건강 및 식품 중독의 allostasis : fMRI (2016)

방법 및 재료

연구 참가자

46명의 건강한 정상 체중 성인과 XNUMX명의 비만 참가자(참조: 표 1 기본적인 특성을 위해)은 신문 광고를 통해 커뮤니티에서 모집되었습니다. 포함 기준에는 20~65세 사이의 남성 또는 여성 참가자와 BMI 19~25kg/m가 포함되었습니다.² (린 그룹) 또는> 30kg / m² (비만 그룹). 당뇨병, 악성 종양, 심장 질환, 조절되지 않는 고혈압, 정신 질환, 이전의 두부 부상 또는 기타 중요한 의학적 상태를 포함한 기타 중요한 동반 질환이 있는 경우 참가자는 제외되었습니다.

BMI가 20에서 18.5 사이인 건강한 정상 체중 성인 24.9명을 대조군으로 모집하여 정상 체중, 비식품 중독 그룹에서 쾌락, 현저성, 항상성 및 금단에 대한 신경 상관관계가 무엇인지, 그리고 음식 중독 및 중독이 어떻게 발생하는지 확인했습니다. 음식에 중독되지 않은 비만인 사람들은 건강한 비만이 아닌 대조군과 뇌 활동 및 기능적 연결성이 다릅니다. 

절차

모든 잠재적 참가자는 선별 검사 방문을 위해 연구 시설에 참석하고 사전 동의 절차를 수행했습니다. 연구 프로토콜은 남부 보건 및 장애 윤리 위원회(LRS/11/09/141/AM01)에 따라 승인되고 수행되었습니다. 모든 참가자는 인체 측정, 신체 검사, 휴식 에너지 ​​소비 및 신체 구성 분석을 받았습니다. 그 후, 포함 기준을 충족한 참가자들은 EEG 분석, 혈액 수집 및 설문지 평가를 위해 밤새 금식한 후 시설에 보고되었습니다.

설문지 평가

YFAS. Yale Food Addiction Scale(YFAS)은 체중에 관계없이 음식 중독 위험이 높은 개인을 식별하기 위해 물질 의존성 기준에 대한 DSM-IV 코드를 기반으로 하는 자체 보고된 표준화된 설문지입니다.^12,15,16. 현재 "음식 중독"에 대한 공식적인 진단은 없지만 YFAS는 특정 음식에 대한 의존 증상을 보이는 사람을 식별하기 위해 만들어졌습니다. YFAS는 전형적인 중독 영역에서 볼 수 있는 행동과 유사한 식습관 패턴을 식별하는 27개의 질문으로 구성된 심리측정학적으로 검증된 도구입니다.¹². YFAS는 또한 물질 사용 장애와 유사한 영역을 가진 8개의 하위 척도로 나눌 수 있습니다. 즉, 의도한 것보다 더 많은 양과 더 오랜 기간 동안 물질을 섭취합니다. 끊으려는 지속적인 욕구 또는 반복적인 실패 시도; 획득, 사용 또는 복구에 상당한 시간/활동이 필요합니다. 중요한 사회적, 직업적, 오락적 활동이 포기되거나 감소됨; 부정적인 결과를 알고 있음에도 불구하고 계속 사용합니다. 용인; 특징적인 금단 증상; 금단 증상을 완화하기 위해 복용하는 물질; 임상적으로 심각한 손상이나 고통을 초래하는 사용. 연속 채점 시스템 척도를 사용하여 각 참가자(7)에 대해 2점 만점에 YFAS 점수를 계산했습니다. 그러나 지속적인 규모를 음식 중독 대 비음식 중독 그룹으로 이분화하기 위해 우리는 낮은 YFAS 그룹과 높은 YFAS 그룹으로 중간 분할을 수행하여 음식 중독 비만의 즐거움, 현저성, 항상성 및 금단의 신경 상관 관계가 다음과 같을 수 있도록 했습니다. 음식 중독이 아닌 비만 및 마른 대조군과 비교. 따라서 비만 그룹에 대해 YFAS에 중앙값 분할이 적용되었습니다. 3명의 참가자는 중앙값(=XNUMX)과 동일한 점수를 얻었으며 분석에서 제외되었습니다. 중앙값보다 낮은 점수를 받은 참가자는 낮은 YFAS 그룹에 할당되었고, 중앙값보다 높은 점수를 가진 참가자는 높은 YFAS 그룹에 할당되었습니다.

일반적인 중독 경향 평가

일반 중독 경향 설문지(GATQ)를 사용하여 여러 영역에 걸쳐 음식 중독자의 일반적인 중독 경향을 조사했습니다. 이는 중독 전이의 개념에 기초합니다. 즉, 위 수술로 음식 중독과 같은 하나의 중독을 치료할 때 중독된 사람들이 때때로 다른 물질에 중독되거나 다른 중독 행동을 보인다는 것입니다.¹⁷.

일반적으로 중독/약물 남용의 기저에 보편적인 병태생리학적 메커니즘이 있을 수 있다는 이용 가능한 문헌을 기반으로 합니다.¹⁸, 우리는 중독 경향이 없는 사람들뿐만 아니라 중독된 뇌에서 일반적으로 쾌락, 두드러짐, 항상성 및 금단의 신경 상관 관계를 찾는 데 관심이 있습니다. 따라서 우리는 일반 중독 경향 설문지의 수정된 버전을 사용했습니다.¹⁹. 설문지는 신뢰도가 높고 구성타당도가 높습니다.¹⁹. 술, 담배, 마약, 카페인, 초콜릿, 운동, 도박, 음악, 인터넷, 쇼핑, 일, 사랑/관계 등 12개 영역 각각에 대해 1개의 중독 관련 항목이 기록되었습니다. 이러한 중독 관련 항목은 (2) 참가자가 물질/활동을 행동적으로 중요하다고 생각하는지(salience), (3) 그것이 즐겁다고 생각하는지(즐거움), (4) 더 많이 소비/참여해야 할 필요성을 느끼는지 여부였습니다. 동일한 효과를 얻기 위해 더 많은 노력을 기울이고(항성증), (1) 사용을 중단할 때 불편함을 느끼는지(금단). 각 항목에는 (5) 매우 그렇지 않음부터 (96) 매우 사실임까지의 0.93점 응답 척도가 사용되었습니다. 모든 중독 관련 척도는 높은 수준의 내적 일관성 신뢰성을 갖습니다(예: 총 4개 항목 중독 척도의 경우 알파 = 12). 일반적인 중독 경향에 대한 실제 점수를 나타내기 위해 XNUMX가지 중독 관련 항목(쾌락, 현저성, 항상성 및 금단) 각각에 대한 평균 점수를 XNUMX개 영역 전체에 걸쳐 계산했습니다.

통계

희박, 낮은 YFAS 및 높은 YFAS 그룹 간의 비교는 그룹 연관을 독립 변수로 사용하고 YFAS의 8개 도메인을 종속 변수로 사용하는 ANOVA를 사용하여 수행되었습니다. 또한 우리는 전체 그룹뿐만 아니라 마른 그룹, 낮은 YFAS 및 높은 YFAS 그룹에 대한 일반적인 중독 경향의 XNUMX가지 측정값 사이에 Pearson 상관 관계를 개별적으로 적용했습니다. 또한, 중재회귀분석을 수행했습니다.²⁰ 높은 YFAS 그룹에서 돌출성, 항상성 및 금단 사이의 관계를 더 잘 이해합니다. 독립변수(돌출성)와 종속변수(위축) 사이의 직접적인 인과관계가 아닌, 독립변수(돌출성)가 매개변수(알로스타시스)에 영향을 주고, 이 매개변수가 다시 종속변수에 영향을 미치는지 여부를 판단하기 위해 매개모델을 계산했습니다. (철수).

이미징 데이터

뇌파 데이터 수집

저자는 (음식) 중독 뇌에 존재하는 기본 메커니즘으로서 쾌락, 현저성, 항상성 및 금단의 신경 상관 관계를 밝히는 데 관심이 있었기 때문에 휴식 상태 EEG가 기록되었습니다. 가설은 (음식) 중독된 사람들이 남용 물질(음식)에 노출되지 않은 경우에도 뇌에 신경 신호가 감지될 수 있으며, 이는 사람들을 (음식) 중독에 걸리기 쉽게 한다는 것입니다.

EEG 데이터는 표준 절차에 따라 기록되었습니다. 녹음은 조명이 완전히 켜진 방에서 진행되었으며, 각 참가자는 작지만 편안한 의자에 똑바로 앉아 있었습니다. 실제 녹음은 약 201분 정도 진행되었습니다. 환자들은 가만히 앉아 눈을 감고 턱과 목의 긴장을 풀고 앞쪽의 한 지점에 초점을 맞추도록 지시받았습니다. EEG는 Mitsar-XNUMX 증폭기(NovaTech)를 사용하여 샘플링되었습니다. http://www.novatecheeg.com/) 표준 19-10 국제 배치 (Fp20, Fp1, F2, F7, FZ, F3, F4, T8, C7, CZ, C3, T4, P8, P7, PZ, P3, P4, O8 , O1). 참가자들은 EEG 기록 이전에 음주 시간 2 시간 및 음주 일에 카페인 함유 음료 섭취를 중단하여 술에 의한 뇌파 변화를 막았다.²¹ 또는 카페인 유발 알파 파워 감소^22,23. 참여자의 조심성은 알파 리듬의 둔화 또는 졸음이 향상된 세타 파워에 반영되면서 스핀들의 출현과 같은 EEG 파라미터에 의해 모니터링되었습니다²⁴. 임피던스는 5kΩ 미만으로 유지되는지 확인되었습니다. 데이터는 눈을 감고 수집되었습니다(샘플링 속도 = 500Hz, 대역 통과 0.15~200Hz). 오프라인 데이터는 128Hz로 리샘플링되었고, 2~44Hz 범위에서 대역 통과 필터링된 후 유레카로 바뀌었습니다! 소프트웨어²⁵수동 artifact-rejection을 위해 플롯되고 조심스럽게 검사됩니다. 눈 깜박임, 안구 운동, 치아를 움켜 쥐고, 신체 움직임, 또는 ECG 인공물을 포함한 모든 일회성 인공물이 뇌파의 흐름에서 제거되었습니다. 또한, 모든 구성 요소가 제외되었는지 여부를 확인하기 위해 ICA (Independent Component Analysis)가 수행되었습니다. 가능한 ICA 성분 제거의 영향을 조사하기 위해, 우리는 파워 스펙트럼을 시각적 인공물 제거 이후의 (1) 및 추가 ICA 성분 제거 후의 (2)의 두 가지 접근법과 비교했다. 델타 (2-3.5 Hz), 세타 (4-7.5 Hz), 알파 1 (8-10 Hz), 알파 2 (10-12 Hz), 베타 1 (13-18 Hz), 베타 2 (18.5- ), β21 (3-21.5Hz) 및 감마 (30-30.5Hz) 밴드^26,27,28 두 가지 접근법간에 통계적으로 유의 한 차이는 보이지 않았다. 따라서 우리는 2 단계 인공물 보정 데이터의 결과, 즉 시각적 인공물 제거 및 추가 독립 부품 거부에 대한보고에 확신을 가졌습니다. 평균 푸리에 크로스 스펙트럼 매트릭스는 8 개 밴드 모두에 대해 계산되었습니다.

소스 현지화

표준화 된 저해상도 뇌 전자기 단층 촬영 (sLORETA^29,30)은 XNUMX개 그룹 BSS 구성 요소를 생성하는 뇌내 전기 소스를 추정하는 데 사용되었습니다. 표준 절차로서 일반적인 평균 참조 변환²⁹ sLORETA 알고리즘을 적용하기 전에 수행되었습니다. sLORETA는 미리 정의된 활성 소스 수를 가정하지 않고 전기 뉴런 활동을 전류 밀도(A/m2)로 계산합니다. 본 연구에 사용된 솔루션 공간과 관련 리드필드 매트릭스는 LORETA-Key 소프트웨어(무료로 제공)에서 구현된 것입니다. http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm). 본 소프트웨어는 Mazziotta의 MNI-152(캐나다 몬트리올 신경학 연구소) 템플릿에 경계요소법을 적용하여 재검토된 실제적인 전극 좌표와 리드 필드를 구현합니다. et al.^31,32. sLORETA 키 해부 템플릿은 차원 152 mm의 6,239 복셀에서 신피질 (해마 및 앞쪽 cingulate 피질 포함) MNI - 5 볼륨을 나누어 레이블³Demon Atlas가 반환 한 확률을 기반으로^33,34. 공동 등록은 MNI-152 공간에서 Talaiach 및 Tournoux로의 올바른 번역을 사용합니다.³⁵ 공간³⁶.

전뇌 상관 분석

뇌 활동과의 즐거움, 금단, 항상성 및 현저성에 대한 상관관계가 계산됩니다. sLORETA 상관 관계에 사용되는 방법론은 비모수적입니다. 이는 귀무가설 비교 하에 최대 통계량에 대한 경험적 확률 분포를 무작위화를 통해 추정하는 것을 기반으로 합니다.³⁷. 이 방법론은 여러 검사 (즉, 모든 복셀에 대해 수행 된 검사 모음 및 모든 주파수 대역 검사)를 수정합니다. 이 방법의 매개 변수가 아닌 특성으로 인해, 그 타당성은 가우시안의 가정에 의존하지 않습니다³⁷. sLORETA 통계 대비 맵은 여러 복셀별 비교를 통해 계산되었습니다. 유의성 임계값은 5000개의 순열을 사용한 순열 테스트를 기반으로 했습니다.

결합 분석

쾌락, 금단, 항상성 및 현출의 전뇌 상관관계 측정값과의 결합 분석을 실시했습니다.^38,39,40,41. 결합 분석은 독립적 인 감산으로 활성화 된 영역을 찾아서 두 개 이상의 작업 / 상황에 대한 '공통 처리 구성 요소'를 식별합니다^38,39,40,41. 프리스톤 et al.³⁹ 또한 그룹 내 조건에서 일반 결합 분석이 사용 되더라도 그룹간에 적용될 수 있으며 최근의 일부 논문^42,43.

전뇌 비교분석

낮은 YFAS 비만 참가자와 높은 YFAS 비만 참가자 사이의 뇌 전기 활동의 잠재적인 차이를 확인하기 위해 sLORETA를 사용하여 전류 밀도 분포의 조건 간 복셀별 비교를 수행했습니다. 기능적 sLORETA 이미지의 비모수적 통계 분석은 짝을 이루지 않은 그룹에 대한 F-통계를 사용하여 각 대비에 대해 수행되었으며 다중 비교를 위해 수정되었습니다. Nichols와 Holmes가 설명했듯이 SnPM 방법론은 가우시안 가정을 ​​요구하지 않으며 모든 다중 비교를 수정합니다.³⁷. 우리는 다양한 주파수 대역에 대해 하나의 복셀별 테스트(각각 6,239개의 복셀로 구성)를 수행했습니다.

지연된 위상 일관성

서로 다른 공간 위치에 해당하는 시계열 간의 일관성 및 위상 동기화는 일반적으로 "연결성"의 지표로 해석됩니다. 그러나 모든 의존성 측정은 체적 전도로 인한 즉각적인 비생리적 기여로 인해 매우 오염됩니다.⁴⁴. 그러나 파스쿠알-마르퀴(Pascual-Marqui)⁴⁵, 비 순간적인 (지연 된) 연결만을 고려하여 일관성 및 위상 동기화에 대한 새로운 조치를 도입하여 볼륨 전도의 교란 요인을 효과적으로 제거했습니다. 두 소스 간의 이러한 "지연된 위상 일관성"은 소스 활동에 기여하는 영역 간의 혼선의 양으로 해석될 수 있습니다.⁴⁶. 두 구성 요소가 위상 지연으로 일관되게 진동하기 때문에 누화는 축색 전송에 의한 정보 공유로 해석될 수 있습니다. 보다 정확하게는 이산 푸리에 변환은 푸리에 주파수에서 유한한 계열의 코사인 및 사인파로 신호를 분해합니다(Bloomfield 2000). 사인파에 대한 코사인파의 지연은 주파수에 반비례하고 기간의 10/100에 해당합니다. 예를 들어, 25Hz에서 정현파의 주기는 10ms입니다. 사인은 코사인에 대해 25/20주기(12.5ms)만큼 이동됩니다. 그런 다음 2007Hz에서의 지연된 위상 일관성은 2ms 지연의 일관된 진동을 나타내고 3.5Hz에서 지연은 4ms 등입니다. 점근적 결과에 따른 주어진 지연된 위상 일관성 값에 대한 유의 임계값은 다음과 같이 설명할 수 있습니다. Pascual-Marqui(7.5)에서는 지연 위상 일관성의 정의도 찾을 수 있습니다. 따라서 이러한 의존성 측정은 여러 뇌 영역, 즉 분산된 피질 네트워크에 공동으로 적용될 수 있으며, 그 활동은 sLORETA로 추정할 수 있습니다. 다변량 시계열 간의 선형 의존성(일관성) 측정이 정의됩니다. 측정값은 음수가 아니며 독립성이 있고 주파수 영역에서 정의된 경우에만 1 값을 취합니다: 델타(8~10Hz), 세타(2~10Hz), 알파12(1~13Hz), 알파18 (2~18.5Hz), 베타21(3~21.5Hz), 베타30(30.5~44Hz), 베타6,239(1~XNUMXHz) 및 감마(XNUMX~XNUMXHz). 이를 바탕으로 원리 지연 선형 연결성을 계산했습니다. sLORETA를 사용하여 다양한 관심 영역에 대한 시계열 전류 밀도를 추출했습니다. XNUMX개 복셀 전체의 전력은 XNUMX의 거듭제곱으로 정규화되었으며 각 시점에서 로그 변환되었습니다. 결과는 F-검정을 사용하여 보고되며 F-비율의 로그로 보고됩니다. 따라서 관심 영역 값은 특정 주파수에 대해 개별적으로 모든 복셀에 걸쳐 총 전력의 로그 변환 비율을 반영합니다. 선택된 관심 영역은 생식전전대상피질, 등쪽 전대상피질 및 후대상대상피질이었습니다.

지연된 위상 일관성에 대한 통계 분석

기능적 연결 대비 맵에 대한 지연된 위상 동기화/일관성을 계산했습니다. 중독된 그룹과 대조군 사이의 비교가 계산되었으며 높은 YFAS 그룹에 대한 항상성, 금단 및 현저성과 상관관계가 있었습니다. 유의성 임계값은 5000개의 순열을 사용한 순열 테스트를 기반으로 했습니다. 이 방법은 다중 테스트(즉, 모든 복셀 및 모든 주파수 대역에 대해 수행된 테스트 모음)를 수정합니다. 결과는 F-검정을 사용하여 보고되며 F-비율의 로그로 보고됩니다.

결과

참가자 특성

일반적으로 희박, 낮음 및 높음 YFAS를 비교하면 상당한 차이가 나타납니다(F = 104.18, p < 0.001). 희박 그룹과 낮은 YFAS 그룹은 서로 다르지 않지만 높은 YFAS 그룹과는 다릅니다. 이는 YFAS의 다양한 하위 척도(음식 남용, 음식에 소비한 시간, 사회적 금단, 금단 증상 및 음식)에 의해 확인되었습니다(참조: Fig. 1); 그러나 높은 YFAS 그룹은 역경이나 관용에도 불구하고 지속적인 사용과 관련하여 낮은 YFAS 또는 희박 그룹과 다르지 않습니다.

행동 데이터  

일반 중독 경향 설문지의 네 가지 하위 척도 사이의 상관관계 분석에서는 세 참가자 그룹 모두에서 쾌락과 현현 사이, 그리고 항상성과 금단 사이에 유의미한 양의 상관관계(수정 후)가 나타났습니다(참조: 표 2). 마른 체형과 낮은 YFAS 참가자에 대한 쾌락과 현저함뿐만 아니라 항상성과 금단 사이에서도 유사한 관계가 확인되었습니다. 높은 YFAS 그룹의 경우 즐거움과 현저함, 그리고 항상성과 금단 사이에 유의미한 양의 상관 관계가 발견되었습니다. 동일 그룹에 대해 돌출성과 항상성 사이뿐만 아니라 돌출성과 철수 사이에도 긍정적인 상관관계가 확인되었습니다. 매개 효과는 돌출과 금단 사이의 관계가 항상증에 의해 매개된다는 것을 추가로 보여주었습니다(소벨 테스트: 3.17, p = 0.001; 보다 Fig. 2).

이미징 데이터  

전체 뇌 상관관계 분석: 즐거움, 금단, 항상성 및 현저성(전체 그룹: 희박, 낮음 및 높음 YFAS)

즐거움과 뇌 활동 사이의 상관 분석에서는 등쪽 내측 전전두엽 피질과 등쪽 전전두엽 피질로 확장되는 입쪽 전두엽 피질의 알파2 활동 사이에 유의미한 양의 상관관계가 있음이 밝혀졌습니다.Fig. 3). 또한 쾌락과 전전대상피질 및 복외측 전전두엽 피질의 베타1 주파수 대역 활동과 오른쪽 뇌엽의 베타2 주파수 대역 활동 사이에 긍정적인 상관관계가 확인되었습니다.Fig. 3). 델타, 세타, 알파1, 베타3 또는 감마 주파수 대역에서는 유의미한 효과가 확인되지 않았습니다.

두쪽 전두엽 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질에서 금단과 알파2 주파수 대역 활동 사이에 유의미한 양의 상관관계가 확인되었습니다(Fig. 3). 쇠퇴와 베타1 주파수 대역 활동 사이에는 설전, 배외측 전전두엽 피질, 상두정엽 및 왼쪽 측두엽-후두 접합부에서 양의 상관관계가 나타났습니다. 등내측 전전두엽 피질과 해마주위 영역, 그리고 오른쪽 측두두정엽 영역에서 금단 현상과 감마 밴드 활동 사이에 음의 상관관계가 확인되었습니다. 델타, 세타, 알파1, 베타2 또는 베타3 주파수 대역에서는 유의미한 효과가 확인되지 않았습니다.  

알로스타시스는 생식전전대상피질과 배외측 전두엽 피질의 베타3 활성과 양의 상관관계가 있었고, 왼쪽 해마 주위의 감마 밴드 활성과는 음의 상관관계가 있었습니다.Fig. 3). 델타, 세타, 알파1, 알파2, 베타1 또는 베타2 주파수 대역에서는 유의미한 효과가 확인되지 않았습니다.

어떤 주파수 대역에서도 현저성과 활동 사이에는 유의미한 상관관계가 확인되지 않았습니다.

결합 분석(전체 그룹)

알로스타시스와 금단 사이의 결합 분석은 앞쪽 대상 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질에서 공유된 양측 알파2 활성을 보여주었습니다. 델타, 세타, 알파1, 베타1, 베타2, 베타3 또는 감마 주파수 대역에 대해서는 효과가 확인되지 않았습니다(Fig. 4, 왼쪽 상단 패널).

현저함과 즐거움 사이의 결합 분석에서는 또한 앞쪽 대상 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질에서 공통적인 알파2 활동이 나타났습니다.Fig. 4, 오른쪽 상단 패널). 델타, 세타, 알파1, 베타1, 베타2, 베타3 또는 감마 주파수 대역에 대해서는 효과가 확인되지 않았습니다.  

위에서 언급한 두 가지 결합 분석의 결합 분석에서는 입쪽 전두엽 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질에서 공통적인 양측 알파2 활동과 왼쪽 입측 전대상 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질, 등쪽 측면 전전두엽 피질 및 양측에서 공통 감마 밴드 활동을 보여주었습니다. 후대상피질(Fig. 4, 하단 패널). 델타, 세타, 알파1, 베타1, 베타2 또는 베타3 주파수 대역에서는 효과가 확인되지 않았습니다.

낮음과 높음 YFAS 비교

낮은(음식에 중독되지 않음) 참가자와 높은 YFAS(음식 중독) 참가자를 비교한 결과, 전두엽 피질/등쪽 내측 전전두엽 피질과 왼쪽의 전운동/운동 피질에서 베타1 및 베타2 활동이 증가한 것으로 나타났습니다. 높은 YFAS 그룹 (Fig. 5). 델타, 세타, 알파1, 알파2, 베타3 또는 감마 주파수 대역에 대해서는 효과가 확인되지 않았습니다.

결합 분석(높은 YFAS 그룹)  

돌출성과 항상성 사이의 높은 YFAS 참가자에 대한 결합 분석은 델타, 세타 및 알파1 밴드에 대해 설전까지 확장되는 후대상 피질의 공유 활동을 보여주었습니다.Fig. 6). 또한 세타 주파수 대역의 경우 상두정엽에서 공유 활동이 확인되었습니다. 감마 밴드의 경우, 양측의 후대상 피질뿐만 아니라 왼쪽 복부 측면 전전두엽 피질, 섬엽 및 전측두극(오른쪽 아래 사분면)에서도 공유 활동이 나타났습니다. Fig. 6). 델타, 알파2, 베타1 또는 베타2 주파수 대역에서는 효과가 확인되지 않았습니다.

지연된 위상 일관성에 대한 그룹 비교  

대폭 향상된 연결성(F = 1.76, p 대조군과 비교하여 High YFAS 군의 감마 주파수 대역에서 전전전대상피질, 등전대상피질, 후대상피질 사이에서 < 0.05)가 확인되었습니다(참조: Fig. 7). 델타, 세타, 알파1, 알파2, 베타1, 베타2 또는 베타3 주파수 대역에서는 유의미한 효과가 확인되지 않았습니다.

높은 YFAS 그룹에 대한 지연 위상 일관성 상관 분석  

지연 위상 일관성과 항상성 간의 상관 분석에서 유의미한 효과가 나타났습니다(r = 0.38, p < 0.05) 델타, 세타, 알파1, 알파2, 베타1, 베타2, 베타3 및 감마 주파수 대역의 경우. 델타, 세타, 베타2, 베타3 및 감마 주파수 대역의 경우, 전전대 대상 피질, 등쪽 전대상 피질 및 후대상 대상 피질 사이에 증가된 연결이 확인되었습니다. 이는 중독된 참가자의 항상성 점수가 높을수록 세 영역 간의 연결성이 더 강하다는 것을 의미합니다. alpha1 및 alpha2 주파수 대역의 경우 전측 대상 피질과 후 대상 피질 사이뿐만 아니라 등쪽 전 대상 피질과 후 대상 피질 사이의 연결성이 감소한 것으로 확인되었습니다. 이는 중독된 참가자의 항상성 점수가 낮을수록 연결성이 더 강하다는 것을 나타냅니다. 베타1 주파수 대역의 경우 등쪽 전대상 피질과 후방 대상 피질 사이뿐만 아니라 전전 대상 피질과 등쪽 전대상 피질 사이에서도 중요한 효과가 확인되었습니다. 이 후자의 발견은 중독된 참가자의 항상성 점수가 높을수록 관련 연결성이 더 강하다는 것을 시사합니다. 보다 Fig. 8 개요.

지연된 위상 일관성과 각각의 철회 및 돌출 사이의 상관 분석은 델타, 세타, 알파1, 알파2, 베타1, 베타2, 베타3 또는 감마 주파수 대역에 대해 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.  

토론

우리가 스스로 보고한 행동 결과는 물질이나 활동에서 파생된 즐거움이 그에 따른 현저성 또는 행동 관련성과 관련되어 있음을 시사합니다. 또한, 예측 참조 재설정(항상증성)은 금단 증상과 밀접한 관련이 있는 것으로 보입니다. 이러한 연관성은 음식 중독자와 비음식 중독자 모두에게 존재하며 이는 정상적인 생리적 반응임을 나타냅니다. 실제로, 음식을 섭취할 때, 식사 시작 시(배가 고플 때) 정확히 동일한 음식 자극이 포만감이 시작된 식사 시점과 다른 쾌락적 가중치를 부여합니다. 이는 항상성, 즉 참조를 의미합니다. 재설정은 생리학적으로 발생하므로 신체 에너지 요구 사항이 충족되면 사람들이 식사를 중단합니다. 즉, allostasis는 상태 또는 상황에 따라 다릅니다. 음식에 중독되지 않은 사람이나 마른 사람의 경우 돌출성은 항상성에 영향을 미치지 않지만, 음식 중독이 있는 사람에게는 영향을 미치며, 이는 이것이 음식 중독의 특징일 수 있는 병리학적 현상임을 시사합니다. 이는 음식 중독이 있는 사람의 경우, 물질(남용)의 행동 관련성(즉, 두드러짐)이 예측 참조 재설정(즉, 항상성증)을 유발하여 그 물질(갈망)을 더 많이 얻으려는 욕구를 유발한다는 것을 의미합니다. 금단 증상으로 알려진 부정적인 동기 상태⁴⁷.

흥미롭게도, 신경영상 결과는 쾌락, 돌출, 항상증 및 금단이 모두 신경생리학적으로 관련되어 있음을 시사합니다. 이는 두 가지가 앞쪽 대상 피질/등 내측 전전두엽 피질 및 등 외측 전전두엽 피질뿐만 아니라 후방 대상 피질에서도 공통 허브를 공유하기 때문입니다. 결합 분석을 통해 입증되었습니다. 이는 음식 중독자, 음식 중독자가 아닌 사람, 마른 사람 모두에게 공통적이며 정상적인 생리적 현상을 나타냅니다.

앞쪽 대상 피질(rostral anterior cingulate cortex)은 "불확실성" 처리에 관여합니다.^{48,49,50,51,52}. 불확실성은 세계에 대한 주어진 표현이 이후의 믿음을 안내하기 위해 채택될 수 없는 상태로 정의됩니다.⁵³ 환경으로부터 더 많은 정보를 획득함으로써 감소될 수 있습니다.⁵¹ 아니면 기억에 그림을 그리거나⁵⁴. 입쪽에서 등쪽 전대상피질은 불확실성을 줄이기 위해 새로운 데이터를 획득하는 역할을 합니다.^55,56. 그러므로 우리의 결과가 전대상회 영역의 활동이 움츠림과 상관관계가 있다는 것을 나타내는 것은 놀라운 일이 아니며, 이는 등쪽 전대상 피질과 뇌섬엽에 의해 암호화된 행동에 대한 충동을 촉발할 것입니다.⁵⁷. 생식전전대상피질은 체성감각의 추가 입력을 억제하는 것으로 보입니다.^58,59, 전정⁶⁰ 청각 시스템⁶¹. 이 메커니즘의 오작동으로 인해 이러한 시스템 내에서 과잉 활동 상태가 발생하여 섬유 근육통 관련 통증이 발생합니다.⁶², 현기증⁶⁰ 또는 각각 이명^63,64,65,66. 게다가 같은 지역은 공격성을 억제한다.^67,68,69편도체에 대한 생식전전대상피질 조절의 유전적으로 결정된 결핍은 공격성과 관련이 있습니다^67,68,69. 따라서, 생식전전대상피질은 일반적인 돌출 네트워크의 일부로서 등쪽 전대상피질의 비특이성과 유사한 비특이적 억제 기능을 갖는 것으로 보입니다.^70,71 더 많은 입력을 얻는 기능을 합니다.⁵⁷ 자극에 현저성을 부여함으로써^70,72,73. 생식전전대상피질은 또한 안와전두엽 피질과의 연결을 통해 즐거움을 부호화하는 데 중요한 역할을 합니다.⁷⁴. 이는 즐거움이 행동과 관련된 자극 처리의 우선순위를 정하는 공통 통화라는 개념과 일치합니다.^75,76. 이 연구에서, 물질이나 행동에서 파생된 즐거움의 양은 등 외측 전전두엽 피질로 확장되는 전전대상피질과 전대상피질의 활동 증가와 관련이 있습니다(참조: Fig. 3).

우리의 결과는 항상성증이 정상적인 생리학적 과정임을 지적하며 다른 연구 결과를 확증해 줍니다.³. 이 예측 참조 재설정 메커니즘은 이 연구의 신경 영상 데이터에 의해 입증된 바와 같이 앞쪽 대상 피질과 등쪽 측면 전전두엽 피질에 의해 제어되는 것으로 보입니다. 중요한 것은, 우리의 데이터에 따르면 항상성 정체증은 모든 비만인 개인뿐만 아니라 날씬한 개인에게도 공통적으로 나타나는 현상이므로 생리학적 금단 증상도 유발한다는 점을 시사합니다. 따라서 철수로 인한 욕구는 "좋아요"/쾌락이 두드러짐과 관련되는 것과 유사한 방식으로 항상성과 관련이 있는 것으로 보입니다.

날씬하고 음식에 중독되지 않은 개인의 경우 두드러기와 금단 현상은 관련이 없습니다. 대조적으로, 음식 중독자에서는 돌출성이 금단 현상을 수정합니다. 그러나 이 효과는 allostatic 참조 재설정을 통해 간접적으로 중재되는 것으로 보입니다. 따라서 음식 중독은 돌출성과 항상성 사이의 선택적 상호 작용이 특징인 것으로 보입니다. 그렇다면 질문은 다음과 같습니다. 이 병리학적 돌출성 기반 참조 재설정의 기초가 되는 신경 메커니즘은 무엇입니까? 음식 중독 그룹의 돌출과 항상성 사이의 결합 분석은 이 현상이 설전과 상두정 소엽으로 확장되는 후대상 피질의 활동과 뇌섬과 전측두엽으로 확장되는 복부 측면 전전두엽 피질의 활동과 관련이 있음을 나타냅니다. 둥근 돌출부. 중독된 상태에서 후대상 피질의 관여가 자극의 현저성에 기초하여 자기 참조 설정점을 재설정할 수 있다고 추측할 수 있습니다. 이는 PCC와 ACC 사이의 기능적 연결에 의해 제안됩니다(Fig. 6), 이는 기준 재설정(항성증)의 양과 상관관계가 있습니다(Fig. 7). 후방 대상 피질은 자기 참조 기본 모드 네트워크의 주요 허브입니다.^77,78 그리고 항상성(allostatic)에 관여하는 것으로 보입니다(참조 Fig. 5). 핵심 기능 중 하나는 변화하는 세계에 직면하여 적응적인 행동 변화를 허용하는 것입니다.⁷⁹. 변화하는 환경에 적응하려면 내부 및 외부 자극을 예측한 다음 자신의 현재 상태와 비교해야 합니다. 이는 후대상피질 내의 다양한 영역에서 발생할 가능성이 높습니다.^80,81. 실제로, 내부 세계로부터의 자극 처리는 주로 배측 후대상 피질에서 일어나는 반면, 외부 세계로부터의 자극 처리는 주로 배측 후대상 피질에서 일어난다⁸¹. 따라서 예측 참조 재설정은 후방 대상 활동 및 기능적 연결에 결정적으로 의존할 수 있습니다.

중독과 비중독 사이의 중요한 행동 차이는 돌출성 유발 항상성(빨간색 화살표)입니다. Fig. 1), 이는 생식전전대상피질/복측 내측 전전두엽 피질의 활동과 관련이 있으며 해마주위 영역의 활동과 역으로 관련되어 있습니다. 즉, 이는 물질과 관련된 즐거움이 증가하고 그에 따라 상황적 영향이 감소함을 나타냅니다.^82,83, parahippocampal 영역은 주로 상황별 처리에 관여하기 때문입니다.^82,83. 이는 학대의 실체가 그 맥락으로부터 독립된다는 것을 의미합니다. 이것은 중독된 사람들이 학대 물질의 섭취를 중단하지 않는 이유를 가설적으로 설명할 수 있습니다. 왜냐하면 상황적 영향이 추가 입력을 억제하는 데 덜 영향력이 있기 때문입니다. 중독성이 없는 비만인과 마른 사람의 돌출성과 항상성 사이의 결합은 중요한 중복 활동을 나타내지 않기 때문에 이는 중독성 유형에 특유합니다. 이는 중독 유형에서 상황적 관련성과 분리된 비정상적인 두드러짐이 불확실성을 줄이기 위해 더 많은 입력을 얻기 위해 예측 참조 재설정을 유도한다는 것을 암시합니다(나는 에너지 요구 사항을 충족할 만큼 충분한 음식을 섭취했습니까?). 갈망, 즉 물질을 소비하려는 강렬한 욕구를 유발하는 부정적인 감정 상태인 금단으로 표현됩니다. 중독되지 않은 사람들의 경우 항상성 동질증이 금단 현상을 유발하지만, 중독된 사람들의 경우에만 항상성이 자극의 현저성에 의존하고 이 기준 재설정은 후대상 피질에 의해 제어되는 것으로 보입니다.

중요한 질문은 중독에서 독특한 돌출 중심의 항상성이 돌출 네트워크의 허브(입쪽에서 등쪽 전대상 피질까지)와 자기 참조의 허브 사이에서 중독으로 발생하는 비정상적인 기능적 연결의 결과인지 여부입니다. (알로스타시스) 네트워크(후대상피질)(참조 Fig. 5).

그러나, 항상성 자체는 자기 참조 기본 모드 네트워크의 일부인 전전엽 피질/복부 내측 전전두엽 피질 활동과 상관관계가 있는 것으로 보입니다. 이를 보는 또 다른 개념적 방법은 자기참조적 후방 대상 피질이 더 많은 입력을 획득하는 데 관여하는 등쪽 전대상 피질 및 더 많은 입력을 억제하는 데 관여하는 전전 대상 피질과 통신하며, 참조가 후방 대상 피질에서 재설정된다는 것입니다. 대상 피질은 입력 수집과 입력 억제 사이의 균형을 제어합니다.⁵⁵. 따라서 이 세 영역 간의 기능적 연결성을 분석했습니다. 이는 음식 중독된 비만 개인이 대조군과 비교했을 때 주둥이 전방 대상 피질 - 생식전 전방 대상 피질 - 후방 대상 피질 네트워크 사이의 기능적 연결성이 증가했음을 보여주었습니다. 생식전전대상피질과 후대상피질은 모두 자기참조 기본 모드 네트워크에 속하므로 돌출 네트워크는 본질적으로 기본 모드에 연결되는 것으로 보이며, 연결성이 강할수록 참조 재설정이 더 많이 발생합니다(알파 제외). . 이 연구 결과는 음식 중독자의 음식에 부착된 현저성 또는 행동 관련성이 자기참조 후대상 피질을 통해 매개되는 생식전전대상피질의 기준 설정점을 재설정할 수 있음을 시사합니다. 효과적인 연결성 측정이 계산되지 않았으므로 이는 중재 분석에서 파생된 기계적 관점에서만 가설을 세울 수 있습니다.

이 연구의 약점은 즐거움, 돌출성, 항상성 및 위축의 개념이 설문지가 아닌 단일 질문에 기반을 두고 있다는 것입니다. 그러나 질문은 개념의 본질을 포착하는 것 같습니다. (1) 현저성은 참가자가 물질/활동을 행동적으로 중요하다고 생각하는지 구체적으로 묻는 질문으로 정의됩니다.^71,84, (2) 즐거움은 그것이 즐겁다고 생각하는지 구체적으로 묻는 질문으로 설명됩니다. (3) 항상성은 동일한 효과를 달성하기 위해 더 많이 소비하거나 더 많이 참여할 필요성을 느꼈는지 구체적으로 묻는 질문으로 정의됩니다.^3,5 (4) 금단은 섭취를 중단할 때 불편함을 느끼는지 묻는 질문으로 정의됩니다. 이러한 질문은 모두 연구된 개념의 정의를 포착하는 것처럼 보이기 때문에 연구된 개념의 미묘한 차이가 없더라도 이 접근 방식이 타당하다고 믿습니다. 이 접근 방식의 장점은 질문을 개념 정의로 제한함으로써 더 많은 중복 질문을 할 수 있는 대규모 설문지보다 연구된 개념을 더 잘 분리한다는 것입니다. 추가 연구에서는 이 연구에 사용된 단일 질문이 실제로 설명된 행동(쾌락, 현저함, 항상성 및 위축)을 반영하는지 여부를 평가해야 합니다. 이는 보다 포괄적인 설문지를 추가하고 단일 질문과 보다 포괄적인 설문지 간의 상관 관계 분석을 수행함으로써 수행될 수 있습니다.

본 연구의 또 다른 약점은 대부분의 참가자가 YFAS의 3개 이상의 기준을 충족한다는 사실로 인해 대부분의 환자가 음식 중독으로 간주될 수 있다는 것입니다. 그러나 더 심각한 중독 참가자가 덜 중독되고 마른 대조군과 행동 및 신경 생리학적으로 다른지 여부를 확인하기 위해 중앙값 분할 분석이 수행되었습니다. 향후 연구에는 더 큰 표본 크기와 더 독특한 그룹이 포함되어야 합니다. 또한 YFAS에 대해서는 중앙 분할을 적용했는데, 이는 약점으로 간주될 수 있습니다. 그러나 중간 분할 클리어는 YFAS에서 차별화를 보여줍니다. 처럼 Fig. 1 낮은 YFAS 피험자는 마른 피험자와 유사한 프로필을 갖는 반면 YFAS 점수가 높은 사람들은 분명히 다른 프로필을 가지고 있음을 나타냅니다.

이 연구의 또 다른 한계는 본질적으로 제한된 수의 센서(19개 전극)와 주제별 해부학적 전방 모델의 부족으로 인해 발생하는 소스 위치 파악의 낮은 해상도입니다. 이는 소스 재구성에 충분하지만 소스 위치 파악의 불확실성이 커지고 해부학적 정밀도가 감소하므로 본 연구의 공간 정밀도는 기능적 MRI보다 상당히 낮습니다. 그럼에도 불구하고 sLORETA는 LORETA를 기능적 자기공명영상(fMRI)과 같은 보다 확립된 다른 위치 파악 방법과 결합한 연구를 통해 상당한 검증을 받았습니다.^85,86, 구조적 자기 공명 영상⁸⁷ 및 양전자방출단층촬영(PET)^88,89,90 청각 피질의 활동과 같은 특정 활동을 감지하기 위해 이전 연구에서 사용되었습니다.^91,92,93. 추가 sLORETA 검증은 간질에 대한 여러 연구에서 입증된 침습적 이식 심도 전극에서 얻은 위치 파악 결과를 근거 진실로 받아들이는 데 기반을 두고 있습니다.^94,95 인지 ERP⁹⁶. 전치부 대뇌 피질과 같은 깊은 구조⁹⁷, 근심 측두엽⁹⁸ 이러한 방법을 사용하면 올바르게 지역화할 수 있습니다. 그러나 추가 연구를 통해 공간 정밀도를 향상시킬 수 있으며 고밀도 EEG(예: 128 또는 256개 전극), 대상별 머리 모델 및 MEG 기록을 사용하여 정확도를 달성할 수 있습니다.

요약하면, 입력 수집 또는 입력 억제는 더 많은 입력을 획득하는 데 관여하는 영역(입쪽에서 등쪽 전대상 피질까지)과 추가 입력을 억제하는 영역(생전 전대상 피질)에서 수집된 정보를 사용하여 에너지적으로 필요한 것이 무엇인지 예측하는 것을 기반으로 합니다. ). 에너지 요구 사항을 기반으로 한 자기 참조 예측은 자기 참조 후방 대상 피질에 의해 제어되는 동소체 참조를 결정합니다. 철회는 더 많은 입력이 필요하다는 신호이며 즐거움은 충분한 입력이 식별되었음을 나타냅니다. 이러한 감정은 중독된 사람들의 경우 물질에 부착된 비적응(비동적 또는 고정) 돌출성에 의해 결정되는 신수질 수준에 따라 조정됩니다. 따라서 즐거움/호감은 충분한 두드러진 자극이 획득된다는 현상학적 표현인 것으로 보이며, 욕구로 이어지는 위축은 더 많은 자극이 요구되도록 재설정되는 신수적 기준에 기인하는 것으로 보입니다. 또한, 비중독과는 대조적으로, 학대 물질에 부착된 병리학적 비적응적 돌출성은 금단을 초래하고, 이는 동일한 자극을 더 많이 얻으려는 행동에 대한 충동을 생성하게 됩니다. 추가 연구에서는 이 보고서에 설명된 제안된 메커니즘 중 일부를 확인해야 합니다. 이는 포만감에 도달할 때까지 음식이나 음료가 제공되는 동적 모델을 살펴보고 포만감 상태와 관련된 다양한 순간에 순차적 EEG를 수행함으로써 수행할 수 있습니다.

추가 정보

이 기사를 인용하는 법: 드 리 더, 디 et al. 건강과 음식 중독의 항상성. Sci. 대표. 6, 37126; doi : 10.1038 / srep37126 (2016).

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참고자료

1. 1.

버나드, C. l'Etude de la Médicine Expérimentale 소개. (JB Baillière, 1865).

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1. 뉴질랜드 오타고대학교 더니든 의과대학 외과과학부 신경외과과

o 더크 드 라이더

o & 숙 링 렁

2. 뉴질랜드 오타고대학교 더니든 의과대학 의과대학 내분비학과

o 패트릭 매닝

o & 사만다 로스

3. 미국 텍사스대학교 달라스 캠퍼스 행동 및 뇌과학부

o 스벤 바네스테

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