Biol Psychiatry. Szerzői kézirat; elérhető a PMC 2014 May 1-ban.
Végleges szerkesztett formában megjelent:
Biol Psychiatry. 2013 május 1; 73 (9): 877 – 886.
Megjelent online 2013 Feb 23. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.014
PMCID: PMC3686098
NIHMSID: NIHMS466498
Absztrakt
Háttér
Az elhízás-kutatás egyik fontos lépése az elhízott egyedek egyedi alcsoportjaira egyedülálló nonfood jutalmak feldolgozásának neurobiológiai megalapozása.
Mód
A túlsúlyos étkezési zavar (BED) kezelését kereső tizenkilenc elhízott személyt összehasonlítottak az 19 nem BED elhízott egyénekkel (OB) és az 19 lean kontroll alanyokkal (LC), miközben a funkcionális mágneses rezonancia során a megelőző és kimeneti komponenseket elemezték. képalkotás. A regionális aktiválás különbségeit BED, OB és LC csoportokban vizsgálták a jutalom / veszteség kilátások, előrejelzések és értesítések során.
Eredmények
Az LC-csoporthoz viszonyítva az OB-csoport fokozott ventrális striatális és ventromedialis prefrontális cortex aktivitást mutatott a megelőző fázisokban. Ezzel ellentétben a BED csoport az OB csoporthoz viszonyítva csökkent a kétoldali ventrális striatális aktivitást a prediktív jutalom / veszteség feldolgozás során. A ventrális striatumban a BED és az LC csoportok között nem volt különbség.
Következtetések
Az elhízott egyedek között a jutalom / veszteség feldolgozás neurális korrelációi tekintetében heterogenitás létezik. Az elhízással elválasztható csoportok neurális különbségei arra utalnak, hogy az elhízás megelőzésére és kezelésére vonatkozó stratégiák optimalizálásában többféle, eltérő beavatkozás is fontos lehet.
Az elhízásban (az étvágy szabályozásával, a testsúly szabályozásával és a kezelésre adott válaszokkal) a neurális jutalomrendszerek is szerepet játszanak.1-3). Azonban az elhízott populációkban végzett vizsgálatok kimutatták mind a hiper-, mind a hyporesponsivitás jutalmú neurocircuitry-t az élelmiszer-jelzésekre válaszul (4-8). Ezek a látszólag ellentétes megállapítások az elhízott egyének heterogenitásaival kapcsolatosak (9). Az elhízás a rendezetlen étkezési szokások különböző formáival társul. Például az elhízással és az étkezési zavarral küzdő csoportok (BED) különböznek a nem-binge-elhízással járó, számos viselkedési és pszichológiai dimenziótól.10). Jelenlegi vita van az „élelmiszer-függőség” alkalmazhatóságáról az étkezési szokásokra vonatkozóan; bár egyes kutatók bizonyíték hiányára hivatkoznak (11), mások azt javasolják, hogy az építmény különösen fontos az elhízott alcsoportok, mint például a BED (12,13).
Látszólag ellentmondásos megállapítások is tükrözhetik az előrejelző és az eredményfeldolgozás fázisainak megfelelő elkülönítésének hiányát (14). A jutalom-előrejelzés a ventrális striatális (VS) aktivitással függ össze, míg a nagyobb mediális prefrontális kéreg aktivitása a jutalom-értesítéssel vagy a jutalomfeldolgozás kimeneti fázisával függ össze.15-18). Az előrejelző-fogyasztó jellegű megkülönböztetést eredményező élelmiszer-tanulmányok a VS, a midrain, az amygdala és a thalamus nagyobb előrejelző reakcióit mutatják az egészséges egyének jutalmazási feldolgozásának fázisaihoz képest.19,20). Az ízletes táplálékfogyasztás az orbitofrontális kéregben (OFC) és az inszulában nagyobb aktivitással jár együtt, az elhízott egyedeknél fokozottan reagálva (19,21,22). Az elhízásnál különösen fontos az előrejelző-fogyasztó megkülönböztetés, mivel az energiafogyasztás erősen befolyásolja a megelőző jelzést, nem pedig a tényleges élelmiszerfogyasztást (23). Az elhízott személyek túlhevülésének kiváltó tényezője az élelmiszer-jutalom fokozottabb előrejelzése (20,24).
Napjainkig az idegképző tanulmányok, amelyek megkülönböztetik az előrejelző / fogyasztó feldolgozást a rendezetlen étkezési populációkban, komplex eredményeket adnak. Az elhízott, a soványhoz viszonyítva, az élelmezés-előrejelzés során fokozott aktivitást mutat az inszula és az alacsonyabb frontális gyrusban (IFG).22). Ugyanakkor a bulimia nervosa-ban, az étkezési bánásmód által jellemzett rendellenességben az élelmiszer-előrejelzés a prefrontális és az inszula aktivitás csökkenésével jár, szemben a nem-étkezési egyedekkel (25). A striatális tevékenység a jutalom feldolgozási feladatokhoz kapcsolódik (15-18,26,27), és a megváltozott striatális válaszok az elhízással és a súlygyarapodással kapcsolatosak; bár egyes tanulmányok az elhízott egyének ízletes ételbevitelét követően csökkent aktivitást mutatnak, mások jelentősebb striatális válaszokat mutatnak (6,22,28,29).
Hasonlóképpen a függőségi irodalom látszólag kétértelmű megállapításokat tartalmaz a jutalom feldolgozásában, még akkor is, ha megkülönböztetjük a megelőző / fogyasztó komponenseket. Például a megnövekedett striatális aktivitásról a kokainfüggőségről számoltak be a megelőző feldolgozás során (30), míg az alkoholfüggőségben megfigyelt VS-válaszok csökkentek (31) és patológiás szerencsejáték (32). Ezek a különbségek konkrét rendellenességekhez, módszertani / analitikai megfontolásokhoz, a kezelést kereső státuszhoz vagy a VS anatómiai meghatározásához kapcsolódhatnak; további különbségek vonatkozhatnak az erősítők típusaira (pl. függőséggel kapcsolatos / független).
Bár sok idegképző vizsgálat vizsgálja az elhízott populációkban a táplálékcélú paradigmákhoz kapcsolódó jutalmazási folyamatokat, az elhízásban nem élelmiszer-jutalmak feldolgozásának hiányosságai vannak (33,34). Az elhízásban az általános jutalmak feldolgozásának megértése fontos, mert a jutalmi áramkör megváltoztatása a rendezetlen étkezés sebezhetőségét jelentheti. A jelenlegi vizsgálat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotást (fMRI) használt a monetáris jutalmak feldolgozásának vizsgálatára az elhízott személyek nyereményeinek / veszteségeinek előrejelzése és beérkezése során, BED nélkül és sovány összehasonlító (LC) csoportban. Számos viselkedési, testképi, pszichológiai és pszichiátriai markerekben az étkezési zavar jelentősen eltér az elhízás és étkezési zavarok egyéb formáitól (10,35,36). A mai napig azonban csak két neurométeres vizsgálat vizsgálta meg e rendellenesség bio-viselkedési korrelációit a többi elhízott állapothoz viszonyítva. Az első megfigyelt különbségek a túlsúlyos BED résztvevőkben a túlsúlyos és sovány csoportok nélkül, a BED nélküli ventromedial prefrontális kéreg válaszaiban (vmPFC) az élelmiszer-jelzésekig (37). A közelmúltban a kognitív kontroll feladatok során megfigyeltük az agyi aktiválási különbségeket az elhízott egyedek között, akik nem voltak BED-ek, és a BED-csoport viszonylag csökkent aktiválást mutatott az IFG-ben, a vmPFC-ben és az insula-ban (38).
Az elhízott személyek BED-vel és anélkül történő további különbségeinek vizsgálatához széles körben használt monetáris ösztönző késleltetési feladatot (MIDT) alkalmaztunk a jutalom / veszteség feldolgozásának vizsgálatára (16,17,32,39,40). Feltételeztük, hogy a BED-csoport a VS-ben a megelőző fázisok során csökkent reakciót mutat, míg az OB-csoport az LC-csoporthoz képest nagyobb VS-aktivitást mutat. Feltételeztük, hogy a bulimia-fMRI-vizsgálatokkal összhangban (25), az eredményfázisban a BED csoport csökkenő vmPFC, insula, thalamus és IFG aktivitást mutat a nem BED csoportokhoz viszonyítva. A BED és az OB csoportok hasonlóságait vizsgáltuk, az elhízott egyének potenciális hasonlóságai a jutalom feldolgozás neurális korrelációiban.
Módszerek és anyagok
A résztvevők
A résztvevők között 57 felnőttek 19 – 64 évesek voltak (átlagéletkor: 38.9, 34 nő), ahol 64.9% (n = 37), amelyet kaukázusi, 29.0% -ként azonosítottak (n = 17), afrikai-amerikai néven, 5.3% (n = 3), amelyet Native American néven azonosítottak, és 1.8% (n = 1), amelyet ázsiai-amerikainak neveznek; 5.3% (n = 3) azonosították őket spanyolnak és 94.7% -nak (n = 54), amely nem-spanyol. A demográfiai adatok itt vannak Táblázat 1 és 1 kiegészítés. Az életkor az összes csoport kontraszt elemzésben, mint a korosztályok között szerepel, a korcsoportban mért különbségek és a lehetséges életkori hatások ellenőrzésére. A testtömeg-index (BMI) a BED csoportban az 30.1-tól az 44.1-ig terjed. Az OB csoport 19-egyedeket tartalmazott 30.4-től 41.6-ig terjedő BMI-vel, és az LC-csoport 19-egyedeket tartalmazott, XIUMX-től 20.4-ig terjedő BMI-kkel. A BED és az OB csoportok nem különböztek az átlagos BMI-n, és amint az várható volt, ezek a csoportok magasabb BMI-ket tartalmaztak, mint az LC csoport.
Az elhízott BED-csoport 19-kezelésben részesülő résztvevőkből állt, akik egy randomizált, placebo-kontrollos vizsgálatban vettek részt a szibutramin 4-hónapos kezelésében és a kognitív viselkedés-önsegítő beavatkozásokban önmagukban vagy kombinációban. Az itt leírt alapértékeket követően a résztvevők az FNRI protokollt megkezdték a kezelések megkezdése előtt, melyeket az 4 hónapokban szállítottak. A javasolt DSM-5 kritériumok a BED (www.dsm5.org) annak ellenőrzésére használták, hogy a BED csoportban lévő összes személy megfelel-e a kritériumoknak, de az OB vagy LC csoportokban egyetlen személynek sem volt története vagy jelenlegi megnyilvánulása az étkezési szokásoknak vagy más rendezetlen étkezési szokásoknak.
intézkedések
MIDT
Minden résztvevő befejezte a MIDT-t; a feladatot és a kísérleti módszereket máshol írják le (32,39) és az 1 Kiegészítés módszerei szakaszában.
fMRI felvásárlás és elemzés
A képeket a Siemens TIM Trio 3T MRI rendszerekkel (Siemens, Malvern, Pennsylvania) szereztük be. A képszerzés és elemzés módszereit az 1. A funkcionális képeket előkészítettük SPM5 (Welcome Functional Imaging Laboratory, London, UK) alkalmazásával, normalizáltuk a Montreal-Neurológiai Intézet sablonra, és simítottuk egy 6 mm-es kernel teljes szélességű, félig maximális értékkel. Az első szintű modellezést robusztus regresszióval végeztük (41) a kiugró hatások csökkentésére (42). A mozgás- és nagynyomású szűrő paramétereit további regresszoroknak tekintettük, amelyek nem érdekeltek. A Neuroelf elemzési csomag (www.neuroelf.net) a második szintű véletlenszerű hatások elemzésére használták. A többszörös összehasonlításokra vonatkozó korrekciót Monte-Carlo szimulációval végeztük (pl. AlphaSim), kombinált voxel-wise és cluster küszöbértékekkel, hogy az 5% családcsalád-hibaarányt eredményezzen. A feladathoz kapcsolódó agyaktiválások vizsgálatához: 1) a monetáris nyereség előrelátása a perspektíva (A1) és az értesítési (A2) fázisok (A1Win és A2Win) előre nem látható pénzbeli eredményének előrejelzésével szemben; 2) az A1 és az A2 fázisok (A1Loss és A2Loss) pénzbeli veszteségének előrelátása a pénzbeli veszteség előrejelzése ellen; 3) „Win” versus „Neutral” kimeneti próbák (OCWin); és 4) „veszteség” a „semleges” kimeneti kísérletekhez (OCLoss). További információkért lásd az 1-kiegészítést és a Balodis-t et al. (32) a kísérleti struktúrát ábrázolja. A csoportok közötti különbségek vizsgálatához az A1Win, az A2Win, az OCWin, az A1Loss, az A2Loss és az OCLoss csoportokban a BED, OB és LC csoportok aktivitását hasonlítottuk össze páros módon t tesztek. Az egész agyi kontrasztok mellett az 2 érdeklődésre számot tartó elemzést végeztem. Ezek az elemzések a VS-re összpontosítottak, és koordinálták a monetáris ösztönzők előrejelzése során felvett agyi áramkörök meta-elemzését (ábra 2) (43) és koordináták, amelyek magukban foglalják a \ tábra 3) (26).
Eredmények
Az A1 kontraszt és viselkedési és affektív válasz eredmények az 1 Kiegészítőben találhatók, adott térkorlátozásokkal és az A2 és OC fázisok relevanciájával az addiktív folyamatokra. Ezenkívül egy, az elhízott csoportok közötti átfedő aktiválásokat összefoglaló elemzés szerepel (BED + OB csoportok kombinációja) Táblázat S2 az 1 kiegészítésben. Valamennyi csoportbeli különbség felsorolásra kerül Táblázat 1. Az alábbiakban az eredmények a hipotéziseinkhez kapcsolódó csoportkülönbségeket mutatják be és írják le (azaz a fronto-striatális területek). Az érdeklődésre számot tartó elemzések eredményeit a következőkben mutatjuk be Az 2 számok és a and33.
OB Versus LC
Lát 1A ábra és a Táblázat 2.
A2Win
Az A2Win alatt az OB-LC kontrasztok a jobb IFG-ben fokozott aktivitást mutattak, amely mediálisan terjedt az OFC-re és a kétoldalú talamuszra, amely a jobb caudatára kiterjed, VS (2C ábra, 3C ábra) és a hypothalamus.
A2Loss
Az A2Loss alatt az OB-LC kontrasztok a bal oldali IFG-ben nagyobb aktivitást mutattak, amely kétoldalúan kiterjed a jobb IFG-re, az OFC-re és a vmPFC-re; jobb középső frontális gyrus, amely oldalirányban a középső frontális gyrus és az IFG felé nyúlik; és a középső agyi szemcséket a mediálisan a vörös maghoz és a lentiform maghoz nyúlva hagyta.
OCWin
Az OCWin alatt az OB-LC kontrasztok a bal középső girusban viszonylag csökkent aktivitást mutattak, amely a középső frontális és a centrális gyrus felé dorsalisan terjedt.
OCLoss
Az OCLoss alatt az OB – LC kontrasztok a bal középső gyrusban a mediális frontális és poszt-centrális gyrushoz képest csökkent aktivitást mutattak.
BED Versus LC
Lát 1B ábra és a Táblázat 2.
A2Win
Az A2Win során a BED-LC kontrasztok viszonylag megnövekedett aktivitást mutattak a hátsó caudatában, a középső frontális gyrus, az insula és a claustrum irányába, és balra cinguláris gyrus, amely a caudateig terjed (2D). A dorsalis mediális frontális gyrusban megfigyelt aktivitás csökkent.
A2Loss
Az A2Loss során a BED-LC kontrasztok az IFG-re kiterjedő jobb caudatában viszonylag megnövekedett aktivitást mutattak. A jobb középső frontális girusban viszonylag csökkent aktivitást figyeltünk meg, amely a mediális frontális giruszra dorsálisan terjedt.
OCWin
Az OCWin alatt a BED-LC kontrasztok viszonylag csökkent aktivitást mutattak a jobb felsőbbrendű gyrusban, amelyek az inula felé nyúlnak; bal alsó parietális lebeny, amely az inzulumig terjed, a hátsó cingulátum, a felső / középső temporális gyrus, VS, caudate, poszt-centrális gyrus, precuneus, cuneus, felső / középső nyúlvány gyrus és culmen; kétoldalú elülső cingulátum, amely oldalirányban eléri az IFG, a caudate és a claustrum oldalát; kétoldalú mediális frontális gyrus; és jobb VS.
OCLoss
Az OCLoss során a BED-LC kontrasztok a bal középső gyrusban viszonylag csökkent aktivitást mutattak, ami a gyrus jobbra, a kétoldalú elülső cingulátumra, a bal paracentrális lebenyre, a jobb oldali centrális gyrusra és a jobb paracentrális lobulára; jobb felsőbbrendű gyrus, amely átmenetileg átmeneti gyrus, poszt-centrális gyrus és insula; a bal oldali inzulium, amely a girusz és a posztentrális gyrus közé esik; bal hátsó cingulátum, amely kiterjed a nyelvi gyrusra, a kétoldalú precuneusra és a cuneuszra; és a jobb oldali közepe, amely a talamuszra és a kulinárisokra terjed ki.
BED Versus OB
Lát 1C ábra és a Táblázat 2.
A2Win
Az A2Win alatt a BED-OB kontrasztok viszonylag csökkent aktivitást mutattak a lentiform magban, amely kétoldalúan kiterjed a VS-re (2B ábra, 3B ábra), hipotalamusz, thalamus, caudate, putamen és középső agyi mag; a jobb oldalon a gyrus kétoldalú kiterjesztése a mediális / superior frontális gyrusra; a jobb oldali gyrusra kiterjedő jobb oldali szigetelés; és a bal szélen az IFG-re kiterjedő középső gyrus.
A2Loss
Az A2Loss során a BED-OB kontrasztok viszonylag csökkent aktivitást mutattak a középső agyi magban, amely a talamuszra, a kétoldalú VS-re és a materia nigra-ra terjedt ki; a mediális frontális gyrus, amely a girust, a gyengébb parietális lobulát, a poszt-centrális girust és a jobb frontális girust; bal oldali inzulum, amely a felsőbb időbeli gyrusig terjed; középső frontális gyrus, amely az elülső cingulátumra és a mediális frontális gyrusra terjed ki; és elhagyta a középső girust, amely a post-centrális gyrusig terjed.
OCWin
Az OCWin alatt a BED-OB kontrasztok viszonylag csökkent aktivitást mutattak az inzulákban, a lentiformban, a para-hippocampalis gyrusban, a cuneusban, a thalamusban és a jobb időbeli gyrusban; jobb felső időbeli gyrus, amely kiterjed az inula, a precíziós gyrus és az IFG között; a jobb oldali középső frontális gyrus, amely az elülső cingulátumra, a kétoldalú VS-re és a caudatára terjed ki; és balra maradt.
OCLoss
Az OCLoss alatt a BED-OB kontrasztok nem mutattak csoportos különbségeket a fronto-striatális régiókban (Táblázat 1 felsorolja az összes csoport különbséget).
Megbeszélés
Jelentős különbségeket figyeltünk meg a BED, OB és LC csoportok között olyan módon, amely részben megerősítette hipotéziseinket: a VS-ben jelentős előzetes eltéréseket figyeltek meg az A2 győzelem / veszteség fázisaiban a BED-OB (de nem BED – LC) kontrasztokban; A BED-OB összehasonlítások ezekben a fázisokban kiderítették, hogy a BED-ben a VS-válaszok csökkentek, míg az OB – LC kontrasztok a VS-válaszok emelkedését mutatják. Ezek a minták a közbenső, a thalamus és az amygdala csoportbeli különbségeit is tükrözik, ami arra utal, hogy az affektív és / vagy motivációs áramkörök differenciált felvételére van szükség (44,45). Az eredményfeldolgozás a BED résztvevőkben a prefrontális és az inszula aktivitás csökkenésével társult mindkét nem BED csoporthoz képest. A biológiai és klinikai következményeket itt tárgyaljuk a csoportok kontrasztjainak különbségei között az előrejelző és a végső jutalom fázisokban.
Előrejelzés feldolgozása
Hipotéziseinkkel összhangban a várakozó feldolgozás összefüggésben állt a BED kétoldalú VS aktivitásának csökkenésével az OB résztvevőihez képest. Ezzel ellentétben az OB – LC kontrasztok megnövekedett kétoldalú VS felvételeket mutattak ebben a szakaszban az OB résztvevőiben. Továbbá, a Brain-OB jelek közötti különbségtétel közepes agyban, az amygdala és a thalamusban is bizonyult - az élelmiszer-táplálkozási paradigmákban korábban azonosított területek olyan érzékenyek voltak, mint a fogyasztói jutalmak folyamatában (19,20). Ebből adódóan ezek az eredmények némi tisztázást adnak az elhízásban látszólag kétértelmű hipotézis hiperaktivitás jutalom-feldolgozási megállapításokra, és hangsúlyozzák az elhízás altípusok és a várható kimenetelű jutalmak közötti különbségtétel fontosságát. A VS-et, különösen a mag-accumbens-t erősen érintették a jutalom feldolgozásában, különösen azért, mert az affektív állapot és a célirányos viselkedés változásaira vonatkozik (46-48). Megállapítottuk, hogy az A2 győzelem / veszteség fázisaiban a BED csoportban az OB csoporthoz képest csökken a striatális válasz, az egyéb populációk MIDT eredményeihez hasonlóan, beleértve az impulzus-szabályozás problémáit, beleértve a patológiás szerencsejátékokat, figyelemhiányos / hiperaktivitási zavarokat is. , az alkoholfüggőség és az alkoholizmus pozitív családi története (31,32,39,49,50). Hasonló a patológiás szerencsejátékokkal kapcsolatos megállapításokhoz (37), a relatív frontosztriaiális hipoaktivitás a BED résztvevőiben kevésbé fázis-specifikus volt, mint a feltételezett. A viszonylag csökkent frontosztriatális aktivitás mind a megelőző, mind a kimeneti fázisban és a győzelem és a veszteséges körülmények között történt (ábra 1), jelezve a BED-ben a jutalmak és veszteségek csökkent fronto-striatriális feldolgozásának általánosított mintáját. Emellett a BED-LC és a BED – OB kontrasztok hasonló különbségeket produkáltak a MIDT kimeneti fázisaiban, különösen a szigeten és a striatális régiókban. Azonban a BED – LC kontrasztok előrejelzési fázisában a fronto-striatusi régiókban kevés a különbség, ami azt sugallja, hogy a BED-csoportot legjobban az eredményfázisok változásai jellemzik, míg az OB-csoportot a megelőző fázisok során hiperaktivitással különböztetik meg.
Fontosság a függőség elméletekhez
A csökkent előrejelző feldolgozás fontos előfutára lehet a BED fejlesztésében. A „Jutalomhiányos szindróma” azt jelzi, hogy az alacsony alapvonalú jutalmi neurocircuitry aktivitással rendelkező személyek táplálkozhatnak vagy addiktív viselkedést vehetnek igénybe a kompenzációs erőfeszítésekben, hogy ösztönözzék az aktivitást ezeken a területeken (51). A BED-OB és az OB-LC kontrasztok mind az A2W, mind az A2L fázisokban az anyagi nigrát magába foglaló megváltozott középső agyi válaszok a dopaminerg neurális útvonalak változását sugallják. Valóban, a VS, a hypothalamus, a thalamus és a prefrontális kéreg a mesokortikolimbikus dopamin rendszer domináns vetületi területeit képviseli, összhangban ezzel a neurotranszmitter szerepével a jutalom feldolgozásában (52,53). Bár az fMRI nem tudja egyértelműen a dopaminhoz kapcsolni az aktivitásváltozásokat, a konjunktív fMRI és pozitron emissziós tomográfiai vizsgálatok azt mutatják, hogy a prefrontális kérgi területeken a dopaminerg aktivitás fokozódik, mivel az egyének monetáris jutalmakat várnak és kapnak (54). A dopaminerg változásokat a BED-ben (55-57), és a striatális dopamin felszabadulás az élelmiszer-ingerlés során pozitívan kapcsolódik a táplálkozási \ t58). Mindazonáltal a BED-hipoaktív / OB-hiperaktív dopaminerg modell túlzottan egyszerűsítheti az alapul szolgáló folyamatokat; a változások konkrét rendellenesség-szakaszokra vonatkozhatnak, úgyhogy a rendszer kezdeti túlérzékenysége csökkenhet a magas zsírtartalmú vagy cukros élelmiszerek időszakos túlmelegedésével (59-61). Az ösztönző-figyelem elméletével összhangban a fogyasztási feldolgozás hedonikus hatása (azaz „kedvelése”) csökkenhet a túlfogyasztás után, míg az ösztönző-figyelem (azaz a „kívánatos”) összetevő fokozódik. A jelenlegi tanulmányban a BED résztvevői az OB csoporthoz viszonyítva csökkentett előzetes feldolgozást mutattak a monetáris jelzésekre; előfordulhat, hogy a táplálékra utaló jelek (azaz a rendellenességek specifikus ingerek) expozíciója fokozhatja a fronto-striatális hálózatok aktivitását (37).
A BED csoporttal ellentétben az OB – LC csoportok közötti különbségek többnyire a várakozási szakaszban voltak. A fokozott mediális / laterális OFC, a striatum, az amygdala és a hippokampális aktiválás során az OB (relatív LC) csoportba tartozó eredmények összhangban vannak az élelmiszer-jelzések bemutatása során észlelt hasonló válaszmintákkal (7), és támogassák a nagyobb jutalmak előrejelzését ebben a csoportban.
Eredmények feldolgozása
Hipotéziseinkkel összhangban a BED résztvevői az OB és LC csoportokhoz viszonyítva viszonylag csökkent aktivitást mutattak a prefrontális és a szigeti régiókban. Ezek az eredmények összhangban vannak a teljes és a szubszimitív bulimia-jelentésekkel, ahol az egyének kimutatott aktivitást mutatnak a bal középső frontális gyrusban, az inula és a jobb középső gyrusban az ízletes ételfogyasztás során (25). Továbbá, a vmPFC és a jobb oldali insula atrófia a kényszeres étkezési etiológiához kapcsolódik (62). Mind a BED – OB, mind a BED – LC kontrasztokban az IFG-re kiterjedő, csökkent kétoldalú inklúziós tevékenység nyilvánvaló a BED résztvevőiben. Az inzulin az elsődleges ízkéreg, de a homeosztatikus jelzéshez is kapcsolódik.63-65). Ezért az eredmények alátámasztják a módosított általános jutalomfeldolgozás ötletét a BED-ben. Az interoceptív tudatosság megváltozása a blunted insula-aktivitás révén, különösen az eredményfeldolgozás során, arra enged következtetni, hogy az egyén aktuális állapotára vonatkozó jutalmi információ integrált. Ezen túlmenően az IFG szerepet játszik a kognitív és motivációs feldolgozás kölcsönhatásában a gátló kontroll során (66-68); ezért a kollektív, csökkent IFG és inzuláris jelzések hatással lehetnek az éhség / telítettség jelek mérésére.
Erősségek, korlátok és jövőbeli irányok
Tudomásunk szerint a jelenlegi tanulmány az első fMRI vizsgálat a megkülönböztető jutalom fázisok és az elhízás alcsoportok között, beleértve a BED-et is. A különböző táplálkozási szokásokat mutató elhízott csoportokban a jutalom-feldolgozási paradigma alkalmazása nagyobb betekintést nyújt az egyes fenotípusok lehetséges biomarkerjeibe. Ily módon a jelenlegi vizsgálat elemzi az elhízással kapcsolatos étkezési viselkedési mintákkal kapcsolatos specifikus neurális korrelátumokat. Ezen túlmenően az fMRI feladat lehetőséget nyújt arra, hogy megvizsgálja a jutalom / veszteség folyamatokhoz kapcsolódó neurofunkciós mintákat, amelyek elősegíthetik az egyes étkezési mintákat.
A jelenlegi tanulmányt számos tényező korlátozza. A férfiak alacsony száma a BED csoportban kizárta a nemek közötti különbségek vizsgálatát; az étkezési kérdőívek kezelése minden csoportban azonosíthatott más fontos táplálkozási jellemzőket is. Korábbi vizsgálatok szerint a klinikai és a közösségi mintákban a BED súlyosságával kapcsolatos különbségekről számoltak be.69); ezért lehetséges, hogy a kezelést kereső természet megkülönbözteti a BED-t az OB és LC csoportoktól. A teljes agyi megállapítások egy része nem éri el a konzervatív Bonferroni-korrekciót a MIDT hat fázisa és a három vizsgált diagnosztikai csoport többszörös összehasonlítására.
A jövőbeli kutatások tovább vizsgálhatják a BED és az OB csoportok közötti közösségeket; a jelenlegi vizsgálatban az elemzések azonosították az átfedést a hátsó és a hátsó területeken (Táblázat S2 az 1 kiegészítésben). Ezen túlmenően, a BED – LC és az OB – LC kontrasztokban az elhízott csoportok között kevés átfedés volt megfigyelhető. A konkordáns területek többnyire az eredményfázisok és a hátsó hátsó régiók során jelentek meg, beleértve mindkét kimeneti fázisban a csökkent hátsó cingulátumot, precuneust és precentrális gyrus aktivitást. Ezeket a területeket a jutalom elvárásai és a figyelem irányítása jelenti; például a hátsó cingulátumnak szerepe van a környezeti változások jelzésében, beleértve a jutalmi eredményt is, a belső állapot vagy a környezeti változók változásaival megnövelt aktivitással (70). Az elhízott csoportokban a csökkent aktivitás ezeken a területeken a figyelem és a motiváció megváltozását sugallja a visszajelzések során az eredményfázisokban.
A jövőbeli vizsgálatoknak meg kell vizsgálniuk a nem, a dohányzás és az elhízott egyének kezelésében keresendő viselkedésbeli különbségeket is. Egy másik fontos lépés a megértés, hogy ezek a neurális rendszerek kölcsönhatásba lépnek a homeosztatikus mechanizmusokkal (71,72) és ezekhez kapcsolódnak az elhízás és / vagy a BED krónikusságához / időtartamához. A longitudinális vizsgálatok további időbeli kapcsolatokat biztosíthatnak a súlyváltozások és a rendszerfeldolgozás között, és azonosíthatják az elhízás kialakulását megelőző táplálékfelvételhez kapcsolódó biológiai markert. Habár a jelenlegi kísérleti tervezés nem képes megkülönböztetni, hogy ezek az eltérések okozzák-e az elhízás vagy a túlsúlyos táplálkozás okát vagy következményeit, mindazonáltal jelentősen befolyásolják az elhízás kezelését. A kortikosztriatális limbikus aktivitás stimulálására koncentrált terápiák fontos kezelési stratégiákat jelenthetnek a BED számára. Általánosabb értelemben ezek az eredmények arra utalnak, hogy az egészségpolitikák potenciálisan relevánsak a magas zsírtartalmú, magas cukortartalmú élelmiszerek szabályozásában, amelyek megváltoztathatják a jutalomérzékenységet azokban, akiket veszélyeztetett az étkezés és az elhízás veszélye (73).
Következtetések
A jelenlegi tanulmány fontos lépést jelent az elhízással és az agyi korrelációval rendelkező emberek csoportjainak vizsgálata során a nem élelmiszer-jutalom feldolgozásával. A BED-ben résztvevők csökkent kori-striatus-feldolgozásának eredményei az előrejelző és kimeneti díjazási fázisokban az OB és LC csoportokhoz képest arra engednek következtetni, hogy a jutalmak feldolgozásában és az önszabályozásban részt vevő hálózatok csökkennek. Ezek az adatok azt is bizonyítják, hogy hasonló impulzusvezérlési rendellenességekben, mint például a patológiás szerencsejáték és az alkoholfüggőség, a jutalomfeldolgozást közvetítő hasonló neurocircuitry változások. Mind a BED, mind az OB csoportok bevonása kulcsfontosságú lépést jelent annak megítélésében, hogy az összetett viselkedés hogyan járul hozzá az elhízáshoz. Összességében a jelenlegi eredmények arra utalnak, hogy az elvont jutalmak feldolgozásánál eltérő idegszubsztrátok vannak, amelyek megkülönböztetik az elhízott egyének bizonyos alcsoportjait. Ezek az adatok betekintést nyújthatnak az elhízás-kutatás VS-aktivitásának látszólag kétértelmű megállapításaiba.
Köszönetnyilvánítás
A támogatást az alábbi támogatások adták: Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH) R01-DA019039, P20-DA027844, R50-AA012870, RL01-AA020908, K01-DA016599, R1 DK017539, PL12-DA00167 és 01K073542 DK1. Köszönettel tartozunk Scott Bullock, Jessica Montoya, Naaila Panjwani, Monica Solorzano, Jocelyn Topf, Katie VanBuskirk, Rachel Barnes és Robin Masheb segítségéért a projekthez. A kézirat tartalma kizárólag a szerzők felelőssége, és nem feltétlenül képviseli a finanszírozó ügynökségek hivatalos álláspontját.
Dr. Potenza konzultált és tanácsot adott Boehringer Ingelheimnek; konzultált és pénzügyi érdekeltségekkel rendelkezik Somaxonban; kutatási támogatást kapott az NIH-tól, a Veterans Administration-től, a Mohegan Sun Casino-tól, az Országos Felelős Játékszolgáltatások Központjától és annak társult Szerencsejáték-rendellenesség-kutató Intézetétől, az Erdei Laboratóriumoktól, a Psyadon, az Ortho-McNeil, az Oy-Control / Biotie és a GlaxoSmithKline gyógyszerektől; részt vett a kábítószer-függőséggel, az impulzus-kontroll rendellenességeivel vagy más egészségügyi témákkal kapcsolatos felmérésekben, postázásokban vagy telefonos konzultációkban; konzultált az ügyvédi irodákban és a szövetségi államvédő irodájában az impulzusszabályozási rendellenességekkel kapcsolatos kérdésekben; klinikai ellátást nyújt a Connecticuti Mentális Egészségügyi és Függőségi Szolgáltatások Osztályának Szerencsejáték-szolgáltatási programjában; támogatási felülvizsgálatokat végzett az NIH és más ügynökségek számára; tudományos előadásokat tartott nagy körökben, továbbképző rendezvényeken és más klinikai vagy tudományos helyszíneken; és könyveket vagy könyvfejezeteket generált a mentálhigiénés szövegek kiadói számára.
Lábjegyzetek
Minden más szerző nem jelent biomedicinális pénzügyi érdekeket vagy esetleges összeférhetetlenségeket.
Az ebben a cikkben hivatkozott kiegészítő anyag online elérhető http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.01.014.
Referenciák
;
