Brain Res Bull. 2009 Lúnasa 14;79(6):388-95. doi: 10.1016/j.brainresbull.2009.05.016.
Stoeckel LE1, Kim J, Weller RE, Cox JE, Cook EW 3rd, Horwitz B.
Abstract
Is cosúil go bhfuil imoibríocht áibhéalacha le leideanna bia i measc na mban murtallach mar chuid de chóras luach saothair hipirghníomhach lena n-áirítear an núicléas accumbens, amygdala, agus cortex orbitofrontal. D'úsáid an staidéar reatha íomháú feidhmiúil athshondais mhaighnéadaigh (fMRI) chun imscrúdú a dhéanamh ar cibé an féidir difríochtaí idir gnáth-mhná meáchain otracha agus 12 i ngníomhú inchinn a bhaineann le luach saothair a mhíniú trí athruithe sna hidirghníomhaíochtaí feidhmiúla idir na príomhréigiúin líonra luaíochta.
Baineadh úsáid as cur chuige dhá chéim / Anailís Ghinearálta Samhail chun tástáil a dhéanamh ar cibé an raibh difríochtaí grúpa idir naisc líonra idir núicléas accumbens, amygdala, agus cortex orbitofrontal mar fhreagra ar íomhánna bia ard-chalraí agus calraí. Bhí nascacht neamhghnácha sa ghrúpa murtallach mar fhreagra ar leideanna bia ard-chalraí agus íseal-chalraí i gcomparáid le gnáthrialuithe meáchain.
I gcomparáid le rialuithe, bhí easnamh coibhneasta ag an ngrúpa murtallach i modhnú gníomhachtaithe an amygdala sa cortex orbitofrontal agus i núicléas accumbens, ach tionchar iomarcach ar mhodhnú gníomhachtaithe an cortex orbitofrontal i núicléas accumbens. D’fhéadfadh baint a bheith ag na réamh-mheastacháin easnamhacha ón amygdala le modhnú suboptimal ar na gnéithe iarmhartacha / mothúchánacha de luach luaíochta bia nó salandacht inspreagtha CUE gaolmhar, ach d’fhéadfadh go gcuirfeadh cortex méadaithe orbitofrontal le nascacht núicléas accumbens le tiomáint níos airde le hithe mar fhreagairt ar bhia CUE.
Dá bhrí sin, ní hamháin go bhféadfadh gníomhachtú níos mó a dhéanamh ar an gcóras luaíochta, ach freisin difríochtaí idirghníomhaíocht na réigiún sa líonra seo rannchuidiú leis an luach inspreagtha cuíosach méadaithe atá ag bianna i ndaoine murtallach.
Is cosúil go mínítear etiology of otracht, go páirteach, trí imoibríocht áibhéalacha a dhéanamh ar leideanna a bhaineann le bianna, go háirithe i mbianna ardmhéathrais, dlútha fuinnimh (eg, [12]). D'fhéadfadh córas luach saothair hipirghníomhach a bheith sa mheicníocht maidir le haire spreagthach mhéadaithe na spreagadh seo i ndaoine murtallacha, lena n-áirítear an núicléas accumbens / ventral striatum (NAc), amygdala (AMYG), agus cortex orbitofrontal (OFC). Fuair staidéar íomháithe athshondais mhaighnéadaigh (fMRI) roimhe seo gníomhachtú méadaithe ar na réigiúin seo mar fhreagra ar íomhánna bia ard-chalraí i murtallach i gcomparáid le gnáth-mheáchain daoine aonair ([77]; Fig. 1). Fuair staidéir eile ina nochtar daoine murtallacha nó daoine a bhfuil BMI níos airde acu le spreagadh bia patrúin neamhghnácha gníomhachtaithe sna réigiúin seo ([22], [23], [28], [43], [68]), chomh maith le daoine eile ([40], [68]). D'fhéadfadh spreagthaigh a bhaineann le bianna ard-chalraí spreagadh a thabhairt do ró-spreagadh le haghaidh ithe neamh-homeostatic de na cineálacha bia seo ([10], [11], [53]). Glaodh ar an mian iomarcach neamh-homeostatic seo le bianna a ithe salann dreasachta nó “ar mian leo” agus is cosúil go bhfuil sé rialaithe den chuid is mó tríd an gcóras dopamine mesocorticolimbic, lena n-áirítear NAc, AMYG, agus OFC (m.sh. [6]).
Baineann an chuid is mó de na staidéir fMRI daonna úsáid as cur chuige mais staitistiúil neamh-chlaonta chun tréithe feidhmiúla na réigiún inchinn macrascópach éagsúla a aithint. Is minic a chomhtháthaíonn imscrúdaitheoirí faisnéis faoi speisialtóireacht fheidhmiúil grúpa réigiún chun a mhíniú conas a d'fhéadfadh na réigiúin seo idirghníomhú chun feidhm ar leith a dhéanamh. Mar sin féin, ní bhaineann an t-aon chonclúidí bailí atá bunaithe ar eimpíreacha ar féidir iad a bhaint as anailísí den sórt sin le méid agus le méid na gníomhachtaithe i sraith áirithe de réigiúin inchinne, seachas leis an gcaoi a ndéanann na réigiúin seo idirghníomhú go feidhmiúil. Cuireann anailísí nascachta ar chumas imscrúdaitheoirí staidéar a dhéanamh ar an dóigh a n-idirghníomhaíonn líonraí de réigiúin inchinne chun feidhmeanna cognaíocha agus iompraíochta a dhéanamh (m.sh.34]). Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara nach n-aistríonn tátail ó staidéir ghníomhachtaithe thraidisiúnta go staidéir nascachta. Is é sin le rá go bhféadfadh difríochtaí tomhaiste a bheith ann méid gníomhachtú inchinne idir grúpaí, ach níl aon difríochtaí idir grúpaí nascacht, agus vice versa (m.sh. [52]).
Cur chuige iltaobhach, bunaithe ar hipitéis, is ea anailís ar bhealaí, cineál samhaltú cothromóide struchtúrtha a chuirtear i bhfeidhm ar neuroimaging fheidhmeach chun caidrimh threo a fhiosrú idir sraith áirithe de réigiúin inchinne nasctha ([51]). Is modh amháin é seo chun anailís a dhéanamh ar nascacht éifeachtach, rud a chiallaíonn athruithe ar ghníomhachtú réigiún inchinne amháin a eascraíonn as athruithe ar ghníomhachtú i réigiún eile. Forbraítear samhlacha cosáin bunaithe ar a priori hipitéisí agus glacadh le struchtúr cúisíoch, áit a gciallaíonn A → B athruithe i réigiún A go hipitéisiú faoi deara athruithe i réigiún B (m.sh.69]). Roghnaítear réigiúin Brain i samhail líonra de ghnáth bunaithe ar staidéir neuroimaging feidhme roimhe seo, agus de ghnáth déantar naisc idir na réigiúin seo a shainiú bunaithe ar na naisc neuroanatamical aitheanta, den chuid is mó ó litríocht ainmhithe, ag glacadh leis go bhfuil homalógacht i réigiúin inchinne idir speicis (eg, [69]). Is ionann na luachanna measta paraiméadair arna ríomh ag úsáid anailíse cosáin agus cainníochtú na gcosán treo idir réigiúin sa tsamhail. Is féidir na comhéifeachtaí cosán seo a úsáid ansin chun comparáidí a dhéanamh idir naisc laistigh d'ábhair mar fhreagra ar athruithe i gcoinníollacha tascanna nó idir ábhair agus grúpaí laistigh den chreat Ginearálta Samhail Líneach (GLM) (m.sh. [44], [64]).
Feidhmíonn an NAc, AMYG, agus OFC le chéile mar chuid den chóras luaíochta. Tá naisc láidre anatamaíocha idir na réigiúin seo (féach Fig. 2; AMYG → OFC: [7], [16], [30], [38], [60], [65], [71], AMYG → NAc: [30], [38], [71], agus OFC → NAc: [7], [16], [17], [30], [38], [56], [60], [65], [71]). Cé go bhfuil sé soiléir go bhfuil NAc, AMYG agus OFC níos gníomhaí i murtallach i gcomparáid le gnáthrialuithe meáchain agus íomhánna bia á mbreathnú acu, go háirithe íomhánna bia calraí ard ([77]), níl sé cinnte cibé an mbaineann gníomhachtú sna réigiúin seo le próiseas luach saothair bunúsach éigin (m.sh., seoltacht dreasachta nó spreagadh chun dul ar aghaidh agus luach saothair a ithe) nó cibé an bhfuil próisis dhifriúla (eg, fáinicíocht nó an chomhpháirt luaíochta agus / nó foghlaim) an cuntas ar an bpatrún gníomhachtaithe seo (féach [8] chun plé a dhéanamh ar na próisis éagsúla luaíochta seo). Tá go leor airíonna feidhmiúla ag an NAc, AMYG agus OFC. Feidhmíonn an NAc / ventral striatum mar chomhéadan idir próiseáil a bhaineann le duaiseanna, meicníochtaí homeostatic, agus aschur mótair (eg, [41]), ach féadfaidh sé cód luach luacha a chódú freisin ([57]). Féadfaidh an OFC uiríll ilchineálacha céadfacha bia agus bia a ionchódú ([10], [11]). Le chéile, is féidir le AMYG agus OFC idirghabháil a dhéanamh ar na próisis chomhthiomsaithe trína bhfaigheann spreagthaí a bhaineann le bia salann dreasachta nó airíonna spreagthacha eile (m.sh. [6], [31]), ach freisin cód le haghaidh luach hedonach, AMYG tríd an mbun aníos agus OFC trí phróisis ón mbarr anuas ([7]).
Sa staidéar seo, d'úsáid muid na sonraí fMRI ar Stoeckel et al. [77] agus anailís cosáin dhá chéim móide cur chuige GLM chun idirghníomhaíochtaí na bpríomhstruchtúr luaíochta (NAc, AMYG, agus OFC) a imscrúdú i líonra simplí chun a chinneadh an bhfeidhmíonn na struchtúir seo le chéile mar fhreagra ar íomhánna de bhianna ard-chalraí agus íseal-chalraí difriúil i murtallach agus i ngnáth-mheáchan daoine aonair. Bhíothas ag súil le naisc éifeachtacha a aimsiú idir réigiúin na hinchinne mar atá sonraithe inár samhail i rialuithe gnáthmheáchain mar fhreagra ar íomhánna bia ard-chalraí agus íseal-chalraí. Ina theannta sin, bhíothas ag súil le teacht ar roinnt nasc éifeachtach athraithe inár ngrúpa murtallach a d'fhéadfadh cabhrú le míniú a thabhairt ar cén fáth ar mhéadaigh bianna láidreacht inspreagtha do na daoine seo.
Ábhair agus Modhanna
Ba iad na sonraí a úsáideadh don anailís cosáin na sonraí céanna a tuairiscíodh i Stoeckel et al. [77]. Cé is moite den roinn ina ndéantar plé ar na modhanna anailíse cosáin, cuirtear an fhaisnéis thíos ar fáil níos mine i Stoeckel et al. [77].
rannpháirtithe
Ba iad na rannpháirtithe 12 murtallach (Innéacs Mais Coirp, BMI = 30.8 - 41.2) agus 12 bean láimhe deise gnáthmheáchain (BMI = 19.7 - 24.5) a earcaíodh ó phobal Ollscoil Alabama i mBirmingham (UAB). Ní raibh aon difríochtaí grúpa ann maidir le meán-aois (murtallach: 27.8, SD = 6.2; rialú: 28, SD = 4.4), eitneachas (murtallach: 7 Afracach-Mheiriceánach, 5 Chugais; rialú: 6 Afracach-Mheiriceánach, 6 Chugais), oideachas (murtallach: 16.7 bliana, SD = 2.2; rialú: 17.2, SD = 2.8), nó meán lá an timthrialla menstrual (murtallach: lá 6.8, SD = 3.1, rialú: lá 5.7, SD = 3.3, iad uile sa chéim follicular ). Earcaíodh rannpháirtithe le fógraí a cuireadh i nuachtán UAB agus cuireadh bileoga in áiteanna éagsúla ar champas UAB. Cuireadh in iúl dóibh gurbh é cuspóir an staidéir breathnú ar phatrúin gníomhaíochta inchinne i rannpháirtithe “ocracha” BMIanna éagsúla mar fhreagairt ar amharcíomhánna de rudaí éagsúla cosúil le bianna agus íomhánna rialaithe. Cuireadh daoine aonair as an áireamh bunaithe ar chritéir iolracha a bhaineann le sláinte, lena n-áirítear stair dhearfach neamhoird itheacháin, aiste bia gníomhach nó páirt a ghlacadh i gclár meáchain caillteanais, nó meáchan> 305 punt (138 kg) le girth> 64 orlach (163 cm), an dara ceann mar gheall ar theorainneacha scanóra. Shínigh na rannpháirtithe uile toiliú feasach i scríbhinn tar éis na nósanna imeachta staidéir agus na rioscaí a bhí i gceist a mhíniú. Rinne an Bord Athbhreithnithe Institiúideach um Úsáid an Duine ag UAB athbhreithniú agus faomhadh ar na nósanna imeachta go léir.
Spreagthaí
Is éard a bhí sna spreagthaí a úsáideadh le linn an tseisiúin íomháithe ná pictiúir datha 252, iad uile de mhéid, de réiteach, agus de luminance ([77]). Rinneadh na híomhánna bia 168 a fhoroinnt ina gcatagóirí íseal-chalraí agus ardchalraí, ina raibh 84 íomhánna uathúla i ngach ceann acu. Is éard a bhí in íomhánna bia íseal-chalraí ná míreanna ísealmhéathrais mar ghlasraí steamed agus iasc broiled. Ba mhíreanna arda saille iad bianna ard-chalraí, mar shampla cáca cáise nó pizza. Is éard a bhí i spreagthaí rialaithe íomhánna de ghluaisteáin, a raibh éagsúlacht mhór iontu maidir le déantús, samhail, aois, agus dath. Bhí na híomhánna gluaisteáin ceaptha mar spreagthaigh rialaithe measartha spéisiúla a mheaitseáil leis na híomhánna ísealchalraí ar thaitneamhacht bunaithe ar thorthaí ó Stoeckel et al. [77], leis na bianna ard-chalraí a rátáil níos airde.
Nós imeachta
Tar éis scagadh críochnúil chun BMI a bhailíochtú agus critéir staidéir eile a fhíorú, bhí rannpháirtithe sceidealta don seisiún fMRI. Ordaíodh dóibh gnáth bricfeasta a ithe idir 7-8 AM ach lón a sceitheadh agus gan ach uisce a ithe ionas go raibh siad greamaithe le haghaidh thart ar 8-9 h sular foilsíodh iad idir 3-5 PM Ní raibh aon difríochtaí grúpa ar rátálacha ocrais suibiachtúla.
Cé go raibh na rannpháirtithe sa mhaighnéad, cuireadh spreagthaigh amhairc i bhformáid blocdheartha, le sé rith 3: 09 min in aghaidh an tseisiúin íomháithe. Bhí dhá chlár 21 i ngach sraith, carranna (C), bianna calorie íseal (LC), agus bianna ard-chalraí (HC) pseudorandomly curtha faoi bhráid na rannpháirtithe. Laistigh de gach ceann de na híomhánna bia nó gluaisteáin 21, cuireadh seacht n-íomhá aonair i láthair do 2.5 s. Bhí bearna idir na híomhánna i mbearna 0.5, agus scartáil bearna 9 na haoiseanna. Ar na bearnaí uile bhí scáileán bán liath le crosaire foscaidh. I ngach sraith bhí méideanna 63 le haghaidh toirteanna 378 san iomlán ar feadh sé rith, agus fuarthas toirt 84 díobh seo le linn gach ceann den ghluaisteán, bia calraí íseal, agus neamhchosaintí ardchalraí bia. Chuir ríomhaire glúine a bhí ag rith bogearraí VPM na híomhánna amhairc ([18]). Rinneadh íomhánna a theilgean ar scáileán taobh thiar de cheann an rannpháirtí agus iad a fheiceáil trí scáthán cúil ar dhromchla aon-45 atá ceangailte leis an gcorna cheann. Tugadh cúiteamh airgeadais do rannpháirtithe as a rannpháirtíocht. Rinne Bord Athbhreithnithe Institiúide UAB le haghaidh Úsáide Daonna athbhreithniú agus faomhadh ar gach nós imeachta.
Fáil agus próiseáil MRI
Fuarthas sonraí feidhmiúla MRI ag baint úsáide as maighnéad rug ultra-ghearr Philips Intera 3T a bhí feistithe le corna ceann ionchódú íogaireachta (SENSE). Bailíodh íomhánna ag úsáid seicheamh Pulse EPI aon-lámhaigh T2 * -weched. D'úsáid muid TE = 30 msec, TR = 3 sec, agus uillinn smeach 85 le haghaidh slisní aiseach 30 mm tiubh tiubh le bearna interslice 4 mm, réiteach scanadh 1 × 80, atógtha go 79 × 128, agus le 128 × 230 × FOIN mm mm. Cuireadh na chéad cheithre scans i leataobh chun ligean don mhaighnéad maighnéadú seasta-stáit a bhaint amach.
Rinneadh sonraí a réamhphróiseáil (ceartú gluaisne, normalú chuig córas comhordaithe MNI ag baint úsáide as teimpléad SPM2 EPI, agus smúdála le scagaire Gaussach FWHM 6 mm) ag baint úsáide as an bpacáiste bogearraí SPM2 (Roinn Néareolaíochta Íomháithe Wellcome Dept, Londain, an Ríocht Aontaithe). Níor éirigh le haon tacar sonraí na critéir chuimsithe gluaiseachta a chomhlíonadh, is é sin go raibh an ghluaiseacht roimh cheartú <2 mm i ngluaiseacht aistritheach agus <2 ° i ngluaiseacht rothlach (sonraí i [77]).
Anailís ar shonraí
sonraí fMRI
Rinneadh anailís ar fhreagraí cleithiúnacha ocsaigine fola bloc-dhearadh (BOLD) laistigh de chomhthéacs na Samhla Ginearálta Líneach ar bhonn voxel by voxel mar a cuireadh i bhfeidhm é in SPM2 ([27]). Múnlaíodh an cúrsa ama ar ghníomhachtú na hinchinne le feidhm bosca bosca a bhí i réim leis an bhfeidhm fhreagartha haemanamónach canónach (HRF) agus feidhm díorthach ama. Bhí na sonraí scagtha ard pas (1 / 128 Hz) chun drifts minicíochta ísle a bhaint. Cuireadh samhail uathrialaitheach den chéad ordú i bhfeidhm freisin chun ceartú a dhéanamh le haghaidh autocorrelations i dtéarma earráide an tsamhail fMRI.
Baineadh úsáid as nós imeachta dhá-chéim randamach chun an anailís staitistiúil a chur san áireamh maidir le héagsúlacht laistigh den ábhar agus idir ábhair. Ar an gcéad dul síos, baineadh úsáid as na sonraí fMRI ó gach rannpháirtí aonair chun codarsnachtaí staitistiúla de na meastacháin pharaiméadair a ghiniúint chun na difríochtaí idir na pointí ama a fhreagraíonn do na calraí ard-calraí agus bianna calorie íseal a thástáil. Torthaí staidéir roimhe seo ([77]) fuair siad difríochtaí grúpa i bpatrúin gníomhachtaithe a bhaineann le luaíocht, leis an ngrúpa murtallach ag taispeáint gníomhachtú níos mó i mbianna ard-calraí agus rialuithe ar bhianna íseal-calorie. Ansin cuireadh an chodarsnacht spreagthaigh rialaithe bia> isteach in anailísí tástála t-sampla dara leibhéal amháin le haghaidh na gcomparáidí laistigh de ghrúpaí chun uasmhéideanna an ghrúpa dár réigiúin spéise (ROI) a logánú: NAc déthaobhach, AMYG, agus lár OFC (lch <.05, neamhcheartaithe).
Sainmhíníodh na ROIanna do AMYG agus OFC ag baint úsáide as Pickatlas WFU agus atlais Aem agus Deala Talairach ([47], [49], [79]). Toisc nach raibh NAc ar fáil sna leabharlanna seo, tharraing muid smeach 6 mm i nga leis an WFU Pickatlas dírithe ar shuíomh voxel arna chinneadh trí ghnéithe suímh voxel a mheas ó staidéir ábhartha fMRI ([1], [54], [58]). Deimhníodh aicmiú shuíomh réigiúnach na voxels gníomhachtaithe trí úsáid a bhaint as an WFU Pickatlas agus as iniúchadh amhairc ar na sonraí ag úsáid atlas inchinne an duine ([48]).
Anailís cosáin
Baineadh úsáid as anailís chonairí chun neart agus treo na gcaidreamh (naisc éifeachtacha) a chinneadh idir athróga breathnaithe (ROIanna), arna meas ag baint úsáide as cothromóidí aischéimnithe comhuaineacha trí mheastachán dóchúlachta uasta. Is é seo ceann de na cuir chuige samhaltaithe is coitianta a úsáidtear chun nascacht éifeachtach a staidéar ([69]). D'úsáideamar cur chuige dhá chéim / anailís ar GLM, ag leanúint modh comhchosúil le Kim et al. [44]. I gcás gach rannpháirtí: (Roghnaíodh ROIanna 1) le cur san áireamh sa mhúnla, (2) críochnaíodh na sonraí sraithe ama ina dhá ghrúpa a bhain le méideanna don dá choinníoll tascanna (bianna calraí ard agus íseal), (3) Baineadh sonraí as gach coinníoll do gach Roi, (4) ainmníodh samhail a shonraigh idirghníomhaíochtaí na bPríomh-RÉ, (5) an athraitheas-covariance (líon na n-imleabhair scanraithe X líon na bPríosún) do gach coinníoll, agus (6) rinneadh meastachán ar na comhéifeachtaí cosáin maidir leis na naisc idir SÉanna sna samhlacha trí mheastachán dóchúlachta uasta. Bearta athfhillteacha Baineadh úsáid as ANOVA ansin chun difríochtaí laistigh den ghrúpa (.i. Riocht) agus idirghrúpa a chinneadh sna naisc samhail ag úsáid na gcomhéifeachtaí cosáin ó na samhlacha do gach duine aonair.
Sonraíocht múnla
Is comhpháirteanna iad na réigiúin a áirítear sa tsamhail (OFC, AMYG, agus NAc) den rud ar a dtugtar “ciorcad gluaiseachta” ([63]), lena mbaineann an córas dopamine mesocorticolimbic ([6], [36], [39], [45], [63], [66], [73], [80], [83]). Sainmhíníodh na naisc sa mhúnla go páirteach bunaithe ar an nascacht anatamaíocha aitheanta de na struchtúir sa líonra seo, ach freisin ag smaoineamh ar shrianta modheolaíochta (eg, réiteach ama FMRI agus an fhadhb aitheantais le samhlacha neamh-athfhillteacha ag úsáid samhaltú cothromóide struchtúraí; [7], [30], [38], [60], [65], [71]; Fig. 2). D'fhonn luachanna comhéifeachta conairí iontaofa a mheas, cuireadh srian ar an tsamhail a bheith athchúrsach (ie, ní raibh aon chosáin chómhalartacha san áireamh sa tsamhail).
Tógadh an tsamhail chosáin chéanna do gach ábhar. Chun inathraitheacht idir-ábhar a cheadú, shainíomar comhordanáidí beachta gach réigiúin do gach leathsféar ón uasmhéid áitiúil de léarscáil staidrimh gach rannpháirtí laistigh de 12 mm d’uasmhéid an ghrúpa (laistigh den réigiún anatamaíoch céanna) a eascraíonn as codarsnacht na mbianna> gluaisteán ( p <.05, neamhcheartaithe; [52]). Ba iad na comhordanáidí MNI de na réigiúin ná NAc, fágtha (x, y, z): −6, 10, −10 [rialuithe] agus −10, 14, −6 [murtallach]; Ceart NAc, (x, y, z): 6, 10, −10 [rialuithe] agus 6, 12, −10 [murtallach]; AMYG, ar chlé (x, y, z): −26, −2, −20 [rialuithe] agus −20, 0, −24 [murtallach]; AMYG, ar dheis (x, y, z): 22, 0, −20 [rialuithe] agus 24, 2, −24 [murtallach]; OFC, fágtha (x, y, z): −22, 36, −10 [rialuithe] agus −22, 30, −14 [murtallach]; OFC, ceart (x, y, z): 26, 36, −14 [rialuithe] agus 26, 30, −4 [murtallach]. I gcás gach réigiúin, baineadh an phríomh eigenvariate den tsraith ama ó réimse 4-mm a bhí dírithe ar an uasmhéid áitiúil a bhaineann go sonrach leis an ábhar. An príomhoide (ie, 1st(e) Is beart achomair é eigenvariate, cosúil le meán ualaithe láidir le hasraonta, bunaithe ar an athraitheas idir na voxels go léir a áirítear laistigh den sféar 4 mm atá ga.
Rinneadh sonraí na sraithe ama réigiúnaí (príomhluachanna eigenvariate) a dheighilt ansin ina dhá thacar sonraí: pointí ama a bhaineann le (1) na bianna ard-chalraí agus (2) na bianna calraí íseal. Mar gheall ar an mhoill hemodynamic, ghlacamar moill fhiseolaíoch 6 s (2 TR) idir ár dhá choinníoll a fhritháireamh agus a fhritháireamh agus rinneamar na sonraí a bhain muid a choigeartú dá réir sin ([32]). Mar thoradh air seo bhí dhá 84 (líon toirt scanadh) X 6 (líon na bPríomh-Rioscaí) maitrísí sonraí le haghaidh gach coinníll (bianna calraí ard agus íseal) do gach rannpháirtí.
Meastacháin pharaiméadair cosáin
Bhí samhail cosáin oiriúnach don mhaitrís sonraí do na bianna ard-calorie agus íseal-calorie go neamhspleách do gach rannpháirtí. Measadh comhéifeachtaí na gcosán saor in aisce tríd an neamhréiteach idir maitrís comhghaoil a breathnaíodh ó na sonraí fMRI agus maitrís comhghaoil a thuar an tsamhail ag baint úsáide as bogearraí LISREL (Leagan 8, Bogearraí Eolaíochta SSI) a íoslaghdú. Meastacháin na bparaiméadar caighdeánaithe (cosúil le βanna in aischéimniú), nó comhéifeachtaí cosáin, do gach nasc (AMYG → OFC, OFC → NAc, agus AMYG → NAc) laistigh de gach leathsféar (clé agus deas) ón dá mhúnla (ard agus íseal-) Allmhairíodh bianna calraí do gach rannpháirtí i SPSS le haghaidh anailísí ina dhiaidh sin. Reáchtáladh ANOVA de mhúnla measctha do gach ceann de na trí nasc, ina raibh na tosca grúpa (murtallach i gcoinne rialaithe), catagóir bia (ard-calorie íseal-calorie) agus leathsféar. Toisc gur staidéar taiscéalaíoch a bhí anseo, rinneamar tástáil ar thábhacht comhéifeachtaí cosáin ar leith fad is a léirigh na samhlacha omnibus éifeachtaí a bhí beagnach suntasach (p <0.10). I gcás gach grúpa, baineadh úsáid as tástálacha samplacha amháin chun a thástáil an raibh na comhéifeachtaí cosáin sna samhlacha bia ard-calraí agus calraí difriúil go mór le nialas, rud a léiríonn nascacht mar a sonraíodh. Baineadh úsáid as comparáidí cosúla chun na difríochtaí i gcomhéifeachtaí cosáin do gach leathsféar (clé agus deas) a thástáil le haghaidh comparáidí laistigh de ghrúpa (bianna ard-calorie vs íseal-calorie) agus comparáidí idir ghrúpaí (rialuithe murtallach vs. le haghaidh ard-calraí agus íseal -calorie bianna, go neamhspleách). Baineadh úsáid as tástálacha péireáilte le haghaidh comparáidí laistigh de ghrúpaí agus úsáideadh tástálacha neamhspleácha t-thástálacha le haghaidh comparáidí idir ghrúpaí.
Torthaí
Bhí na comhéifeachtaí cosáin measta go léir difriúil go mór le nialas don ghrúpa murtallach agus rialuithe don dá leathsféar sna samhlacha bia ard-calorie agus íseal-calorie, ag teacht leis an tsamhail nascachta shonraithe (luachanna p <0.001; Tábla 1).
Comparáidí idirghrúpa
OFC → NAc
Ní raibh aon phríomhéifeacht ag grúpa don nasc OFC → NAc, cé go raibh treocht ann (F [1,22] = 3.70, p = 0.067), rud a léirigh nascacht níos mó don ghrúpa murtallach (0.53 ± 0.06) i gcomparáid leis na rialuithe. (0.41 ± 0.06). Ní raibh aon idirghníomhaíocht cliathánach suntasach de chatagóir X ná de ghrúpa X ann, cé go raibh treocht i dtreo idirghníomhaíocht cliathánach grúpa X (p = 0.059). Bhí comhéifeachtaí cosán taobh clé ó OFC → NAc i bhfad níos airde sa ghrúpa murtallach do bhianna ard-calraí agus íseal-calraí (luachanna p <.03; Fig. 3).
AMYG → OFC
Bhí príomhéifeacht ag grúpa sa chaoi is gur lú an meán-nascacht ó AMYG → OFC do rannpháirtithe murtallach (0.64 ± 0.07) i gcomparáid le rialuithe (0.84 ± 0.07), rud a léirigh gaol treorach réasúnta níos láidre i ngníomh na hinchinne idir na struchtúir seo mar fhreagairt ar bianna i rialuithe (F [1,22] = 4.46, p = 0.046). Ní raibh aon ghrúpa suntasach de réir catagóire nó grúpa de réir idirghníomhaíochtaí cliathánach, cé go raibh treocht (p = 0.066) i dtreo idirghníomhaíocht cliathánach grúpa de réir catagóir X. Léirigh anailísí ina dhiaidh sin go raibh comhéifeachtaí cosáin i bhfad níos mó i rialuithe do bhianna ard-calraí go déthaobhach agus ó cheart AMYG → ceart OFC do bhianna íseal-calorie (luachanna p <.05; Fig. 3).
AMYG → NAc
Bhí príomhéifeacht an ghrúpa don mheán-nasc AMYG → NAc sa chaoi is go raibh nascacht níos laige ann don ghrúpa murtallach (0.35 ± 0.05) i gcomparáid le rannpháirtithe rialaithe (0.49 ± 0.05; F [1,22] = 6.00, p = 0.023 ). Ní raibh aon idirghníomhaíochtaí suntasacha cliathánach grúpa X ná grúpa X de chatagóir X ann, cé go raibh treocht i dtreo idirghníomhaíocht cliathánach grúpa X (p = 0.09). Léirigh comparáidí cosúla go raibh comhéifeachtaí cosán ar thaobh na láimhe clé i bhfad níos mó maidir le rialuithe do bhianna ard-calraí agus íseal-calraí (luachanna p <.05; Fig. 3).
Comparáidí laistigh den ghrúpa ar dhálaí bia ard-chalraí íseal-
Bhí comhéifeachtaí na gcosán ó AMYG → OFC go déthaobhach i bhfad níos mó i gcomparáid le comparáid a dhéanamh idir na catagóirí bianna ard-chalraí sna rialuithe (ar chlé: p = 0.007, ar dheis: p = 0.002; Fig. 4). Ní raibh difríocht shuntasach idir aon cheann de na comhéifeachtaí cosáin idir na coinníollacha bia ard-chalraí agus íseal-chalraí sa ghrúpa murtallach.
Plé
Léirigh taighde roimhe seo go spreagann leideanna bia, go háirithe iad siúd a bhaineann le bianna ard-chalraí, hipirghníomhaíocht i réigiúin na hinchinne lena n-áirítear NAc, AMYG agus OFC a cheaptar chun idirghabháil nó cód ar a laghad le haghaidh próiseas spreagúil agus mothúchánach i ndaoine murtallacha (eg, [68], [77]). Sa staidéar seo, thástáil muid an raibh difríochtaí idir naisc líonra idir NAc, AMYG agus OFC mar fhreagra ar íomhánna bia ard-chalraí agus íseal-chalraí laistigh agus idir grúpaí murtallacha agus gnáthmheáchain. Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara gurb é seo an chéad staidéar ar nascacht dhaonna ag úsáid neuroimaging feidhmiúil chun idirghníomhaíocht na réigiún inchinn a thomhas i líonra luaíochta. Fuaireamar nascacht neamhghnách sa ghrúpa murtallach mar fhreagra ar leideanna bia ard-chalraí agus íseal-chalraí i gcomparáid le gnáthrialuithe meáchain. Go sonrach, dealraíonn sé go bhfuil easnamh coibhneasta ag an ngrúpa murtallach i ngníomhachtú AMYG-modhnaithe OFC agus NAc, ach claonadh i dtreo tionchar iomarcach ar mhodhnú gníomhachtú NAc ag OFC. Dá bhrí sin, is féidir nach amháin níos mó gníomhachtú an chórais luaíochta, ach freisin difríochtaí sa chóras idirghníomhaíocht d’fhéadfadh na réigiúin sa líonra seo cur le luach spreagthach cuíosach bianna i ndaoine murtallacha.
An tsamhail luach saothair
Bhí na naisc chonairí go léir i measc NAc, AMYG agus OFC suntasach do mhúnlaí bia ard-chalraí agus íseal-chalraí sa rialuithe murtallach agus sa ghnáthmheáchan, i gcomhréir le naisc anatamaíocha aitheanta i measc na réigiún seo ([7], [16], [17], [30], [38], [56], [60], [65], [71]). Tá an líonra seo curtha i leataobh ag an gceantar ionchasach ventral, a scaoileann dopamine chuig an gciorcad seo mar fhreagra ar imeachtaí a bhfuil inspreagadh suntasach iontu ([9], [39], [71]). Mar sin féin, tá na réamh-mheastacháin idir NAc, AMYG agus OFC mar a léirítear iad Fig. 2 atá glutamatergic ([39], [71]).
Is fo-chiorcad é an gréasán NAc, AMYG agus OFC seo de “chiorcad gluaiseachta” níos mó a cheaptar a ghníomhaíonn agus a dhíríonn iompar mar fhreagra ar spreagthaí a bhaineann go spreagúil ([39], [63]). Tá feidhmeanna tábhachtacha luacha saothair ag an NAc, AMYG, agus an OFC, go háirithe, ar dóigh dóibh cur le próisis inspreagtha ghinearálta agus bia-shonracha araon ([6], [10], [11], [36], [39], [45], [63], [66], [73], [80], [83]). Tá coincheapú déanta ar an striatum NAc / ventral mar an comhéadan 'mótar-ghluaiste' ([55]) agus dealraíonn sé go bhfuil baint acu le próiseáil a bhaineann le aeroiriúnú Pavlovian, salience dreasachta, agus luach saothair infhaighteacht, luach, agus comhthéacs ([13], [15], [21]). Féadfaidh an réigiún seo, i gcomhar le ventral pallidum trí mheicníochtaí opioid-idirghabhála, códú a dhéanamh freisin ar luach hedonach ([9], [10], [11], [74], [75]). Tá cód ag an NAc / ventral striatum freisin maidir leis an mhisneach inspreagtha ginearálta (eg, [14]), a thabharfadh deis d'eagraíocht ordlathach comharthaí a bhaineann le duaiseanna. Maidir le luach saothair bia, dealraíonn sé go dtaispeánann an NAc / ventral striatum rannpháirtíocht fhabhrach in ionchódú leideanna a bhaineann le bianna (i gcomparáid le tomhaltas bia) agus féadfaidh sé comharthaí homeostatic agus neamh-homeostatic a chomhtháthú chun an staid inspreagtha a mhodhnú ([42], [76]). D’fhéadfadh an réigiún seo códú a dhéanamh freisin ar luach luacha coibhneasta na spreagadh bia atá ar fáil ([57]). Tá an chuma ar an scéal go bhfuil baint ag AMYG le próisis comhthiomsaitheacha a bhaineann le hinspreagadh ([61], [62]). Chomh maith le códú a dhéanamh ar airíonna níos éifeachtaí agus níos spreagúla, féadfaidh gníomhaíocht AMYG a bheith bainteach le hairíonna sonracha spreagthaí a bhaineann le bia ([2]). Dealraíonn sé go bhfuil an OFC ina phríomh-réigiún chun luach luacha a aistriú go dtí taithí fhisiceach ([46]), próiseáil a dhéanamh ar thréithe ama agus cinnteachta luaíochta ([14]), agus tá baint aige le próisis foghlama a bhaineann le h-inspreagadh i gcomhar le AMYG ([24], [59]). Taispeánann an OFC freagraí ilmhóthanacha ar leideanna bia ([67]) agus dá ngairtear an 'limistéar blas treasach' air, tar éis próiseála gustóraigh i cortex insular ([10], [11]).
Tábhacht na ndifríochtaí grúpa i nascacht
OFC → NAc
Léirigh mná murtallacha leathsféar chlé OFC → Nascacht NAc ná na rialuithe a rinneadh i gcás bianna calraí ard-íseal agus íseal. B'fhéidir gur neartaíodh an cosán seo sa ghrúpa murtallach trí mheascadh gníomhachtaithe méadaithe OFC trí phictiúir bia agus feidhm dopamine ardaithe (DA) laistigh den NAc sna daoine aonair seo. Horvitz [33] Tá sé beartaithe ag DA go gcuirfidh DA isteach ionchuir luaíochta glutamatergic ó GEC go NAc. Mar gheall ar an ngéilleadh seo, i láthair ardfheidhmíochta DA laistigh de NAc, éiríonn leibhéil arda gníomhaíochta laistigh den OFC níos éifeachtaí chun gníomhaíocht NAc a mhéadú tuilleadh. Cé go bhfuil ról an DA i otracht conspóideach ([20], [29], [81]), tugann fianaise indíreach le fios go bhfuil feidhm ard DA ardaithe laistigh den chóras luaíochta le daoine éadroma go measartha murtallach (eg, [20]), mar iad siúd inár sampla. Déanaimid tuairimíocht go bhféadfadh cosán OFC → NAc a bheith mar eochair do na caidrimh dhearfacha atá beartaithe i measc imoibríocht na mbia bia, iontógáil níos mó, agus BMI ard ([25], [78]) mar gheall ar chúpláil láidir luach luacha suibiachtúla áibhéalacha de leideanna bia arna idirghabháil ag an OFC le conairí aschuir a raibh rochtain ag an NAc orthu. Ar deireadh, mar gheall ar na cosúlachtaí a mholtar idir murtall agus andúil i ndrugaí (m.sh. [82]), is fiú a lua go bhfuil sé molta ag imscrúdaitheoirí andúile go dtarraingíonn PFC (lena n-áirítear OFC) → tarchur glutamate sioncópach spreagadh níos mó do dhrugaí mar fhreagra ar leideanna a bhaineann le drugaí ([37], [39]).
AMYG → OFC agus AMYG → NAc
Sna rannpháirtithe murtallacha i gcomparáid le rialuithe, fuaireamar comhéifeachtaí cosáin laghdaithe ó AMYG go OFC agus NAc araon. Bhí na difríochtaí seo suntasach do AMYG → OFC go déthaobhach do bhianna ard-chalraí agus sa leathsféar ceart do bhianna íseal-chalraí. AMYG → Bhí nascacht NAc níos ísle sa ghrúpa murtallach sa leathsféar ar chlé le haghaidh bianna ard-chalraí agus calraí íseal. Cé nach bhfuil ábharthacht na ndifríochtaí grúpa seo maidir le murtall soiléir, d'fhéadfadh sé go gcuirfeadh nascacht laghdaithe ó AMYG go dtí na struchtúir seo isteach ar sholúbthacht maidir le luach luaíochta a nuashonrú. Bunfhoghlaim trína bhfaigheann spreagthaí a bhaineann le luach saothair príomhúla luach inspreagtha sa AMYG ([5]). Féadfaidh teilgean AMYG → OFC eolas comhthiomsaitheach bunúsach ábhartha a aistriú chuig an OFC, a bhaineann úsáid as faisnéis ón AMYG chun luach suibiachtúil a chinneadh agus tionchar a imirt ar iompraíocht rogha uirlise ina dhiaidh sin ([15]). Mar shampla de thábhacht an chosáin seo chun luach saothair a mhodhnú, baxter agus comhghleacaithe [3Chinn sé gur theip ar rhesus macaques a n-iompar a athrú le linn tasc díluachála luaíochta tar éis briseadh isteach ar an nasc idir AMYG agus OFC. I gceannteideal foghlama torthaí ciúine, Schoenbaum agus comhghleacaithe [70D'aimsigh sé go raibh níos mó lámhaigh néaróin roghnaíoch de chuid OFC mar thoradh ar chur isteach ar chonair AMYG → OFC mar thoradh ar an gcéadfach seachas ar airíonna comhthiomsaitheacha an leideanna. Maidir le hiompraíocht thaitneamhach, is féidir le nasc easnamhach AMYG → OFC sna rannpháirtithe murtallach aistriú fo-aicmeach a dhéanamh ar luach bunúsach mothúchánach / mhothúchánach maidir le bianna agus leideanna bia atá tábhachtach chun luach luaíochta suibiachtúla na leideanna seo a nuashonrú chun solúbthacht a éascú maidir le hiompar iontógáil bia. I gcomparáid le gnáth-mheáchain daoine aonair, d’fhéadfadh luach luachana bianna agus leideanna bia a bheith níos treise ag airíonna céadfacha na mbianna agus na leideanna bia do dhaoine aonair murtallacha. Ina theannta sin, d’fhéadfadh sé go mbeadh luach luacha na mbianna agus na mbianna a spreagann céadfaí níos lú intuigthe i bhfianaise teagmhas luacha saothair atá ag athrú.
Cosúil leis an nasc AMYG → OFC, nasc easnamhach sa mhurtall ó AMYG → D'fhéadfadh NAc an comhartha bunúsach hedonach a fhreastalaíonn ar luach luacha bianna nó leideanna bia (AMYG) a léiriú nach bhfuil sé ualaithe go cuí le comharthaí eile (m.sh. , homeostatic) sula gcinntear an t-iompar ionfhabhtaíoch cuí ([84]).
Teorainneacha agus caveat
- Is féidir dúshlán a thabhairt do shamhail a shonrú ag baint úsáide as anailís cosáin in fMRI toisc go méadaíonn líon agus meascán na nasc idir réigiúin go mór le gach réigiún breise a áirítear sa mhúnla, rud a fhágann go ndéanann meastachán na gcosán seo comhéifeachtaí go hiontaofa agus go mbíonn sé níos deacra na torthaí a léirmhíniú. Mar shampla, sa staidéar seo le réigiúin 3 in aghaidh an leathsféir (iomlán na réigiún 6), tá k = N(N + 1) / 2 = 21 saoirse in aghaidh gach tacar sonraí (k = Leibhéil saoirse 42 don dá mhúnla a tástáladh) a leithroinneadh chun éifeachtaí an úis a mheas. Úsáidtear dhá chéim déag saoirse chun na héagsúlachtaí a bhaineann le gach réigiún sa dá mhúnla a mheas (réigiúin 6 in aghaidh na samhla × samhlacha 2). Le a íosmhéid de phointí sonraí 5 atá riachtanach chun na luachanna paraiméadair do gach cosán sa mhúnla a mheas go hiontaofa ([4]), fágann sé seo uasmhéid de chonairí measta 30 le haghaidh dhá mhúnla le réigiúin 6 an ceann (cosáin mheasta 15 in aghaidh an mhúnla). Cuireann sé seo le castacht na samhla is féidir a thástáil le hanailís ar chosáin a úsáid agus is cúis amháin nár roghnaigh muid naisc idirfhaireachacha inár samhlacha.
- Roghnaigh muid an cur chuige dhá-chéim SEM / GLM chun tástáil dhíreach a dhéanamh ar dhifríochtaí grúpa idir naisc i samhail hipitéisithe agus ní raibh suim againn i gcomparáid le hoiriúnacht na samhla idir grúpaí per se. Tá an cur chuige seo éagsúil leis an gcur chuige traidisiúnta fMRI agus anailís ar chosáin ar a dtugtar “cur chuige an tsamhail chruachta” agus comparáid á déanamh idir samhail na samhla idir tascanna nó grúpaí ([50]). Mar sin féin, Protzner agus McIntosh [64] thuairiscigh sé le déanaí nach gá faisnéis faoi shamhail shamhail oiriúnach chun meastacháin pharaiméadair iontaofa a ghiniúint ag úsáid anailíse cosáin.
- Baineann teorannú eile ar an staidéar seo leis an gcumhacht na difríochtaí idir na comhéifeachtaí cosáin a mheastar inár samhlacha a bhrath mar gheall ar na méideanna samplacha beaga a úsáidtear do gach grúpa. Le méid na ngrúpaí níos mó, is dócha go mbeadh tábhacht staitistiúil ag baint le torthaí ár leibhéal treochta.
- Níor chuimsigh muid an limistéar cuibheasach aerála (VTA), foinse na dopamine laistigh den chiorcad mesocorticolimbic atá beartaithe chun idirghabháil a dhéanamh le go leor de na próisis a bhaineann le luach saothair ([26], [35], [72]), inár samhail mar gheall ar theorainneacha modheolaíochta a bhaineann le BOLD fMRI a fhágann gur deacair gníomhachtú a bhrath i réigiúin inchinne an VTA ([19]).
Conclúidí agus Achoimre
Mar achoimre, fuair ár staidéar neuroimaging nascacht líonra luach saothair aberrant i ndaoine murtallacha i gcomparáid le rialuithe, le nascacht laghdaithe ó AMYG go OFC agus NAc agus nascacht mhéadaithe in OFC → NAc sna rannpháirtithe seo. Cuireann na torthaí seo le tuarascálacha roimhe seo chun a thaispeáint nach gníomhachtú córas luachana áibhéalacha amháin mar fhreagra ar bhianna, ach freisin idirghníomhú neamhghnách idir réigiúin sa líonra seo i ndaoine murtallacha. Go háirithe, is dóigh linn go bhféadfadh tionchar a bheith ag dhá mheicníocht ar ró-aisteoireacht i ndaoine murtallacha: (1) méadaithe OFC → D'fhéadfadh nascacht NAc cur le tiomáint níos airde chun bianna a ithe agus (xNUMX) d'fhéadfadh nascacht easnamhach ó AMYG a bheith mar thoradh ar mhodhnú subttimal an affective / mhothúchánach gnéithe de luach luacha bia nó bia. Gan an fhaisnéis mhothúchánach / mhothúchánach chuí chun díluacháil bianna nó leideanna bia a léiriú tar éis iontógáil bia, is féidir le tiomáint níos airde ná meicníochtaí homeostatic a shárú a spreagann hipearphagia agus méadú ar mheáchan. Ar ndóigh, rinneamar tástáil ar líonra luaíochta simplí. Tá staidéir bhreise riachtanach chun nascacht sa chóras luaíochta a imscrúdú agus conas a d'fhéadfadh na réigiúin seo idirghníomhú le meicníochtaí homeostatic sa hypothalamus agus brainstem, chomh maith leis na meicníochtaí cognaíocha rialaithe iontógáil bia sa chortex prefrontal. Beidh sé spéisiúil freisin a chinneadh conas a athraíonn difríochtaí aonair agus tosca idircheapthacha agus eiseachadachta an líonra luaíochta seo chun tuiscint níos fearr a fháil ar an dóigh a dtéann meicníochtaí luaíochta i bhfeidhm ar iompraíocht thaitneamhach.
Admhálacha
Tacaithe ag Clár Taighde Intraural NIH-NIDCD, an deontas GCRC M01 RR-00032 ón Ionad Náisiúnta um Acmhainní Taighde, Procter agus Gamble Co., agus acmhainní de chuid Lárionad um Fhorbairt Íomháú Feidhme (CDFI) UAB.
Nótaí nótaí
Séanadh an Fhoilsitheora: Is comhad PDF é seo de lámhscríbhinn aonaidithe a glacadh le foilsiú. Mar sheirbhís dár gcustaiméirí táimid ag soláthar an leagan luath seo den lámhscríbhinn. Déanfar an lámhscríbhinn a chóipeáil, a chineáiliú, agus athbhreithniú a dhéanamh ar an gcruthúnas mar thoradh air sin sula bhfoilseofar é ina fhoirm cite deiridh. Tabhair faoi deara gur féidir earráidí a phróiseáil le linn an phróisis táirgthe a d'fhéadfadh tionchar a bheith acu ar an ábhar, agus go mbaineann gach séanadh dlíthiúil a bhaineann leis an iris.
Coinbhleacht Leasa
Dearbhaíonn na húdair nach bhfuil aon leasanna iomaíocha airgeadais acu.
tagairtí
;