Mynstur tengingar á heila byggingu greina frá eðlilegum þyngd frá of þungum einstaklingum (2015)

Fara til:

Abstract

Bakgrunnur

Breytingar á heitafræðilegum þáttum í inntöku hegðun hafa verið völdum sem hugsanleg áhættuþáttur í sjúkdómsfræði ofþyngdar og of feitra einstaklinga. Neuroimaging sönnunargögn frá einstaklingum með vaxandi líkamsþyngdarstuðuls bendir til skipulags, virkni og taugafræðilegra breytinga á framlengdu launakerfi og tengdum netum.

Markmið

Að beita fjölbreyttri mynsturgreiningu til að greina eðlilega þyngd og yfirvigt á grundvelli grárra og hvítra spurninga.

aðferðir

Byggingar myndir (N = 120, of þungur N = 63) og dreifingar tensor myndir (DTI) (N = 60, of þungur N = 30) fengust frá heilbrigðum einstaklingum. Í heildarúrtakinu var meðalaldur yfirvigtarhópsins (konur = 32, karlar = 31) 28.77 ár (SD = 9.76) og fyrir venjulegan þyngdarhóp (konur = 32, karlar = 25) var 27.13 ár (SD = 9.62 ). Svæðisskipting og sneiðing á heilamyndum var gerð með Freesurfer. Ákveðinn aðdráttarafl var gerður til að mæla eðlilegan trefjaþéttleika milli svæða. Notuð var fjölþætt aðferð við mynsturgreiningu til að kanna hvort heilamælingar geta greint ofþyngd frá einstaklingum með eðlilega þyngd.

Niðurstöður

1. Hvítt efni flokkun: Flokkun reiknirit, byggt á 2 undirskriftum með 17 svæðisbundnum tengingum, náði 97% nákvæmni í að mismuna ofþyngd einstaklingum frá einstaklingum með eðlilega þyngd. Fyrir bæði heila undirskrift kom fram meiri tengsl eins og vísitölur með aukinni þéttleika í þyngd í ofþyngd miðað við venjulegan þyngd á milli svæðis umbunasvæða og svæða stjórnunarstjórnar, tilfinningalegrar uppsagnar og svívirðilegra neta. Hins vegar fannst hið gagnstæða mynstur (minnkað trefjarþéttleiki) á milli slímhúðarbólgu og framhliða insula og milli þalamus og stjórnsýslusviðs. 2. Grey-efni flokkun: Flokkun reiknirit, byggt á 2 undirskriftum með XFUMX formfræðilegum eiginleikum, náði 42% nákvæmni í að mismuna yfirvigt frá eðlilegum þyngd. Í báðum heila undirskriftum voru svæði launanna, salience, framkvæmdastjórnunar og tilfinningalegrar vöktunarkerfa tengdir lægri formfræðileg gildi í ofþungum einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga, en hið gagnstæða mynstur var séð fyrir svæði eins og svitamyndunarnetsins.

Ályktanir

1. Aukin líkamsþyngdarstuðull (þ.e. of þungur einstaklingar) tengist greinilegum breytingum á gráum efnum og trefjarþéttni heilans. 2. Flokkunaralgoritm sem byggjast á tengingu hvítum efnis sem felur í sér svæða verðlauna og tengdra neta, geta greint frá sértækum markmiðum fyrir vélrænni rannsóknum og þróun á nýjum eiturlyfjum sem miða að óeðlilegri inntökuhegðun og yfirvigt / offitu.

Leitarorð: Of feit, Of þung, Morphological grár efni, Líffærafræðilegt hvítt efni tengsl, Reward net, Multivariate greining, Flokkun reiknirit
Skammstafanir: HC, heilbrigður stjórn; BMI, líkamsþyngdarstuðull; HAD, sjúkrahús kvíða og þunglyndi Scale; TR, endurtekningartími; TE, echo tími; FA, flip horn; GLM, almennt línulegt líkan; DWI, dreifingarþyngd MRI; FOV, sjónarhorn; GMV, grár efni bindi; SA, yfirborðsflatarmál; CT, cortical þykkt; MC, meðaltal kröftun; DTI, diffusion tensor hugsanlegur; Staðreynd, trefjaverkefni með stöðugri mælingu; SPSS, tölfræðileg pakki fyrir félagsvísindin; ANOVA, greining á afbrigði; FDR, falskur uppgötvun hlutfall; sPLS-DA, skarpur að hluta minnst ferningur fyrir mismunun Greining; VIP, breytileg mikilvægi í vörpun; PPV, jákvætt forspárgildi; NPV, neikvætt forspárgildi; VTA, ventral tegmental svæði; OFG, sporöskjulaga gyrus; PPC, bakvið parietal heilaberki; dlPFC, dorsolateral prefrontal heilaberki; vmPFC, ventromedial prefrontal heilaberki; aMCC, fremri miðjan cingulate heilaberki; sgACC, undirfrumur fremri heilablóðfall; ACC, fremri cingulate heilaberki

1.0. Kynning

Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin áætlar að næstum helmingur fullorðinna séu of feitir og meira en tvöfalt fleiri en fullorðnir eru of þungir og stuðla að aukinni sjúkdóma eins og sykursýki, hjarta- og æðasjúkdóma og krabbamein og leiða til dauða að minnsta kosti 2.8 milljón einstaklinga á hverju ári (Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin (WHO), 2014). Í Ameríku eru allt að 34.9% fullorðnir of feitir og tvisvar sinnum fleiri fullorðnir (65%) eru annað hvort of þung eða of feitirCenter for Disease Control (CDC), 2014). Efnahagsleg og heilsuleg byrði að vera of þung og of feit, heldur áfram að hækka heilsugæslukostnað allt að $ 78.5 milljarðaFinkelstein o.fl., 2009) og milljarðar dollara halda áfram að vera varið til árangurslausrar meðferðar og inngripa (Loveman o.fl., 2011; Terranova o.fl., 2012). Þrátt fyrir ýmis verkefni sem beinast að því að greina undirliggjandi sjúkdómsfræði ofþyngdar og offitu, er núverandi skilningur enn ófullnægjandi.

Bæði umhverfis- og erfðafræðilegir þættir gegna hlutverki í þróun manna að vera of þung og of feitirCalton og Vaisse, 2009; Choquet og Meyre, 2011; Dubois o.fl., 2012; El-Sayed Moustafa og Froguel, 2013). Nýlegar rannsóknir á taugakerfi hafa sýnt að hærri líkamsþyngdarstuðull (BMI) tengist breytingum á virkni (verkefni og hvíldarstað) (Connolly et al., 2013; Garcia-Garcia o.fl., 2013; Kilpatrick o.fl., 2014; Kullmann o.fl., 2012), grár-efnisfrumnafræði (Kurth o.fl., 2013; Raji o.fl., 2010) og eiginleika hvítra efnisins (Shott o.fl., 2014; Stanek et al., 2011), sem bendir til hugsanlegs hlutverk heilans í sjúkdómsfræði ofþyngdar og offitu (Das, 2010). Þessar rannsóknir felast að miklu leyti í svæðum verðlaunakerfisins (Kenny, 2011; Volkow et al., 2004; Volkow et al., 2008; Volkow et al., 2011) og þrjú nátengdar netkerfi sem tengjast salience (Garcia-Garcia o.fl., 2013; Morrow o.fl., 2011; Seeley et al., 2007a), framkvæmdastjórnSeeley et al., 2007b) og tilfinningaleg vökvi (Menon og Uddin, 2010; Zald, 2003) (Fig. 1).

Fig. 1 

Svæði á launakerfi og tengdum netum. 1. Verðlaunakerfi: ofsakláði, sporbrautskortabólga (OFC), kjarnakrabbamein, putamen, ventral tegmental area (VTA), substantia nigra, miðgildi svæðis (caudate, pallidum, hippocampus). 2. Salience ...

Núverandi rannsókn miðar að því að prófa almennar tilgátur að milliverkanir milli svæða þessara neta eru mismunandi milli yfirvigtra einstaklinga samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga og við beittum stórfelldum nýjustu taugafræðilegu gagnavinnslu, visualization og fjölbreyttri mynsturgreiningu til að prófa þessa tilgátu. Framboð á skilvirkari og computationally ákafur gagnavinnsluleiðslum og tölfræðilegum reiknirit gerir ráð fyrir breiðari formfræðilegu og líffræðilegu einkennum heilans hjá einstaklingum með hækkaðan BMI miðað við einstaklinga með eðlilega þyngd. Fjölbreytileg mynsturflokkunargreining veitir þeim möguleika að skoða dreifða mynstrið á svæðum sem mismuna yfirvigt samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga.

Í þessari rannsókn er lögð áhersla á lærdógrógróma á ráðstöfunum svæðisbundinna heilafrumnafræði og hvítra efnaþéttleika (mælikvarða á tengsl milli tiltekinna heila svæðum) til að prófa tilgátan um að ofþyngdarstaða tengist mismunandi mynstur eða heila undirskriftum sem samanstanda af svæðum verðlaunin, salience, framkvæmdastjórnin og tilfinningalegir uppvaknar netkerfi. Niðurstöður benda til að hægt sé að nota svæðisbundna tengingu og minna svona heila morfometrics til að mismuna yfirvigt miðað við venjulega einstaklinga sem þyngjast. Niðurstöðurnar veita fyrirsjáanlega reiknirit byggð á multimodal heila hugsanlegur og greina sértæk markmið fyrir frekari vélræna rannsóknir.

2.0. Aðferðir

2.1. Þátttakendur

Heildar sýnið var samsett af sjálfboðaliðum sem fengu 120 handahófskennt heilbrigðisstarfsmenn (HC) sem tóku þátt í rannsóknum á taugakrabbameini í miðju taugaþjálfunar á milli 2010 og 2014. Þátttakendur voru ráðnir í gegnum auglýsingar settar fram í UCLA og Los Angeles samfélaginu. Öll málsmeðferð var í samræmi við meginreglurnar í Helsinki yfirlýsingunni og samþykkt af stofnunarskýrsluþinginu við UCLA (viðurkenningarnúmer 11-000069 og 12-001802). Öll efni veittu skriflegu upplýstu samþykki. Allir einstaklingar voru flokkaðir sem heilbrigðir eftir klínískt mat sem innihélt breytt lítill-alþjóðleg taugasjúkdómsviðtal 5.0 (Sheehan o.fl., 1998). Útilokunarviðmið voru meðal annars fíkniefnaneysla, meðganga, tóbaksfíkn, kviðarholsaðgerðir, áhættuþættir í æðum, þyngdartapsaðgerðir, óhófleg hreyfing (meira en 1 klst. Á hverjum degi og maraþonhlauparar) eða geðsjúkdómar. Jafnvel þó oft tengd auknu BMI voru einstaklingar með háþrýsting, sykursýki eða efnaskiptaheilkenni útilokaðir til að draga úr misleitni íbúanna. Einnig voru einstaklingar með átraskanir, þar með taldar meltingar- eða átraskanir eins og lystarstol eða lotugræðgi, útilokaðir af sömu ástæðu. Jafnvel þó að BMI = 25–29.9 sé talið of þungt, var það í rannsókninni okkar skilgreint sem hár BMI hópurinn. Einstaklingar með eðlilega þyngd voru ráðnir með BMI <25 og í rannsókn okkar var skilgreindur sem venjulegur BMI hópur. Engin einstaklingur fór yfir 400 lb vegna þyngdarmarka segulómunar.

2.2. Dæmi einkenni

Staðfestar spurningalistar voru lokið fyrir skönnun og voru notaðir til að mæla núverandi kvíða- og þunglyndiseinkenni (Hospital Angst and Depression Scale (HAD)) (Zigmond og Snaith, 1983). HAD mælikvarði er mælikvarði á sjálfsmat 14-hlutar sem metur núverandi kvíða- og þunglyndiseinkenni hjá einstaklingum við upphafsgildi (Zigmond og Snaith, 1983). Að auki höfðu einstaklingar áður verið í uppbyggðu geðrænu viðtali (Mini International Neuropsychiatric Interview, MINI) til að meta fortíð eða núverandi geðsjúkdóma (Sheehan o.fl., 1998).

2.3. fMRI kaupin

2.3.1. Structural (grá-mál) MRI

Efni (N = 120, hátt BMI N = 63) voru skönnuð á 3.0 Tesla Siemens TRIO eftir að sagittal skáti var notaður til að staðsetja höfuðið. Skipulagsskannanir voru fengnar úr 4 mismunandi upptökuröðum með því að nota háupplausnar þrívíddar T3-vegnar, sagittal segulmagnaðir tilbúnar skjótur (Grad-echo) samskiptareglur og upplýsingar um skönnun eru: 1. Endurtekningartími (TR) = 1 ms, bergmálstími (TE) = 2200 ms, snúningshorn (FA) = 3.26, 9 mm3 voxel stærð. 2. TR = 2200 ms, TE = 3.26 ms, FA = 20, 1 mm3 voxel stærð. 3. TR = 20 ms, TE = 3 ms, FA = 25, 1 mm3 voxel stærð. 4. TR = 2300 ms, TE = 2.85 ms, FA = 9, 1 mm3 voxel stærð. Áhrif siðareglur um kaup á mismun á heildarmagn grárs efnis (TGMV) voru metin. Sérstaklega var almennt línulegt líkan (GLM) beitt til að ákvarða áhrif á slembirannsóknir á TGMV sem stjórna aldri. Niðurstöður sýndu að allar samskiptareglur voru ekki svipaðar hver öðrum (F(3) = 6.333, p = .053).

2.3.2. Líffærafræðileg tengsl (hvítt efni) MRI

A hluti af upprunalegu sýninu (N = 60, hátt BMI N = 30) fóru í dreifivigtun segulómun (DRI) samkvæmt tveimur sambærilegum aðferðarreglum. Nánar tiltekið voru DWI fengin í annað hvort 61 eða 64 ólínulegar áttir með b = 1000 s / mm2, með 8 eða 1 b = 0 s / mm2 myndir, hver um sig. Báðar samskiptareglur höfðu TR = 9400 ms, TE = 83 ms og sjónsvið (FOV) = 256 mm með öflunarfylki 128 × 128 og sneiðþykkt 2 mm til að framleiða 2 × 2 × 2 mm3 ísótrópískir voxels.

2.4. fMRI vinnsla

2.4.1. Uppbygging (grá-mál) skipting og parcellation

T1-myndasnið og svæðisbundið parcellation voru gerðar með því að nota FreeSurfer (Dale et al., 1999; Fischl et al., 1999, 2002) eftir nomenclature sem lýst er í Destrieux o.fl. (2010). Fyrir hvern heilahvelf, var sett af 74 tvíhliða kortlægum mannvirki merkt með viðbót við 7 undirbyggingu og heilahimnubólgu. Stigsetningarniðurstöður úr sýniefni eru sýndar í Fig. 2A. Einn viðbótar miðlínu uppbygging (hjartastuðullinn sem inniheldur hluta af miðgrænu eins og ventral tegmental svæði [VTA] og substantia nigra) var einnig innifalinn, til að fá fullt af 165 parcellations fyrir heilann. Fjórir dæmigerðar formfræðilegar ráðstafanir voru reiknar út fyrir hverja cortical parcellation: grátt efni bindi (GMV), yfirborðsflatarmál (SA), cortical thickness (CT) og meðaltal krömpu (MC). Gagnavinnsluvinnuferlar voru hannaðar og framkvæmdar á rannsóknarstofu Neuroimaging (LONI) leiðsla (http://pipeline.loni.usc.edu).

Fig. 2 

A. Uppbyggingarsegment og afleiðingar niðurstöður og B. hvítar efni trefjarafleiðingar í tengslum við uppbyggingu parcellations úr sýniefni. A: Uppbyggingarsvið. B: Hvítt efni skipting.

2.4.2. Líffræðileg tengsl (hvítt efni)

Diffusion vegin myndir (DWI) voru leiðrétt fyrir hreyfingu og notaðir til að reikna út dreifingarþjálfarar sem voru snúningslega endurstilltar í hverri fókus. Dreifingar tensor myndirnar voru endurreiknar á grundvelli þríhyrnings interpolation log-transformed tensors eins og lýst er í Chiang et al. (Chiang og fleiri, 2011) og tekið aftur í samsæta upplausn voxel (2 × 2 × 2 mm3). Gagnavinnsluferlar voru búnar til með því að nota LONI leiðsluna.

Hvítt efni tengsl fyrir hvert efni var áætlað á milli 165 heila svæðanna bent á byggingar myndir (Mynd 2B) með DTI vefjalyfjafræði. Skurðpunktur var gerður í gegnum Fiber Assignment með áframhaldandi rekja (FACT) algrím (Mori o.fl., 1999) með TrackVis (http://trackvis.org) (Irimia o.fl., 2012). Endanlegt mat á tengingu hvítra efnisins milli hvern heilahluta var ákvarðað með hliðsjón af fjölda trefjaferða sem sneiðast á hvert svæði, eðlilegt með heildarfjölda trefjakerfa innan heilans. Þessar upplýsingar voru síðan notaðar til síðari flokkunar.

2.5. Mjög litlir hlutfallslegur hluti - mismununargreining (sPLS-DA)

Til að ákvarða hvort heilmerki geti verið notaður til að spá fyrir um háum BMI-stöðu (of þungur miðað við eðlilega þyngd) notuðum við sPLS-DA. sPLS-DA er mynd af grimmri PLS afturköllun en svörunarbreytan er flokkuð sem gefur til kynna hóp aðild (Lê Cao, 2008a; Lê Cao et al., 2009b, 2011). sPLS-DA hefur verið sýnt fram á að vera sérstaklega árangursríkt við fjölda spáþátta, lítið sýnishornastærð og mikla samlínuleika meðal spáþátta (Lê Cao, 2008a; Lê Cao et al., 2009b, 2011). sPLS hámarkar sýnishornssamfélagið milli heilaþátta og hópamismunarskugga. sPLS framkvæma samtímis breytilega val og flokkun með því að nota lasso refsingu (Lê Cao et al., 2009a). sPLS-DA starfar með eftirliti með ramma sem myndar línulegar samsetningar spáþáttanna miðað við þátttöku í bekknum. sPLS-DA dregur úr víddargögn gagna með því að finna safn af rétthyrndum íhlutum sem hver samanstendur af völdum sett af eiginleikum eða breytum. Þættirnar eru nefndar heila undirskriftar. Hvert breytu sem felur í sér heila undirskrift hefur tilheyrandi "hleðslu", sem er mælikvarði á hlutfallslegt mikilvægi breytanna fyrir mismunun í tvo hópa (Lê Cao et al., 2008b). Að auki voru Variable Importance in Projection (VIP) skora reiknuð til að meta mikilvægi hvers breytu sem notaður er í PLS líkaninu. VIP stigið er vegið summa hleðslna sem tekur mið af útskýringum á hverri undirskrift. Að meðaltali í kvaðratum VIP stigum er jafnt 1. Predictors með VIP stuðlinum meiri en einn eru talin sérstaklega mikilvæg fyrir flokkunina (Lê Cao et al., 2008b).

2.5.1. Þróun fyrirbyggjandi líkansins

Fjöldi undirskriftar heila fyrir hverja greiningu var fastur á tveimur (Lê Cao et al., 2008b). The stöðugleika greining var notað til að ákvarða ákjósanlegasta fjölda heilahluta fyrir hverja undirskrift heilans (Lê Cao o.fl., 2011). Í fyrsta lagi er sPLS-DA beitt yfir ýmsum breytum, 5-200, til að velja fyrir hverja tveggja heila undirskriftina. Fyrir hverja skilgreiningu á fjölda breytna sem á að velja er endurtekið 10 sinnum yfir 100 sinnum. Þessi krossgildingarferli skiptir þjálfunarupplýsingunum í 10 brjóta eða undirsýni af gögnum (n = 12 prófunarsett). Eitt undirsýni er sett til hliðar sem prófgögn og hin undirsýnin eru notuð til að þjálfa líkanið. Stöðugleiki breytanna er ákvarðaður með því að reikna út fjölda skipta sem ákveðin breyta er valin yfir allar krossgildingarferðir. Aðeins heilabreytur með meiri stöðugleika en 80% voru notaðar til að þróa endanlegt líkan.

2.6. Tölfræðilegar greiningar

2.6.1. Mjög litlir hlutfallslegur hluti - mismununargreining (sPLS-DA)

sPLS-DA var framkvæmt með því að nota R pakkann mixOmics (http://www.R-project.org). Við skoðuðum forspárgildi morfometry heilans og DTI líffærafræði tengingu sérstaklega. Til viðbótar við svæðisbundið heilafrumnafjölgun eða svæðisbundin líffærafræðileg tengsl, aldur og heildar erfðabreyttar lífverur voru taldar mögulegar spár. Fyrir morphological gögn sem fengin voru gerðar gerðir af GMV, SA, CT og MC í líkaninu. Fyrir DTI líffærafræðilega tengslagögn sem fengust, voru einstaklingsbundnar matrices, sem flokkuðu hlutfallslegan fiberþéttleika milli 165 svæðanna, umbreytt í 1 víddar mælikvarða sem innihéldu 13,530 einstök tengsl (efri þríhyrningur frá upphafsmagni). Þessar matrices voru síðan merktar á milli einstaklinga og komu inn í sPLS-DA. Sem upphafleg gögn um að draga úr gögnunum, voru spár um núll afbrigði lækkuð og þetta leiddi til viðbótar tengingar 369. Heilaskírteini voru tekin saman með því að nota breytilegar álag á einstökum málum og VIP stuðlum. Við notum einnig grafískan skjá til að sýna mismununarhæfileika reikniritanna (Lê Cao o.fl., 2011). Forspárgeta endanlegra módelanna var metin með því að nota eina út yfirvottun. Við reiknuðum einnig tvíhliða flokkunarráðstafanir: næmi, sértækni, jákvætt forspárgildi (PPV) og neikvætt forspárgildi (NPV). Hér lýsir næmni hæfileika flokkunaralgnisins til að bera kennsl á yfirvigt einstaklinga. Sértækni endurspeglar hæfni flokkunaralgnisins til að bera kennsl á eðlilega þyngd einstaklinga. PPV endurspeglar hlutfall sýnisins sem sýnir sértæka ofþunga heila undirskrift úr flokkunaralgríminu og sem eru í raun of þung (sönn jákvæð). Á hinn bóginn er NPV líkurnar á því að ef prófunarniðurstöðurnar séu neikvæðar, þ.e. þátttakandi hefur ekki ofþyngdarsértækan heila undirskrift (sönn neikvæð).

2.6.2. Dæmi einkenni

Tölfræðilegar greiningar voru gerðar með tölfræðilegum pakka fyrir SPSS-hugbúnaðinn (útgáfa 19). Samanburður á hegðunarmörkum var metið með því að beita greiningu á afbrigði (ANOVA). Mikilvægi var talin á p <.05 óleiðrétt.

3.0. Niðurstöður

3.1. Dæmi einkenni

Heildar sýnið (N = 120) tóku til 63 of þungra einstaklinga (konur = 32, karlar = 31), meðalaldur = 28.77 ár, SD = 9.76 og 57 einstaklingar í eðlilegri þyngd (konur = 32, karlar = 25), meðalaldur = 27.13 ár, SD = 9.62. Þrátt fyrir að of þungur hópur hefði tilhneigingu til að vera með meiri kvíða og þunglyndi var enginn marktækur munur á hópnum (F = .642, p = .425; F = .001, p = .980). Klínísk einkenni sýnisins eru dregin saman í Tafla 1.

Tafla 1 

Dæmi einkenni.

3.2. Fjölbreyttar mynsturgreiningar með sPLS-DA

3.2.1. Líffræðileg tengsl (hvít mál) byggð flokkun

Við skoðuðum hvort hvíta efnið í heilahimnubólgu gæti verið notað til að mismuna ofþungum einstaklingum frá eðlilegum einstaklingum. Fig. 3A sýnir einstaklinga úr sýninu sem er fulltrúi í tengslum við tvö heilahugmyndir og sýnir mismununarhæfni hvíta efnisflokkunarins. Tvöfaldur flokkunarráðstafanir voru reiknaðar og bentu til næmni 97%, sértækni 87%, PPV af 88% og NPV af 96%. Tafla 2 inniheldur listann yfir stöðugt hvítt efni tengsl sem felur í sér hverja mismunun heila undirskrift ásamt breytilegum álagi og VIP stuðlum.

Fig. 3 

A. Flokkunarvél byggt á þéttleika þéttleika (hvítt efni). B. Flokkunarvél byggð á grunnefnisgerð. A: Sýnir mismununarhæfileika trefjarþéttni (hvítt efni) flokkunaraðila. B: Sýnir mismununarhæfileika gráa efnisflokkunarins. ...
Tafla 2 

Listi yfir líffærafræðilega tengingu sem felur í sér hverja mismununarheila undirskrift.

3.2.2. Líffræðileg tengsl byggð á heila undirskrift 1

Fyrsta heila undirskrift reikninga fyrir 63% afbrigði. Eins og tilgreint er af VIP-stuðlinum eru breyturnar í lausninni sem útskýra mest afbrigði með 1) tengsl milli svæða verðlaunakerfisins (putamen, pallidum, brainstem [þ.mt miðlægur svæði eins og VTA og substantia nigra]) með svæðum framkvæmdastjóra stjórna (precuneus sem er hluti af bakviðri parietal heilaberki), salience (fremri insula), tilfinningalegur vökva (vöðvabólga í framhjáhlaupi) og somatosensory (postcentral gyrus) net; 2) svæði á tilfinningalegum örvunarnetinu (fremri miðhyrnings heilaberki, vöðvabólga fyrir framhjáhlaupi) með svæðum á salience (framhliðinni) og somatosensory (paracentral lobule þar með talið viðbótarhreyfill heilaberki) og 3) thalamus með miðtaugakvilla gyrus og thalamus með framkvæmdarstjórnkerfi (dorsal lateral prefrontal cortex).

Í samanburði við venjulega þyngdarhópinn sýndi ofþungahópurinn meiri tengsl frá svæðum á launakerfinu (putamen, pallidum, heilaæxli) í stjórnunarnetið (bakvið parietal heilaberki) og frá putamen til hamlandi hluta tilfinningalegrar uppvaknararnetsins ( vöðvabólga í framhjáhlaupi) og til svæða á svitamyndunarnetinu (postral gyrus og posterior insula). Neikvæð tengsl komu fram í ofþyngdarhópnum á svæðum frá tilfinningalegum örvunarnetinu (vöðvabólga á framhliðinni) í salience netið (fremri insula) en meiri tengsl í yfirþyngdarhópnum frá svæðum frá tilfinningalegum örvunarnetinu (ventromedial prefrontal cortex) somatosensory net (posterior insula). Neðri tengsl komu einnig fram í ofþyngdarhópnum í tengingum frá svörunarheilbrigði (utanfrumukrabbamein) til framhjáhringsbarksins en hærri tengsl frá miðtaugabólgu til undirliggjandi súlcus (hluti af sótthreinsandi netkerfinu). Þegar litið er á thalamískar tengingar kom fram neikvæð tengsl frá thalamus til dorsal lateral prefrontal heilaberkins (framkvæmdarstjórnarkerfi) og til miðjutilfalls gyrus í ofþungum einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga.

3.2.3. Líffræðileg tengsl byggð á heila undirskrift 2

Annað kjarnaheilbrigði heila undirskrift greinir grein fyrir viðbótar 12% af afbrigði í gögnum. Breytur sem stuðla að mestu afbrigði við mismunun hópsins, eins og tilgreint er af VIP-stuðlinum, innihélt tengsl á svæðum umbunarinnar (putamen, sveigjanleg súlfa sem er hluti af sveigjanlegri gyrus, og heilaæxli) og tilfinningalegt örvun (gyrus rectus sem er miðgildi hluti af vöðvabólguhimnubólunum).

Í yfirþyngd einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga, kom fram aukin tengsl milli svæðisbundinna verðlaunasvæða (brainstem og putamen) bæði til framkvæmdarstjórnunar (dorsal lateral prefrontal cortex) og hindrandi hluti tilfinningalegrar örvunar Hins vegar tengsl milli occipital gervigreindanna (launarnet) voru lægri hjá yfirþyngd einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga.

3.2.4. Morphometric grunnefni byggð flokkun

Við skoðuðum hvort morfometry í heila (grár efnisþyngd, yfirborðsflatarmynd, cortical thickness og mean curvature) gæti verið notað til að mismuna ofþungum einstaklingum frá eðlilegum einstaklingum. Fig. 3B sýnir einstaklinga úr sýninu sem táknað er í tengslum við tvö heila undirskriftina og sýnir mismununarhæfileika morphometric flokkunaraðila. Tvöfaldur flokkunarráðstafanir voru reiknaðar og bentu til næmni 69%, sértækni 63%, PPV af 66% og NPV af 66%. Tafla 3 inniheldur lista yfir morphometric ráðstafanir sem samanstanda af hverri mismunun ásamt breytilegum álagi og VIP stuðlum.

Tafla 3 

Regional morfometry sem felur í sér hverja heila undirskrift.

3.2.5. Morphological undirstaða heila undirskrift 1

Fyrsta heila undirskrift útskýrði 23% af breytileika í morphometric svipgerðargögn. Eins og sést af VIP-stuðlinum, voru breytur sem höfðu mest afbrigði við undirskriftina, meðtöldum héruðum launanna (undirreglur á framhleypa gyrus), salience (fremri insula), framkvæmdarstjórn (dorsal lateral prefrontal cortex), tilfinningalegur vökva ) og somatosensory (precentral sulcus, supramarginal gyrus, subcentral sulcus, betri framan sulcus) net. Háum VIP-stuðlinum komu einnig fram fyrir framúrskarandi gyrus og súlcus, betri tímabundna gyrus, þverstæðu framhliða gyri og fremri þversniðs gyrus. Svæði af laun, salience, framkvæmdastjórn og tilfinningalegum vöktunarnetum tengdust lægri gildi í ofþungum einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga. Einnig voru of þungar einstaklingar í samanburði við eðlilega þyngd einstaklinga meiri gildin á svæðum sem svörunarnetið. Morphometry af framan og tímabundnum svæðum (betri tímabundin gyrus og fremri þvermál tímabundin gyrus) voru einnig tengd við lægri gildi í ofþungum einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga.

3.2.6. Morphological undirstaða heila undirskrift 2

Annað formfræðilegur heila undirskrift útskýrði 32% afbrigði. Variables með hæstu VIP-stuðullarnir voru svipaðar og VIP-stuðlinum sem komu fram í heila undirskrift 1, þar sem þau innihéldu svæðin af laununum (caudate), salience (fremri insula), framkvæmdarstjórn (hluti af bakviðri parískur heilaberki), tilfinningalegt örvun (parahippocampal gyrus, undirfrumur fremri heilaberki, og fremri heilablóðfall) og somatósensíum (posterior insula og paracentral lobule) net. Hins vegar var heila undirskrift 2 samanborið við heila undirskrift 1 átti aðeins eina tengingu frá verðlaunakerfinu og fleiri tengingar frá héruðum salience og tilfinningalegrar spennukerfis.

Í yfirþyngd einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga, lægri gildi fyrir morphometry í verðlaun, salience, framkvæmdastjórn stjórna og tilfinningalegum vöktun net, en hærri gildi í svörunarnetinu voru tilgreindar.

4.0. Umræður

Markmiðið með þessari rannsókn var að ákvarða hvort formfræðileg og líffræðileg mynstur mynstur heila tengsl (byggt á fiber þéttleika milli tiltekinna heila svæðum) geta mismunað yfirþyngd einstaklinga frá eðlilegum einstaklingum þyngd. Helstu niðurstöður eru: 1. Líffærafræðileg tengsl (hlutfallsleg þéttleiki hvítra efnisþátta milli svæða) gat greint frá einstaklingum með mismunandi BMI með mikilli næmni (97%) og sértækni (87%). 2. Hins vegar höfðu formfræðilegir breytingar á gráum efnum minna en ákjósanlegan flokkunaráreiðanleika. 3. Mörg heilahlutanna sem innihéldu mismununarheilkenni heilans, voru tilheyrandi framlengingu, salience, central executive og tilfinningalegir uppvaknar netkerfi sem bendir til þess að hagnýtar skertir hafi komið fram vegna óeðlilegrar skipulags milli þessara neta.

4.1. Anatomical-tengsl byggð heila undirskrift tengd BMI

Í þessari rannsókn, flokkun reiknirit sem samanstendur af tveimur heila undirskriftum sem endurspegla sérstaka mynstur á svæðinu tengsl sýndu greinilega getu til að mismuna milli yfirvigt einstaklinga og eðlilega þyngd einstaklinga. Flest DTI rannsóknir hjá háum BMI einstaklingum (Shott o.fl., 2014; Stanek et al., 2011; Xu o.fl., 2013; Yau o.fl., 2010, 2014) hafa lagt áherslu á að kanna muninn á hvítum efnisþrýstings einkennum, þ.mt hlutfallsbrot og meðalfrávik (sem mælir heiðarleiki hvítra efnisþátta), eða augljós dreifingarstuðull (sem mælir vatnsdreifingu í lögunum og endurspeglar klefaskemmda). Allar þessar ráðstafanir geta veitt upplýsingar um staðbundnar breytingar á hvítum efnum. Í þessari rannsókn hefur verið lögð áhersla á DTI ráðstafanir þéttleika þéttleiki þéttleiki sem mælikvarði á að meta hlutfallslegt tengsl milli heilaþátta og neta. Svo, meðan aðrar rannsóknir hafa staðbundnar breytingar á hvítum málmgerðinni, hafa þeir ekki bent á afleiðingar þessara breytinga hvað varðar tengingu.

4.1.1. Líffræðileg tengsl byggð á heila undirskrift 1

Fyrsta heila undirskriftin var að mestu leyti tengdir tengingar innan og á milli verðlauna, salience, framkvæmdastjórnar, tilfinningalegrar uppsagnar og skynjunarneta. Það voru einnig talamískar tengingar við svæði stjórnunarstjórnkerfisins og til aðhaldsaðgerða svæðisins. Samsvarandi við niðurstöðu okkar á minnkaðri tengingu frá vöðvaþrýstingshálsbólgu til framhliða insula sem kom fram í ofþyngdarhópnum samanborið við eðlilega þyngdarhópinn, minnkað heilleiki hvítra efnisþátta (minnkað hlutfallsleg anisotropy) í ytri hylkinu (sem inniheldur trefjar sem tengjast cortical svæði til annarra cortical svæði með stuttum sambönd trefjum) hefur verið greint frá offitu samanborið við eftirlit (Shott o.fl., 2014). Þar að auki, í offitu samanborið við samanburð við sýnilega dreifingarstuðullinn (vatnsdreifing sem endurspeglar frumuskemmdir) var meiri í sagittal laginu (sem er þekktur fyrir að senda upplýsingar frá parietal, occipital, cingulate og tímabundnum svæðum til thalamus) og getur verið í samræmi með athugunum okkar á lægri tengingu milli hægri thalamus og hægri miðjutímann fyrir yfirþyngd einstaklinga samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga (Shott o.fl., 2014). Shott og samstarfsmenn (Shott o.fl., 2014) greindu einnig meiri sýnilega dreifingarstuðla (sem endurspegla mögulega frumuskemmdir) í offitu hópnum í corona radiata, sem virðist hrósa niðurstöðum okkar um lægri hlutfallslega trefjaþéttleika milli djúpra grágrýtismyndunar (svo sem talamus) og barkasvæða (dorsal lateral prefrontal cortex) hjá einstaklingum í yfirþyngd samanborið við einstaklinga með eðlilega þyngd. Breytt talamísk tenging getur truflað hlutverk talamúsar við að auðvelda gengi útlæga skynjunarupplýsinga til barkar (Jang o.fl., 2014).

Sérstök rannsókn sem samanstóð af óþekktum unglingabólum hjá einstaklingum með eðlilega þyngd fannst einnig minnkuð hlutfallsleg anisotropy hjá offitusjúklingum á svæðum eins og ytri hylkið, innri hylki (sem aðallega er með stigandi og lækkandi barkstera), auk nokkurra tímabundinna trefja og ljósleiðaraYau o.fl., 2014). Í nýlegri rannsókn kom einnig fram að taugaþræðir tengdust DTI milli heilablóðfalls og blóðþrýstingslækkunar hjá einstaklingi með heilablóðfrumnafæð sem, eftir að hafa gengist undir skurðaðgerð, hafði mikil aukning í þyngd sem getur bent til þess að þessar taugaframleiðslur taki þátt í reglugerðinni bæði af fæðu og þyngd (Purnell o.fl., 2014). Hins vegar gerðum við ekki grein fyrir tengslamun við ofsakláði, sem getur að hluta til verið vegna takmarkana á afmörkun á grundvelli sérstakra atlasa sem notuð eru í þessari rannsókn.

4.1.2. Líffræðileg tengsl byggð á heila undirskrift 2

Annar rétthyrndur undirskrift var aðeins hluti af þremur líffræðilegum tengingum innan verðlaunanna og tilfinningalegrar hvatakerfisins. Greining á breyttum tengingum innan svæða sem samanstendur af verðlaunakerfi og svæðum í netkerfum sem hann hefur samskipti við í núverandi rannsókn hefur ekki verið greint frá áður. Hins vegar má búast við þessum breytingum á grundvelli nýlegra formfræðilegra rannsókna sem hafa leitt til breytinga á gráum efnum innan svæða í framlengda verðlaunakerfinu (Kenny, 2011; Kurth o.fl., 2013; Raji o.fl., 2010; Volkow et al., 2008). Saman virðist niðurstöður okkar sýna víðtækar breytingar á hvítum efnis tengslum fyrir svæði sem samanstanda af launakerfi og tengdum netum.

Þrátt fyrir að aðrar rannsóknir hafi leitt til minni hreinleika heilans eins og mælt er með minni hlutdeildarþurrð í svæðum corpus callosum og fornix (sem eru hluti af cingulate og bera upplýsingar frá hippocampus í blóðþrýstinginn) með aukinni BMIStanek et al., 2011; Xu o.fl., 2013); Í þessari rannsókn var ekki greint frá verulegum breytingum á tengsl milli hjartasjúkdóma innan tveggja heila undirskriftar á blóðþrýstingi. Undantekningin var sú að tengsl voru á milli vinstri hnúðabólgu og hægri undirbrotssúlcus í heila undirskrift 1 og tengingu milli hægri putamen og vinstri gyrus rectus í heila undirskrift 2. Við gerum ráð fyrir að áhrifin sem fram komu í þessum fyrri rannsóknum gætu stafað af kerfisbundinni niðurbroti hvítra efna í stað breytinga á tengingum milli tiltekinna heila svæðum, svipað og þær breytingar sem gerðar eru við eðlilega öldrun (e.Sullivan o.fl., 2010). Þótt höfundar þessara fyrri rannsókna hafi ímyndað sér að munur á hlutdeildarþurrð í ytri hylki einstaklinga með hátt BMI gæti tengst tengingum frá hippocampus og amygdala, fylgdu ekki verulegar breytingar á tengslunum innan þessara mannvirkja. Nánari greining og fínnari parcellation þessara heila svæðum þarf að staðfesta þessar athuganir.

4.2. Morphometric grár-mál heila undirskrift tengd BMI

Grey málfræðileg greining með tveimur mismunandi prófunum var hægt að bera kennsl á yfirvigt á eðlilegum einstaklingum með næmi 69% og sértækni 63%. Þessar niðurstöður eru í samræmi við fyrri skýrslur um alþjóðlegt og svæðisbundið lækkun á gráu magni í tilteknum heila svæðum innan launakerfisins og tengdra neta (Debette o.fl., 2010; Kenny, 2011; Kurth o.fl., 2013; Pannacciulli o.fl., 2006; Raji o.fl., 2010). Í mótsögn við flokkun DTI byggir þessar niðurstöður til meðallagi hæfni til að mismuna milli BMI hópa tveggja.

4.2.1. Morphological undirstaða heila undirskrift 1

Í rannsókninni sýndu fyrstu heila undirskriftin lægri gildi ýmissa formælinga (þar með talin undirreglur gyrus gyrus, fremri insula) á svæðum þar sem verðlaun, salience og stjórnsýslukerfi í ofþyngdarhópnum voru bornar saman við venjulega þyngdarmiðju. Þar að auki voru lægri gildi morfometric gildi sýndar fyrir hindrandi svæði (dorsal hliðar- og vöðvakvilla fyrir framan heilablóðfall) sem tengist tilfinningalegum örvunarnetinu, en meiri morphometry fyrir somatosensory net (precentral sulcus, supramarginal gyrus, subcentral sulcus og framúrskarandi framhliðssúlkus) svæði í ofþungum einstaklingum samanborið við eðlilega þyngd einstaklinga. Í þessari rannsókn fundust veruleg lækkun á formfræðilegum mælingum (grár efni bindi og cortical þykkt) í sveigjanlegri gyrus. Hringbrautin á framhjáhlaupinu er mikilvægur svæði innan verðlaunakerfisins sem gegnir hlutverki í matvælavinnslu og í leiðsögn um framtíðarhegðun og ákvarðanir sem byggjast á forsendu um kóðun í tengslum við laun (Kahnt et al., 2010). Í nýlegri rannsókn sem greindist grár og hvítt efni uppbygging kom í ljós að offitusjúklingar höfðu lækkað gildi fyrir ýmis svæði innan verðlaunakerfisins, þar með talið hringlaga gyrusShott o.fl., 2014).

4.2.2. Morphological undirstaða heila undirskrift 2

Í samanburði við heila undirskrift 1 útskýrðu formfræðilegar mælingar sem komu fram á svæðum í salience og tilfinningalegum vöktunarnetum meirihluta afbrigðisins, en verðlaunasvæðin voru ekki áhrifamiklar. Mælingar á minni gráum málum komu fram í héruðum salience, framkvæmdastjórnunar og tilfinningalegrar uppvaknararnets. Þessi svæði (fremri insula, parietal posterior cortex, parhippocampal gyrus, undirreglur í fremri heilablóðfalli) tengjast oft aukinni völdum heilavirkni við útsetningu fyrir matvælum (Brooks o.fl., 2013; Greenberg o.fl., 2006; Rothemund o.fl., 2007; Shott o.fl., 2014; Stoeckel o.fl., 2008) og hversu persónuleg salience of stimuli (Critchley et al., 2011; Seeley et al., 2007a). Í þessari rannsókn var einnig greint frá gráum efnum í lykilþáttum eins ogsósensímkerfisins (baklægri insula, miðtaugabólgu). Þó að nákvæmlega hlutverk þessarar netar í ofþyngd og offitu sé ekki vitað, hefur verið sýnt fram á að taka þátt í vitund um líkamsskynjun og nýleg rannsókn benti til þess að aukin svitamyndun á neti til að bregðast við matvæli í of feitum einstaklingum gæti leitt til overeating (Stice et al., 2011). Rannsóknin beinist sérstaklega að formfræðilegum mælingum og líffræðilegum tengingum milli heilaþátta í framlengda verðlaunakerfi og somatosensory neti og bendir til þess að þessar uppbyggingarfræðilegar mæligildi geti haft áhrif á taugavinnslu í tengslum við niðurstöður úr virku rannsóknum sem finnast í bókmenntum. Samsvörun við hegðunar- og umhverfisþætti býður einnig upp á frekari innsýn í samhengið milli uppbyggingar og virkni, sem verður að prófa í framtíðinni.

4.3. Notkun margvíslegra mynsturgreininga með því að nota sPLS-DA til að mismuna milli ofþyngdar og einstaklinga með eðlilega þyngd

Niðurstöðurnar um BMI tengdar breytingar á þéttleika þéttleika milli mismunandi heila neta innan framlengda verðlaunakerfisins styðja þá tilgátu að aukin líkamsþyngdarstuðningur veldur truflandi líffærafræði tengsl milli tiltekinna svæða í heilanum. Þessar líffærafræðilegar breytingar geta gefið til kynna óvirkan eða óhagkvæm samskipti milli lykilhluta verðlaunakerfisins og tengdra neta. Líkur á nokkrum nýlegum skýrslum sem hafa fundið yfirþyngdar- og offitu tengdar breytingar á gráu efniDebette o.fl., 2010; Kurth o.fl., 2013; Pannacciulli o.fl., 2006; Raji o.fl., 2010), við vorum einnig fær um að finna svipaða formfræðilegan mun á of þyngd miðað við eðlilega þyngd einstaklinga. Í þessari rannsókn, framlengdu við þessar athuganir til að kanna tengsl milli ofþyngdar og líffærafræðilegrar tengsl heilans og beitt sPLS-DA við morfometrísk gögn í heila til að mismuna milli ofþyngdar og venjulegs þyngdar. Nýleg þversniðs rannsókn með því að nota tvöfalda skipulagsbreytingu bendir til þess að samsetning skipulagsbreytinga í hliðarboga gyrus hliðar, eins og mælt er með grömmum magni og blóðþéttni bólgueyðandi merkis (fíbrínógen), var hægt að spá fyrir um offitu í litlu sýni af 19 eðlilegum þyngd einstaklingum og 44 yfirvigt / offitusjúklingar; með mikla næmi (95.5%), en lítil sértækni (31.6%) (Cazettes o.fl., 2011). Rannsókn okkar er frábrugðin þessari skýrslu í nokkrum þáttum, þ.mt stærri sýnishornastærð; notkun krossgildingaraðferðar til að koma í veg fyrir sýnissértæka lausn, útilokun einstaklinga með háþrýsting / sykursýki til að fjarlægja hugsanlegan bindiefni og að taka þátt í bæði gráum málmbindi og þéttleika þéttleiki í þvagi til að spá fyrir um ofþyngdarstöðu.

4.4. Takmarkanir

Jafnvel þó að við fannum marktækan mun á milli einstaklinga með eðlilega þyngd og yfirþyngd í þéttleika þéttleika, getum við ekki útreiknað frá þessum líffærafræðilegum niðurstöðum á mismunandi hagnýtur (hvíldarstöðu) tengingu. Slíkar virkni tengingar niðurstöður myndu bjóða upp á getu til að greina muninn í samstillingu starfsemi heilans á svæðum sem eru ekki beint tengdir hvítum málum. Þó að við endurtekið áður greint frá niðurstöðum um líffærafræðilega tengsl og formfræðilegan mun á milli of þyngdar / offitu og eðlilegra BMIKurth o.fl., 2013; Raji o.fl., 2010), tókst ekki að fylgjast með breytingum á mikilvægum subcortical svæðum hypothalamus, amygdala og hippocampus. Það er hugsanlegt að þessi bilun hafi verið vegna takmarkana á sjálfvirkum parcellation algrímunum sem notuð eru í þessari rannsókn eða vegna greininganna sem takmarkast við of þungar einstaklinga samanborið við offitu einstaklinga. Framundan rannsóknir þurfa stærri sýni til þess að bera saman offitu, ofþyngd og einstaklinga sem eru með eðlilega þyngd og geta framkvæmt undirhópagreiningu með hliðsjón af kyni og kynþætti. Vegna tiltölulega lítið sýnis okkar notuðu við strangar innri löggildingaraðferðir, en það er þó nauðsynlegt að prófa forspár nákvæmni þessa flokka í óháðu gagnasafni (Bray o.fl., 2009). Framtíðarrannsóknir ættu að fjalla um tengsl þessara taugakerfisgreininga með sértækri borðahegðun, mataræði og mataræði til þess að túlka samhengið og þýðingu þessara niðurstaðna. Þar sem offita og of þyngdaraukning eru oft tengd samanburðarrannsóknum, svo sem háþrýstingur, sykursýki og efnaskiptaheilkenni, skulu framtíðargreiningar rannsaka módel og fylgniáhrif þessara þátta á flokkunaralgríminu.

4.5. Samantekt og ályktanir

Í stuttu máli styðja niðurstöðurnar við þá forsendu að yfirvigt tengist breyttum tengingum (í formi trefjarþéttni) milli tiltekinna svæða í heila, sem geta leitt til árangurslausrar eða óhagkvæmrar samskipta milli þessara svæða. Sérstaklega er minni tengsl fyrirbyggjandi hamlandi heilahluta með launaflæðin í samræmi við yfirburði af vöðvaferli í reglugerðinni um fæðuinntöku (Gunstad o.fl., 2006, 2007, 2008, 2010). Aðferðirnar sem liggja að baki þessum skipulagsbreytingum eru illa skilin, en geta falið í sér taugabólga og taugakerfisferli (Cazettes o.fl., 2011) sem tengjast litla bólguástandi sem greint var frá í ofþungum og offitu einstaklingum (Cazettes o.fl., 2011; Cox et al., 2014; Das, 2010; Gregor og Hotamisligil, 2011; Griffin, 2006). Gögnatæknar aðferðir til að greina grey og hvítt efni breytingar á yfirvigt / offitu eru efnileg verkfæri til að bera kennsl á miðlæga fylgni vaxandi BMI og hafa tilhneigingu til að bera kennsl á taugaeinafræðilega lífmerki fyrir þessa röskun.

Höfundarframlag

Arpana Gupta: Study hugtak og hönnun, greining og túlkun gagna, gerð og endurskoðun á handriti.

Emeran Mayer: Study hugtak og hönnun, gagnrýni á handrit, samþykki endanlegrar útgáfu handrit, fjármögnun.

Claudia San Miguel: Ritgerð og gagnrýni á handrit, túlkun gagna.

John Van Horn: Generation gagna, greining gagna.

Connor Fling: Greining gagna.

Aubrey Ást: Greining gagna.

Davis Woodworth: Greining gagna.

Benjamin Ellingson: Endurskoðun handritsins.

Kirsten Tillisch: Gagnrýni á handrit, fjármögnun.

Jennifer Labus: Námsefni og hönnun, greining og túlkun gagna, gerð og endurskoðun handritsins, samþykki endanlegrar útgáfu handrita, fjármögnun.

Hagsmunaárekstrar

Engar hagsmunaárekstra eru fyrir hendi.

Heimild fjármögnunar

Þessi rannsókn var studd að hluta til með styrkjum frá National Institute of Health: R01 DK048351 (EAM), P50DK64539 (EAM), R01 AT007137 (KT), P30 DK041301, K08 DK071626 (JSL) og R03 DK084169 (JSL). Pilot skannar voru veitt af Ahmanson-Lovelace Brain Mapping Center, UCLA.

Meðmæli

  • Bray S., Chang C., Hoeft F. Umsóknir um fjölbreytilegar mynsturflokkunargreiningar í þroskaþroska hjá heilbrigðum og klínískum hópum. Framan. Hum. Neurosci. 2009, 3: 32. 19893761 [PubMed]
  • Brooks SJ, Cedernaes J., Schiöth HB Aukin prefrontal og parahippocampal virkjun með minni dorsolateral prefrontal og eðlilegu heilaberki örvun á matarmyndir í offitu: meta-greining á fMRI rannsóknum. PLOS ONE. 2013; 8 (4): e60393. 23593210 [PubMed]
  • Calton MA, Vaisse C. Minnka hlutverk algengra afbrigða í erfðafræðilegri tilhneigingu til offitu. Genome Med. 2009, 1 (3): 31. 19341502 [PubMed]
  • Cazettes F., Cohen JI, Yau PL, Talbot H., Convit A. Offita-miðlað bólga getur skemmt heilahringrásina sem stjórnar fæðubótum. Brain Res. 2011; 1373: 101-109. 21146506 [PubMed]
  • Center for Disease Control (CDC) Yfirvigt og offita. 2014. I.
  • Chiang MC, Barysheva M., Toga AW, Medland SE, Hansell NK, James MR, McMahon KL, de Zubicaray GI, Martin NG, Wright MJ, Thompson PM BDNF genaáhrif á heila rafrásir endurtaka í 455 tvíburum. Neuroimage. 2011;55(2):448–454. [PubMed]
  • Choquet H., Meyre D. Erfðafræði af offitu: hvað höfum við lært? Curr. Genomics. 2011;12(3):169–179. 22043165 [PubMed]
  • Connolly L., Coveleskie K., Kilpatrick LA, Labus JS, Ebrat B., Blettur J., Jiang Z., Tillisch K., Raybould HE, Mayer EA. Mismunur í heilasvörun á milli svonefndra og offitu kvenna í sættu drykk. Neurogastroenterol. Motil. 2013;25(7):579-e460. 23566308 [PubMed]
  • Cox AJ, West NP, Cripps AW Offita, bólga og meltingarvegi. Lancet Sykursýki Endókrinól. 2014 25066177 [PubMed]
  • Critchley HD, Nagai Y., Grey MA, Mathias CJ Dissecting ása sjálfstætt eftirlit hjá mönnum: innsýn frá taugakerfinu. Auton. Neurosci. 2011;161(1–2):34–42. 20926356 [PubMed]
  • Dale AM, Fischl B., Sereno MI Cortical yfirborðs-byggð greining. I. Skipting og yfirborðsbygging. Neuroimage. 1999;9(2):179–194. 9931268 [PubMed]
  • Das UN offita: gen, heila, þörmum og umhverfi. Næring 2010;26(5):459–473. 20022465 [PubMed]
  • Debette S., Beiser A., ​​Hoffmann U., Decarli C., O'Donnell CJ, Massaro JM, Au R., Himali JJ, Wolf PA, Fox CS, Seshadri S. Visceral fitu tengist minni heila bindi í heilbrigðum miðaldra fullorðna. Ann. Neuról. 2010;68(2):136–144. 20695006 [PubMed]
  • Destrieux C., Fischl B., Dale A., Halgren E. Sjálfvirk parcellation manna cortical gyri og sulci með því að nota staðlaða líffærafræði. Neuroimage. 2010;53(1):1–15. 20547229 [PubMed]
  • Dubois L., Ohm Kyvik K., Girard M., Tatone-Tokuda F., Pérusse D., Hjelmborg J., Skytthe A., Rasmussen F., Wright MJ, Lichtenstein P., Martin NG Erfðafræðilegar og umhverfislegar framlög til þyngdar , hæð og BMI frá fæðingu til 19 ára: alþjóðleg rannsókn á yfir tveimur 12,000 tvíburum. PLOS ONE. 2012; 7 (2): e30153. 22347368 [PubMed]
  • El-Sayed Moustafa JS, Froguel P. Frá offitu erfðafræði til framtíðar persónulega offitu meðferð. Nat. Rev. Endocrinol. 2013;9(7):402–413. 23529041 [PubMed]
  • Finkelstein EA, Trogdon JG, Cohen JW, Dietz W. Árleg útgjöld til lækninga sem má rekja til offitu: greiðanda og þjónustuspár. Heilsa Aff (Millwood) 2009;28(5):w822–w831. 19635784 [PubMed]
  • Fischl B., Salat DH, Busa E., Albert M., Dieterich M., Haselgrove C., Van der Kouwe A., Killiany R., Kennedy D., Klaveness S., Montillo A., Makris N., Rosen B., Dale AM ​​Heila heilaþáttur: sjálfvirkur merking á taugaeinjafræðilegum mannvirki í mönnum. Neuron. 2002;33(3):341–355. 11832223 [PubMed]
  • Fischl B., Sereno MI, Dale AM ​​Cortical yfirborðsgreining. II: verðbólga, fletja og yfirborðsleg samhæfingarkerfi. Neuroimage. 1999;9(2):195–207. 9931269 [PubMed]
  • García-García I., Jurado M.Á, Garolera M., Segura B., Sala-Llonch R., Marqués-Iturria I., Pueyo R., Sendandi-Palacios MJ, Vernet-Vernet M., Narberhaus A., Ariza M., Junqué C. Breytingar á salience neti í offitu: hvíldarstaða fMRI rannsókn. Hum. Brain Mapp. 2013;34(11):2786–2797. 22522963 [PubMed]
  • Greenberg JA, Boozer CN, Geliebter A. Kaffi, sykursýki og þyngdarstjórnun. Am. J. Clin. Nutr. 2006;84(4):682–693. 17023692 [PubMed]
  • Gregor MF, Hotamisligil GS Inflammatory kerfi í offitu. Annu. Rev. Immunol. 2011; 29: 415-445. 21219177 [PubMed]
  • Griffin WS Inflammation and neurodegenerative diseases. Am. J. Clin. Nutr. 2006;83(2):470S–474S. 16470015 [PubMed]
  • Gunstad J., Lhotsky A., Wendell CR, Ferrucci L., Zonderman AB Langtímaáhrif á offitu og vitsmunalegt virka: Niðurstöður úr langtímarannsókn á öldrun í Baltimore. Neuroepidemiology. 2010;34(4):222–229. 20299802 [PubMed]
  • Gunstad J., Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Gordon E. Offita er í tengslum við minnisskerðingu hjá ungum og miðaldra fullorðnum. Borða. Þyngdardreifing. 2006;11(1):e15–e19. 16801734 [PubMed]
  • Gunstad J., Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. Hækkuð líkamsþyngdarstuðull tengist framkvæmdarstarfsemi hjá öðrum heilbrigðum fullorðnum. Compr. Geðlækningar. 2007;48(1):57–61. 17145283 [PubMed]
  • Gunstad J., Spitznagel MB, Paul RH, Cohen RA, Kohn M., Luyster FS, Clark R., Williams LM, Gordon E. Líkamsþyngdarstuðull og taugasálfræðileg virkni hjá heilbrigðum börnum og unglingum. Matarlyst. 2008;50(2–3):246–251. 17761359 [PubMed]
  • Irimia A., Chambers MC, Torgerson CM, Van Horn JD Hringlaga framsetning manna cortical net fyrir efni og íbúa stigi tengsl visualization. Neuroimage. 2012;60(2):1340–1351. 22305988 [PubMed]
  • Jang SH, Lim HW, Yeo SS Taugakerfi tengslanna við innöndunarmörkina í mönnum í heila Neurosci. Lett. 2014; 579: 140-144. 25058432 [PubMed]
  • Kahnt T., Heinzle J., Park SQ, Haynes JD. The tauga kóðann af væntingum um verðlaun í mannahringlaga barkakrabbameini. Proc. Natl. Acad. Sci. BANDARÍKIN. 2010;107(13):6010–6015. 20231475 [PubMed]
  • Kenny PJ Verðlaunakerfi í offitu: nýjar upplýsingar og framtíðarstefnur. Neuron. 2011;69(4):664–679. 21338878 [PubMed]
  • Kilpatrick LA, Coveleskie K., Connolly L., Labus JS, Ebrat B., Blettur J., Jiang Z., Suyenobu BY, Raybould HE, Tillisch K., Mayer EA Áhrif súkrósa á inntöku á heilaæxli og blóðsykursbreytum í sveiflum í halla og offitu konur. Gastroenterology. 2014;146(5):1212–1221. 24480616 [PubMed]
  • Kullmann S., Heni M., Veit R., Ketterer C., Schick F., Häring HU, Fritsche A., Preissl H. Of feitir heila: Samtaka líkamsþyngdarstuðuls og insúlín næmi með hvíldarstaðkerfi tengslanet. Hum. Brain Mapp. 2012;33(5):1052–1061. 21520345 [PubMed]
  • Kurth F., Levitt JG, Phillips EÐA, Luders E., Woods RP, Mazziotta JC, Toga AW, Narr KL Tengsl milli gráa efnis, líkamsþyngdarstuðuls og mitti ummál hjá heilbrigðum fullorðnum. Hum. Brain Mapp. 2013;34(7):1737–1746. 22419507 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Boitard S., Besse P. Sparse PLS mismununargreining: líffræðilega viðeigandi eiginleiki og grafísku birtingar fyrir fjölhólf vandamál. BMC Bioinformatics. 2011, 12: 253. 21693065 [PubMed]
  • Lê Cao KA, González I., Déjean S. integrOmics: R-pakki til að unravel tengsl milli tveggja omics gagnapakka. BioInformatics. 2009;25(21):2855–2856. 19706745 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Martin PG, Robert-Granié C., Besse P. Sparse Canonical Aðferðir til líffræðilegrar gagnaaðlögunar: Umsókn um kross-pallborðsrannsókn. BMC Bioinformatics. 2009, 10: 34. 19171069 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Rossouw D., Robert-Granié C., Besse P. Grænn PLS fyrir breytilegt úrval þegar samþætting upplýsinga um omics. Stat. Appl. Genet. Mol. Biol. 2008, 7 (1): 35. 19049491 [PubMed]
  • Lê Cao KA, Rossouw D., Robert-Granié C., Besse P. Grænn PLS fyrir breytilegt úrval þegar samþætting upplýsinga um omics. Stat. Appl. Genet. Mol. Biol. 2008, 7 (1): 35. 19049491 [PubMed]
  • Loveman E., Frampton GK, Shepherd J., Picot J., Cooper K., Bryant J., Welch K., Clegg A. Klínísk áhrif og hagkvæmni langvinnrar þyngdarstjórnaráætlana fyrir fullorðna: kerfisbundin endurskoðun . Heilsa Technol. Meta. 2011;15(2):1–182. 21247515 [PubMed]
  • Menon V., Uddin LQ Skortur, rofi, athygli og stjórn: netkerfi insula virka. Brain Struct. Funct. 2010;214(5–6):655–667. 20512370 [PubMed]
  • Mori S., Crain BJ, Chacko VP, van Zijl PC Þrívítt mælingar á axonal vörpun í heila með segulómun. Ann. Neuról. 1999;45(2):265–269. 9989633 [PubMed]
  • Morrow JD, Maren S., Robinson TE Eigin breyting á tilhneigingu til að lýsa hvatningu til að fá tilfinningalegan hneigingu spáir tilhneigingu til að lýsa hvatningu á hvatningu til hnefaleikar. Behav. Brain Res. 2011;220(1):238–243. 21316397 [PubMed]
  • Pannacciulli N., Del Parigi A., Chen K., Le DS, Reiman EM, Tataranni PA. Brotthvarf í offitu hjá mönnum: fósturfræðilegur morphometric rannsókn. Neuroimage. 2006;31(4):1419–1425. 16545583 [PubMed]
  • Purnell JQ, Lahna DL, Samuels MH, Rooney WD, Hoffman WF Tap á pons-to-hypothalamic hvítum málum í heilabörnum. Int J Obes (Lond) 2014; 38: 1573-1577. 24727578 [PubMed]
  • Raji CA, Ho AJ, Parikshak NN, Becker JT, Lopez OL, Kuller LH, Hua X., Leow AD, Toga AW, Thompson PM Brain uppbygging og offita. Hum. Brain Mapp. 2010;31(3):353–364. 19662657 [PubMed]
  • Rothemund Y., Preuschhof C., Bohner G., Bauknecht HC, Klingebiel R., Flor H., Klapp BF Mismunandi virkjun dorsalstriatums með mikilli kaloría sjónmatarörva hjá offitu einstaklingum. Neuroimage. 2007;37(2):410–421. 17566768 [PubMed]
  • Seeley WW, Menon V., Schatzberg AF, Keller J., Glover GH, Kenna H., Reiss AL, Greicius MD. Dissociable innri tengslanet fyrir vinnslu á salience og framkvæmdastjórn. J. Neurosci. 2007;27(9):2349–2356. 17329432 [PubMed]
  • Seeley WW, Menon V., Schatzberg AF, Keller J., Glover GH, Kenna H., Reiss AL, Greicius MD. Dissociable innri tengslanet fyrir vinnslu á salience og framkvæmdastjórn. J. Neurosci. 2007;27(9):2349–2356. 17329432 [PubMed]
  • Sheehan DV, Lecrubier Y., Sheehan KH, Amorim P., Janavs J., Weiller E., Hergueta T., Baker R., Dunbar GC. Lítil-alþjóðleg taugasérfræðileg viðtal (MINI): þróun og staðfesting á skipulagsgreiningu Geðræn viðtal fyrir DSM-IV og ICD-10. J. Clin. Geðlækningar. 1998;59(Suppl. 20):22–33. 9881538 [Quiz 34-57] [PubMed]
  • Shott ME, Cornier MA, Mittal VA, Pryor TL, Orr JM, Brown MS, Frank GK Orbitofrontal heilaberki og heila laun svar í offitu. Int J Obes (Lond) 2014 25027223 [PMC ókeypis grein] [PubMed]
  • Stanek KM, Grieve SM, Brickman AM, Korgaonkar MS, Paul RH, Cohen RA, Gunstad JJ offita er tengd minni hvíta efnisheilleika hjá öðrum heilbrigðum fullorðnum. Offita (silfur vor) 2011;19(3):500–504. 21183934 [PubMed]
  • Stice E., Yokum S., Burger KS, Epstein LH, Small DM. Unglingar sem eru í hættu á offitu sýna meiri virkjun á streatala og sótthreinsandi svæðum í mat. J. Neurosci. 2011;31(12):4360–4366. 21430137 [PubMed]
  • Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE Útbreidd verðlaunakerfi virkjun hjá offitu konum sem svar við myndum af mataræði með miklum kaloríum. Neuroimage. 2008;41(2):636–647. 18413289 [PubMed]
  • Sullivan EV, Rohlfing T., Pfefferbaum A. Langtímarannsókn á smásjárhvarfgerð í eðlilegum fullorðnum öldrunarsjúklingum með því að nota tölulegan DTI-fibermælingu. Dev. Neuropsychol. 2010;35(3):233–256. 20446131 [PubMed]
  • Terranova L., Busetto L., Vestri A., Zappa MA Bariatric aðgerð: hagkvæmni og fjárhagsleg áhrif. Obes. Surg. 2012;22(4):646–653. 22290621 [PubMed]
  • Volkow ND, Frascella J., Friedman J., Saper CB, Baldo B., Rolls ET, Mennella JA, Dallman MF, Wang GJ, LeFur G. Neurobiology offitu: samskipti við fíkn. Neuropsychopharmacology. 2004; 29: S29-S30.
  • Volkow ND, Wang GJ, Baler RD Reward, dópamín og stjórn á fæðuinntöku: þýðingu fyrir offitu. Stefna Cogn. Sci. 2011;15(1):37–46. 21109477 [PubMed]
  • Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Telang F. Overlapping tauga hringrás í fíkn og offitu: vísbendingar um kerfi sjúkdómsfræði. Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 2008;363(1507):3191–3200. 18640912 [PubMed]
  • Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin (WHO) offita. 2014. I.
  • Xu J., Li Y., Lin H., Sinha R., Potenza MN Líkamsþyngdarstuðull fylgir neikvæð með hvítum málþroska í fornix og corpus callosum: myndvinnslurannsókn á diffusion tensor. Hum. Brain Mapp. 2013;34(5):1044–1052. 22139809 [PubMed]
  • Yau PL, Javier DC, Ryan CM, Tsui WH, Ardekani BA, Ten S., Convit A. Forkeppni vísbendingar um fylgikvilla heila hjá offitu unglingum með tegund 2 sykursýki. Diabetologia. 2010;53(11):2298–2306. 20668831 [PubMed]
  • Yau PL, Kang EH, Javier DC, Convit A. Forkeppni vísbendingar um vitsmunalegum og heilabrotum í óþættum ungafullum offitu. Offita (silfur vor) 2014;22(8):1865–1871. 24891029 [PubMed]
  • Zald DH Mönnum amygdala og tilfinningalegt mat á skynjunartækjum. Brain Res. Brain Res. Rev. 2003;41(1):88–123. 12505650 [PubMed]
  • Zigmond AS, Snaith RP Sjúkrahús kvíða og þunglyndi mælikvarða. Acta Psychiatr. Scand. 1983;67(6):361–370. 6880820 [PubMed]