retoj. Tamen, cerba subskribo 2 kompare kun cerba subskribo 1 havis nur unu rilaton de la rekompenca reto kaj pli multajn rilatojn de regionoj de la elstaraj kaj emociaj ekscitij retoj.

En superpezaj individuoj kompare kun normalaj pezaj individuoj, malsupra valoroj por morfometrio en la rekompenco, saleco, plenuma kontrolo kaj emociaj ekscitaj retoj, sed altaj valoroj en la somatosensoria reto estis indikitaj.

4.0. Diskuto

La celo de ĉi tiu studo estis determini, ĉu morfologiaj kaj anatomiaj padronoj de cerba konektebleco (bazitaj sur fibra denseco inter specifaj cerbaj regionoj) povas diskriminacii pezajn individuojn disde normalaj pezaj individuoj. La ĉefaj trovoj estas: 1. Anatomia konektebleco (relativa denseco de blankaj materioj inter regionoj) povis diskriminacii inter subjektoj kun malsama IMC kun alta sentiveco (97%) kaj specifeco (87%). 2 Male, morfologiaj ŝanĝoj en griza materio havis malpli ol optimuman klasifik-precizecon. 3 Multaj el la cerbaj regionoj, kiuj inkluzivas la diskriminaciajn cerbajn subskribojn, apartenis al la etenditaj rekompenco, salajro, centra ekzekutivo kaj emociaj ekscitaj retoj sugestantaj, ke funkciaj mankoj observitaj ŝuldiĝis al eksternormaj organizoj inter ĉi tiuj retoj.

4.1 Anatomia-konekteblec-bazitaj cerbaj subskriboj asociitaj kun IMC

En ĉi tiu studo, klasika algoritmo konsistanta el du cerbaj subskriboj reflektantaj apartajn padronojn de regiona konektebleco montris markitan kapablon diskriminacii inter sobrepesaj individuoj kaj normalaj pezaj individuoj. Plej multaj DTI-studoj en altaj IMC-individuoj (Shott et al., 2014; Stanek et al., 2011; Xu et al., 2013; Yau et al., 2010, 2014) koncentriĝis pri ekzamenado de diferencoj en difinaj trajtoj de blanka materio inkluzive de frakciaj anisotropioj kaj meznivela disvastigo (kiu mezuras integrecon de blankaj materioj), aŭ ŝajnajn disvastigajn koeficientojn (kiuj mezuras akvon-disvastigon en la spuroj kaj reflektas ĉelajn damaĝojn). Ĉiuj ĉi tiuj mezuroj povas doni informojn pri lokalizitaj ŝanĝoj en blanka materio-mikrostrukturo. En la nuna studo ni koncentriĝis pri DTI-mezuroj pri fibra trakva denseco kiel mezuro por taksi la relativan konekteblecon inter cerbaj regionoj kaj retoj. Do, dum aliaj studoj lokalizis ŝanĝojn ene de la blanka materio-mikrostrukturo, ili ne identigis la implicojn de ĉi tiuj ŝanĝoj rilate al konektebleco.

4.1.1 Anatomia konektebleco bazita cerba subskribo 1

La unua cerba subskribo plejparte konsistis el rilatoj ene de kaj inter rekompenco, saleco, plenuma kontrolo, emocia ekscitiĝo kaj sensaj retoj. Ekzistis ankaŭ talamaj rilatoj al regionoj de la plenuma kontrolo-reto kaj al la okcipita regiono. Korespondante al nia trovo de malpliiĝintaj ligoj de la ventromeda antaŭfrontal-kortekso al la antaŭa insulo observita en la superpeza grupo kompare kun la normala pezgrupo, reduktita integreco de blankaj materioj (reduktita frakcia anisotropio) en la ekstera kapsulo (kiu enhavas fibrojn kiuj konektas kortikaj areoj al aliaj kortikaj areoj per mallongaj asociaj fibroj) estis raportitaj en obesoj kompare kun kontroloj (Shott et al., 2014). Aldone, en obesoj kompare al kontroloj la ŝajna disvastiga koeficiento (akva disvastigo reflektanta difekton de ĉeloj) estis pli granda en la sagita stratumo (kiu estas konata por transdoni informojn de la parietaj, okcipitaj, cingulaj kaj tempaj regionoj al la thalamo), kaj povas esti konsekvenca. kun niaj observoj de pli malalta konektebleco inter la dekstra thalamo kaj la dekstra meza okcipita giro por superpezaj individuoj kompare kun normalaj pezaj individuoj (Shott et al., 2014). Shott kaj kolegoj (Shott et al., 2014) ankaŭ identigis pli grandajn ŝajnajn difuzajn koeficientojn (reflektantajn eblan ĉelan damaĝon) en la grasega grupo en la korona radiata, kiu ŝajnas komplimenti niajn rezultojn de pli malalta relativa denseco de fibro inter profundaj grizmateriaj strukturoj (kiel la talamo) kaj kortikalaj areoj (dorsa) flanka prealfronta kortekso) en tropezaj individuoj kompare kun normalaj pezaj individuoj. Ŝanĝita talama konektebleco povas influi la rolon de la talamo por faciligi la relajson de ekstercentraj sensaj informoj al la kortekso (Jang et al., 2014).

Aparta studo komparante nekomplikajn adoleskantojn obesajn al normalaj pezaj individuoj ankaŭ trovis reduktitan frakcian anisotropion en obesaj adoleskantoj en regionoj kiel la ekstera kapsulo, interna kapsulo (kiu plejparte portas supren kaj descendan kortikospinalajn vojojn), same kiel iujn tempajn fibrojn kaj optikan radiadon (Yau et al., 2014). Lastatempa studo ankaŭ observis perdon de nervaj fibraj ligoj kun DTI inter la cerbo kaj hipotalamo en individuo kun cerba kavernomo, kiu post suferado de kirurgia drenado havis draman kreskon, kio povas sugesti, ke ĉi tiuj nervaj fibroj estas implikitaj en la regulado. ambaŭ de manĝaĵa konsumo kaj pezo (Purnell et al., 2014). Tamen ni ne identigis konekteblecajn diferencojn kun la hipotalamo, kiuj eble parte pro limigaj paroloj bazitaj sur la apartaj atlasoj uzataj en la nuna studo.

4.1.2 Anatomia konektebleco bazita cerba subskribo 2

Dua ortogona signaturo estis formita de nur tri anatomiaj rilatoj ene de la rekompenco kaj emociaj ekscitaj retoj. La identigo de ŝanĝitaj rilatoj ene de regionoj konsistigantaj la rekompencan reton kaj kun regionoj en la retoj kun kiuj ĝi interagas en la nuna studo ne estis antaŭe raportita. Tamen, ĉi tiuj ŝanĝoj eble estos antaŭviditaj surbaze de lastatempaj morfologiaj studoj, kiuj observis ŝanĝojn de griza materio ene de regionoj de la etendita rekompenca reto (Kenny, 2011; Kurth et al., 2013; Raji et al., 2010; Volkow et al., 2008). Kune, niaj trovoj montras larĝajn disvastiĝojn en blanka materio-konektebleco por regionoj, kiuj inkluzivas la rekompencan reton kaj ĝiajn rilatajn retojn.

Dum aliaj studoj trovis reduktitan fibran integrecon mezuritan per reduktita frakcia anisotropio en regionoj de la corpus callosum kaj fornix (kiuj estas parto de la cingulado kaj portas informojn de la hipokampo ĝis la hipotalamo) kun kreskanta IMC (Stanek et al., 2011; Xu et al., 2013); la aktuala studo ne identigis signifajn ŝanĝojn en interhemisfera konektebleco ene de la du anatomia-konekteblecaj cerbaj subskriboj. La escepto estis, ke estis rilato inter la maldekstra paracentra lobulo kaj la dekstra subparietala sulko en cerba subskribo 1, kaj rilato inter la dekstra putamen kaj la maldekstra gyrus rectus en cerba subskribo 2. Ni hipotezas, ke la efiko observita en ĉi tiuj antaŭaj studoj eble ŝuldiĝas al sistema degradado de blanka materio anstataŭ ŝanĝoj en rilatoj inter specifaj cerbaj regionoj, similaj al ŝanĝoj okazantaj dum normala maljuniĝo (Sullivan et al., 2010). Dum la aŭtoroj de ĉi tiuj antaŭaj studoj hipotezis, ke diferencoj en frakcia anisotropio en la ekstera kapsulo de subjektoj kun alta IMC eble rilatas al ligoj de la hipokampo kaj amigdalo, ni ne observis signifajn ŝanĝojn en la konektebleco ene de ĉi tiuj strukturoj. Pli detala analizo kaj pli fajna parigado de ĉi tiuj cerbaj regionoj postulas konfirmi ĉi tiujn observojn.

4.2 Morfometriaj grizaj materiaj cerbaj subskriboj asociitaj kun IMC

Morfometria analizo de grizaj materioj uzante du distingajn profilojn kapablis ĝuste identigi superpeson de individuaj pezoj kun sentiveco de 69% kaj specifaĵo de 63%. Ĉi tiuj trovoj kongruas kun antaŭaj raportoj pri tutmondaj, kaj regionaj reduktoj en la griza materio en specifaj cerbaj regionoj ene de la rekompenca reto kaj rilataj retoj (Debette et al., 2010; Kenny, 2011; Kurth et al., 2013; Pannacciulli et al., 2006; Raji et al., 2010). Kontraste al la DTI-bazita klasifiko, ĉi tiuj trovoj sugestas moderan kapablon diskriminacii inter la du IM-grupoj.

4.2.1 Morfologia bazita cerba subskribo 1

En nia studo, la unua cerba subskribo montris pli malaltajn valorojn de diversaj morfometriaj mezuroj (inkluzive de subregionoj de la orbita frontala giro, antaŭa insulo) en regionoj de la rekompenco, saleco, kaj plenuma kontrolo-retoj en la superpezita grupo kompare kun la normala pezogrupo. Aldone pli malaltaj valoroj morfometrikaj valoroj estis observitaj por la inhibitoraj regionoj (dorsala flanka kaj ventromeda prefrontal-kortekso) rilataj al la emocia ekscita reto, sed pli alta morfometrio por somatosensoria reto (antaŭcentra sulko, supramargina giro, subcentra sulko, kaj supera frontala sulko) inkluzive de la tempo regionoj en superpezaj individuoj kompare al normalaj pezaj individuoj. En ĉi tiu studo ni trovis signifajn reduktojn de morfologiaj mezuradoj (griza materio kaj kortika dikeco) de la orbita frontala giro. La orbita frontala giro estas grava regiono en la reto de rekompenco, kiu ludas rolon en pritaksa prilaborado kaj en la gvido de estontaj kondutoj kaj decidoj bazitaj sur kodiga antaŭvidado rilata al rekompenco (Kahnt et al., 2010). Lastatempa studo analizanta grizan kaj blankan materian strukturon trovis ke obesaj homoj havis reduktitajn valorojn por diversaj regionoj ene de la rekompenca reto, inkluzive de la orbita frontala giro (Shott et al., 2014).

4.2.2 Morfologia bazita cerba subskribo 2

Kompare kun cerba subskribo 1, morfologiaj mezuradoj observitaj en regionoj de la elstaraj kaj emociaj ekscitaj retoj klarigis plimulton de la varianco, dum la rekompencaj retregionoj ne influis. Mezuroj de reduktita griza materio estis observitaj en regionoj de la saleca, plenuma kontrolo kaj emocia ekscitiĝo. Ĉi tiuj regionoj (antaŭa insula, parietala posta kortekso, parahippocampal gyrus, subregionoj de la antaŭa cingula kortekso) ofte estas asociitaj kun pliigita elvokita cerba aktiveco dum eksponiĝo al manĝaĵaj manieroj (Brooks et al., 2013; Greenberg et al., 2006; Rothemund kaj aliaj, 2007; Shott et al., 2014; Stoeckel et al., 2008), Kaj grado de persona saleco de stimuloj (Critchley et al., 2011; Seeley et al., 2007a). En la nuna studo, ankaŭ reduktoj de grizaj materioj estis viditaj en ŝlosilaj regionoj de la somatosensoria reto (posta insula, paracentra lobulo). Kvankam la ekzakta rolo de ĉi tiu reto en la sobrepeso kaj la obesidad ne estas konata, ĝi pruvis esti implikita en konsciiĝo pri korpaj sentoj, kaj lastatempa studo sugestis, ke levita somatosensoria reto-aktiveco en respondo al manĝaĵoj en obeaj individuoj povus konduki al nutrante (Stice et al., 2011). Ĉi tiu studo specife temigis morfologiajn mezuradojn kaj anatomiajn rilatojn inter cerbaj regionoj en la etendita rekompenca reto kaj somatosensoria reto, kaj sugestas, ke ĉi tiuj cerbaj strukturaj metrikoj povas influi neŭrajn prilaborojn asociitajn kun la rezultoj de funkciaj studoj trovitaj en la literaturo. La korelacioj kun kondutaj kaj mediaj faktoroj ankaŭ ofertas plian komprenon pri la rilato inter strukturaj kaj funkciaj trovoj, kiuj devos esti provitaj en estontaj studoj.

4.3 La uzo de multivariaj padronaj analizoj uzante sPLS-DA por diskriminacii inter sobrepeso kaj normala pezo-individuoj

La trovoj pri BMI-rilataj ŝanĝoj en fibra denseco inter malsamaj cerbaj retoj ene de la plilongigita rekompenca reto, subtenas la hipotezon, ke kreskanta IMC-rezultoj detruas anatomian konekteblecon inter specifaj regionoj en la cerbo. Ĉi tiuj anatomiaj ŝanĝoj eble implicas senutilan aŭ neefikan komunikadon inter ŝlosilaj regionoj de la rekompenca reto kaj rilataj retoj. Simile al pluraj lastatempaj raportoj, kiuj trovis ŝanĝojn de sobrepeso kaj obezeco en volumeno de grizaj materioj (Debette et al., 2010; Kurth et al., 2013; Pannacciulli et al., 2006; Raji et al., 2010), Ni ankaŭ povis trovi similajn morfologiajn diferencojn en sobrepeso kompare al normalaj pezaj individuoj. En la nuna studo, ni etendis ĉi tiujn observojn por esplori la asocion inter sobrepeso-stato kaj anatomia konektebleco de la cerbo, kaj aplikis sPLS-DA al cerbaj morfometriaj datumoj por diskriminacii inter subpeso kaj normala pezo-subjektoj. Lastatempa transversa studo uzanta binaran loĝistikan regreson sugestas, ke la kombinaĵo de strukturaj ŝanĝoj en la laterala orbita frontala giro, mezuritaj per griz-materia volumo, kaj sangaj niveloj de inflama markilo (fibrinogeno) kapablis antaŭdiri obezecon en malgranda specimeno de 19 normalaj pezaj subjektoj kaj 44 superpezaj / obesaj subjektoj; kun alta sentiveco (95.5%), sed malalta specifeco (31.6%) (Cazettes et al., 2011). Nia studo diferencas de ĉi tiu raporto en pluraj aspektoj, inkluzive pli grandan specimenon; la uzo de interkruciĝ-valida aliro por eviti specimenan specifan solvon, ekskludo de subjektoj kun hipertensio / diabeto mellitus por forigi eblan konfuzon, kaj inkludo de ambaŭ griza materio kaj fibro-traka denseco por antaŭdiri troan pezon.

4.4. Limigoj

Eĉ kvankam ni trovis signifajn diferencojn inter individuoj kun normala pezo kaj sobrepeso en fibra denseco, ni ne povas extrapoli de ĉi tiuj anatomiaj trovoj al diferencoj en funkcia (ripoziga) konektebleco. Tiaj funkciaj konekteblecoj trovus la kapablon detekti diferencojn en la sinkronigado de cerba aktiveco en areoj ne rekte konektitaj de blankaj materioj. Kvankam ni replikis antaŭe raportitajn trovojn pri anatomia konektebleco kaj morfologiaj diferencoj inter sobrepeso / obeso kaj normala IMC (Kurth et al., 2013; Raji et al., 2010), ni malsukcesis observi ŝanĝojn en gravaj subkortikaj regionoj hipotalamo, amigdala kaj hipokampo. Eblas, ke ĉi tiu fiasko eble ŝuldiĝis al la limoj de la aŭtomataj paralizaj algoritmoj uzataj en ĉi tiu studo aŭ pro la analizoj limigitaj al superpezaj individuoj kontraŭ obesaj individuoj. Estontaj studoj bezonus pli grandajn specimenojn por kompari obezajn, pezajn, kaj normalajn pezajn individuojn, kaj povi fari subgrupajn analizojn bazitajn sur sekso kaj raso. Pro nia relative malgranda specimeno ni uzis striktan internan validigan proceduron, tamen necesas testi la prognozan precizecon de ĉi tiu klasifikilo en sendependa datumaro (Bray et al., 2009). Estontaj studoj devas pritrakti la asocion de ĉi tiuj neŭroimaj diferencoj kun specifaj manĝantaj kondutoj, manĝaj preferoj kaj dieta informo por interpreti la kuntekston kaj la signifon de ĉi tiuj trovoj. Pro tio ke la obesidad kaj la troa pezo ofte asocias kun komorbidecoj kiel hipertensio, diabeto kaj metabola sindromo, estontaj analizoj devas esplori la moderajn kaj korelaciajn efikojn de ĉi tiuj faktoroj sur la klasika algoritmo.

4.5 Resumo kaj konkludoj

Resume, niaj rezultoj subtenas la hipotezon, ke superpezo estas asociita kun ŝanĝita konektebleco (en formo de fibra denseco) inter specifaj regionoj en la cerbo, kio eble implicas senutilan aŭ neefikan komunikadon inter ĉi tiuj regionoj. Precipe, la reduktita konektebleco de antaŭfrontaj inhibitoraj cerbaj regionoj kun la rekompenca cirkvitado estas konforma al superregado de hedonaj mekanismoj en la regulado de manĝaĵa konsumado (Gunstad et al., 2006, 2007, 2008, 2010). La mekanismoj sub kiuj ĉi tiuj strukturaj ŝanĝoj estas nebone komprenitaj, sed povas impliki neŭroinflamatoriajn kaj neuroplastajn procezojn (Cazettes et al., 2011) rilata al la malsupra grado inflamata raportita ĉe obezaj kaj obesaj individuoj (Cazettes et al., 2011; Cox et al., 2014; Das, 2010; Gregor kaj Hotamisligil, 2011; Grifo, 2006). Datum-pritraktataj aliroj por identigi grizajn kaj blankajn materiajn ŝanĝojn en superpezeco / obezeco estas promesaj iloj por identigi la centrajn korelaciojn de kreskanta IMC kaj havi la potencialon identigi neurobiologiajn biomarkerojn por ĉi tiu malordo.

Aportaj kontribuoj

Arpana Gupta: Studo-koncepto kaj dezajno, analizo kaj interpreto de datumoj, redaktado kaj revizio de manuskripto.

Emeran Mayer: Studo-koncepto kaj dezajno, kritika revizio de manuskripto, aprobo de la fina versio de manuskripto, financado.

Claudia San Miguel: Redaktado kaj kritika revizio de manuskripto, interpreto de datumoj.

John Van Horn: Generacio de datumoj, analizo de datumoj.

Connor Fling: Analizo de datumoj.

Aubrey Love: Analizo de datumoj.

Davis Woodworth: Analizo de datumoj.

Benjamin Ellingson: Revizio de manuskripto.

Kirsten Tillisch: Kritika revizio de manuskripto, financado.

Jennifer Labus: Studo-koncepto kaj dezajno, analizo kaj interpreto de datumoj, redaktado kaj revizio de la manuskripto, aprobo de la fina versio de manuskripto, financado.

Konfliktoj de intereso

Neniuj konfliktoj de intereso ekzistas.

Fonto de financado

Ĉi tiu esplorado estis parte subtenita de subvencioj de la Naciaj Institutoj pri Sano: R01 DK048351 (EAM), P50DK64539 (EAM), R01 AT007137 (KT), P30 DK041301, K08 DK071626 (JSL), JXN) Pilotaj skanadoj estis disponigitaj de la Ahmanson-Lovelace-Cerbo-Mapado-Centro, UCLA.

Referencoj

  • Bray S., Chang C., Hoeft F. Aplikoj de multivariaj padronaj analizoj en disvolva neŭroimagado de sanaj kaj klinikaj loĝantaroj. Fronto. Hum. Neŭroscio. 2009; 3: 32. 19893761 [PubMed]
  • Brooks SJ, Cedernaes J., Schiöth HB Pliigita prefrontal kaj parahippocampal-aktivigo kun reduktita dorsolateral prefrontal kaj insula kortika aktivado al manĝaj bildoj en obezeco: metaanalizo de studoj de fMRI. PLI UNU. 2013; 8 (4): e60393. 23593210 [PubMed]
  • Calton MA, Vaisse C. Mallarĝanta la rolon de oftaj variantoj en la genetika predispozicio al la obesidad. Genoma Med. 2009; 1 (3): 31. 19341502 [PubMed]
  • Cazettes F., Cohen JI, Yau PL, Talbot H., Convit A. Obesity-mediata inflamo povas damaĝi la cerban cirkviton, kiu reguligas konsumon de manĝaĵoj. Cerbo Res. 2011; 1373: 101-109. 21146506 [PubMed]
  • Centro por Malsana Kontrolo (CDC) Troo kaj Obesidad. 2014 Mi
  • Chiang MC, Barysheva M., Toga AW, Medland SE, Hansell NK, James MR, McMahon KL, de Zubicaray GI, Martin NG, Wright MJ, Thompson PM BDNF-genaj efikoj sur cerbcirkvitoj replikitaj en ĝemeloj 455. Neuroimage. 2011;55(2):448–454. [PubMed]
  • Choquet H., Meyre D. Genetiko de la obezeco: kion ni lernis? Curr. Genomiko. 2011;12(3):169–179. 22043165 [PubMed]
  • Connolly L., Coveleskie K., Kilpatrick LA, Labus JS, Ebrat B., Stains J., Jiang Z., Tillisch K., Raybould HE, Mayer EA Diferencoj en cerbaj respondoj inter malgrasaj kaj obesaj virinoj al dolĉigita trinkaĵo. Neurogastroenterolo. Motilo. 2013;25(7):579-e460. 23566308 [PubMed]
  • Cox AJ, West NP, Cripps AW Obesity, inflamo kaj la intestaj mikrobiotoj. Endocrinol Diabeta Lanceto. 2014 25066177 [PubMed]
  • Critchley HD, Nagai Y., Griza MA, Mathias CJ Dissekciaj aksoj de aŭtonomia kontrolo en homoj: komprenoj de neŭroimagado. Auton. Neŭroscio. 2011;161(1–2):34–42. 20926356 [PubMed]
  • Dale AM, Fischl B., Sereno MI-Kortika surfac-bazita analizo. I. Segmentado kaj surfackonstruado. Neuroimage. 1999;9(2):179–194. 9931268 [PubMed]
  • Das UN-Obeo: genoj, cerbo, intestoj kaj medio. Nutrado. 2010;26(5):459–473. 20022465 [PubMed]
  • Debette S., Beiser A., ​​Hoffmann U., Decarli C., O'Donnell CJ, Massaro J. M., Au R., Himali JJ, Wolf PA, Fox CS, Seshadri S. Visceral-graso estas asociita kun pli malalta cerba volumo en sana. mezaĝaj plenkreskuloj. Ann. Neurol. 2010;68(2):136–144. 20695006 [PubMed]
  • Destrieux C., Fischl B., Dale A., Halgren E. Aŭtomata parigo de homaj kortikaj gyri kaj sulci uzantaj norman anatomian nomenklaturon. Neuroimage. 2010;53(1):1–15. 20547229 [PubMed]
  • Dubois L., Ohm Kyvik K., Girard M., Tatone-Tokuda F., Pérusse D., Hjelmborg J., Skytthe A., Rasmussen F., Wright MJ, Lichtenstein P., Martin N.G Genetikaj kaj mediaj kontribuoj al pezo , alteco kaj IMC de naskiĝo ĝis 19-jaraĝaj: internacia studo de pli ol 12,000-ĝemelaj paroj. PLI UNU. 2012; 7 (2): e30153. 22347368 [PubMed]
  • El-Sayed Moustafa JS, Froguel P. De obezeco-genetiko ĝis estonteco de personeca obezoterapio. Nat. Endocrinol Rev. 2013;9(7):402–413. 23529041 [PubMed]
  • Finkelstein EA, Trogdon JG, Cohen JW, Dietz W. Ĉiujara medicina elspezo atribuebla al obezeco: pagantaj kaj serv-specifaj taksoj. Sano-Afiŝo (Millwood) 2009;28(5):w822–w831. 19635784 [PubMed]
  • Fischl B., Salat DH, Busa E., Albert M., Dieterich M., Haselgrove C., van der Kouwe A., Killiany R., Kennedy D., Klaveness S., Montillo A., Makris N., Rosen B., Dale AM ​​Tuta cerba segmentado: aŭtomata markado de neuroanatomaj strukturoj en la homa cerbo. Neŭrono. 2002;33(3):341–355. 11832223 [PubMed]
  • Fischl B., Sereno MI, Dale AM ​​Cortical-surfac-analiza. II: inflacio, ebenigado, kaj surfac-bazita koordinata sistemo. Neuroimage. 1999;9(2):195–207. 9931269 [PubMed]
  • García-García I., Jurado M.Á, Garolera M., Segura B., Sala-Llonch R., Marqués-Iturria I., Pueyo R., Sender-Palacios MJ, Vernet-Vernet M., Narberhaus A., Ariza M., Junqué C. Alteraĵoj de la saleca reto en obezeco: studo pri fMRI pri ripoz-stato. Hum. Cerbo Mapp. 2013;34(11):2786–2797. 22522963 [PubMed]
  • Greenberg JA, Boozer CN, Geliebter A. Kafo, diabeto, kaj pezo-kontrolo. Estas. J. Clin. Nutr. 2006;84(4):682–693. 17023692 [PubMed]
  • Gregor MF, Hotamisligil GS Inflamaj mekanismoj en obezeco. Annu. Rev-o Immunol. 2011; 29: 415-445. 21219177 [PubMed]
  • Griffin WS Inflamo kaj neurodegenerativaj malsanoj. Estas. J. Clin. Nutr. 2006;83(2):470S–474S. 16470015 [PubMed]
  • Gunstad J., Lhotsky A., Wendell CR, Ferrucci L., Zonderman AB Longitudinala ekzameno de obezeco kaj kognitiva funkcio: rezultoj de la longforma studo de maljuniĝo en Baltimoro. Neŭroepidemiologio. 2010;34(4):222–229. 20299802 [PubMed]
  • Gunstad J., Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Gordon E. La obezeco estas asociita kun memoraj mankoj en junaj kaj mezaĝaj plenkreskuloj. Manĝi. Pezo-Malordo. 2006;11(1):e15–e19. 16801734 [PubMed]
  • Gunstad J., Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. Elevita korpa masindekso estas asociita kun plenuma misfunkcio en alie sanaj plenkreskuloj. Compr. Psikiatrio. 2007;48(1):57–61. 17145283 [PubMed]
  • Gunstad J., Spitznagel MB, Paul RH, Cohen RA, Kohn M., Luyster FS, Clark R., Williams LM, Gordon E. Korpa masa indekso kaj neuropsikologia funkcio en sanaj infanoj kaj adoleskantoj. Apetito. 2008;50(2–3):246–251. 17761359 [PubMed]
  • Irimia A., Chambers MC, Torgerson CM, Van Horn JD Cirkla reprezentado de homaj kortikaj retoj por konektomika videbligo de subjekto kaj loĝantara nivelo. Neuroimage. 2012;60(2):1340–1351. 22305988 [PubMed]
  • Jang SH, Lim HW, Yeo SS La neŭra konektebleco de la intralaminaj talamaj kernoj en la homa cerbo: disvastiga tensografia traktografia studo. Neŭroscio. Leteto 2014; 579: 140-144. 25058432 [PubMed]
  • Kahnt T., Heinzle J., Park SQ, Haynes JD La neŭra kodo de rekompenco anticipas en homa orbitofronta kortekso. Proc. Natl. Acad. Sci. USONO. 2010;107(13):6010–6015. 20231475 [PubMed]
  • Kenny PJ Rekompencan mekanismon en obezeco: novaj komprenoj kaj estontaj direktoj. Neŭrono. 2011;69(4):664–679. 21338878 [PubMed]
  • Kilpatrick LA, Coveleskie K., Connolly L., Labus JS, Ebrat B., Stains J., Jiang Z., Suyenobu BY, Raybould HE, Tillisch K., Mayer EA Influo de sukera ingeso sur cerbo kaj hipotalamaj intrinsekaj osciloj en malgrasaj kaj obesaj virinoj. Gastroenterologio. 2014;146(5):1212–1221. 24480616 [PubMed]
  • Kullmann S., Heni M., Veit R., Ketterer C., Schick F., Häring HU, Fritsche A., Preissl H. La obesa cerbo: asocio de korpa masa indekso kaj insulin-sentiveco kun ripa ŝtata reto funkcia konektebleco. Hum. Cerbo Mapp. 2012;33(5):1052–1061. 21520345 [PubMed]
  • Kurth F., Levitt JG, Phillips OR, Luders E., Woods RP, Mazziotta JC, Toga AW, Narr KL Rilatoj inter griza materio, korpa masa indekso kaj talia cirkonferenco en sanaj plenkreskuloj. Hum. Cerbo Mapp. 2013;34(7):1737–1746. 22419507 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Boitard S., Besse P. Sparse PLS-diskriminacia analizo: biologie grava trajto-elekto kaj grafikaj ekranoj por plurklasaj problemoj. Bioinformatiko de BMC. 2011; 12: 253. 21693065 [PubMed]
  • Lê Cao KA, González I., Déjean S. integrOmics: R-pakaĵo por malimpliki rilatojn inter du omaj datumaroj. BioInformatiko. 2009;25(21):2855–2856. 19706745 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Martin PG, Robert-Granié C., Besse P. Sparse kanonikaj metodoj por integriĝo de biologiaj datumoj: apliko al trans-platforma studo. Bioinformatiko de BMC. 2009; 10: 34. 19171069 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Rossouw D., Robert-Granié C., Besse P. A-malplena PLS por ŝanĝiĝema selektado kiam oni integras datumojn de omoj. Stat. Apliki Geneto. Mol. Biol. 2008; 7 (1): 35. 19049491 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Rossouw D., Robert-Granié C., Besse P. A-malplena PLS por ŝanĝiĝema selektado kiam oni integras datumojn de omoj. Stat. Apliki Geneto. Mol. Biol. 2008; 7 (1): 35. 19049491 [PubMed]
  • Loveman E., Frampton GK, Shepherd J., Picot J., Cooper K., Bryant J., Welch K., Clegg A. La klinika efikeco kaj kosto-efikeco de longtempaj pezaj administradaj skemoj por plenkreskuloj: sistema revizio . Sano Technol. Taksi. 2011;15(2):1–182. 21247515 [PubMed]
  • Menon V., Uddin LQ Salency, interŝanĝo, atento kaj kontrolo: reta modelo de insula funkcio. Cerba Strukturo. Funkcio. 2010;214(5–6):655–667. 20512370 [PubMed]
  • Mori S., Crain BJ, Chacko VP, van Zijl PC tridimensia spurado de axonaj projekcioj en la cerbo per magneta resona bildado. Ann. Neurol. 1999;45(2):265–269. 9989633 [PubMed]
  • Morrow JD, Maren S., Robinson TE Individuaj variaĵoj en la propensieco atribui stimulan saŭcon al apetita signo antaŭdiras la propensiecon atribui motivan sintenon al avversa signo. Konduto Cerbo Res. 2011;220(1):238–243. 21316397 [PubMed]
  • Pannacciulli N., Del Parigi A., Chen K., Le DS, Reiman EM, Tataranni PA Brain-anormalidades en homa obezeco: voxel-bazita morfometria studo. Neuroimage. 2006;31(4):1419–1425. 16545583 [PubMed]
  • Purnell JQ, Lahna DL, Samuels MH, Rooney WD, Hoffman WF Perdo de pons-al-hipotalamaj blankaj materioj en cerba obezeco. Int J Obes (Lond) 2014; 38: 1573-1577. 24727578 [PubMed]
  • Raji CA, Ho AJ, Parikshak NN, Becker JT, Lopez OL, Kuller LH, Hua X., Leow AD, Toga AW, Thompson PM Brain-strukturo kaj obezeco. Hum. Cerbo Mapp. 2010;31(3):353–364. 19662657 [PubMed]
  • Rothemund Y., Preuschhof C., Bohner G., Bauknecht HC, Klingebiel R., Flor H., Klapp BF Diferenciala aktivigo de la dorso-striatumo per alt-kaloriaj vidaj manĝaj stimuloj ĉe obesaj individuoj. Neuroimage. 2007;37(2):410–421. 17566768 [PubMed]
  • Seeley WW, Menon V., Schatzberg AF, Keller J., Glover GH, Kenna H., Reiss AL, Greicius MD Disigeblaj intrigaj konektaj retoj por saleca prilaborado kaj plenuma kontrolo. J. Neurosci. 2007;27(9):2349–2356. 17329432 [PubMed]
  • Seeley WW, Menon V., Schatzberg AF, Keller J., Glover GH, Kenna H., Reiss AL, Greicius MD Disigeblaj intrigaj konektaj retoj por saleca prilaborado kaj plenuma kontrolo. J. Neurosci. 2007;27(9):2349–2356. 17329432 [PubMed]
  • Sheehan DV, Lecrubier Y., Sheehan KH, Amorim P., Janavs J., Weiller E., Hergueta T., Baker R., Dunbar GC La Mini-Internacia Neuropsikiatria Intervjuo (MINI): disvolviĝo kaj validumado de strukturita diagnoza psikiatria intervjuo por DSM-IV kaj ICD-10. J. Clin. Psikiatrio. 1998;59(Suppl. 20):22–33. 9881538 [Quiz 34 – 57] [PubMed]
  • Shott ME, Cornier MA, Mittal VA, Pryor TL, Orr JM, Brown MS, Frank GK Orbitofrontala kortika volumo kaj cerba rekompenco-respondo en obezeco. Int J Obes (Lond) 2014 25027223 [PMC libera artikolo] [PubMed]
  • Stanek KM, Grieve SM, Brickman AM, Korgaonkar MS, Paul RH, Cohen RA, Gunstad JJ La obezeco estas asociita kun reduktita blanka materio-integreco en alie sanaj plenkreskuloj. Obezeco (Arĝenta Printempo) 2011;19(3):500–504. 21183934 [PubMed]
  • Stice E., Yokum S., Burger KS, Epstein LH, Malgranda DM-Junularo kun risko por obezeco montras pli grandan aktivadon de striaj kaj somatosensaj regionoj al manĝaĵo. J. Neurosci. 2011;31(12):4360–4366. 21430137 [PubMed]
  • Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE Disvastigita rekompenca sistemo-aktivado ĉe obesaj virinoj en respondo al bildoj de alt-kaloriaj manĝaĵoj. Neuroimage. 2008;41(2):636–647. 18413289 [PubMed]
  • Sullivan EV, Rohlfing T., Pfefferbaum A. Longforma studo de kalosa mikrostrukturo en normala plenkreskula cerbo uzanta kvantan DTI-fibran spuradon. Dev. Neuropsikolo. 2010;35(3):233–256. 20446131 [PubMed]
  • Terranova L., Busetto L., Vestri A., Zappa MA Bariatric-kirurgio: kosto-efikeco kaj buĝeta efiko. Obes. Kirurgio 2012;22(4):646–653. 22290621 [PubMed]
  • Volkow ND, Frascella J., Friedman J., Saper CB, Baldo B., Rolls ET, Mennella JA, Dallman MF, Wang GJ, LeFur G. Neurobiologio de obezeco: rilatoj al toksomanio. Neuropsikofarmakologio. 2004; 29: S29-S30.
  • Volkow ND, Wang GJ, Baler RD Reward, dopamino kaj la kontrolo de manĝaĵa konsumado: implicoj por obezeco. Tendencoj Cogn. Sci. 2011;15(1):37–46. 21109477 [PubMed]
  • Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Telang F. Superante neŭronajn cirkvitojn en toksomanio kaj obezeco: evidenteco de sistemaj patologioj. Filozofoj. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 2008;363(1507):3191–3200. 18640912 [PubMed]
  • Monda Organizaĵo pri Sano (WHO) Obesidad. 2014 Mi
  • Xu J., Li Y., Lin H., Sinha R., Potenza MN Korpa indekso de maso korelacias negative kun la blanka materio-integreco en la fornico kaj corpus callosum: studo pri difusa tensora bildigo. Hum. Cerbo Mapp. 2013;34(5):1044–1052. 22139809 [PubMed]
  • Yau PL, Javier DC, Ryan CM, Tsui WH, Ardekani BA, Ten S., Convit A. Preliminary evidenteco por cerbaj komplikaĵoj en obesaj adoleskantoj kun tipo 2 diabeto mellitus. Diabetologia. 2010;53(11):2298–2306. 20668831 [PubMed]
  • Yau PL, Kang EH, Javier DC, Convit A. Preliminary evidenteco de kognaj kaj cerbaj anormalecoj en nekomplika adoleska obezeco. Obezeco (Arĝenta Printempo) 2014;22(8):1865–1871. 24891029 [PubMed]
  • Zald DH La homa amigdala kaj la emocia takso de sensaj stimuloj. Cerbo Res. Cerbo Res. Rev. 2003;41(1):88–123. 12505650 [PubMed]
  • Zigmond AS, Snaith RP La hospitala angoro kaj depresio. Akta Psikiatro. Skandalo. 1983;67(6):361–370. 6880820 [PubMed]