मोटापा बदल मस्तिष्क समारोह के साथ जुड़ा हुआ है: संवेदीकरण और हाइपोप्रोस्थेलिटी (2012)

टिप्पणियाँ: अध्ययन मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों में संवेदनशीलता और हाइपोप्रोसेरिटी दोनों को प्रकट करता है। दोनों व्यसन-संबंधित मस्तिष्क परिवर्तनों की पहचान हैं,।

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मिडब्रेन (ए) में पुच्छल नाभिक का ग्लूकोज चयापचय मोटे व्यक्तियों (बी) में काफी अधिक था।

अधिकांश पश्चिमी देशों में व्यापकता और मोटापे की गंभीरता में वार्षिक वृद्धि वर्तमान में पर्याप्त है। हालांकि मोटापा आमतौर पर अत्यधिक ऊर्जा सेवन से उत्पन्न होता है, यह वर्तमान में स्पष्ट नहीं है कि क्यों कुछ लोगों को अधिक वजन और वजन बढ़ने का खतरा होता है।

चूँकि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र भूख संकेतों के प्रसंस्करण और भोजन सेवन को नियंत्रित करने में मुख्य रूप से शामिल है, इसलिए यह संभव है कि वजन बढ़ने और मोटापे का कारण मस्तिष्क में हो।

तुर्क विश्वविद्यालय और अल्टो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अब मोटापे में मस्तिष्क की भूमिका के लिए नए सबूत पाए हैं। शोधकर्ताओं ने कामकाज को मापा मस्तिष्क सर्किट कई मस्तिष्क इमेजिंग तरीकों के साथ शामिल।

परिणामों से पता चला है कि मोटे बनाम दुबले व्यक्तियों में, मस्तिष्क के स्ट्रेटल क्षेत्रों में मस्तिष्क ग्लूकोज चयापचय काफी अधिक था, जो पुरस्कार के प्रसंस्करण में शामिल हैं। इसके अलावा, मोटापे से ग्रस्त व्यक्ति की इनाम प्रणाली ने खाद्य चित्रों के लिए अधिक सख्ती से प्रतिक्रिया दी, जबकि संज्ञानात्मक नियंत्रण में शामिल ललाट कोर्टिकल क्षेत्रों में प्रतिक्रियाएं नम थीं.

"परिणाम बताते हैं कि मोटे व्यक्तियों का दिमाग लगातार ऐसे संकेत उत्पन्न कर सकता है जो शरीर को अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होने पर भी खाने को बढ़ावा देते हैं, “तुर्कू विश्वविद्यालय से एडजंक्ट प्रोफेसर लॉरी नुमेनमा कहते हैं।

“परिणाम मोटापे और वजन बढ़ने में मस्तिष्क की भूमिका को उजागर करते हैं। परिणामों में मोटापे के मौजूदा मॉडल पर प्रमुख प्रभाव हैं, लेकिन मोटापे के औषधीय और मनोवैज्ञानिक उपचार के विकास पर भी, "नुमानम्मा कहते हैं।

प्रतिभागियों को मोटे तौर पर मोटे व्यक्ति और दुबले, स्वस्थ नियंत्रण वाले थे। उनका दिमाग ग्लूकोज चयापचय पॉज़िट्रॉन के साथ मापा गया था उत्सर्जन टोमोग्राफी जिन स्थितियों में शरीर को इंसुलिन सिग्नलिंग के संदर्भ में संतृप्त किया गया था। मस्तिष्क प्रतिक्रियाएं खाद्य पदार्थों के चित्रों के साथ मापा गया फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग.

अनुसंधान फिनलैंड, तुर्कू विश्वविद्यालय अस्पताल, तुर्कू विश्वविद्यालय, Akbo अकादमी विश्वविद्यालय और ऑल्टो विश्वविद्यालय द्वारा वित्त पोषित है।

परिणाम जनवरी 27th, 2012 पर वैज्ञानिक पत्रिका PLoS ONE में प्रकाशित किए गए थे।

 अध्ययन: पृष्ठीय स्ट्रेटम और इसकी लिम्बिक कनेक्टिविटी मोटापा में असामान्य रूप से एंटीऑप्टिटरी रिवार्ड प्रोसेसिंग को मध्यस्थ बनाती है

 लॉरी नुमेनम्मा, जुसी हिरोवोनन, जर्ना सी। हन्नुकैनन, हेइडी इमोमेन, मार्कस एम। लिंड्रोस, पॉलिना सलमिनन, पिरोजो न्यूटिला .. प्लोस वन, एक्सएमयूएमएक्स; 2012 (7): e2 DOI: 10.1371 / journal.pone.0031089

सार

मोटापे की विशेषता मस्तिष्क के सर्किट में असंतुलन की विशेषता है जो इनाम की मांग और संज्ञानात्मक नियंत्रण को नियंत्रित करता है। यहां हम दिखाते हैं कि पृष्ठीय कॉड्यूलेट न्यूक्लियस और अम्यग्दला, इंसुला और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के साथ इसके संबंध मोटापे में असामान्य इनाम प्रसंस्करण में योगदान करते हैं। हमने रुग्ण मोटापे (n = 19) और सामान्य भारित (n = 16) विषयों को 2- [18F] फ्लोरो-2-deoxyglucose ([¹⁸एफ] एफडीजी) युग्लिमिक हाइपरिन्सुलिनमिया के दौरान पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) और कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई) के साथ, जबकि प्रत्याशित भोजन इनाम भूख और धुंधले भोजन चित्रों की बार-बार प्रस्तुतियों से प्रेरित था। सबसे पहले, हमने पाया कि पृष्ठीय कॉडेट नाभिक में ग्लूकोज की वृद्धि दर सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में अधिक थी। दूसरा, मोटापे से ग्रस्त विषयों ने एफडीआरआई में ब्लेंडिंग बनाम ब्लॉन्ड खाद्य पदार्थों को देखने के दौरान कॉड न्यूक्लियस में हेमोडायनामिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ाया। कॉडेट ने मोटे बनाम सामान्य-वजन वाले विषयों में एमीगडाला और इंसुला के साथ कार्य-संबंधित कार्यात्मक कनेक्टिविटी को दिखाया। अंत में, मोटे-मोटे विषयों की तुलना में मोटे-मोटे खाद्य पदार्थों में डोरोलैटरल और ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टिस में ऐपेटाइज़िंग की तुलना में छोटे प्रतिक्रियाएँ होती थीं और पृष्ठीय पृष्ठीय न्यूक्लियस में ड्यूरोलॉटल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स को सक्रिय करने में विफलता को उच्च चयापचय चयापचय से संबद्ध किया गया था। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि मोटापे में बाहरी खाद्य संकेतों के प्रति संवेदनशीलता में असामान्य उत्तेजना-प्रतिक्रिया सीखने और डोसल कॉडेट न्यूक्लियस द्वारा प्रेरित प्रोत्साहन प्रेरणा शामिल हो सकती है, जो बदले में अमगडला और इंसुला और असामान्य रूप से निरोधात्मक निरोधात्मक नियंत्रण से उच्च इनपुट के कारण हो सकता है। ललाट कोर्टिकल क्षेत्र। इनाम सर्किट में जवाबदेही और इंटरकनेक्टिविटी में ये कार्यात्मक परिवर्तन मोटापे में अधिकता को समझाने के लिए एक महत्वपूर्ण तंत्र हो सकता है।

प्रशस्ति पत्र: नुमेनमामा एल, हिरोवेनन जे, हन्नुकैनन जेसी, इमोमेन एच, लिंड्रोस एमएम, एट अल। (एक्सएनयूएमएक्स) पृष्ठीय स्ट्रेटम और इसकी लिम्बिक कनेक्टिविटी मेडिवन मोटापा में असामान्य एंटीऑपरेटरी रिवार्ड प्रोसेसिंग को मध्यस्थ बनाती है। एक 2012 (7): ईएक्सएनयूएमएक्स। डोई: 2 / journal.pone.31089

संपादक: हां-पिंग तांग, लुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी हेल्थ साइंसेज सेंटर, संयुक्त राज्य अमेरिका

प्राप्त किया: अगस्त 19, 2011; स्वीकृत: जनवरी 2, 2012; प्रकाशित: फरवरी 3, 2012

कॉपीराइट: © 2012 न्यूमेनमा 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: यह काम फिनलैंड की अकादमी (#256147 और #251125 को अनुदान) द्वारा समर्थित किया गया था http://www.aka.fi) से एलएन तक, ऑल्टो यूनिवर्सिटी (AivoAALTO अनुदान, http://www.aalto.fi) सिग्रिड जुसेलियस फाउंडेशन (www.sigridjuselius.fi/foundation) तुर्क विश्वविद्यालय अस्पताल (EVO अनुदान) http://www.tyks.fi)। 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

अधिकांश पश्चिमी देशों में व्यापकता और मोटापे की गंभीरता में वार्षिक वृद्धि वर्तमान में पर्याप्त है [1]। स्वादिष्ट खाद्य पदार्थों की अप्रतिबंधित उपलब्धता सबसे स्पष्ट पर्यावरणीय कारक है जो मोटापे को बढ़ावा देता है [2], और भोजन की कमी की स्थिति के तहत उच्च चीनी और वसा के सेवन के माध्यम से ऊर्जा के तेजी से सेवन को बढ़ावा देने वाले जीन आधुनिक समाजों में एक दायित्व बन गए हैं जहां उच्च कैलोरी भोजन सर्वत्र उपलब्ध है। वर्तमान मोटापे की महामारी से लड़ने के लिए इस प्रकार यह समझना अनिवार्य है कि कौन से कारक निर्धारित करते हैं कि भोजन की खपत का पीछा किया जाता है या नियंत्रित किया जाता है। भोजन करने से पोषक तत्व मिलते हैं लेकिन यह बहुत मजबूत होता है, क्योंकि यह आनंद और इनाम की तीव्र भावनाओं को प्रेरित करता है। तुलनात्मक अध्ययनों में स्थापित किया गया है कि एक परस्पर इनाम सर्किट जिसमें सबकोर्टिकल (एमिग्डाला, हाइपोथैलेमस, स्ट्रेटम) और फ्रंटोकॉर्टिकल (मोटर, प्रीमोटर, ऑर्बिटल और मेडियल प्रीफ्रंटल) शामिल होते हैं, जो भूख के व्यवहार को निर्देशित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। [3], [4], [5]। मनुष्यों में कार्यात्मक इमेजिंग अध्ययनों ने आगे दिखाया है कि इनाम सर्किट के उप-केंद्र बाहरी खाद्य संकेतों के प्रसंस्करण में योगदान करते हैं जैसे खाद्य पदार्थों के चित्र [6], [7], [8], [9], और इनाम सर्किट की शिथिलता भी मोटापा और नशीली दवाओं की लत दोनों से जुड़ी हुई है। [2], [10], [11], [12], [13], [14]। वर्तमान अध्ययन में हम दिखाते हैं कि कैसे टॉनिक गतिविधि, क्षेत्रीय प्रतिक्रियाएं और साथ ही रिवार्ड सर्किट की अंतर्संबंधात्मकता अतिवृद्धि और मोटापे की व्याख्या करने वाले महत्वपूर्ण तंत्र हो सकते हैं।

पालनीय खाद्य पदार्थ मजबूत प्रेरक शक्ति ले जाते हैं। एक स्वादिष्ट केक की दृष्टि या हमारे पसंदीदा भोजन की गंध अभी खाने के लिए एक मजबूत आग्रह है, और इस तरह के संकेतों के संपर्क में शारीरिक तृप्ति के संकेतों को पार कर सकते हैं और भोजन की खपत को ट्रिगर कर सकते हैं [15]। इस प्रकार ओवरईटिंग की संभावना इनाम सर्किट और नेटवर्कों के बीच संतुलन पर निर्भर करती है जो इनाम की मांग को रोकती है, जैसे कि पृष्ठीय प्रीफ्रंटल कॉर्टिस [16], [17], [18]। मनुष्यों में इमेजिंग अध्ययन से अतिरिक्त साहित्य से पता चलता है कि इन प्रणालियों में असंतुलन की विशेषता मोटापा है, जिसमें इनाम सर्किट मोटापे में प्रत्याशा को पुरस्कृत करने के लिए अति सक्रिय है और यह कि निरोधात्मक नेटवर्क इनाम सर्किट पर नियंत्रण को समाप्त करने में विफल हो सकते हैं [2], [10], [11], [12], [13], [14], [19]। खाद्य पदार्थों के प्रति इनाम सर्किट की प्रतिक्रिया में बड़े व्यक्तिगत अंतर हैं, और यह एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है जो अधिक भोजन और मोटापे में योगदान देता है [2]। व्यक्तित्व विशेषता इनाम ड्राइव सकारात्मक रूप से खाद्य cravings और शरीर के वजन के साथ जुड़ा हुआ है [20], और fMRI अध्ययनों से पता चला है कि यह सामान्य वजन वाले व्यक्तियों में भूख बढ़ाने वाले खाद्य चित्रों के लिए वेंट्रल स्ट्रेटम की प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करता है। [21]। इसी प्रकार, बाहरी खाद्य संकेतों के लिए स्व-सूचना संवेदनशीलता सकारात्मक रूप से इनाम सर्किट के अंतर्संबंध के साथ सहसंबद्ध है [22]। इन निष्कर्षों के अनुरूप, एफएमआरआई अध्ययनों ने पुष्टि की है कि मोटे व्यक्तियों का इनाम सर्किट खाद्य पदार्थों की दृष्टि के प्रति अति संवेदनशील है। मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों को खाने की तस्वीरों को एमीगडाला, कॉड न्यूक्लियस और पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स में दिखाया जाता है [10], [19], और यह प्रस्तावित किया गया है कि डोपामिनर्जिक इनाम सर्किट की यह सक्रियता मोटापे से ग्रस्त लोगों को खा लेने के लिए प्रवृत्त कर सकती है। पीईटी के अध्ययन ने ड्रग के दुरुपयोग और अत्यधिक भोजन सेवन के तंत्र में डोपामिनर्जिक सामान्यताओं का प्रदर्शन किया है, यह सुझाव देते हुए कि कम से कम कुछ मामलों में मोटापे को 'भोजन की लत' के रूप में जाना जा सकता है। मिडब्रेन में डोपामिनर्जिक इनाम रास्ते भोजन और दवा की खपत दोनों को संशोधित करते हैं [23] विशेष रूप से भोजन और दवा की लालसा की उत्तेजना पैदा करने के माध्यम से [24], और दोनों दवाएं और भोजन लिम्बिक क्षेत्रों में डोपामाइन को बढ़ाकर उनके मजबूत प्रभावों को बढ़ाते हैं। नशे की लत विकारों वाले मरीजों में टन कम आधारभूत डी दिखाई देते हैं₂ रिसेप्टर (D)₂स्ट्रेटम में आर) घनत्व, और दुरुपयोग की दवा के प्रशासन के बाद धमाकेदार डोपामाइन रिलीज। दुरुपयोग की दवाओं के समान, भोजन की खपत स्वस्थ विषयों में पृष्ठीय स्ट्रेटम में डोपामाइन रिलीज के साथ जुड़ी हुई है, और जारी की गई डोपामाइन की मात्रा को खाद्य सुखदता की रेटिंग के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध किया गया है [12]। नशे की लत विकारों वाले रोगियों के समान, मोटे विषयों में आधारभूत स्ट्रिपटल डी कम होता है₂घनत्व, जो सीधे बीएमआई के आनुपातिक है [11].

हालाँकि रिवार्ड सर्किट की परिवर्तित संवेदनशीलता मोटापे की व्याख्या करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है, यह मायावी बनी हुई है कि वास्तव में रिवार्ड सर्किटरी मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों में भोजन से संबंधित अग्रिम कार्यों के लिए कितना योगदान देती है। सामान्य-वजन और मोटे विषयों में खाद्य पदार्थों के लिए उन्नत इनाम सर्किट प्रतिक्रियाओं का पहला, पिछला प्रदर्शन [10], [19] मस्तिष्क में इनाम सर्किट की टॉनिक बेसलाइन गतिविधि में अंतर को संबोधित नहीं किया है। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में टन कम ग्लूकोज चयापचय कम स्ट्रिपेटल डोपामाइन डी की भविष्यवाणी करता है₂ रिसेप्टर घनत्व - विकृति इनाम सर्किट की एक बानगी - मोटे विषयों में [17]। हालांकि, चाहे तंत्रिका नेटवर्क की टॉनिक गतिविधि जो कि अग्रिम प्रतिफल प्रक्रिया करती है, बाहरी खाद्य संकेतों के लिए कार्यात्मक प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करती है, अज्ञात है। दूसरा, केवल मुट्ठी भर अध्ययनों ने परीक्षण के लिए एक सिस्टम-स्तरीय दृष्टिकोण लिया है कि क्या मोटापा इनाम सर्किट की कार्यात्मक कनेक्टिविटी को बदल देगा। जबकि स्वस्थ मनुष्यों में हाल ही में एक इमेजिंग अध्ययन ने प्रदर्शित किया कि मानव इनाम सर्किट के भीतर कनेक्टिविटी बाहरी खाद्य संकेतों के लिए व्यक्तिगत संवेदनशीलता पर निर्भर है [22], मोटापे से ग्रस्त और सामान्य वजन वाले अन्य व्यक्तियों ने सुझाव दिया कि मोटापा विशेष रूप से एमिग्डाला से ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स, (ओएफसी) की कमी वाले कार्यात्मक संपर्क से जुड़ा हुआ है और ओएफसी से वेंट्रल स्ट्रिएटम तक बढ़ रही कनेक्टिविटी [25]। हालांकि, इन कार्यात्मक परिवर्तनों को अंतर्निहित सटीक तंत्रिका तंत्र अज्ञात रहते हैं।

इस अध्ययन में हमने संयोजन द्वारा मल्टीमॉडल मस्तिष्क इमेजिंग को लागू किया [¹⁸एफ] एफडीआरआई पीईटी एक एफएमआरआई प्रयोग के साथ जिसमें भूख बढ़ाने और भोजन के चित्रों की प्रस्तुति द्वारा प्रेरित अग्रिम इनाम शामिल है। ध्यान दें कि हालांकि प्रतिभागियों को वास्तव में कोई पुरस्कार नहीं दिया गया था, हम संक्षिप्तता के लिए 'प्रत्याशित प्रतिफल' शब्द का उपयोग करते हैं, क्योंकि अत्यधिक पुरस्कृत लक्ष्य जैसे कि खाद्य पदार्थ विश्वसनीय रूप से उदरीय स्ट्रिपटम में प्रतिफल प्रत्याशा प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करते हैं, तब भी जब कोई प्रतिफल वास्तव में नहीं होता है। पहुंचा दिया [21]। यह स्थापित किया गया है कि ग्लूकोज का उपयोग कसकर स्पाइकिंग आवृत्ति के साथ जुड़ा हुआ है [26], इसलिए आराम के दौरान मस्तिष्क के टॉनिक बेसलाइन सक्रियण को मापने के लिए ग्लूकोज चयापचय दर का उपयोग किया जा सकता है। प्राइम्ड हाइपरिन्सुलिनमिक क्लैंप का उपयोग करके [27] पीईटी स्कैन के दौरान, हम मोटे और सामान्य वजन वाले व्यक्तियों के मस्तिष्क के ग्लूकोज चयापचय की ऐसी स्थिति में तुलना करने में सक्षम थे, जहां शरीर इंसुलिन सिग्नलिंग के मामले में एक तृप्त अवस्था में है। एफएमआरआई प्रयोग ने हमें यह तुलना करने में सक्षम किया कि मोटे और सामान्य वजन वाले व्यक्तियों को क्षेत्रीय मस्तिष्क प्रतिक्रियाओं और भूख बढ़ाने वाले बनाम ब्लैंडिंग खाद्य पदार्थों को देखने के दौरान इनाम सर्किट की प्रभावी कनेक्टिविटी दोनों के संबंध में भिन्न होते हैं। अंत में, पीईटी और fMRI डेटा के संयोजन ने हमें FMRI प्रयोग में भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों के लिए मस्तिष्क की प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने के लिए PET स्कैन में प्राप्त क्षेत्रीय ग्लूकोज चयापचय दर (GMRs) का उपयोग करने में सक्षम किया।

सामग्री और तरीके

प्रतिभागियों

दक्षिण-पश्चिमी फिनलैंड के अस्पताल जिले की नैतिक समिति ने अध्ययन प्रोटोकॉल को मंजूरी दी और सभी प्रतिभागियों ने नैतिक समिति द्वारा अनुमोदित, सूचित सहमति रूपों पर हस्ताक्षर किए। अध्ययन हेलसिंकी की घोषणा के अनुसार आयोजित किया गया था। टेबल 1 प्रतिभागियों का सारांश प्रस्तुत करता है। मोटे समूह में उन्नीस न्यूरोलॉजिकल रूप से अखंड रुग्ण मोटे विषय (M) शामिल थे_{बीएमआई} = एक्सएनयूएमएक्स, एसडी_{बीएमआई} = 6.60)। उनमें से पांच ने मौखिक एंटीडायबिटिक दवा का इस्तेमाल किया और उन्हें पीईटी अध्ययन से बाहर रखा गया। सोलह न्यूरोलॉजिकल रूप से सामान्य सामान्य वजन वाले स्वयंसेवी विषय नियंत्रण (एम) के रूप में कार्य करते हैं_{बीएमआई} = एक्सएनयूएमएक्स, एसडी_{बीएमआई} = 2.07) और उच्च रक्तचाप (यानी ब्लड प्रेशर) की उम्र, ऊंचाई और सूचकांक के संबंध में रोगियों के साथ मिलान किया गया। खाने के विकार, गंभीर मानसिक विकार और मादक द्रव्यों के सेवन सभी प्रतिभागियों के लिए बहिष्करण मानदंड थे। एक सामान्य वजन वाले विषय को अत्यधिक सिर की गति के कारण fMRI डेटा विश्लेषण से बाहर रखा गया था।

टेबल 1. प्रतिभागियों की विशेषताएं।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.t001

व्यवहार माप

प्रयोग से पहले, प्रतिभागियों ने एक दृश्य एनालॉग पैमाने का उपयोग करके भूख की अपनी भावना का मूल्यांकन किया। एफएमआरआई प्रयोग के बाद, प्रतिभागियों ने स्व-मूल्यांकन मानिकिन का उपयोग करके कंप्यूटर पर प्रयोगात्मक उत्तेजनाओं की वैधता (सुखदता बनाम अप्रियता) का मूल्यांकन किया। [28] 1 (अप्रिय) से 9 (सुखद) तक के पैमाने के साथ।

पीईटी अधिग्रहण और विश्लेषण

12 घंटे उपवास के बाद अध्ययन किया गया। पीईटी अध्ययनों से पहले कैफीन युक्त पेय और धूम्रपान 24 घंटे से परहेज विषय। पूर्व संध्या से किसी भी प्रकार की ज़ोरदार शारीरिक गतिविधि निषिद्ध थी। दो कैथेटर्स को एंटीक्यूबिटल नसों में डाला गया, एक खारा, इंसुलिन और ग्लूकोज के संक्रमण के लिए और रेडियोटेन्सर के इंजेक्शन [¹⁸एफ] एफडीजी, और धमनीकृत रक्त के नमूने के लिए विपरीत गर्म हाथ में एक और। यूग्लाइसेमिक हाइपरिन्सुलिनमिक क्लैंप तकनीक का इस्तेमाल पहले वर्णित के रूप में किया गया था [27]। इंसुलिन जलसेक की दर 1 म्यू · किग्रा थी^-1 · मि^-1 (एक्ट्रेपिड, नोवो नॉर्डिस्क, कोपेनहेगन, डेनमार्क)। हाइपरिन्युलिनमिया के दौरान, एक्सग्यूम एक्स% ग्लूकोज को तीव्र रूप से संक्रमित करके यूग्लिसिमिया को बनाए रखा गया था। ग्लूकोज जलसेक की दर को प्लाज्मा ग्लूकोज सांद्रता के अनुसार समायोजित किया गया था, जो हर 20-5 मिनट को धमनियों से मापा जाता है। समय बिंदु पर 10 + minutes100 मिनटों का यूग्लाइसेमिक हाइपरिन्सुलिनैमिक क्लैंप, [¹⁸F] FDG (189 FD 9 MBq) को 40 सेकंड और डायनेमिक ब्रेन स्कैन के लिए 40 मिनट (फ्रेम; 4 • 30 s, 3 • 60 s, 7 s) शुरू किया गया। स्कैन के दौरान रेडियोधर्मिता विश्लेषण के लिए रक्त के नमूनों को खींचा गया। पहले से वर्णित पीईटी अध्ययन के लिए एक GE एडवांस पीईटी स्कैनर (जनरल इलेक्ट्रिक मेडिकल सिस्टम, मिल्वौकी, WI, यूएसए) का उपयोग 300 मिमी के लिए किया गया था। [29], [30]. [¹⁸एफ] एफडीजी को पहले वर्णित के रूप में संश्लेषित किया गया था [31]। प्लाज्मा रेडियोधर्मिता को एक स्वचालित गामा काउंटर (विज़ार्ड 1480 3 ″, वालेक, तुर्कू, फिनलैंड) के साथ मापा गया था।

सेरेब्रल ग्लूकोज अपटेक रेट को पहले बताए गए डायनामिक पीईटी स्कैन से अलग प्रत्येक स्वर के लिए मापा जाता था [29], [30], सिवाय इसके कि 0.8 के एक गांठ वाले निरंतर का उपयोग किया गया था [32]। पैरामीट्रिक ग्लूकोज चयापचय छवियों के सामान्यीकरण और सांख्यिकीय विश्लेषण SPM 5 सॉफ्टवेयर (सॉफ्टवेयर) के साथ किए गए थेwww.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)। पैरामीट्रिक छवियों को एमएनआई स्पेस में इन-हाउस ग्लूकोज मेटाबॉलिज्म टेम्पलेट में सामान्यीकृत किया गया था, जो रैखिक और नॉनलाइनियर परिवर्तनों का उपयोग करते हुए, और एफडब्ल्यूएचएम 10-एमएम के गॉसियन कर्नेल के साथ चिकना किया गया था। ग्लूकोज चयापचय में समूह अंतर का विश्लेषण करने के लिए सामान्यीकृत पैरामीट्रिक छवियों के लिए सरल टी-विरोधाभासों का उपयोग किया गया था। सांख्यिकीय थ्रेशोल्ड को पी <.001 पर सेट किया गया था, जो बिना किसी न्यूनतम आकार के 100 सन्निहित स्वरों के आकार के साथ अचूक था। पीईटी डेटा में छोटी मात्रा में सुधार (एसवीसी) के लिए, इनाम प्रणाली के भीतर शारीरिक रूप से ब्याज की प्राथमिकता वाले क्षेत्रों को परिभाषित किया गया (cautate nucleus, amygdala, thalamus, insula और orbitofrontal cortex, को WFU पिकालेट का उपयोग करके परिभाषित किया गया था) [33] और AAL [34] एटलस।

एफएमआरआई के लिए प्रायोगिक डिजाइन

Stimuli और डिजाइन में संक्षेप हैं चित्रा 1। उत्तेजनाओं को स्वादिष्ट बनाने वाले खाद्य पदार्थों (जैसे चॉकलेट, पिज्जा, स्टेक), ब्लैंड खाद्य पदार्थों (जैसे दाल, गोभी, पटाखे) और कारों को कम-स्तरीय दृश्य विशेषताओं जैसे कि अर्थ प्रकाश, आरएमएस कंट्रास्ट और वैश्विक के साथ मिलान किया गया था। ऊर्जा। 29 स्वस्थ स्वयंसेवकों के एक स्वतंत्र नमूने ने एसएएम के साथ उत्तेजनाओं की वैधता (अप्रियता बनाम सुखदता) का मूल्यांकन किया। वैलेंस रेटिंग का विश्लेषण (एम_{स्वादिष्ट} = एक्सएनएनएक्स, एम_नरम = एक्सएनएनएक्स, एम_{कारों} = 4.41) ने स्थापित किया कि भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों को ब्लैंड खाद्य पदार्थों की तुलना में अधिक सुखद माना गया, टी (28) = 10.97., पी <.001, और कारें, टी (28) = 7.52, पी <.001, लेकिन कोई मतभेद नहीं थे। आनंद में खाद्य पदार्थों और कारों की, टी (28) = 1.19।

चित्रा 1। एफएमआरआई के लिए प्रायोगिक डिजाइन और प्रयुक्त उत्तेजनाओं के उदाहरण।

प्रतिभागियों ने एक्सन्यूएम एक्सोच के बारीक खाद्य पदार्थों, कारों, और ब्लैंड खाद्य पदार्थों को देखा। प्रत्येक युग में तीन शून्य घटनाओं के साथ छह प्रयोगात्मक उत्तेजनाओं के छद्म रूप से अंतर्विरोध शामिल थे।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g001

स्कैन किए जाने के दौरान, विषयों को एक श्रेणी से छह उत्तेजनाओं वाले एक्सएनयूएमएक्स-सेकेंड युगों को बारी-बारी से देखा जाता था (तीन खाद्य पदार्थों, भूख वाले खाद्य पदार्थों या कारों) को तीन अशक्त घटनाओं के साथ इंटरमिक्स किया गया था। खाद्य छवियों के अंतर्निहित प्रसंस्करण का अध्ययन करने के लिए, हमने संक्षिप्त उत्तेजना प्रदर्शन अवधि और व्यवहार कार्य का उपयोग किया, जो उत्तेजनाओं के हेडोनिक मूल्य से असंबंधित था: एक एकल परीक्षण में एक उत्तेजनापूर्ण छवि का एक 15.75 एमएस प्रस्तुति शामिल थी जिसके बाद एक कम विपरीत केंद्रीय था पार (1000 एमएस)। अशक्त घटनाओं में निम्न-विपरीत क्रॉस की 750 एमएस प्रस्तुति शामिल थी। भोजन और कार की उत्तेजनाओं को बाएं या स्क्रीन के दाईं ओर थोड़ा विस्थापित किया गया था, और प्रतिभागियों को निर्देश दिया गया था कि बाएं या दाएं बटन को दबाया जाए जिसके अनुसार उत्तेजना प्रस्तुत की गई थी। अशक्त परीक्षणों पर कोई प्रतिक्रिया की मांग नहीं की गई थी। प्रत्येक युग के दौरान उत्तेजनाओं का क्रम परीक्षण प्रकार (उत्तेजना या अशक्त) के संबंध में छद्म यादृच्छिक था, जैसे कि तीन से अधिक लगातार परीक्षण एक ही प्रकार के नहीं थे। इस छद्म-यादृच्छिककरण ने भोले प्रतिभागियों में उत्तेजना ऑनसेट की अप्रत्याशितता को संरक्षित करते हुए डिजाइन दक्षता को बढ़ाया [35]। उत्तेजनाओं का दृश्य क्षेत्र यादृच्छिक रूप से और पूरी तरह से असंतुलित था। कुल मिलाकर 72 ऐपेटाइज़िंग फ़ूड ट्रायल (12 युगों में), 72 ब्लैंड फूड ट्रायल (12 युगों में) और 144 कार ट्रायल (24 युगों में) थे। डिजाइन की शक्ति को अधिकतम करने के लिए और भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों के कैरीओवर प्रभावों को रोकने के लिए, उत्तेजना युगों का क्रम इस तरह से तय किया गया था कि कार उत्तेजना युग को हमेशा ऐपेटाइजिंग और ब्लैंड उत्तेजना युगों के बीच प्रस्तुत किया गया था। कार्य का प्रारंभिक युग प्रतिभागियों के बीच असंतुलित था। कुल कार्य अवधि 14 मिनट थी। एफएमआरआई प्रयोग शुरू करने से पहले प्रतिभागियों ने स्कैनर के बाहर कार्य का अभ्यास किया।

fMRI अधिग्रहण और विश्लेषण

स्कैनिंग सत्र सुबह या दोपहर के आसपास हुए (9 am-2 pm) प्रतिभागियों को निर्देश दिया गया कि वे स्कैनिंग से कम से कम तीन घंटे पहले केवल पानी पीने और पीने से परहेज करें। तुर्कू पीईटी केंद्र में फिलिप्स गायरोस्कैन इंटर एक्सएनयूएमएक्स टी सीवी नोवा दोहरे स्कैनर के साथ एमआर इमेजिंग किया गया था। उच्च-रिज़ॉल्यूशन शारीरिक चित्र (1.5 मिमी)³ रिज़ॉल्यूशन) एक T1-भारित अनुक्रम (TR 25 ms, TE 4.6 ms, फ्लिप कोण 30 °, स्कैन समय 376 s) का उपयोग करके हासिल किया गया था। पूरे मस्तिष्क के कार्यात्मक डेटा को इको-प्लानर इमेजिंग (ईपीआई) अनुक्रम के साथ प्राप्त किया गया था, जो रक्त-ऑक्सीजन-स्तर-निर्भर (बोल्ड) सिग्नल कंट्रास्ट (TR = 3000 ms, TE = 50 ms, 90 ° फ्लिप एंगल), 192 मिमी के प्रति संवेदनशील था। FOV, 64 × 64 मैट्रिक्स, 62.5 kHz बैंडविड्थ, 4.0 मिमी स्लाइस की मोटाई, स्लाइस के बीच 0.5 मिमी का अंतर, आरोही क्रम में अधिग्रहित 30 interleaved स्लाइस)। कुल 270 कार्यात्मक संस्करणों का अधिग्रहण किया गया था, और पहले 5 संस्करणों को संतुलन प्रभाव के लिए अनुमति देने के लिए छोड़ दिया गया था। SPM5 सॉफ्टवेयर का उपयोग कर डेटा को प्रीप्रोसेस किया गया और उसका विश्लेषण किया गया (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)। ईपीआई छवियों को स्लाइस समय के अंतर के लिए सही करने के लिए समय में प्रक्षेपित किया गया था और सिर आंदोलनों के लिए सही करने के लिए कठोर शरीर परिवर्तनों द्वारा पहली स्कैन के लिए पुन: पेश किया गया था। EPI और संरचनात्मक छवियों को MNI स्पेस में T1 मानक टेम्पलेट के लिए कोरगिस्टर और सामान्यीकृत किया गया था (रैखिक और गैर-रेखीय परिवर्तनों का उपयोग करके ब्रेन मैपिंग के लिए मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल इंस्टीट्यूट (MNI) - इंटरनेशनल कंसोर्टियम), और FWHM 8-mm के एक गाऊसी कर्नेल के साथ चिकना।

क्षेत्रीय प्रभावों का विश्लेषण

एक पूरे-मस्तिष्क यादृच्छिक प्रभाव मॉडल को दो-चरण प्रक्रिया (पहले और दूसरे स्तर) का उपयोग करके लागू किया गया था। इस यादृच्छिक-प्रभाव विश्लेषण ने अंतर-विषय विचरण के आधार पर प्रभावों का आकलन किया और इस प्रकार प्रतिभागियों के द्वारा खींची गई जनसंख्या के बारे में अनुमानों की अनुमति दी। प्रत्येक भागीदार के लिए, हमने सक्रियण के बोल्ड सूचकांकों पर कार्य मापदंडों के क्षेत्रीय प्रभावों का आकलन करने के लिए एक जीएलएम का उपयोग किया। इस मॉडल में तीन प्रायोगिक स्थितियों (भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थ, ब्लैंड खाद्य पदार्थ और कारें) और मोशन से संबंधित भिन्नता के लिए बिना किसी ब्याज (प्राप्ति मानकों) के प्रभाव शामिल थे। कम-आवृत्ति संकेत बहाव को एक उच्च-पास फिल्टर (कटऑफ 128 सेकंड) का उपयोग करके हटा दिया गया था और एआर (1) अस्थायी ऑटोकरेक्लेशन के मॉडलिंग को लागू किया गया था। अलग-अलग कंट्रास्ट इमेज का इस्तेमाल कंट्रास्ट ऐपेटाइज़िंग - ब्लैंड फूड्स के साथ-साथ खाद्य पदार्थों के मुख्य प्रभाव के लिए किया जाता था (यानी भूख और अन्य खाद्य पदार्थों को रुचि के अन्य प्रभावों के विरुद्ध)। दूसरे स्तर के विश्लेषण ने एक नए जीएलएम में इन विपरीत छवियों का उपयोग किया, और सांख्यिकीय छवियां, अर्थात् एसपीएम-टी नक्शे उत्पन्न किए। प्रथम स्तर पर संतुलित डिजाइन के साथ (अर्थात प्रत्येक विषय के लिए समान घटनाएँ, समान संख्या में) यह दूसरे स्तर का विश्लेषण विषय मिश्रण के भीतर और बीच दोनों के साथ एक सच्चे मिश्रित प्रभाव डिजाइन का अनुमान लगाता है। प्रारंभिक विश्लेषण से पता चला है कि पी <.05 पर सख्त झूठी खोज दर (एफडीआर) सुधार को लागू किए जाने के दौरान दूसरे स्तर के समूहों के विपरीत कोई भी महत्वपूर्ण नहीं था। तदनुसार, सांख्यिकीय थ्रेशोल्ड को पी <.005 पर सेट किया गया था, जो कि बिना समूह की तुलना के लिए 20 सन्निहित स्वरों के न्यूनतम क्लस्टर आकार के साथ, बिना ठीक किया गया था।

सामान्य रेखीय मॉडल (GLM) में साइकोफिजियोलॉजिकल इंटरैक्शन (पीपीआई)

दो मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच शारीरिक कनेक्टिविटी मनोवैज्ञानिक संदर्भ के एक समारोह के रूप में भिन्न हो सकती है [36] एक साइकोफिजियोलॉजिकल इंटरेक्शन (पीपीआई) के रूप में जाना जाता है। पीपीआई को सामान्य रैखिक मॉडल द्वारा पहचाना जा सकता है जो कार्य से संबंधित सहसंयोजी के प्रासंगिक मॉडुलन के प्रति संवेदनशील है। नेटवर्क कनेक्टिविटी के गतिशील कैज़ुअल मॉडलिंग या संरचनात्मक समीकरण मॉडलिंग के विपरीत, पीपीआई को एक निर्दिष्ट संरचनात्मक मॉडल की आवश्यकता नहीं होती है। बल्कि, एक 'स्रोत' क्षेत्र से शुरू होता है और मस्तिष्क में किसी अन्य 'लक्ष्य' स्वर / समूह की पहचान करता है जिसके साथ उस स्रोत का संदर्भ-निर्भर संपर्क होता है। लक्ष्य क्षेत्रों को केवल कार्य या संदर्भ के साथ सहसंबंधित करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन इन कारकों के बीच बातचीत। महत्वपूर्ण PPIs अपने आप में स्रोत या लक्ष्य क्षेत्रों के बीच कारण प्रभाव की दिशा या तंत्रिका विज्ञान को इंगित नहीं करते हैं, न ही कनेक्टिविटी मोनो- या पॉली-सिनैप्टिक कनेक्शन द्वारा मध्यस्थता की जाती है, और न ही युगों-युगों तक संरचनात्मक न्यूरोप्लास्टिकिटी में परिवर्तन। हालांकि, वे क्षेत्रीय प्रणालियों के बीच बातचीत का संकेत देते हैं, और PPI के परिणाम अन्य कनेक्टिविटी विधियों जैसे गतिशील कारण मॉडलिंग के साथ समझौते करते हैं [37].

ऐपेटिंग माइनस ब्लैंड फूड कंट्रास्ट के लिए कनेक्टिविटी विश्लेषण के लिए स्रोत क्षेत्र के रूप में राइट कैडेट न्यूक्लियस का उपयोग किया गया था। वैश्विक अधिकतम (2, 8, 4) इस क्षेत्र के लिए दूसरे स्तर के मोटे बनाम पीईटी डेटा विश्लेषणों में सामान्य-वजन के विपरीत (नीचे देखें) का उपयोग स्रोत क्षेत्र के केंद्र के लिए सांख्यिकीय रूप से स्वतंत्र अनुमान प्राप्त करने के लिए किया गया था; यह प्रभावी रूप से स्रोत क्षेत्र चयन में 'डबल सूई' के खिलाफ संरक्षित है [38], और पीईटी और fMRI डेटा के सैद्धांतिक रूप से प्रशंसनीय एकीकरण सक्षम। इस स्थान पर 10 मिमी त्रिज्या वाला एक गोलाकार ROI उत्पन्न किया गया था। प्रत्येक प्रतिभागी के लिए टाइम-सीरीज़ की गणना ROI में सभी voxel टाइम सीरीज़ से पहली ईजेनवेरिएट का उपयोग करके की गई थी। SPM5 में PPI-deconvolution पैरामीटर चूक का उपयोग करते हुए इस क्षेत्र के लिए एक 'न्यूरोनल टाइम सीरीज़' का अनुमान लगाने के लिए इस BOLD टाइम सीरीज़ को डिकॉन् हल किया गया था। [39]। साइकोफिजियोलॉजिकल इंटरेक्शन टर्म (PPI regressor) की गणना ROI न्यूरोनल टाइम सीरीज़ के एलिमेंट-बाय-एलिमेंट प्रोडक्ट के रूप में की गई थी और कार्य के मुख्य प्रभाव के लिए एक वेक्टर कोडिंग (यानी एक्सट्रूज़न युक्त खाद्य पदार्थों के लिए, ब्लैंड फूड्स के लिए bl1)। इस उत्पाद को फिर विहित हेमोडायनामिक प्रतिक्रिया फ़ंक्शन (hrf) द्वारा फिर से सजाया गया था। इस मॉडल में घंटा, 'न्यूरोनल टाइम सीरीज़' के लिए प्रत्येक 'स्रोत' और आंदोलन रेजिस्टर्स द्वारा बिना ब्याज के प्रभाव के रूप में दिए गए कार्य के मुख्य प्रभाव शामिल थे। विषय-वार PPI मॉडल [36] सकारात्मक और नकारात्मक पीपीआई के लिए रन और कंट्रास्ट इमेज तैयार की गईं। इस पूरे मस्तिष्क विश्लेषण से पहचाने गए क्षेत्रों में संदर्भ के अनुसार स्रोत क्षेत्र के साथ कनेक्टिविटी में अधिक या कम परिवर्तन होता है (यानी, भूख बनाम धुंधले खाद्य पदार्थ)। इसके बाद विपरीत छवियों को ब्याज के विरोधाभासों के लिए दूसरे स्तर के GLM विश्लेषणों में दर्ज किया गया था, और एसएमएम टी-मैप्स ने सांख्यिकीय अनुमान लगाने के लिए गॉसियन रैंडम फील्ड सिद्धांत का उपयोग किया।

परिणाम

व्यवहार माप

उत्तेजना वैलेंस रेटिंग्स का विश्लेषण एक्सएनयूएमएक्स (उत्तेजना: एसेलेटिंग फूड बनाम ब्लेंड फूड बनाम कार) × एक्सएनयूएमएक्स (समूह: मोटापे बनाम सामान्य-भार) मिश्रित एनोवा के साथ किया गया था। इससे पता चला कि वैल्युएशन रेटिंग उत्तेजना श्रेणियों, एफ (एक्सएनयूएमएक्स) = एक्सएनयूएमएक्स, पी = .एक्सएनयूएमएक्स, ence में काफी भिन्न है।_p² = .17, लेकिन मोटे और सामान्य वजन वाले समूहों (एफ = 1.46) के समान थे। बोन्फेरोननी सुधार के साथ कई तुलनाओं से पता चला कि प्रतिभागियों ने भूख वाले खाद्य पदार्थों को रेटेड खाद्य पदार्थों से अधिक सुखद माना, टी (31) = 4.67, पी <.001, या कारें, टी (31) = 2.76, पी = .01, लेकिन रेट ब्लैंड नहीं किया। कारों की तुलना में अधिक सुखद, टी (31) = .41 रोगी और नियंत्रण समूहों में भूख की रेटिंग भी बराबर थी (p> .05)।

मस्तिष्क ग्लूकोज चयापचय

सामान्य वजन वाले विषयों (X = 4, Y = 8, Z = 4, T = 3.97, p = .03, SVC) की तुलना में मोटे विषयों में ग्लूकोज चयापचय में ग्लूकोज चयापचय काफी अधिक था।चित्रा 2), लेकिन किसी अन्य हित के प्राथमिक क्षेत्र में नहीं (अमिग्डाला, थैलामस, इंसुला, या ऑर्बिटोफ्रॉन्सल कॉर्टेक्स)।

चित्रा 2। 2 के साथ पीईटी स्कैन- [18F] एफडीजी के दौरान यूग्लाइसेमिक हाइपरिन्सुलिनमिया से पता चलता है कि ग्लूकोज चयापचय दर (GMR, µmol / 100 g * मिनट) सही कॉड न्यूक्लियस में है औरX = 4, Y = 8, Z सामान्य वजन वाले विषयों की अपेक्षा मोटे तौर पर 4) काफी अधिक था (p<.05, एसवीसी)।

पैनल ए, समूह-समूह प्रभाव के सांख्यिकीय पैरामीट्रिक मानचित्र को दर्शाता है, पैनल बी कॉड न्यूक्लियस में विषय-वार जीएमआर मूल्यों को दर्शाता है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g002

एफएमआरआई में क्षेत्रीय प्रभाव

सभी विषयों के पार, भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों के विपरीत, इनाम सर्किट के मजबूत सक्रियण के परिणामस्वरूप हुआ। सक्रियण foci औसत दर्जे का प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, पूर्वकाल सिंगुलेट गाइरस, दाएं वेंट्रल स्ट्रिपटम, द्विपक्षीय पश्चवर्ती इंसुला, और पीछे के सिंगुलेट गाइरस और प्रीनेयुसस में देखे गए थे (चित्रा 3, टेबल 2)। हालांकि, बीच-समूह विश्लेषण से पता चला कि अग्रिम प्रतिफल के लिए कोडिंग मोटापे पर आकस्मिक थी। सभी खाद्य पदार्थों (क्षुधावर्धक और कुंद) के लिए प्रतिक्रियाएं बाएं अमाइगडाला, हिप्पोकैम्पस, पश्चवर्ती सिंगुलेट कॉर्टेक्स और फ्यूसिफॉर्म गाइरस के साथ-साथ दाहिने सोमेटोसेंसरी कॉर्टेक्स में सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में अधिक थी। हालांकि, वाम श्रेष्ठ ललाट गाइरस में सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में प्रतिक्रियाएं कम थीं। टेबल 3 इन सक्रियण foci का सारांश प्रस्तुत करता है।

चित्रा 3। मस्तिष्क क्षेत्रों में सभी विषयों में भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों के प्रति प्रतिक्रिया बढ़ रही है।

खाद्य पदार्थों को बढ़ाने से पूर्वकाल (एसीसी) और पोस्टीरियर सिंगुलेट कॉर्टेक्स (पीसीसी), मेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (एमपीएफसी), राइट कॉडेट न्यूक्लियस (सीएयूडी) और द्विपक्षीय इंसुला (आईएनएस) में गतिविधि बढ़ गई है। डेटा को पी <.005 पर प्लॉट किया जाता है, जो दृश्य निरीक्षण के लिए बिना ठीक किया गया है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g003

टेबल 2. मस्तिष्क क्षेत्रों में सभी विषयों में भूख बनाम मंद खाद्य पदार्थों के लिए बढ़ी हुई प्रतिक्रिया दिखाई दे रही है, पी <.05 (एफडीआर सही)।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.t002

टेबल 3. सभी (भूख और मंद) भोजन चित्रों, पी <.005 (बिना) के सेरेब्रल प्रतिक्रियाओं में अंतर-समूह (मोटे बनाम सामान्य-वजन और सामान्य-वजन बनाम मोटे) के बीच अंतर।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.t003

अगला, हमने पूछा कि क्या मोटे विषय विशेष रूप से ब्लैंड खाद्य पदार्थों के बजाय भूख बढ़ाने के लिए अधिक कार्यात्मक प्रतिक्रियाएं प्रदर्शित करेंगे। उस अंत तक, हमने समूह (मोटे, सामान्य-वजन) और भोजन के प्रकार (स्वादिष्ट बनाने वाला, ब्लैंड) के बीच एक अंतःक्रियात्मक विश्लेषण लागू किया। इस भविष्यवाणी के अनुरूप कि मोटापा इनाम सर्किट में सक्रियता के साथ जुड़ा होगा, सही कॉड न्यूक्लियस में भूख बनाम ब्लेंडिंग खाद्य पदार्थों की प्रतिक्रिया सामान्य-वजन वाले व्यक्तियों की तुलना में अधिक थी।चित्रा 4a, टेबल 4)। इसके विपरीत, मोटे विषयों के बनाम बचे हुए खाद्य पदार्थों में भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों की तुलना में छोटे कार्यात्मक प्रतिक्रियाएं थीं, बायें इंसुला में सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में, पार्श्व ललाट प्रांतस्था, बेहतर पार्श्विका लोब्यूल, दायां ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स और बेहतर टेम्पोरल साइरस (चित्रा 4b, टेबल 4)। इस प्रकार, मोटे विषयों को प्रत्याशित खाद्य इनाम के लिए क्षेत्रीय कार्यात्मक प्रतिक्रियाओं में असंतुलन दिखाई दिया: पुच्छल नाभिक में अधिक प्रतिक्रियाएं और कई ललाट कोर्टिकल क्षेत्रों में छोटी प्रतिक्रियाएं

चित्रा 4। विभेदक बोल्ड प्रतिक्रियाओं को क्षुधावर्धक नाभिक और पूर्वकाल इंसुला में सामान्य-वजन और मोटे विषयों में खाद्य पदार्थों को स्वादिष्ट बनाने और फुलाने के लिए प्रतिक्रियाएं।

भूख बढ़ाने वाले बनाम ब्लेंड खाद्य पदार्थों के लिए मस्तिष्क की प्रतिक्रियाएं मोटे रोगियों के दाहिनी कौडिय़ा नाभिक (सीएयूडी) के सिर में बड़ी थीं, जबकि भूख बनाम ब्लेंड खाद्य पदार्थों की प्रतिक्रियाएं सामान्य वजन वाले व्यक्तियों के दाएं पूर्वकाल इंसुला (आईएनएस) में बड़ी थीं। । डेटा को पी <.005 पर प्लॉट किया जाता है, जो दृश्य निरीक्षण के लिए बिना ठीक किया गया है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g004

टेबल 4. बीच-समूह (मोटे बनाम सामान्य-वज़न और सामान्य-वजन बनाम मोटे) सेरेब्रल प्रतिक्रिया में मतभेद बनाम ब्लेंडिंग खाद्य पदार्थ, पी <.005 (बिना)।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.t004

अंत में, यह जांचने के लिए कि क्या कॉड न्यूक्लियस की टॉनिक सक्रियता में देखी गई है [¹⁸एफ] एफडीजी पीईटी स्कैन एफएमआरआई पर असामान्य अग्रिम इनाम की भविष्यवाणी करेगा, हमने पहले पैरामीट्रिक जीएमआर छवियों से कॉड न्यूक्लियस में विषय-वार जीएमआर मान निकाले। इसके बाद, हमने इन मूल्यों का उपयोग दूसरे स्तर के मॉडल में एक प्रतिगामी के रूप में किया, जिसमें बोल्ड प्रतिक्रियाओं की तुलना एफएमआरआई में ब्लेंडिंग बनाम ब्लॉन्ड फूड से की गई। इस विश्लेषण से पता चला है कि दुम के नाभिक में ग्लूकोज चयापचय में वृद्धि से विशेष रूप से दाएं पार्श्व ललाट प्रांतस्था में बनाम भोजन को स्वादिष्ट बनाने के लिए छोटी प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी की गई थी (चित्रा 5)। यह खोज ललाट प्रांतस्था द्वारा अवचेतन इनाम प्रणालियों के अपर्याप्त निरोधात्मक नियंत्रण के अनुरूप है।

चित्रा 5। 100- [2F] FDG PET स्कैन के दौरान कॉड न्यूक्लियस में उच्च ग्लूकोज चयापचय दर (GMR, metabolmol / 18 g * मिनट) fMRI प्रयोग में दाएं पार्श्व ललाट कोर्टेक्स (LFC) में बनाम ब्लोटिंग खाद्य पदार्थों के स्वादिष्ट होने की प्रतिक्रिया से नकारात्मक रूप से जुड़ा था।

पैनल ए उस क्षेत्र को दिखाता है जहां अंतर देखा गया था, पैनल बी जीएमआर और बोल्ड प्रतिक्रियाओं का एक बिखराव दिखाता है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g005

साइकोफिजियोलॉजिकल बातचीत

मोटापे में असामान्य अग्रिम इनाम की मध्यस्थता में caudate नाभिक की एक केंद्रीय भूमिका के लिए सबूत मिलने के बाद, हमने अगला पूछा कि क्या इस मस्तिष्क क्षेत्र में अन्य प्रमुख मस्तिष्क क्षेत्रों में असामान्य कार्यात्मक कार्य-संबंधी कनेक्टिविटी है, जैसे कि लिम्बिक सिस्टम। यही है, हमने पूछा है कि कौन से मस्तिष्क क्षेत्र, धब्बेदार बनाम धुंधले खाद्य पदार्थों को देखने के दौरान पुच्छ नाभिक में अग्रिम प्रतिफल संबंधी गतिविधि को संशोधित करने में केंद्रीय होंगे। बीज क्षेत्र के केंद्र के रूप में पीईटी डेटा में ग्लूकोज चयापचय में उच्चतम अंतर के साथ स्वर का उपयोग करते हुए, हमने कॉड न्यूक्लियस के कार्यात्मक संपर्क को निर्धारित करने के लिए साइकोफिजियोलॉजिकल इंटरैक्शन का उपयोग किया। हमने पाया कि मोटे विषयों ने सही कॉड्यूलेट न्यूक्लियस और राइट बेसोलैटल एमिग्डाला (X = 33, Y = subjects5, Z = −16, T = 3.92, p <.005, unc), प्राइमरी सोमेटोसेंसरी कोर्टेक्स (X) के बीच काफी मजबूत कनेक्टिविटी दिखाई। = 39, Y = ,13, Z = 32, T = 3.63, p <.005, unc।) और पीछे का इन्सुला (X = 30, Y = 14, Z = 18, T = 3.47, p <.005, unc। ।) सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में (चित्रा 6).

चित्रा 6। प्रभावी कनेक्टिविटी।

भूख बढ़ाने वाले आहारों को देखने के दौरान, दाएं कॉडेट न्यूक्लियस और राइट एमिग्डाला (एएमवाई), इंसुला (आईएनएस) और सोमाटोसेंसरी कॉर्टेक्स (एसएससी) के बीच प्रभावी कनेक्टिविटी सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में अधिक थी। डेटा को पी <.005 पर प्लॉट किया जाता है, जो दृश्य निरीक्षण के लिए बिना ठीक किया गया है।

डोई: 10.1371 / journal.pone.0031089.g006

चर्चा

यह अध्ययन उन विशिष्ट तरीकों को प्रकट करता है जिनमें मोटापा जवाबदेही को संशोधित करता है और साथ ही मस्तिष्क में इनाम सर्किट के कार्यात्मक कनेक्शन भी देता है। विशेष रूप से, परिणाम पृष्ठीय खाद्य न्यूक्लियस के लिए एक केंद्रीय भूमिका को रेखांकित करते हैं, एक ऐसा क्षेत्र जो आदतन भोजन को प्रोत्साहित करने की प्रक्रिया में विभिन्न तंत्रिका संबंधी आदानों को एकीकृत करने के लिए अभ्यस्त सीखने और प्रोत्साहन प्रेरणा को बढ़ावा देता है। हाइपरिन्सुलिनिमिक यूग्लीसेमिक क्लैंप के साथ हासिल किए गए हाइपरइंसुलिनमिया के दौरान, पृष्ठीय कॉडेट नाभिक में सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में मोटे बेसल ग्लूकोज चयापचय अधिक था। एफएमआरआई प्रयोग से पता चला कि यद्यपि मोटे और सामान्य वजन वाले विषयों ने खाद्य उत्तेजनाओं की सुखदता के लिए समान आत्म-रिपोर्ट दी, उत्तेजनाओं ने मस्तिष्क सक्रियण के अंतर पैटर्न और दो समूहों में कनेक्टिविटी में परिवर्तन को हटा दिया। जब क्षुधावर्धक और ब्लैंड खाद्य पदार्थ एक-दूसरे के साथ विपरीत थे, तो कॉड्यू न्यूक्लियस ने मोटे विषयों में अधिक प्रतिक्रिया दिखाई। इसके विपरीत, मोटापे से ग्रस्त भोजन के जवाब में मोटे विषय कॉर्टिकल इनहेरिटरी रीजन को सक्रिय करने में असफल रहे, जैसे कि डॉर्सोलॉटरल और ऑर्बिटोफ्रॉन्टल कॉर्टिस; इस घटना को भी पृष्ठीय caudate नाभिक में उच्च बेसल ग्लूकोज चयापचय के साथ काफी सहसंबद्ध किया गया था। अंत में, पृष्ठीय caudate नाभिक का एक ही क्षेत्र जो मोटापे से ग्रस्त बनाम सामान्य वजन वाले प्रतिभागियों में ग्लूकोज चयापचय को बढ़ाता है, उन्होंने मोटे विषयों में एमीगडाला और पीछे के इंसुला के साथ कनेक्टिविटी को बढ़ाया, जबकि वे धुंधले खाद्य पदार्थों को देख रहे थे। महत्वपूर्ण रूप से, इन प्रभावों को उन परिस्थितियों में देखा गया था जहां प्रतिभागी उत्तेजना चित्रों की सामग्री पर जानबूझकर ध्यान नहीं दे रहे थे। तदनुसार, परिणाम बताते हैं कि खाने के लिए दृश्य संकेतों के अंतर्निहित इनाम प्रसंस्करण को मोटापे से संशोधित किया गया है, जो बता सकता है कि मोटे व्यक्तियों को उच्च कैलोरी वाले खाद्य पदार्थों को देखने पर अपने खाने पर प्रतिबंध लगाने में समस्या क्यों है। हमें फिर भी ध्यान देना चाहिए कि यह संभव है कि प्रतिभागियों को स्पष्ट इनाम प्रसंस्करण में कुछ हद तक लगे, भले ही व्यवहार कार्य खाद्य चित्रों के इनाम मूल्य से स्वतंत्र था। तदनुसार, भविष्य के अध्ययनों को यह स्थापित करने की आवश्यकता है कि क्या मोटे और सामान्य वजन वाले व्यक्तियों को निहित बनाम स्पष्ट इनाम प्रसंस्करण के संबंध में भिन्न हो सकते हैं।

 कॉडेट न्यूक्लियस में क्षेत्रीय अंतर

पृष्ठीय caudate नाभिक आदतन उत्तेजना-प्रतिक्रिया सीखने, प्रेरणा और कंडीशनिंग में फंसाया गया है, और मनुष्यों में इमेजिंग अध्ययनों से पता चलता है कि यह इनाम संकेत और व्यसनों से संबंधित विभिन्न कार्यों में योगदान देता है। नशीली दवाओं की लत वाले रोगियों को कम आधारभूत डी दिखाते हैं₂ रिसेप्टर (D)₂स्ट्रेटम में आर) घनत्व, और दुरुपयोग की दवा के प्रशासन के बाद धमाकेदार डोपामाइन रिलीज [40]। भोजन की खपत भी स्वस्थ विषयों में पृष्ठीय स्ट्रेटम में डोपामाइन रिलीज के साथ जुड़ी हुई है, और जारी की गई डोपामाइन की मात्रा खाद्य सुखदता की रेटिंग के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है [12]। एफएमआरआई प्रयोगों में, विशिष्ट खाद्य पदार्थों के लिए स्व-रिपोर्ट की गई लालसा के साथ कॉड न्यूक्लियस की सक्रियता को जोड़ा गया है [8], और मोटे विषयों को खाद्य छवियों के लिए बढ़ाए गए घातक प्रतिक्रियाएं दिखाने के लिए पाया गया है [10]। मोटे विषयों ने बेसलाइन स्ट्राइटल डी को भी कम कर दिया है₂घनत्व, और यह प्रस्तावित किया गया है कि यह गिरावट को प्रतिबिंबित कर सकता है जो ड्रग के उपयोग या खाने से इनाम सर्किट के सतत overestimulation के कारण लगातार क्षणिक डोपामाइन की भरपाई करता है [11].

हाइपरिन्सुलिनमिक क्लैंप का उपयोग करके, हमने एक ऐसी स्थिति का अनुकरण किया जहां शरीर सिग्नलिंग के मामले में एक तृप्त अवस्था में है। यद्यपि यह दृष्टिकोण पूरी तरह से शारीरिक तृप्ति का अभाव नहीं करता है, क्योंकि orosensory उत्तेजना की कमी और आंत से हार्मोन की रिहाई, प्लेसबो-नियंत्रित अंतःशिरा ग्लूकोज को तृप्ति के हार्मोनल मार्कर को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है [41] और पुरुषों में इनाम सर्किट में डोपामिनर्जिक गतिविधि [42]। हमने पाया कि मोटापे से ग्रस्त विषयों का पृष्ठीय स्ट्रैपटम हाइपरिन्सुलिनमाइनल क्लैंप के दौरान सामान्य वजन वाले विषयों की तुलना में अतिसक्रिय रहता है। चूंकि क्लैम्पिंग स्थिर रक्त शर्करा के स्तर को बनाए रखता है, क्लैंप के दौरान मोटापे से ग्रस्त विषयों में ऊंचा ग्लूकोज चयापचय रक्त शर्करा की एकाग्रता में कमी नहीं होने पर भी भोजन की लालसा में योगदान दे सकता है। इसके अलावा, निहितार्थ सीखने और आदत बनाने में इसकी भागीदारी के कारण, caudate दोनों अंतर्निहित (परिधीय) और स्पष्ट (दृश्य, orosensory) तृप्ति संकेतों के प्रसंस्करण में योगदान कर सकता है। ये संकेत बाद में तब भी मात दे सकते हैं जब शरीर को अतिरिक्त ऊर्जा सेवन की आवश्यकता नहीं होगी।

यह स्थापित किया गया है कि मोटे विषयों में, डी₂स्ट्रैटम में उपलब्धता नकारात्मक रूप से फ्रंटकोर्टिकल ग्लूकोज चयापचय से जुड़ी होती है [43]। हमारा संयुक्त PET-fMRI डेटा इन निष्कर्षों को दर्शाता है। जब fMRI में ग्लूकोज बनाम स्वादिष्ट खाद्य पदार्थों के लिए क्रियात्मक प्रतिक्रियाओं को मॉडलिंग करने के लिए caudate नाभिक में ग्लूकोज चयापचय को एक प्रतिगामी के रूप में इस्तेमाल किया गया था, तो हमने caudate नाभिक और प्रीफ्रंटल बोल्ड प्रतिक्रियाओं में ग्लूकोज चयापचय के साथ एक महत्वपूर्ण नकारात्मक संघ पाया।चित्रा 5)। तदनुसार, निरोधात्मक नियंत्रण में योगदान करने वाले प्रीफ्रंटल मैकेनिज्म को शामिल करने में विफलता और सतर्क नाभिक में खाद्य-प्रेरित इनाम संकेतन के लिए सीमा को कम करके अतिव्यापी को बढ़ावा दे सकता है। हालांकि, यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ पूर्व अध्ययन [19] सामान्य बनाम वजन वाले व्यक्तियों में भोजन के चित्रों के लिए उन्नत ललाट प्रतिक्रियाओं की सूचना दी है। यह संभावना है कि अध्ययन के दौरान ये विसंगतियां ललाट प्रांतस्था के कार्य-निर्भर जुड़ाव को दर्शाती हैं: जबकि हमारे अध्ययन में संक्षेप में प्रस्तुत भोजन संकेतों, रोटेमंड और सहकर्मियों के अंतर्निहित प्रसंस्करण में एक स्मृति कार्य के साथ अपेक्षाकृत लंबी उत्तेजना प्रस्तुति का उपयोग किया गया था। इस प्रकार यह संभव है कि मोटे व्यक्ति विशेष रूप से संज्ञानात्मक नियंत्रण सर्किट को सक्रिय करने में विफल हो सकते हैं, जब वे स्पष्ट रूप से उन खाद्य पदार्थों को संसाधित नहीं कर रहे हैं जो वे देख रहे हैं। तदनुसार, इससे पता चलता है कि विभिन्न विज्ञापनों में 'अनदेखी' या अनअटेंडेड खाद्य चित्र भी मोटे व्यक्तियों में खाने के लिए शक्तिशाली आग्रह पैदा कर सकते हैं।

कैडेट न्यूक्लियस और एमिग्डाला की प्रभावी कनेक्टिविटी

इनाम की प्रक्रिया के शुरुआती चरणों में शामिल है [44], और यह खाद्य पदार्थों की दृश्य प्रस्तुतियों के लिए लगातार प्रतिक्रिया दिखाता है [6], [22]। दोनों इनाम ड्राइव में व्यक्तिगत अंतर [21] और शरीर का वजन [10] खाद्य पदार्थों की दृश्य प्रस्तुतियों के लिए amygdala प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करने के लिए जाना जाता है। वर्तमान अध्ययन में हमने यह भी पाया कि खाद्य पदार्थों में एमिग्डाला प्रतिक्रियाओं को मोटे विषयों में बढ़ाया गया था। इसके अलावा, जब caudate नाभिक के प्रभावी कनेक्टिविटी पैटर्न (PPI) का निरीक्षण किया गया था, तो हमने पाया कि मोटे नाभिक और ipsilateral amygdala की कनेक्टिविटी मोटे विषयों में बढ़ाई गई थी। सामान्य अर्थों में, ये डेटा सामान्य-वजन वाले विषयों में पूर्व के निष्कर्षों के साथ मेल खाते हैं, जिसमें दिखाया गया है कि खाद्य पदार्थों की दृष्टि (reported बाहरी खाद्य संवेदनशीलता ’) पर खाने के लिए आत्म-रिपोर्ट की इच्छा में व्यक्तिगत मतभेदों से प्रभावित होता है। [22]। फिर भी, जबकि पूर्व अध्ययनों में पाया गया है कि विशेष रूप से उदर स्ट्रेटम इनाम प्रत्याशा में शामिल है [21] और उदर स्ट्रैटम (नाभिक accumbens) और amygdala के बीच युग्मन बाहरी खाद्य संवेदनशीलता से प्रभावित है [22], हमने पाया कि मोटापा ने क्यूगलेट नाभिक के अमिगडाला और अधिक पृष्ठीय भागों के बीच युग्मन को प्रभावित किया। इनाम प्रसंस्करण में पृष्ठीय स्ट्रेटम की भूमिका के बारे में सबूत बल्कि मिश्रित है, कुछ अध्ययनों ने इसे प्रसंस्करण के लिए प्रत्याशा से जोड़ा है [45] और दूसरों को उपभोग करने के लिए [46] पुरस्कार। फिर भी, संभावित पुरस्कारों के लिए कार्रवाई-परिणाम संघों को एन्कोडिंग में पृष्ठीय स्ट्रैटम की भूमिका बहुत बेहतर है [47], [48]। नतीजतन, हम प्रस्ताव करते हैं कि मोटापे में खाद्य पदार्थों के स्वाद में बार-बार होने वाले जोखिम को मजबूत खाद्य उत्तेजना-इनाम प्रतिक्रिया संघों और वरीयताओं में शामिल किया गया है, और मोटे तौर पर मोटे व्यक्तियों में संभावित पुरस्कारों के बारे में परिणामी मूल्यांकन मूल्यांकन किया गया है, इस प्रकार amygdala और पृष्ठीय स्ट्रेटम के बीच परस्पर संबंध को संशोधित करें। खाद्य पदार्थ।

एक महत्वपूर्ण पीपीआई की व्याख्या यह है कि मनोवैज्ञानिक संदर्भ के एक समारोह के रूप में शारीरिक कनेक्शन का अंतर सगाई है। यद्यपि PPI का उपयोग यह बताने के लिए नहीं किया जा सकता है कि इस तरह के कनेक्शन मौजूद हैं या नहीं, यह संभावना है कि हमने जो PPI देखे हैं, वे बीज और लक्ष्य क्षेत्रों के बीच प्रत्यक्ष शारीरिक संबंध के जुड़ाव में परिवर्तन को दर्शाते हैं क्योंकि स्ट्रेटम और एमिग्डाला के बीच इस तरह के प्रत्यक्ष शारीरिक संबंध का समर्थन किया जाता है अन्य प्राइमेट में अध्ययन का पता लगाने के द्वारा [49], [50]। फिर भी, PPI का उपयोग अवलोकन संयोजकता की दिशात्मकता का अनुमान लगाने के लिए नहीं किया जा सकता है, इसलिए हम यह नहीं कह सकते हैं कि क्या मैं) कैडेट न्यूक्लियस में ग्लूकोज मेटाबॉलिज्म बढ़ाता है और कॉड न्यूक्लियस और एमिग्डाला के बीच संपर्क बढ़ता है या ii। एमिग्डाला से वृद्धि हुई इनपुट ग्लूकोज चयापचय बढ़ाते हैं। नाभिक नाभिक में।

Amygdala न्यूरॉन्स स्ट्राइटम को अपने अनुमानों के माध्यम से इनाम की सुविधा प्रदान करते हैं [44]। स्ट्रिएटम में μ-opioid रिसेप्टर्स का उत्तेजना ओवररेटिंग को ट्रिगर करता है, लेकिन इसे एमिग्डाला की निष्क्रियता से अवरुद्ध किया जा सकता है [51], [52]। तदनुसार, ऊंचा एमिग्डालो-स्ट्राइटल कनेक्टिविटी से कॉड्यूक न्यूक्लियस की गतिविधि में टॉनिक बढ़ सकता है, जो मोटापे में अतिवृष्टि की व्याख्या करने वाला महत्वपूर्ण तंत्र हो सकता है। साथ में ले लिया, amygdala प्रत्याशित भोजन इनाम में शामिल हो सकता है भूख खाने के संकेतों के लिए भावुकता प्रदान करते हैं और पृष्ठीय caudate नाभिक के साथ बढ़ाया कनेक्टिविटी द्वारा सीखा और बाध्यकारी खाने के पैटर्न को प्रभावित करता है।

कॉडेट न्यूक्लियस और इंसुला की प्रभावी कनेक्टिविटी

PPI विश्लेषणों से पता चला है कि पृष्ठीय स्ट्रैटम और पीछे के इंसुला के बीच का अंतर मोटापे बनाम सामान्य-भार वाले विषयों में ऊंचा हो गया था, जबकि पूर्वकाल के इनसुला में बनाम बनाम ब्लेंड खाद्य पदार्थों के लिए क्षेत्रीय प्रतिक्रियाएं मोटे विषयों में छोटी थीं। पूर्वकाल इंसुला स्वायत्त और आंत संबंधी संकेतों को प्रेरक और भावनात्मक कार्यों में एकीकृत करता है, जबकि पीछे के इंसुलेट को सोमाटोसेंसरी, वेस्टिबुलर और मोटर एकीकरण के साथ-साथ शारीरिक अवस्थाओं की निगरानी के लिए माना जाता है। [53]। हाल के काम यह भी बताते हैं कि इनसुला में सोमैटोसेंसरी सिग्नलिंग की लत में महत्वपूर्ण योगदान दे सकता है, विशेष रूप से दुर्व्यवहार की दवा का सेवन करने के लिए आग्रह करता हूं (रेफरी में समीक्षा देखें)। [53])। पूर्व पीईटी और fMRI अध्ययनों ने बाह्य खाद्य संकेतों की सुखदता के प्रसंस्करण के लिए insula को जोड़ा है [8], [9], [46], लेकिन लेप्टिन जैसे परिधीय संकेत खाद्य पदार्थों को देखने के लिए द्वीपीय प्रतिक्रिया को भी प्रभावित करते हैं। लेप्टिन की कमी वाले वयस्कों में, लेटेस्टिन प्रतिस्थापन के दौरान लेप्टिन की कमी के दौरान भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों की द्वीपीय प्रतिक्रियाएं बड़ी होती हैं। [54]। इसके अलावा, लेप्टिन की कमी के साथ मोटापे से ग्रस्त विषयों में, लेप्टिन प्रतिस्थापन, भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों को देखने के लिए द्वीपीय प्रतिक्रिया को कम करता है [55]। जैसे कि इंसुला आंतरिक (यानी हार्मोनल) और बाहरी (यानी दृश्य) दोनों खाद्य-संबंधित संकेतों को संसाधित करता है [56]आंतरिक और बाहरी संकेतों के इस एकीकरण में व्यवधान, मोटे विषयों को अधिक मात्रा में प्रस्तुत कर सकता है, जो इनसुला और पृष्ठीय स्ट्रेटम से ऊंचा संपर्क के कारण खाद्य पदार्थों की दृष्टि पर अधिक निर्भर करता है। चूँकि पश्च-शिलालेख शारीरिक अवस्थाओं की निगरानी में शामिल है, पश्च-श्लेष्मा और पृष्ठीय पुच्छल नाभिक के बीच संवर्धित कनेक्टिविटी का अर्थ यह हो सकता है कि विस्मयादिबोधक द्वारा पश्च-पश्चात दैहिक अवस्थाओं के निरूपण को याद किया जा सकता है, जो संभावित रूप से पृष्ठीय लालीदार नाभिक द्वारा प्रेरित प्रोत्साहन शिक्षण के माध्यम से खिला को सुदृढ़ कर सकता है। [18]। इस धारणा के अनुरूप, कैडेट न्यूक्लियस ने मोटापे में सोमैटोसेंसरी कॉर्टेक्स के साथ उच्च कार्य-संबंधी कनेक्टिविटी भी दिखाई, जिससे पुष्टि होती है कि खाद्य पदार्थों के केवल दृश्य संकेत खाने से जुड़ी दैहिक संवेदनाओं को ट्रिगर कर सकते हैं। ये संवेदनाएं शारीरिक भूख संकेतों की अनुपस्थिति में भी खिला को बढ़ावा दे सकती हैं [15]। फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ पूर्व अध्ययनों में दुबले व्यक्तियों के बजाय मोटे और अपेक्षित भोजन से संबंधित पुरस्कारों के लिए पूर्वकाल द्वीपीय प्रतिक्रियाएं मिली हैं। [10], [57]। हालाँकि, इन विसंगतिपूर्ण निष्कर्षों की हमारे पास कोई स्पष्ट व्याख्या नहीं है, लेकिन यह संभव है कि वे अध्ययन में शामिल मोटे विषय आबादी में अंतर को दर्शा सकते हैं, जैसे कि इतिहास और आदतों को खाने के साथ-साथ आनुवांशिक और हार्मोनल कारक।

सीमाएँ और भविष्य की दिशाएँ

वर्तमान अध्ययन की एक स्पष्ट सीमा यह थी कि एक बड़े नमूने के आकार (n = 35) के बावजूद कई तुलनाओं के लिए सही होने पर fMRI डेटा के बीच समूह-तुलना महत्वपूर्ण नहीं थी। यद्यपि पूर्वानुमानित क्षेत्रों में बीच-बीच के अंतर देखे गए थे, निष्कर्षों की व्याख्या करते समय कुछ सावधानी बरती जानी चाहिए। इसके अलावा, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि हम सटीक मनोवैज्ञानिक तंत्र को पूरी तरह से सक्षम नहीं कर पाए हैं जिसके परिणामस्वरूप मोटे व्यक्तियों में भोजन की तस्वीरों के लिए उन्नत मस्तिष्क प्रतिक्रियाएं होती हैं। यद्यपि हमने खाद्य पदार्थों की कथित सुखदता ('पसंद') की रेटिंग हासिल कर ली है, ये मोटे और सामान्य वजन वाले व्यक्तियों के समान थे। तदनुसार, मोटापे में भूख बढ़ाने वाले खाद्य पदार्थों की उन्नत पसंद मस्तिष्क की प्रतिक्रियाओं में अंतर के लिए योगदान करने की संभावना नहीं है। हालांकि, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि पसंद करने के बजाय भोजन की लालसा मुख्य कारक हो सकता है जो मोटापे में भोजन की तस्वीरों के लिए मस्तिष्क की प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करता है। इस परिकल्पना के समर्थन में, यह दिखाया गया है कि यद्यपि मोटे और सामान्य वजन वाले व्यक्तियों की तरह 'खाद्य पदार्थ', तनाव-प्रेरित भोजन की लालसा मोटे लोगों में अधिक होती है [58]। भविष्य के कार्यात्मक इमेजिंग अध्ययनों में, इस प्रकार सामान्य-वजन वाले व्यक्तियों में खाद्य पदार्थों के लिए 'लालसा' और 'पसंद' प्रतिक्रियाओं को अलग करना अनिवार्य होगा। इसके अलावा, यह देखते हुए कि लालसा प्रतिक्रियाओं को इनाम सर्किट के डोपामिनर्जिक लिंक द्वारा मध्यस्थ किया जाता है, [24], यह संयुक्त न्यूरोट्रांसमीटर-पीईटी-एफएमआरआई अध्ययन करने के लिए अनिवार्य होगा जिसमें कोई भी परीक्षण कर सकता है, उदाहरण के लिए, मोटे बनाम दुबले व्यक्तियों में स्ट्रिपेटल डोपामाइन उपलब्धता बनाम दुबला व्यक्ति खाद्य पदार्थों के साथ बाहरी उत्तेजना के लिए इनाम सर्किट की प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करता है।

निष्कर्ष

हम बताते हैं कि मोटापा कॉड्यूलेट न्यूक्लियस के ऊंचे ग्लूकोज चयापचय के साथ जुड़ा हुआ है, साथ ही संशोधित क्षेत्रीय प्रतिक्रियाएं और इनाम सर्किट के बदले हुए संपर्क जब भूख बनाम बनाम खाद्य पदार्थ देखते हैं। नशे की लत विकारों में बदल मस्तिष्क के कामकाज के निष्कर्षों के साथ ये डेटा समानांतर हैं, और इस दृष्टिकोण का समर्थन करते हैं कि मोटापे के साथ एक सामान्य तंत्रिका सब्सट्रेट साझा कर सकते हैं [2], [59]। विशेष रूप से, मोटापे में बाहरी खाद्य संकेतों के प्रति बढ़ी संवेदनशीलता में असामान्य उत्तेजना-प्रतिक्रिया सीखने और प्रोत्साहन प्रेरणा शामिल हो सकती है, जो पृष्ठीय क्युडेट नाभिक द्वारा सब्सक्राइब की जाती है, जो बदले में आंवला से असामान्य रूप से उच्च इनपुट और ललाट द्वारा पश्च-क्षय और अपचायक निरोधात्मक नियंत्रण के कारण हो सकता है। कॉर्टिकल क्षेत्र। इनाम सर्किट और संज्ञानात्मक नियंत्रण प्रणाली की जवाबदेही और परस्पर संबंध में ये कार्यात्मक परिवर्तन एक महत्वपूर्ण तंत्र हो सकता है जो ओबेसिट में ओवरइटिंग की व्याख्या करता हैy.

Acknowledgments

अध्ययन फिनलैंड के एकेडमी ऑफ फिनलैंड, यूनिवर्सिटी ऑफ तुर्कू, तुर्कू यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल और Academyबो अकेडमी यूनिवर्सिटी द्वारा समर्थित कार्डियोवस्कुलर और मेटाबोलिक रिसर्च में फिनिश सेंटर ऑफ एक्सीलेंस में किया गया था। हम इस अध्ययन को संभव बनाने के लिए डेटा अधिग्रहण के साथ-साथ हमारे प्रतिभागियों की मदद के लिए तुर्कू पेट सेंटर रेडियोग्राफर्स को धन्यवाद देते हैं।

लेखक योगदान

प्रयोगों की कल्पना की और डिजाइन किया: एलएन जेएच पीएन। प्रदर्शन किया: एलएन जेएच जेसीएच एचएमएल पीएस। डेटा का विश्लेषण किया: एलएन जेएच जेसीएच एचआई। पेपर लिखा: एलएन जेएच पीएन।

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