एड लिबिटम फेड चूहों (2013) में स्नैक फूड के सेवन से जुड़ी संपूर्ण मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न के मानचित्रण के लिए मैंगनीज-बढ़ाया चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग

एक और। 2013; 8 (2): e55354। doi: 10.1371 / journal.pone.0055354। Epub 2013 फ़रवरी 7।

होच टी, क्रिट्ज़ एस, Gaffling S, Pischetsrieder एम, हेस ए.

स्रोत

रसायन विज्ञान और फार्मेसी विभाग, भोजन केमिस्ट्री डिवीजन, एमिल फिशर सेंटर, यूनिवर्सिटी ऑफ एरलेंगन-नूरेमबर्ग, एर्लांगन, जर्मनी।

सार

गैर-होमोस्टैटिक हाइपरफैगिया, जो मोटापे से संबंधित हाइपरलिमेंटेशन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है जुड़े आहार की आणविक संरचना को प्रभावित करने के साथ, उदाहरण के लिए, ऊर्जा सामग्री। इस प्रकार, विशिष्ट भोजन जैसे आइटम नाश्ता भोजन प्रेरित कर सकते हैं भोजन प्रवेश तृप्ति की स्थिति से स्वतंत्र। कैसे तंत्र को स्पष्ट करने के लिए नाश्ता भोजन गैर-होमोस्टैटिक को प्रेरित कर सकता है भोजन प्रवेश, यह परीक्षण किया गया था अगर मैंगनीज एनहांस्ड चुंबकीय गूंज इमेजिंग (MEMRI) के लिए उपयुक्त था मानचित्रण la पूरा का पूरा मस्तिष्क गतिविधि मानक और से संबंधित है नाश्ता भोजन प्रवेश सामान्य व्यवहार की स्थिति में। आसमाटिक पंपों द्वारा MnCl (2) समाधान के अनुप्रयोग ने यह सुनिश्चित किया भोजन प्रवेश उपचार से काफी प्रभावित नहीं था। जेड-स्कोर सामान्यीकरण और एक चूहे को एक गैर-समरूप तीन आयामी पंजीकरण के बाद मस्तिष्क एटलस, 80 के काफी अलग ग्रे मानों को पूर्वनिर्धारित मस्तिष्क संरचनाओं को दर्ज किया गया ad जी भरकर खिलाया चूहों के बाद प्रवेश समूह स्तर पर मानक चाउ की तुलना में आलू के चिप्स। इनमें से दस क्षेत्र पहले से जुड़े थे भोजन प्रवेश, हाइपरफैगिया के लिए विशेष रूप से (उदाहरण के लिए डॉर्सोमेडियल हाइपोथैलेमस या पूर्वकाल पैरावेंट्रिकुलर थैलेमिक न्यूक्लियस) या तृप्ति प्रणाली (जैसे आर्किट हाइपोथैलेमिक न्यूक्लियस या एकान्त पथ); 27 क्षेत्र नाभिक accumbens के कोर और खोल, उदर पैलिडम और उदर स्ट्रेटम (पुच्छ और पुटामेन) सहित इनाम / लत से संबंधित थे। ग्यारह क्षेत्र जुड़े नींद को कम करने के लिए Mn (2 +) - संचय और लोकोमोटर से संबंधित छह क्षेत्रों को प्रदर्शित करना गतिविधि काफी वृद्धि हुई Mn (2 +) दिखाया - के बाद संचय प्रवेश आलू के चिप्स के। बाद के बदलाव थे जुड़े एक मनाया उच्च लोकोमोटर के साथ गतिविधि। ऑस्मोटिक पंप-सहायक एमएमआरआई कार्यात्मक के लिए एक आशाजनक तकनीक साबित हुई मानचित्रण of पूरा का पूरा मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न उपयोग करें जुड़े पोषण के लिए प्रवेश सामान्य व्यवहार के तहत।

प्रशस्ति पत्र: Hoch T, Kreitz S, Gaffling S, Pischetsrieder M, Hess A (2013) मैंगनीज-एन्हांस्ड मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग फॉर होल ब्रेन एक्टिविटी पैटर्न एड एसोसिएटेड विद स्नैक फूड इन एड लिबिटम फेड रैट्स। एक 8 (2): ईएक्सएनयूएमएक्स। डोई: 55354 / journal.pone.10.1371

संपादक: जूली ए। चौएन, होसपिटल इन्फैंटिल यूनिवर्सिटारियो नीनो जेसुस, सिबोरन, स्पेन

प्राप्त किया: अगस्त 16, 2012; स्वीकार किए जाते हैं: दिसंबर 30, 2012; प्रकाशित: फ़रवरी 7, 2013

कॉपीराइट: © 2013 होच एट अल। यह एक ओपन-एक्सेस लेख है जो क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन लाइसेंस की शर्तों के तहत वितरित किया गया है, जो किसी भी माध्यम में अप्रतिबंधित उपयोग, वितरण और प्रजनन की अनुमति देता है, बशर्ते मूल लेखक और स्रोत को श्रेय दिया जाता है।

अनुदान: अध्ययन न्यूरो न्यूट्रिशन प्रोजेक्ट का हिस्सा है, जिसे फ्रेडरिक-एलेक्जेंडर-यूनिवर्सिटी एर्लांगेन-नूरेमबर्ग की इमर्जिंग फील्ड्स इनिशिएटिव द्वारा समर्थित किया गया है। अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह और विश्लेषण, प्रकाशन के लिए निर्णय, या पांडुलिपि की तैयारी में अंतिम संस्कार की कोई भूमिका नहीं थी।

प्रतिस्पर्धी रुचियां: लेखकों ने घोषणा की है कि कोई प्रतिस्पर्धात्मक रुचि मौजूद नहीं है।

परिचय

हाइपरफैगिया, जो कैलोरी हाइपरलिमेंटेशन से जुड़ा है, औद्योगिक समाजों में मोटापे और मोटापे से संबंधित जटिलताओं के विकास में महत्वपूर्ण योगदान देता है [1]। जबकि होमोस्टैटिक हाइपरफैगिया होमोस्टेटिक सिस्टम की गड़बड़ी के कारण होता है जो भूख और तृप्ति को नियंत्रित करता है, हेडोनिक हाइपरफैगिया तृप्ति से स्वतंत्र है [1]। हालाँकि, तंत्र, जो भूख और भोजन के सेवन के शारीरिक विनियमन को पूरी तरह से खत्म नहीं कर रहे हैं। कुछ शर्तों के तहत, भोजन का सेवन मस्तिष्क इनाम प्रणाली को इस तरह से सक्रिय कर सकता है जो भूख के घरेलू नियंत्रण को बढ़ाता है [2]। हेदोनिक हाइपरफैगिया कई कारकों से प्रभावित होता है जैसे कि उपभोक्ता की भावनात्मक स्थिति, मानसिक स्वास्थ्य की स्थिति या नींद की कमी [1]। इसके अतिरिक्त, आणविक खाद्य संरचना और ऊर्जा घनत्व hedonic hyperphagia के प्रेरण में महत्वपूर्ण कारक प्रतीत होते हैं। यह अच्छी तरह से प्रलेखित है कि "स्वादिष्ट भोजन" मनुष्यों और जानवरों में हाइपरफैगिया को प्रेरित कर सकता है [3], [4]। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में द्वि घातुमान खाने के एपिसोड में अक्सर वसा या शर्करा या दोनों से भरपूर भोजन शामिल होता है [5].

भूख की स्थिति में भोजन का सेवन मस्तिष्क में एक जटिल इनाम प्रणाली को ट्रिगर करता है, जिसमें वेंट्रिकल स्ट्रेटम में नाभिक एंबुलेस और वेंट्रल पैलीडियम, मिडब्रेन में वेंट्रल टेक्टल क्षेत्र, प्रीफ्रंट कॉर्टेक्स, हिप्पोकैम्पस और एमिग्डाला शामिल हैं। [6]। ये सक्रियण पैटर्न डोपामाइन रिलीज के साथ सबसे अधिक संभावना है, उदाहरण के लिए नाभिक accumbens या पृष्ठीय स्ट्रेटम में [7], [8], [9], प्रक्रियाएँ जो मादक पदार्थों की लत में भी सक्रिय हैं [10]। हालांकि, होमियोस्टैटिक परिस्थितियों में, तृप्ति संकेत मस्तिष्क संरचनाओं जैसे कि क्यूडल ब्रेनस्टेम, हाइपोथैलेमस, विशेष रूप से आर्क्यूट न्यूक्लियस, या न्यूक्लियस ट्रैक्टस सॉलिटेरियस को ट्रिगर करते हैं, जो भोजन का सेवन सीमित करते हैं, उदाहरण के लिए इसका इनाम मूल्य कम करके। [6], [11]। यह देखा गया है कि कुछ प्रकार के भोजन, जैसे उच्च वसा या कैफेटेरिया आहार, बढ़ा हुआ भोजन और / या ऊर्जा का सेवन अंततः मोटापे की ओर ले जाता है। उदाहरण के लिए, एड लिबिटम ने चूहों को खिलाया, जिसमें कैफेटेरिया आहार तक पहुंच प्रतिबंधित थी, पहुंच अवधि के दौरान द्वि घातुमान की तरह खिला व्यवहार विकसित किया [10]। इस प्रकार, यह परिकल्पित किया जा सकता है कि कुछ खाद्य घटक तृप्ति विनियमन को समाप्त कर सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप भोजन की भूख भूख से स्वतंत्र होती है।

दिलचस्प रूप से, यह दिखाया गया कि चूहों में, दो सप्ताह की अवधि के बाद भोजन और कैलोरी सेवन की प्रारंभिक वसा-प्रेरित वृद्धि की भरपाई की जाती है [12]। इस प्रकार, यह सुझाव दिया गया था कि उच्च वसा वाले आहार का पुराना सेवन भोजन के प्रतिफलन प्रभाव को कम कर देता है, जिससे खिला पैटर्न का अव्यवस्था हो जाता है जिसके परिणामस्वरूप अंततः अधिक वजन होता है [13].

औद्योगिक समाजों में मोटापे के एक प्रमुख योगदानकर्ता और स्वास्थ्य देखभाल प्रणाली के लिए इसके निहितार्थ के रूप में हेडोनिक हाइपरफैगिया का सामना करने के लिए, मस्तिष्क संबंधी प्रक्रियाओं को समझना आवश्यक है, जो कुछ प्रकार के भोजन से ट्रिगर होते हैं, जो कि हेजोनिक द्वि घातुमान खाने के एपिसोड से जुड़े हैं। मस्तिष्क गतिविधि पर भोजन के सेवन के प्रभाव का विश्लेषण करने के लिए गैर-आक्रामक संपूर्ण मस्तिष्क इमेजिंग तकनीकों जैसे कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) का उपयोग भोजन के सेवन और एमआरआई के आवश्यक सिंक्रनाइज़ेशन द्वारा अपने शास्त्रीय, उत्तेजना संचालित दृष्टिकोण में सीमित है। मस्तिष्क गतिविधि पर दीर्घकालिक प्रभावों की निगरानी के लिए, मैंगनीज-वर्धित एमआरआई (MEMRI) को नियोजित किया गया है। कंट्रास्ट एजेंट मैंगनीज सक्रिय मस्तिष्क संरचनाओं में जमा हो जाता है और न्यूरोनल गतिविधि के अभिन्न माप को दर्शाता है [14], [15], [16]। एमएमआरआई माप से MEMRI मस्तिष्क गतिविधि विश्लेषण के अनछुएपन की अनुमति देता है। इस उद्देश्य के लिए, MnCl2 एमआरआई माप से पहले इंजेक्ट किया जाता है। मैंगनीज आयन (Mn)2+) में एक समान आयनिक त्रिज्या और कैल्शियम आयनों (Ca) के समान चार्ज होता है2+)। इसलिए, एम.एन.2+ को एक्साइटेड कोशिकाओं में वोल्टेज गेटेड कैल्शियम चैनलों के माध्यम से ले जाया जाता है। सीए के विपरीत2+, हालांकि, एम.एन.2+ कोशिकाओं में उनकी गतिविधि के अनुपात में संचय होता है और बाद में इसके पैरामैग्नेटिक चरित्र के कारण एमआरआई द्वारा दर्ज किया जा सकता है। इस प्रकार, एमआरआई माप दर्ज किए जाने से पहले कई दिनों तक होने वाली घटनाओं से जुड़ी मस्तिष्क गतिविधि। इसलिए, इस तकनीक का मुख्य लाभ उत्तेजना (खिला) और एमआरआई माप को नापसंद करने की संभावना है। इसके अतिरिक्त, एम.एन.2+ अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों के लिए एक्सोनल ट्रांसपोर्ट द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है। Mn की बड़ी खामी2+हालांकि, इसकी साइटोटॉक्सिसिटी है, जो प्राकृतिक व्यवहार को काफी प्रभावित कर सकती है और व्यवहार अध्ययन में आवेदन को सीमित कर सकती है। यह दिखाया गया था कि MnCl के चमड़े के नीचे इंजेक्शन2 एमआरआई विश्लेषण के लिए पर्याप्त सांद्रता में मोटर प्रदर्शन और भोजन के सेवन के साथ-साथ वजन घटाने में लगातार कमी आई [17]। हाल ही में, हालांकि, ऑस्मोटिक पंपों को MEMRI अध्ययनों के लिए पेश किया गया था। MnCl2 आसमाटिक पंप द्वारा प्रशासित किया जाता है, जो मोटर गतिविधि पर प्रतिकूल प्रभाव से बचने के लिए धीरे-धीरे और लगातार सात दिनों की समयावधि में समाधान जारी करता है, लेकिन एमआरआई विश्लेषण के लिए पर्याप्त मैंगनीज संचय प्रदान करता है। [17].

वर्तमान अध्ययन ने भोजन से जुड़ी संपूर्ण मस्तिष्क गतिविधि को स्कैन करने के लिए आसमाटिक पंप-असिस्टेड MEMRI विश्लेषण की प्रयोज्यता का परीक्षण किया। विधि को एड लिबिटम फेड चूहों में आलू के चिप सेवन के विशिष्ट मस्तिष्क सक्रियण पैटर्न को उजागर करने के लिए लागू किया गया था।

सामग्री और तरीके

1। नैतिक वक्तव्य

यह अध्ययन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ की प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड की सिफारिशों के अनुसार किया गया था। प्रोटोकॉल को एर्लगेन-नूरेमबर्ग विश्वविद्यालय के पशु प्रयोगों की नैतिकता पर समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था (Regierung Mittelfranken, परमिट संख्या: 54-2532.1-28 / 12)। सभी सर्जरी और एमआरआई प्रयोगों को आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया के तहत किया गया था, और दुख को कम करने के लिए सभी प्रयास किए गए थे।

2। प्रायोगिक डिजाइन और व्यवहार विश्लेषण

नर विस्टार चूहों (प्रारंभिक वजन 257 UM 21 g, जिसे एक 12 / 12 h अंधेरे / प्रकाश चक्र में रखा जाता है, चार्ल्स नदी, सुलजफेल्ड, जर्मनी से खरीदा गया) को यादृच्छिक रूप से दो समूहों (प्रति समूह चार पिंजरे, चार जानवर प्रति पिंजरे) में विभाजित किया गया था। प्रत्येक समूह को उनके मानक चाउ छर्रों (Altromin 1326, Altromin, Lage, Germany) के लिए अलग-अलग खाद्य पदार्थों में से एक मिला। स्नैक फूड ग्रुप (n = 16, प्रारंभिक शरीर के वजन 258 food 28 g) को आलू के चिप्स (बिना स्वाद वाले यौगिकों या स्वाद बढ़ाने वाले विशेष रूप से बिना नमकीन आलू के चिप्स, विशेष रूप से कोई मोनोसैचुरेट ग्लूटामेट, फूड प्रोसेसर द्वारा कुचला गया) और मानक चाउ समूह मिला। (प्रारंभिक शरीर के वजन 256 N 21 g) को क्रमशः पाउडर पाउडर (Altromin 1321, n = 16) मिला। अध्ययन के पूरे पाठ्यक्रम में मानक चाउ पेलेट्स को विज्ञापन परिवाद पेश किया गया था, परीक्षण भोजन (क्रमशः कुचल आलू चिप्स या पाउडर मानक चाउ), प्रशिक्षण चरण के दौरान विज्ञापन परिवाद की पेशकश की गई थी और मैंगनीज चरण इसके अलावा मानक चाउ पेलेट्स (देखें) चित्रा 1 प्रयोगात्मक डिजाइन के लिए)। प्रशिक्षण के लिए, परीक्षण खाद्य पदार्थों को दो खाद्य डिस्पेंसर में प्रस्तुत किया गया था, जिसमें सात दिनों (प्रशिक्षण चरण) की अवधि के दौरान दाएं और पिंजरे के बाईं ओर समान परीक्षण भोजन होता है, इसके बाद सात मध्यवर्ती दिन (मध्यवर्ती चरण) बिना परीक्षण खाद्य पदार्थ के। इसके बाद, मैंगनीज क्लोराइड (MnCl) से भरे आसमाटिक पंप2, विवरण के लिए नीचे देखें) प्रत्यारोपित किए गए थे। ड्रिप इंजेक्शन की अवधि (सात दिन, मानक चाउ ग्रुप: 163 N 5 h, स्नैक फूड ग्रुप 166 N 4 h) और MnCl का संचय2 चूहे के मस्तिष्क (मैंगनीज चरण) में जानवरों को प्रशिक्षण चरण से परिचित परीक्षण भोजन तक पहुंच होती है। चूंकि अध्ययन के सभी चरणों के दौरान मानक चाउ पेलेट्स और नल का पानी उपलब्ध था, इसलिए जानवरों को अध्ययन के दौरान किसी भी समय उपवास नहीं किया गया था। MnCl की इस अवधि के बाद MEMRI द्वारा सक्रिय मस्तिष्क संरचनाओं को स्कैन किया गया2 प्रशासन. अलग-अलग चरणों के दौरान, दिन में दो बार खाद्य डिस्पेंसर के विभेदक वजन द्वारा भोजन की मात्रा को मापा जाता था। ऊर्जा की मात्रा परीक्षण खाद्य पदार्थों के कैलोरी मानों को गुणा मात्रा से गुणा करके निर्धारित की गई थी। चूहों के प्रारंभिक शरीर के वजन के साथ भोजन का सेवन सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है। हालांकि, सहसंबंध दोनों प्रकार के परीक्षण भोजन के लिए समान था और प्रारंभिक शरीर के वजन का वितरण दोनों समूहों के बीच काफी भिन्न नहीं था।

थंबनेल
बनाएँ:

चित्रा 1। अध्ययन योजना।

मैंगनीज-वर्धित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग द्वारा पूरे मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न पर खाद्य संरचना के प्रभाव की निगरानी के लिए अध्ययन डिजाइन पर अवलोकन।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.g001

इसके अतिरिक्त, परीक्षण खाद्य पदार्थों से संबंधित लोकोमोटर गतिविधि को परिभाषित किया गया था, जो कि "काउंट्स" के माध्यम से पिंजरों के ऊपर वेबकैम (एक दस सेकंड में एक चित्र) द्वारा दर्ज की गई तस्वीरों के मूल्यांकन द्वारा निर्धारित किया गया था। एक "गणना" को "एक चूहे को एक चित्र पर खाद्य डिस्पेंसर के पास लोकोमोटर गतिविधि" के रूप में परिभाषित किया गया था। छात्र टी-टेस्ट का उपयोग 24 घंटे के दौरान विभिन्न समूहों में चूहों की लोकोमोटर गतिविधि में महत्वपूर्ण अंतर का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था, जो कि उनके समूह के चार पिंजरों (16 जानवरों) के मतलब के रूप में सात दिनों में एक घंटे के डिब्बे के साथ होता है।

3। आसमाटिक पंप की तैयारी और प्रत्यारोपण

मिनी-ऑस्मोटिक पंप (Alzet®, मॉडल 2001, Durect Corporation, Cupertino, CA, USA) इसके विपरीत एजेंट के आवेदन के लिए उपयोग किए गए (200 ofL ऑफ 1 M MCl का समाधान)2आणविक जीव विज्ञान के लिए, BioReagent, सिग्मा Aldrich, Schnelldorf, जर्मनी) के अनुसार [17]। MRI में उपयोग के लिए, स्टेनलेस स्टील फ्लो मॉडरेटर को PEEK ™ माइक्रो मेडिकल ट्यूबिंग (वैज्ञानिक कमोडिटी, लेक हवासु सिटी, AZ, यूएसए) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। भरे आसमाटिक पंपों को आरोपण के लिए पिछले 12 एच के लिए आइसोटोनिक खारा में लगाया गया था। सात दिनों के दौरान ड्रिप इंजेक्शन, MnCl2 1 .L h के प्रवाह दर के साथ जारी किया गया था-1.

मैंगनीज चरण के पहले दिन की दोपहर में (देखें चित्रा 1), आसमाटिक पंप प्रत्यारोपित किए गए थे। इस प्रयोजन के लिए, जानवरों को एक्सोफ्लुरेन (शुरुआत में 15% और 5% रखरखाव, बैक्सटर Deutschland, Unterschleißheim), चिकित्सा हवा में जर्मनी के साथ 1.5 मिनट के अधिकतम समय के लिए संवेदनाहारी किया गया था और भरे हुए पंपों को पृष्ठीय उपचर्म ऊतक में प्रत्यारोपित किया गया था। बाद में, छोटे कट को टिशू ग्लू (Histoacryl®, B. Braun Petzold, Melsungen, Germany) द्वारा बंद कर दिया गया था।

4। एमआरआई माप

मैंगनीज चरण के सात दिनों के बाद, एमआरआई दर्ज किए गए थे। जानवरों को आसमाटिक पंपों के आरोपण के बाद आइसोफ्लुरेन (शुरुआत में मेडिकल हवा में 5%) 163 h 5 h (मानक चाउ ग्रुप) और 166 N 4 h (स्नैक फूड ग्रुप) के साथ जोड़ा गया था। संज्ञाहरण प्रत्येक जानवर के लिए अधिकतम 50 मिनट तक रहता है। संज्ञाहरण प्रेरण के बाद, जानवरों को चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफ (ब्रूकर बायोस्पेक 47 / 40, 200 mT / m, द्विघात सतह मस्तिष्क का तार) के अंदर एक पालने पर रखा गया था। जानवरों के शरीर के तापमान को पालने में गर्म पानी द्वारा 37 ° C पर स्थिर रखा गया था। चूहे के सिर और निरंतर आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया का निर्धारण सतह के कॉइल के नीचे "नाक-मुंह मास्क" द्वारा सुनिश्चित किया गया था। माप के दौरान चूहे की छाती के नीचे सांस लेने वाले सेंसर के माध्यम से जानवरों के महत्वपूर्ण कार्यों की निगरानी की गई। 60 मिनट के बारे में श्वसन दर स्थिर रखने के लिए-1, आइसोफ्लुरेन एकाग्रता को 1% और 2% के बीच एक सीमा में समायोजित किया गया था।

माप एक संशोधित संचालित संतुलन फूरियर ट्रांसफॉर्म (MDEFT) अनुक्रम का उपयोग करके किया गया था: दोहराव समय 4 s, इको समय 5.2 ms, व्युत्क्रम समय 1000 ms, चार खंडों और 256 × 128 × 32 के अधिग्रहण मैट्रिक्स के साथ, शून्य मैट्रिक्स के बाद पुनर्निर्माण मैट्रिक्स। 256 × 256 × 64 × 109 के एक संकल्प के साथ 109 × 440 × 27.90 भरना, 27.90 × 28.16 × 17 मिमी और दो के क्षेत्र में दो बार दोहराए गए XNUMX × XNUMX मिमी और दो का एक माप समय होता है।

5। डाटा प्रासेसिंग

5.1 छवि पंजीकरण और प्रीप्रोसेसिंग।

मस्तिष्क शरीर रचना / समारोह में अंतर की जांच करने के लिए, सभी डेटा सेटों को एक सामान्य समन्वय प्रणाली में स्थानांतरित किया जाना था। लक्ष्य प्रासंगिक मतभेदों को समाप्त किए बिना शरीर रचना से मेल खाना था। यह एक गैर-पैरामीट्रिक, गैर-कठोर पंजीकरण योजना का उपयोग करके प्राप्त किया गया था, जिसने टेम्पलेट वॉल्यूम T के लिए एक विकृति क्षेत्र की गणना की, प्रत्येक स्वर के लिए अनुवाद वेक्टर को इस तरह से इंगित किया कि संदर्भ वॉल्यूम के लिए विकृत टेम्पलेट वॉल्यूम की समानता आर। अधिकतम था।

पंजीकरण पद्धति ने वर्तमान परिवर्तन (यहां पारस्परिक जानकारी) के तहत दो डेटा सेटों की समानता को मापने वाले डेटा शब्द से एक ऊर्जा कार्यात्मक को अनुकूलित किया, और अनुमत विरूपण को नियमित करने वाला एक नियमितीकरण शब्द। हमारे मामले में, विरूपण की चिकनाई को विरूपण क्षेत्र के वक्रता के नियमितीकरण द्वारा आश्वासन दिया गया था, जैसा कि प्रस्तुत किया गया है। [18]। नियोजित गैर-कठोर पंजीकरण घटकों के कस्टम कार्यान्वयन का उपयोग करके पंजीकरण किया गया था [19].

सबसे पहले, एक समूह से संबंधित सभी डेटा सेट गैर-कठोरता से उस समूह के बेतरतीब ढंग से चुने गए संदर्भ मात्रा में पंजीकृत थे, और समूह-वार औसत मात्रा और एक विचरण मात्रा की गणना की गई थी। बाद में, सभी समूह-वार औसत वॉल्यूम को बाद में किसी एक खंड में गैर-कठोरता से पंजीकृत किया गया था, और संबंधित विरूपण क्षेत्र को समूह-वार संस्करण की मात्रा के लिए लागू किया गया था। अंत में, एक समग्र औसत आयतन और विचरण मात्रा की गणना की गई। Voxel- आधारित मॉर्फोमेट्रिक विश्लेषण (VBM) द्वारा, दोनों खाद्य समूहों के बीच महत्वपूर्ण रूप से सक्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों को निर्धारित किया जा सकता है। पंजीकृत डेटा सेट पर voxelwise आँकड़ों का उपयोग करके छवियों में बुनियादी ऊतक विरोधाभासों को रद्द करने की अनुमति दी गई, जो दोनों समूहों में समान थे।

5.2 संरचना-विशिष्ट विश्लेषण के लिए ग्रे मूल्य प्रसंस्करण।

इन पूर्वापेक्षित डेटा सेटों के आधार पर ग्रे वैल्यू विश्लेषण मैगनन (बायोकॉम जीबीआर, यूटेनरेथ, जर्मनी) में किया गया था। सतह-आधारित पंजीकरण ने प्रत्येक MEMRI ग्रे वैल्यू डेटासेट को डिजिटल रैट ब्रेन एटलस से प्राप्त किया [20]। अगला, मामूली व्यक्तिगत आकार के अंतरों की भरपाई करने के लिए, एटलस स्लाइड मस्तिष्क और बाहरी वेंट्रिकुलर सिस्टम द्वारा निर्देशित प्रत्येक डेटासेट के लिए स्लाइस द्वारा ठीक से समायोजित की गई स्लाइस थीं। डिजिटल एटलस में 166 शामिल थे, जो अलग-अलग मस्तिष्क संरचनाओं को दर्शाते थे। उदर संबंधी टेक्टेराटल क्षेत्र (VTA) सबसे छोटी संरचनाओं का मूल्यांकन किया जाता है, लेकिन प्राप्त परिणामों पर उच्च प्रभाव पड़ता है। इसमें 0.7914 मिमी की मात्रा है3 प्रति गोलार्द्ध, यानी एक्सएनयूएमएक्स वोक्सल्स। प्रत्येक स्थानिक आयाम में, VTA को 152 स्वर से अधिक के साथ नमूना किया गया था। इसलिए, आंशिक मात्रा में प्रभाव, जो हमारे विश्लेषण में बड़ी उलझन पैदा कर सकता है, से बचा जा सकता है। इन क्षेत्रों के औसत ग्रे मान व्यक्तिगत डेटा सेट पर निर्धारित किए गए थे। प्रत्येक व्यक्ति के ग्रे मूल्यों के सामान्यीकरण के लिए, सभी एकल मस्तिष्क संरचनाओं के ग्रे वैल्यू और सभी एटलस संरचनाओं के ग्रे वैल्यू के मानक विचलन द्वारा औसत एटलस संरचनाओं के औसत ग्रे मूल्य के बीच अंतर को विभाजित करके z- स्कोर की गणना की गई। छात्र टी-टेस्ट का उपयोग दो अलग-अलग समूहों के बीच मस्तिष्क संरचनाओं के महत्वपूर्ण अंतर का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। संयुक्त विश्लेषण दृष्टिकोण ने महत्वपूर्ण अलग-अलग क्षेत्रों (VBM) के साथ-साथ इसी एटलस क्षेत्रों (क्षेत्र आधारित) के भीतर गतिविधि को ऊपर-नीचे करने की अनुमति दी।

परिणाम और चर्चा

1। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) का आहार कैलोरी सेवन और लोकोमोटर गतिविधि पर प्रभाव

वर्तमान अध्ययन ने मानक चाउ की तुलना में स्नैक फूड (आलू के चिप्स) के सेवन से संबंधित विशिष्ट मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न की जांच की। एमएमआरआई द्वारा विशेष परीक्षण भोजन के सेवन से संबंधित मस्तिष्क गतिविधि रिकॉर्ड की गई थी, जिसने भोजन सेवन के सात दिनों की अवधि में मस्तिष्क गतिविधि को एकीकृत करने की अनुमति दी थी (चित्रा 1).

इसके अतिरिक्त, भोजन का सेवन और टेस्ट फूड पर निर्भर लोकोमोटर गतिविधि दर्ज की गई। प्रशिक्षण चरण के दौरान, मानक चाउ के साथ खिलाए गए चूहों ने आलू के चिप्स के साथ खिलाए गए चूहों की तुलना में लगातार कम गतिविधि दिखाई, विशेष रूप से 12 / 12 एच अंधेरे / प्रकाश चक्र की अंधेरे अवधि में। प्रशिक्षण चरण में 10 समय बिंदुओं में से 24 में महत्वपूर्ण अंतर के साथ आलू के चिप सेवन ने उच्च गतिविधि को प्रेरित किया (चित्रा 2A).

थंबनेल
बनाएँ:

चित्रा 2। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) या मानक चाउ के उपयोग के दौरान फीडिंग से संबंधित लोकोमोटर गतिविधि।

स्नैक फूड (आलू के चिप्स) या मानक चरण में प्रशिक्षण चरण (ए) और मैंगनीज चरण में एमएनसीएल के दौरान चूहों की फीडिंग से संबंधित लोकोमोटर गतिविधि।2 आवेदन (बी)। डेटा को प्रति समूह 16 डी से अधिक 7 जानवरों के माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। *** पी <0.001, ** पी <0.01, पी * <0.05।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.g002

2। आहार से जुड़े संपूर्ण मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न के विश्लेषण के लिए ऑस्मोटिक पंप-सहायता प्राप्त MEMRI का अनुप्रयोग

सक्रिय मस्तिष्क पैटर्न के विश्लेषण के लिए, आसमाटिक पंप असिस्टेड MEMRI लागू किया गया था। जबकि MnCl की एक खुराक2 इंजेक्शन के बाद एक अधिकतम संचय 24 एच के कारण, आसमाटिक पंप के माध्यम से मस्तिष्क में मैंगनीज संचय तीन दिनों के बाद एक पठार पर पहुंच गया [17]। प्राप्त संचयी एकाग्रता Mn की2+ कार्यात्मक मानचित्रण के लिए पर्याप्त था, जिसके परिणामस्वरूप एक समान सिग्नल-टू-शोर अनुपात था जो कि MnCl के एकल-खुराक इंजेक्शन द्वारा प्राप्त किया गया था2, लेकिन इन परिस्थितियों में मोटर गतिविधि प्रभावित नहीं हुई [17]। सामान्य एमएन में अंतर2+ Mn को मस्तिष्क संरचनाओं के विभिन्न पारगम्यता के कारण वितरण2+ दोनों समूहों में समान होना चाहिए। समूहों के बीच जेड-स्कोर अंतर का उपयोग निरपेक्ष जेड-स्कोर मूल्यों के बजाय परीक्षण से संबंधित मस्तिष्क गतिविधि का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। नतीजतन, मस्तिष्क के क्षेत्र जो मैंगनीज चरण की सात-दिवसीय अवधि के दौरान सक्रिय थे, उन्हें एकल एमआरआई माप द्वारा दर्ज किया जा सकता है (चित्रा 1)। हमारे मामले में, आसमाटिक पंप ने एमईएमआरआई की सहायता की, परीक्षण खाद्य-प्रेरित संपूर्ण मस्तिष्क गतिविधि का एक व्यापक दृष्टिकोण प्रदान किया।

वर्तमान अध्ययन ने प्रशिक्षण चरण की तुलना में मैंगनीज चरण के दौरान कुछ हद तक कम मोटर गतिविधि दर्ज की (चित्रा 2B)। यह आरोपण और संबद्ध तनाव के कारण हो सकता है, मैंगनीज की साइटोटॉक्सिसिटी या परीक्षण भोजन के संबंध में निवास प्रभाव। फिर भी, आलू के चिप्स के साथ खिलाए गए चूहों को चार समय बिंदुओं पर महत्वपूर्ण वृद्धि हुई गतिविधि के साथ नियंत्रण की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च गतिविधि प्रदर्शित की गई। यह व्यवहार प्रशिक्षण चरण के समान था। अन्यथा, 12 h प्रकाश और 12 h अंधेरे चक्र दोनों के संबंध में प्रशिक्षण चरण की तुलना में मैंगनीज चरण के दौरान अंतर्ग्रहण भोजन की मात्रा में काफी बदलाव नहीं किया गया था। प्रशिक्षण और मैंगनीज चरण दोनों में मानक चाउ की तुलना में एक्सएनयूएमएक्स एच अंधेरे चक्र के दौरान स्नैक भोजन का थोड़ा बढ़ा हुआ सेवन पता चला (चित्रा 3A)। इसने मानक चाउ की तुलना में आलू के चिप्स के माध्यम से उच्च ऊर्जा का सेवन किया। 12 h प्रकाश अवधि के दौरान अंतर महत्वपूर्ण नहीं था, लेकिन 12 h अंधेरे की अवधि के दौरान प्रशिक्षण चरण और मैंगनीज चरण दोनों के दौरान अत्यधिक महत्वपूर्ण था। (चित्रा 3B)। इस प्रकार, यह निष्कर्ष निकाला गया कि MnCl2 आसमाटिक पंप द्वारा प्रशासन मस्तिष्क में गतिविधि के पैटर्न को अलग-अलग खाद्य पदार्थों के लिए विशिष्ट करने के लिए उपयुक्त विधि है।

थंबनेल
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चित्रा 3। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) और मानक चाउ के माध्यम से भोजन और ऊर्जा का सेवन।

भोजन (ए) और ऊर्जा (बी) का सेवन स्नैक फूड (एसएफ, आलू के चिप्स) और मानक चाउ (एसटीडी) के माध्यम से विज्ञापन परिवाद में चूहों को प्रशिक्षण चरण (टीपी) में और पहले Mgan के दौरान मैंगनीज चरण (MnP) में खिलाया जाता है2 7 डी की अवधि में घुसपैठ पंप। भोजन की मात्रा प्रति घंटे अंतर से निर्धारित की गई थी, ऊर्जा की मात्रा के साथ अंतर्ग्रहण भोजन की मात्रा को 12 घंटे और 12 घंटे के अंधेरे चक्र के दौरान ऊर्जा सामग्री के साथ अलग करके निर्धारित किया गया था। प्रत्येक समूह में 16 जानवरों का औसत of एसडी दिखाया गया है। *** p <0.001, ** p <0.01, p * <0.05, ns महत्वपूर्ण नहीं है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.g003

जेड-स्कोर सामान्यीकरण के बाद, एक वीबीएम दृष्टिकोण द्वारा एक तरफ छवि डेटा का विश्लेषण किया गया, जिसके परिणामस्वरूप - विशुद्ध रूप से डेटा संचालित - काफी अलग-अलग सक्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों में (चित्रा 4)। दूसरी ओर, डिजिटल एटलस का उपयोग करते हुए अतिरिक्त क्षेत्र-आधारित विश्लेषण ने प्रत्येक लेबल वाले एलास संरचना के अपग्रेड और डाउनरेगुलेशन को निर्धारित करना संभव बना दिया है।

थंबनेल
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चित्रा 4। मानक चाउ या स्नैक फूड (आलू के चिप्स) के संबंध में मस्तिष्क में विभिन्न मैंगनीज संचय।

में (ए) Paxinos एटलस से संबंधित एटलस स्लाइस (Bregma −5.28 मिमी) के साथ पुनर्गठन किए गए औसत संशोधित संशोधित संतुलन फूरियर रूपांतरण (MDEFT) डेटासेट के एक स्लाइस का ओवरले सबसे छोटे विश्लेषण वाले क्षेत्रों (VTA) में से एक के साथ दिखाया गया है। पीले रंग में। पार्ट्स (बी), (सी) और (डी), एड लिब्रिटम फेड चूहों के मस्तिष्क में मानक चाउ (एसटीडी) या स्नैक फूड (एसएफ, आलू के चिप्स) के लिए अतिरिक्त पहुंच के साथ काफी अलग मैंगनीज संचय दिखाते हैं। मानक चाउ के सेवन की तुलना में स्नैक फूड के सेवन के कारण मस्तिष्क के क्षेत्रों में उच्च स्तर की गतिविधि लाल रंग में चिह्नित होती है, मस्तिष्क के क्षेत्र जो स्नैक भोजन के सेवन की तुलना में मानक चाउ के सेवन के बाद काफी उच्च गतिविधि दर्शाते हैं, नीले रंग में चिह्नित हैं । डेटा को voxelwise सांख्यिकीय विश्लेषण द्वारा संसाधित किया गया था। परिणाम अक्षीय (बी), क्षैतिज (सी) और धनु (डी) दृश्य में प्रदर्शित होते हैं।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.g004

जब मानक चाउ और स्नैक फूड (आलू के चिप्स) की तुलना में अलग-अलग z- स्कोर का पता 80 मस्तिष्क क्षेत्रों में लगाया गया (टेबल्स 1, 2, 3, 4)। सामान्य तौर पर, दोनों अलग-अलग डेटा-विश्लेषण रणनीतियों ने तुलनीय परिणामों का नेतृत्व किया। मानक चाउ की तुलना में आलू के चिप्स के सेवन के बाद सबसे प्रासंगिक मस्तिष्क संरचनाओं के विभेदक MEMRI सक्रियकरण को चयनित मस्तिष्क संरचनाओं के लिए दर्शाया गया है (चित्रा 5).

थंबनेल
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चित्रा 5। प्रतिनिधि मस्तिष्क संरचनाओं में स्नैक फूड (आलू के चिप्स) बनाम मानक चाउ से संबंधित सक्रियण अंतर।

स्नैक फूड (आलू के चिप्स) बनाम मानक चाउ इन मोटर सर्किट (caudate putamen: CPu), लिम्बिक सिस्टम (सिंगुलेट कॉर्टेक्स: CgCx, रिवॉर्ड सिस्टम (शेल क्षेत्र) के लिए मानक चाउ के सेवन के कारण सक्रियण अंतर के आँकड़े। नाभिक accumbens: AcbSh, नाभिक accumbens के मुख्य क्षेत्र: AcbC) और नींद / जगा लय (tegmental नाभिक: Teg) संदर्भ एटलस के आधार पर बाएं स्तंभ में दर्शाया गया है। मध्य स्तंभ संगत मानक T2 भारित MRI शारीरिक रचना और एटलस लेबल पर VBM विश्लेषण के महत्वपूर्ण अंतर को दर्शाता है। दायां स्तंभ स्नैक फूड के मानक चो वी (MEMRI ग्रे वैल्यू) *** पी <0.001, ** <<0.01 के आंशिक परिवर्तन को दर्शाता है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.g005

थंबनेल
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टेबल 1. भोजन सेवन से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं में मैंगनीज का संचय।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.t001

थंबनेल
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टेबल 2. इनाम और लत से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं में मैंगनीज संचय।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.t002

थंबनेल
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टेबल 3. नींद से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं में मैंगनीज संचय।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.t003

थंबनेल
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टेबल 4. लोकोमोटर गतिविधि से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं में मैंगनीज संचय।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0055354.t004

प्राप्त अंतिम पंजीकरण गुणवत्ता को दर्शाया गया है चित्रा 4A और चित्रा 5.

3। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) का प्रभाव, इनाम और तृप्ति सर्किट पर आधारित

वर्तमान अध्ययन में, आलू के चिप्स के अंतर्ग्रहण के कारण विभिन्न संरचना-विशिष्ट गतिविधि में बदलाव हुए, जिन्हें संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है टेबल्स 1, 2, 3, 4। नाभिक accumbens (दाएं और बाएं पक्ष (आर + एल)), वेंट्रल ग्लोबस पल्लीडस (आर + एल), और डोर्सोमेडियल हाइपोथैलेमस (आर) और पूर्वकाल पैरावेंट्रिकुलर थैलेमिक न्यूक्लियस के कोर और खोल के लिए महत्वपूर्ण रूप से वृद्धि हुई गतिविधि पाई गई थी। उसी समय, आर्क नाभिक (एल) और नाभिक ट्रैक्टस सॉलिटेरियस (आर), चूहों में निष्क्रिय कर दिया गया था जो मानक चाउ पर खिलाए गए जानवरों की तुलना में आलू के चिप्स का सेवन करते थे। भोजन और भूख को नियंत्रित करने वाले केंद्रीय तंत्र को हाल ही में हेरोल्ड एट अल द्वारा संक्षेप में प्रस्तुत किया गया था। और केनी [4], [21]: भोजन सेवन का होमोस्टैटिक विनियमन मुख्य रूप से ऊर्जा की कमी को दर्शाते संकेतों से प्रेरित है [21]। इसके विपरीत हैडोनिक भोजन का सेवन, भोजन के सेवन की होमियोस्टैटिक डाउनग्रेवमेंट को ओवरकमेंसिंग पर इनाम तंत्र की सक्रियता से संचालित होता है। [21].

न्यूक्लियस ट्रैक्टस सॉलिटेरियस परिधीय संकेतों को संसाधित करने के लिए जिम्मेदार होता है, जो चल रहे भोजन के सेवन को दर्शाता है, जैसे कि गैस्ट्रिक तनाव या पोर्टल-शिरा ग्लूकोज स्तर जिसके परिणामस्वरूप मस्तिष्क के क्षेत्रों को निष्क्रिय कर दिया जाता है, जैसे कि नाभिक accumbens, अंततः ऊर्जा के सेवन की गिरावट के लिए अग्रणी। [4], [22]। "पैलेटेबल फूड" द्वारा न्यूक्लियस ट्रैक्टस सॉलिटेरियस की निष्क्रियता इस मस्तिष्क क्षेत्र की तृप्ति-संबंधित आंत हार्मोन के प्रति संवेदनशीलता में कमी से हो सकती है। [4]। नाभिक ट्रैक्टस सॉलिटेरियस के समान, चाप हाइपोथैलेमिक नाभिक परिधीय संकेतों को सक्रिय करता है जो पोषण की स्थिति को दर्शाता है। यह अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों से जुड़ा हुआ है, जैसे कि पैरावेंट्रल न्यूक्लियस और डोरसोमेडियल हाइपोथैलेमिक न्यूक्लियस, जो दोनों भोजन सेवन को नियंत्रित करते हैं [21], [23], [24]। इस प्रकार, यह माना जा सकता है कि नाभिक ट्रैक्टस सॉलिटेरियस, आर्क्यूट न्यूक्लियस, डोर्सोमेडियल हाइपोथैलेमस और परावैथेमिक थैलेमिक न्यूक्लियस पूर्वकाल के गतिविधि परिवर्तन, जो इस अध्ययन में देखे गए थे, केंद्रीय संतृप्ति सर्किट के एक संकेतन को दर्शाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अंततः परिणाम होता है। ऊर्जा की आवश्यकता से अधिक कैलोरी का सेवन।

इसके अतिरिक्त, आलू चिप सेवन से संबंधित नाभिक accumbens की मजबूत सक्रियता देखी गई है। नाभिक accumbens इनाम प्रणाली की एक महत्वपूर्ण संरचना है, जो सक्रिय है, उदाहरण के लिए, दवाओं को पुरस्कृत करके [9]। भोजन के सेवन के संदर्भ में, नाभिक के सक्रियण से हेजोनिक भोजन के सेवन को प्रेरित करने वाले पुरस्कृत संकेत मिलते हैं। इसके अतिरिक्त, आलू के चिप्स की खपत में काफी वृद्धि हुई सक्रियता उन क्षेत्रों में दर्ज की गई थी जो पहले सामान्य इनाम प्रणालियों या लत के लिए जिम्मेदार थे, अर्थात् प्रीलिम्बिक कॉर्टेक्स (आर + एल)। [25], [26], पृष्ठीय सब-कम्यूटरी (R + L) [27]धारी टर्मिनल (एल) के बिस्तर नाभिक [28], मेडियोडोरस थैलेमस (R + L) [26], [29], सिंगुलेट कॉर्टेक्स (R + L) [26], caudate / putamen (उदर स्ट्रेटम) (R + L) [26] और द्वीपीय कोर्टेक्स (R + L) [30]। मेडियोडोरल थैलेमस और इंसुलर कोर्टेक्स भी घ्राण या अन्य संवेदी इनपुट के साथ घ्राण के एकीकरण से जुड़े हुए हैं [31]। कौडेट और इंसुला दवा से भी जुड़े हुए हैं - साथ ही भोजन की लालसा भी [32]। आगे की मस्तिष्क संरचनाएं, जो इनाम और लत से जुड़ी हुई हैं, ने मानक चाउ की तुलना में स्नैक फूड के सेवन के बाद काफी कम गतिविधि दिखाई: रेफ़े [33]अंतरापेशी नाभिक [34], वेंट्रल टेक्टल एरिया (R + L) [35], [36], और उदर उपचारात्मक (आर + एल) [37].

इन परिणामों से संकेत मिलता है कि आलू के चिप्स की खपत हेडोनिक इनाम सर्किट की सक्रियता से संबंधित है, और समानांतर में, होमोस्टैटिक संतृप्ति सर्किट को निष्क्रिय करने के लिए। दोनों सर्किट भी मुख्य रूप से थैलेमस के पैरावेंट्रिकुलर न्यूक्लियस से जुड़े होते हैं, जो संतुलन और प्रतिफल के बीच एक इंटरफेस के रूप में कार्य करता है [38]। इस प्रकार, देखा गया सक्रियण पैटर्न उच्च ऊर्जा का सेवन कर सकता है जब स्नैक फूड, जैसे कि आलू के चिप्स, उपलब्ध हैं।

आलू के चिप्स के आणविक घटकों, ऊर्जा घनत्व की भूमिका के साथ-साथ परिधीय और केंद्रीय तंत्रों को प्रकट करने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है, जो ऊर्जा के घरेलू नियंत्रण को बाधित करते हैं।

4। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) का प्रभाव अन्य मस्तिष्क संरचनाओं पर आधारित होता है जो खाद्य पदार्थों से संबंधित होते हैं

इसके अलावा, स्नैक फूड (आलू के चिप्स) के सेवन के बाद, उन मस्तिष्क संरचनाओं की एक मजबूत सक्रियता देखी गई जो पहले भोजन के सेवन, भूख के व्यवहार और खाद्य नियंत्रण से जुड़ी हुई हैं, जैसे कि इनफ्लिबिक कॉर्टेक्स (आर + एल)। [36], [39]पार्श्व हाइपोथैलेमस (R) [36], और पट (आर + एल) [40].

मस्तिष्क संरचनाएं रैपहे नाभिक और पार्श्व परब्रैचियल नाभिक (आर), जो भोजन सेवन से भी जुड़ी हुई हैं, ने मानक चाउ की तुलना में आलू के चिप्स की खपत के बाद काफी कम गतिविधि को दिखाया है। [41]। पार्श्व parabrachial नाभिक कैलोरिक विनियमन, घूस इनाम, दूध पिलाने में संज्ञानात्मक प्रसंस्करण के साथ जुड़ा हुआ है [42], लेकिन सोडियम और पानी के सेवन के साथ भी [43]। इस प्रकार, इस संरचना की कम गतिविधि मानक चाउ की तुलना में आलू के चिप्स की उच्च नमक सामग्री से जुड़ी हो सकती है। परिणामों से संकेत मिलता है कि, इसकी आणविक संरचना के कारण, जिसके परिणामस्वरूप उच्च ऊर्जा घनत्व होता है, आलू के चिप्स इनाम के साथ जुड़े मस्तिष्क संरचनाओं को सक्रिय कर सकते हैं और मानक चाउ की तुलना में अलग-अलग भोजन का सेवन नियंत्रित कर सकते हैं। यह प्रभाव अंततः भोजन की गुणवत्ता और मात्रा या बल्कि ऊर्जा सेवन को नियंत्रित कर सकता है।

5। लोकोमोटर गतिविधि और नींद से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं पर स्नैक फूड (आलू के चिप्स) का प्रभाव

इसके अतिरिक्त, आंदोलन और गतिविधि से जुड़ी छह मस्तिष्क संरचनाएं काफी अधिक एमएन दिखाती हैं2+ संचय तब होता है जब चूहों में मानक चॉइस की तुलना में आलू के चिप्स तक पहुंच होती है: प्राथमिक मोटर कॉर्टेक्स (आर + एल), द्वितीयक मोटर कॉर्टेक्स (आर + एल) के साथ-साथ पुदीना पुटामेन (आर + एल)। [44]। आलू के चिप्स से खिलाए गए जानवरों में मोटर क्षेत्रों की महत्वपूर्ण गतिविधि व्यवहार के अध्ययन के साथ अच्छे समझौते में है, जो इस समूह में उच्च लोकोमोटर गतिविधि दिखाते हैं (चित्रा 2A और बी)। भोजन सेवन से पहले लोकोमोटर गतिविधि की वृद्धि को जोड़ा गया है। इस प्रकार, यह दिखाया गया था, उदाहरण के लिए, कि घ्रेलिन ने पुरस्कृत भोजन के सेवन के साथ-साथ कृन्तकों में लोकोमोटर गतिविधि को प्रेरित किया, जो संभवतः भोजन चाहने वाले व्यवहार की उत्तेजना से संबंधित है [45], [46].

अंत में, आलू के चिप्स का अंतर्ग्रहण नींद से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं के एक महत्वपूर्ण निष्क्रियकरण से जुड़ा था, अर्थात् पार्श्व जालीदार नाभिक (आर) [47], परजीवी कोशिकीय नाभिक (R + L) [47]पार्श्व पैरागिनेंटोसेलुलर न्यूक्लियस (R + L) [48], गिगेंटोसेल्यूलर न्यूक्लियस (R + L) [49], [50], पोंटीन रेटिक्यूलर न्यूक्लियस ओरल (R + L) [51] और टेक्टिकल नाभिक (R + L) [52]। नींद के व्यवहार पर भोजन की संरचना का प्रभाव पूरी तरह से समझा नहीं गया है। यह दिखाया गया है कि उच्च वसा वाले आहार के लंबे समय तक (छह सप्ताह) सेवन से नींद की अवधि की आवृत्ति और अवधि बढ़ जाती है। यह प्रभाव, हालांकि, ऊर्जा के सेवन की तुलना में विकासशील मोटापे से संबंधित था [53]। दूसरी ओर, कई अध्ययनों से पता चला है कि एक उच्च वसा वाले आहार का दीर्घकालिक अनुप्रयोग चूहों में ड्यूरनल आराम अवधि के दौरान भोजन का सेवन बढ़ा देता है। [12], [54]। बढ़े हुए भोजन संबंधी भोजन का सेवन नींद के व्यवहार में परिवर्तन और परिणामस्वरूप नींद से संबंधित मस्तिष्क-संरचना गतिविधि के संशोधन से संबंधित है। अल्पावधि खिला शर्तों के तहत यहां लागू किया गया है, हालांकि, स्नैक फूड ने न तो शरीर के वजन में उल्लेखनीय वृद्धि को प्रेरित किया और न ही सर्कैडियन फीडिंग पैटर्न की एक पारी। इसलिए, हम अनुमान लगाते हैं कि नींद से संबंधित मस्तिष्क संरचनाओं को निष्क्रिय करना लोकोमोटर और भोजन की मांग की गतिविधि से जुड़ा हुआ है, जो नींद को दबा सकता है।

निष्कर्ष

सारांश में, MEMRI और VBM दोनों के साथ-साथ क्षेत्र-हित-आधारित दृष्टिकोण द्वारा सक्रिय मस्तिष्क संरचनाओं के बाद के विश्लेषण ने समान सक्रिय सक्रियण प्रतिक्रिया दिखाई। कई मस्तिष्क संरचनाओं को निष्क्रिय भोजन पर निर्भर करता है। स्नैक फूड (आलू के चिप्स) का सेवन एड लिबिटिटम फेड चूहों द्वारा मानक चाउ की तुलना में मस्तिष्क संरचनाओं में सक्रियण पैटर्न में महत्वपूर्ण अंतर को प्रेरित करता है जो भोजन सेवन, इनाम / लत, साथ ही गतिविधि और आंदोलन के साथ जुड़े थे। सेरेब्रल लोकोमोटर गतिविधि संरचनाओं में वृद्धि पशु व्यवहार के अनुसार होती है: कई दिनों में गतिविधि प्रोफाइल से पता चला कि जानवरों की लोकोमोटर गतिविधि का एक उच्च स्तर आलू के चिप्स के सेवन से जुड़ा था। मस्तिष्क की संरचनाओं में कम गतिविधि दर्ज की गई थी जो नींद-जाग-ताल के विनियमन के लिए महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से आरईएम-नींद की।

भोजन सेवन से संबंधित मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न के देखे गए परिवर्तन संभवतः स्नैक फूड की आणविक संरचना के कारण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप, उदाहरण के लिए, एक उच्च ऊर्जा घनत्व में। इसके अतिरिक्त, स्नैक फूड द्वारा कैलोरी की आपूर्ति मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न के मॉड्यूलेशन को प्रेरित कर सकती है। आगे के अध्ययनों में अब नियंत्रण से मेल खाने वाले कैलोरी सेवन के साथ या मस्तिष्क गतिविधि पैटर्न पर परिभाषित स्नैक खाद्य घटकों के प्रभावों का परीक्षण करके स्नैक फूड समूह की शुरुआत करके मनाया परिवर्तनों के ट्रिगर्स को प्रकट करना आवश्यक है।

लेखक योगदान

प्रयोगों की कल्पना और डिजाइन: TH MP AH प्रयोग किए गए: TH AH। डेटा का विश्लेषण: TH एसके एसजी एएच। योगदान अभिकर्मकों / सामग्री / विश्लेषण उपकरण: एएच एमपी। कागज लिखा: TH SK SG MP AH

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