식품 섭취 및 예상식이 섭취로부터 비만에 대한 보상의 관계 : 기능성 자기 공명 영상 연구 (2008)

. 저자 원고; PMC 2009 13월 XNUMX일에서 사용 가능.

PMCID : PMC2681092

NIHMSID : NIHMS100845

에릭 스티스 및 소냐 스 퍼어

오레곤 연구소

카라 보혼

오레곤 대학교 심리학과

마르가 벨트후이젠 및 다나 스몰

예일 대학교 JB 피어스 연구소

추상

우리는 33명의 사춘기 소녀(M 나이 = 15.7 SD = 0.9)와 함께 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 사용하여 비만인 개인이 마른 사람보다 음식 소비(완전한 음식 보상) 및 예상 소비(예상 음식 보상)에서 더 큰 보상을 경험한다는 가설을 테스트했습니다. .

O마른 사춘기 여아에 비해 미각 피질(전방 및 중간 섬엽, 전두엽)과 체감각 영역(두정엽 및 롤란트 operculum)에서 예상되는 초콜릿 밀크쉐이크 섭취(무미 용액 대비) 및 밀크쉐이크의 실제 소비량(무미한 용액과 비교); 이 뇌 영역은 음식의 감각적 측면과 쾌락적 측면을 암호화합니다.

그러나 o날씬한 사춘기 소녀에 비해 미상핵의 활성화가 감소한 것으로 나타났습니다.n 밀크쉐이크 대 맛 없는 용액의 소비에 대한 반응, 잠재적으로 이들이 도파민 수용체 가용성을 감소시켰기 때문입니다.

결과는 음식에 대한 기대와 소비에 대한 반응으로 미각 피질과 체감각 영역에서 더 큰 활성화를 나타내지만 음식 섭취 동안 선조체에서 약한 활성화를 보이는 개인은 과식과 그에 따른 체중 증가의 위험이 있을 수 있음을 시사합니다.

키워드 : 비만, 예상 음식 보상, 완료 음식 보상, fMRI

비만은 미국에서 매년 111,000명 이상이 사망하는 만성 질환으로, 주로 죽상동맥경화성 뇌혈관 질환, 관상 동맥 심장 질환, 대장암, 고지혈증, 고혈압, 담낭 질환 및 진성 당뇨병으로 인해 발생합니다.). 유감스럽게도, 비만에 대한 선택 치료는 일시적인 체중 감소만을 초래합니다.) 그리고 대부분의 비만 예방 프로그램은 향후 체중 증가의 위험을 줄이지 않습니다(). 병인 과정에 대한 이해가 아직 불완전하기 때문에 이러한 개입은 효능이 제한적일 수 있습니다. 비만이 긍정적인 에너지 균형의 결과라는 것이 입증되었지만 일부 개인이 칼로리 섭취와 지출의 균형을 맞추는 데 왜 그렇게 어려운 시간을 보내는지는 분명하지 않습니다.

한 가지 가능한 설명은 일부 개인이 비만의 위험을 증가시키는 음식 섭취 또는 예상 섭취로 인한 주관적 보상에 이상이 있다는 것입니다. 일부 학자들은 비만인 사람들이 음식 섭취에 대한 반응으로 중변연계 보상 시스템(완전한 음식 보상)이 더 많이 활성화되어 과식의 위험이 증가할 수 있다는 가설을 세웁니다.; ). 이것은 특정 사람들이 향정신성 약물에 대한 보상 회로의 더 큰 반응성을 보인다고 가정하는 물질 남용의 강화 민감도 모델과 유사합니다.). 대조적으로, 다른 사람들은 비만인 사람들이 음식 섭취에 대한 반응으로 중변연계 보상 시스템의 활성화를 덜 경험하고, 이 결핍을 보상하기 위해 과식하게 만든다는 가설을 세웠습니다.; ). 이것은 사람들이 느린 보상 회로를 자극하기 위해 알코올과 약물 사용으로 전환한다고 제안하는 보상 결핍 증후군 논문과 유사합니다.). 세 번째 가설은 음식 섭취로 인한 기대 보상(예상 음식 보상)이 클수록 과식 위험이 증가한다는 것입니다.; ).

두 줄의 증거는 완전한 음식 보상과 예상 음식 보상을 개념적으로 구별하는 것이 유용할 수 있음을 암시합니다. 첫째, 동물 연구는 음식의 보상 가치가 음식 소비에서 컨디셔닝 후 음식의 예상 소비로 이동하고 음식 소비와 관련된 단서가 예상 음식 보상을 이끌어 내기 시작한다고 제안합니다. 환경에서 보상을 경험하지 못한 순진한 원숭이는 음식 맛에 대한 반응으로만 중종뇌 도파민 뉴런의 활성화를 보여주었습니다. 그러나 컨디셔닝 후 도파민 활동이 보상 전달에 선행하기 시작했고 결국 최대 활동은 실제 음식 섭취보다는 임박한 보상을 예측하는 조건 자극에 의해 유도되었습니다.; ). 쥐가 음식 보상을 제공하는 바에 다가가 눌렀을 때 예상 방식으로 가장 큰 도파민 활성이 발생했으며 쥐가 음식을 받고 먹었을 때 활성화가 실제로 감소했음을 발견했습니다. 물론, 도파민 활동은 예상치 못한 식사를 제공한 후보다 일반적으로 음식 수령을 알리는 조건 자극을 제시한 후 쥐의 측좌핵에서 더 크다는 것을 발견했습니다. 둘째, 조작 작업(나중에 소비하도록 허용됨)에서 참가자가 스낵 식품을 얻기 위해 얼마나 열심히 노력하는지가 더 강력한 예측 변수입니다. 광고 lib 스낵 식품의 맛에 대한 기호도 등급보다 칼로리 섭취량(; ). 이러한 데이터는 또한 음식 섭취에서 예상되는 보상이 음식을 실제로 소비할 때 경험하는 보상보다 열량 섭취를 결정하는 더 강력한 요인임을 암시하는 것 같습니다. 종합적으로, 이러한 데이터는 비만에 대한 잠재적인 위험 요소를 조사할 때 완전한 음식 보상과 예상 음식 보상을 구별하는 것이 유용할 수 있음을 의미합니다.

뇌 영상 연구는 정상 체중 개인의 완전한 음식 보상을 인코딩하는 것으로 보이는 영역을 확인했습니다. 맛이 없는 음식이나 맛이 없는 음식에 비해 맛있는 음식을 섭취하면 안와전두피질(OFC)과 전두엽/섬엽이 더 많이 활성화되고 등쪽 선조체에서 더 많은 도파민이 방출됩니다.; ; ). 다른 뇌 영상 연구에서는 정상 체중 인간의 예상 음식 보상을 인코딩하는 것으로 보이는 영역을 확인했습니다. 맛이 좋은 음식을 예상하는 것과 맛이 좋지 않거나 맛이 없는 음식을 예상하는 것보다 OFC, 편도체, 대상회, 선조체(미상핵 및 조가비), 복부피개영역, 중뇌, 해마옆이랑, 방추형이 더 많이 활성화됩니다. 이랑 (; ). 이 연구는 다소 뚜렷한 뇌 영역이 예상 및 최종 음식 보상과 관련되어 있지만 일부 중첩(OFC 및 선조체)이 있음을 시사합니다. 지금까지 두 연구만이 음식 보상의 한 단계와 다른 단계에 대한 반응으로 더 큰 활성화를 보이는 지역을 분리하기 위해 예상 및 완성 음식 보상에 대한 활성화를 직접 비교했습니다. 실제 맛에 비해 즐거운 맛에 대한 기대는 도파민성 중뇌, 측좌핵 및 후측 우측 편도체에서 더 큰 활성화를 가져왔습니다.). 또 다른 연구에서는 기분 좋은 음료에 대한 기대가 편도체와 중배엽 시상에서 더 큰 활성화를 가져오는 반면, 음료를 마시면 왼쪽 뇌섬엽/오퍼큘럼에서 더 큰 활성화를 초래한다는 것을 발견했습니다(Small et al, 2008). 이 두 연구는 편도체, 중뇌, 중격측좌핵 및 중배측 시상이 음식 소비에 비해 예상 소비에 더 반응하는 반면, 전두엽/섬엽은 음식 소비에 비해 예상 소비에 더 반응한다고 제안합니다. 따라서 확실한 결론을 내리기 전에 더 많은 연구가 필요하겠지만, 사용 가능한 증거는 뚜렷한 뇌 영역이 예상 및 완료 음식 보상을 인코딩하는 데 관련되어 있음을 시사하는 것 같습니다.

특정 결과는 비만인 사람이 더 큰 음식 보상을 경험한다는 논문과 일치하는 것으로 보이지만, 결과가 완전한 음식 보상과 예상 음식 보상의 교란을 반영하는지 여부는 명확하지 않습니다. 날씬한 사람에 비해 상대적으로 비만인 사람들은 고지방 및 고당 음식이 맛이 더 좋으며 먹는 것이 더 강화된다고 보고합니다.; ; ). 부모의 비만으로 인해 비만에 걸릴 위험이 있는 아이들은 마른 부모의 아이들보다 고지방 음식의 맛이 더 좋고 더 열성적인 음식 스타일을 보입니다.; ). 비만 아동은 배가 고프지 않은 상태에서 먹을 가능성이 더 높습니다() 마른 아이들보다 음식을 위해 더 열심히 일하고 (). 자가 보고된 음식 갈망은 체질량 및 객관적으로 측정된 칼로리 섭취량과 양의 상관관계가 있었습니다.; ; ; ). 비만한 성인은 고지방, 고당 음식에 대한 강한 갈망을 보고합니다.; ) 날씬한 성인보다 더 많은 음식을 위해 일합니다(; ). 마른 사람에 비해 병적으로 비만한 사람은 입, 입술 및 혀의 감각과 관련된 영역인 구강 체감각 피질에서 더 큰 휴식 대사 활동을 보였습니다.), 이는 전자가 음식 섭취의 보람 있는 특성에 더 민감하게 만들고 과식의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

현재까지, 비만하고 날씬한 개인들 사이에서 그림 음식 또는 실제 음식의 제시에 대한 뇌 활성화를 비교한 뇌 영상 연구는 거의 없습니다. 한 연구에서는 날씬하지 않은 비만 여성이 사진에 찍힌 음식에 노출된 후 오른쪽 정수리 및 측두 피질의 활성화가 증가했으며 이 활성화는 배고픔 평가와 양의 상관관계가 있음을 발견했습니다.). 비만하고 날씬한 성인의 고칼로리 음식 사진에 대한 더 큰 등쪽 선조체 반응을 발견했으며 체질량은 insula, claustrum, cingulate, somatosensory cortex 및 측면 OFC의 반응과 양의 상관 관계가 있습니다. 비만 친척에 대한 고칼로리 음식(저칼로리 음식 대비) 사진에 대한 내측 및 외측 OFC, 편도체, 복측 선조체, 내측 전전두엽 피질, 뇌섬엽, 전대상피질, 복측 담낭, 미상 및 해마 반응에서 더 큰 활성화를 발견했습니다. 린 개인에게. 그러나 맛있는 음식 사진을 보는 것에 대한 OFC 및 대상의 활성화는 정상 체중 여성의 BMI와 음의 상관관계가 있었습니다(Killgore & Yargelun-Todd, 2005). 등쪽 섬엽과 후두 해마는 마른 사람에 비해 이전에 비만이었던 사람의 음식 소비에 비정상적으로 반응하여 이러한 비정상적인 반응이 비만 위험을 증가시킬 수 있다는 결론을 이끌어 냈습니다.

다른 발견은 비만인 사람들이 음식 보상을 덜 경험할 수 있다는 개념과 더 일치합니다. D2 수용체는 체질량에 비례하여 병적으로 비만한 개인의 선조체에서 감소한다는 것을 발견했으며, 이는 중변연계에서 감소된 도파민 수용체 결합을 나타냄을 시사합니다. 비만 개체가 날씬한 개체에 비해 감소된 D2 수용체 밀도를 보이는지 여부는 아직 결정되지 않았지만 비만 쥐는 마른 쥐보다 기초 도파민 수치가 낮고 D2 수용체 발현이 감소했습니다.; ; ), 비만 쥐는 마른 쥐보다 먹이를 먹는 동안 도파민의 단계적 방출이 더 많이 나타납니다(). 또한 D1 수용체 감소 및 약한 도파민 신호와 관련된 TaqI A2 대립형질을 가진 날씬하고 비만한 성인은 작동 패러다임에서 음식을 얻기 위해 더 많이 일합니다., ). 이러한 결과는 알코올, 니코틴, 마리화나, 코카인 및 헤로인 남용과 같은 중독성 행동이 D2 수용체 밀도 감소 및 보상에 대한 중변연계 회로의 둔감한 민감성과 관련이 있다는 증거를 반영합니다.; ). D2 수용체의 결핍은 정신 활성 약물을 사용하거나 부진한 도파민 보상 시스템을 강화하기 위해 과식하는 경향이 있다고 가정합니다. 그러나 고지방 및 당분이 많은 음식을 과식하면 D2 수용체가 하향 조절될 가능성이 있습니다.), 향정신성 약물의 만성 사용에 대한 병렬 신경 반응(). 실제로 동물 연구에 따르면 단 음식과 지방이 많은 음식을 반복적으로 섭취하면 D2 수용체가 하향 조절되고 D2 민감도가 감소합니다.; Kelley, Will, Steininger, Xhang, & Haber, 2003); 약물 남용에 대한 반응으로 발생하는 변화.

요컨대, 비만인 사람이 날씬한 사람에 비해 음식 보상에서 일반적인 이상을 보일 수 있다는 새로운 증거가 있습니다. 구체적으로, 마른 사람에 비해 비만인 사람은 고지방/고당 음식에 대한 갈망이 더 크다고 보고하고, 더 많이 먹는 것을 발견하고, 체감각 피질의 더 큰 휴식 활성화를 나타내고, 음식 섭취 및 음식 제공에 대한 미각 피질의 더 큰 반응성을 보입니다. 그림 음식. 그러나 비만인 사람들이 기능 저하 선조체를 보인다는 증거도 있습니다. 이는 느린 보상 네트워크를 강화하기 위해 과식을 유발하거나 수용체 하향 조절의 결과일 수 있습니다. 혼합된 결과에 기여했을 수 있는 한 가지 요인은 많은 연구가 자기 보고 측정을 사용했다는 것인데, 이는 과식으로 고생하는 사람들이 음식이 그들에게 더 보람이 있다고 가정할 수 있기 때문에 오해의 소지가 있을 수 있으며, 이는 그들이 척도를 완성하는 방법에 영향을 미칩니다. 또한 자기 보고 척도는 음식 섭취 중 경험한 보상이 아니라 음식 섭취로 인한 예상 보상 또는 음식 섭취로 인한 보상 기억을 활용할 가능성이 높습니다. 이는 연구에서 음식 섭취 중 인지된 보상을 측정하지 않았기 때문입니다. 또한 자기보고 및 행동 측정 결과는 사회적 바람직성 편향에 취약합니다. 또한 실제로 음식 섭취 또는 실제 음식에 대한 노출과 관련된 연구는 거의 없으므로 결과의 생태적 타당성을 제한할 수 있습니다. 아마도 가장 중요한 것은 이전 연구에서 비만인 사람과 마른 사람을 비교할 때 완성 및 예상 음식 보상의 개인차를 평가하도록 특별히 설계된 패러다임을 사용하지 않았다는 것입니다. 따라서 음식 섭취와 예상 음식 섭취에 대한 보상 회로의 활성화를 직접 측정하는 객관적인 뇌 영상 패러다임을 사용하는 것이 유용할 수 있다고 생각합니다. 우리가 아는 한 연구에서는 비만인 사람이 음식을 소비하는 동안 음식 보상 회로의 차등 활성화를 보이는지 또는 마른 사람에 비해 예상되는 소비를 보이는지 여부를 테스트하기 위해 뇌 영상을 사용하지 않았습니다.

본 연구는 비만 위험을 증가시키는 신경학적 기질에 대한 이해를 개선하여 병인 모델을 발전시키고 보다 효과적인 예방 방법을 설계할 수 있기를 희망하면서 객관적인 뇌 영상화 방법론을 사용하여 음식에 대한 신경 반응의 개인차 특성을 보다 완전하게 특성화하고자 했습니다. 및 치료 개입. 우리는 이전 연구 결과를 초콜릿 밀크 쉐이크 대 무미 솔루션(소비성 음식 보상) 수령에 대한 반응과 비만 및 마른 개인 사이에서 초콜릿 밀크 쉐이크 대 무미 솔루션(예상 음식 보상)의 임박한 전달 신호에 대한 신호에 대한 응답으로 활성화를 조사하여 이전 연구 결과를 확장했습니다. 우리는 마른 사람에 비해 비만인 사람이 밀크쉐이크의 기대와 소비에 반응하여 미각 피질과 체감각 피질에서 더 큰 활성화를 나타내고 선조체에서 더 적은 활성화를 보일 것이라는 가설을 세웠습니다. 우리는 또한 참가자의 체질량이 이러한 뇌 영역의 활성화와 선형 관계를 보일 것이라는 가설을 세웠습니다. 우리는 비만의 오랜 역사가 만성적으로 풍부한 식단에 이차적으로 수용체 하향 조절을 초래할 수 있는 위험을 줄이고 싶었기 때문에 청소년을 연구했습니다. 이 연구의 주요 목표가 음식 보상 이상이 남성에서는 드문 폭식증 병리와 관련이 있는지 여부를 테스트하는 것이었기 때문에 우리는 여성을 연구했습니다.

방법

참가자

참가자는 44명의 건강한 사춘기 소녀였습니다(M 나이 = 15.7; SD = 0.93). 2% 아시아/태평양 섬 주민, 2% 아프리카계 미국인, 86% 유럽계 미국인, 5% 아메리카 원주민 및 5% 혼합 인종 유산. 현재 이미징 연구의 포함 기준을 충족하는 것으로 보이는 여고생의 더 큰 연구 참가자에게 음식 제공에 대한 신경 반응에 대한 연구에 참여하는 데 관심이 있는지 물었습니다. 지난 3개월 동안 폭식 또는 보상 행동, 향정신성 약물 또는 불법 약물 사용, 의식 상실을 동반한 두부 손상 또는 현재 Axis I 정신 장애를 보고한 사람은 제외되었습니다. 11명의 참가자의 데이터는 스캔 중에 과도한 머리 움직임을 보였기 때문에 분석되지 않았습니다. 4는 스캔이 종료되고 다른 7의 머리 움직임이 2mm를 초과하는 뚜렷한 머리 움직임을 보여주었습니다(M = 2.8mm, 범위 2-8mm). 경험에 따르면 1mm보다 큰 머리 움직임을 보이는 참가자를 포함하면 과도한 오차 분산이 발생하므로 항상 연구에서 그러한 참가자를 제외합니다(예: , ; ). 그 결과 참가자 33명의 최종 샘플이 생성되었습니다(체질량 지수 범위 = 17.3–38.9). 지역 기관 검토 위원회는 이 프로젝트를 승인했습니다. 모든 참가자와 부모는 서면 동의를 제공했습니다.

조치

체질량

체질량 지수 (BMI = kg / m2)는 비만을 반영하는 데 사용되었습니다(). 신발과 외투를 벗은 후 신장은 신장계를 사용하여 가장 가까운 밀리미터까지 측정하고 체중은 디지털 저울을 사용하여 가장 가까운 0.1kg까지 평가했습니다. 키와 몸무게의 두 가지 측정값을 구하여 평균을 냈습니다. BMI는 이중 에너지 X-선 흡수계측법과 같은 총 체지방의 직접적인 측정과 상관관계가 있습니다.r = .80 ~ .90) 및 청소년 샘플에서 혈압, 불리한 지단백 프로필, 죽상동맥경화성 병변, 혈청 인슐린 수치 및 진성 당뇨병을 포함한 건강 측정과 함께(). 대회당(), 비만은 95를 사용하여 정의되었습니다.th 이 정의는 체중 관련 건강 문제의 위험 증가와 관련된 BMI 컷 포인트와 밀접하게 일치하기 때문에 역사적으로 전국적으로 대표적인 데이터를 기반으로 연령 및 성별에 대한 BMI의 백분위수입니다.). BMI 점수가 50 미만인 청소년th 이러한 역사적 규범을 사용하는 백분위 수는 마른 것으로 정의되었습니다. 유용한 fMRI 데이터를 제공한 33명의 참가자 중 7명은 비만으로 분류되었고 11명은 날씬한 것으로 분류되었으며 나머지 15명의 참가자는 이 두 극단 사이에 속했습니다.

fMRI 패러다임

참가자들은 정규 식사를 하되, 표준화 목적으로 영상 촬영 직전 4~6시간 동안은 먹거나 마시지 않도록(카페인 음료 포함)하도록 요청했습니다. 우리는 음식 보상의 개인차가 논리적으로 칼로리 섭취에 영향을 미치는 시간인 다음 식사가 다가올 때 대부분의 개인이 경험하는 배고픔 상태를 포착하기 위해 이 박탈 기간을 선택했습니다. 대부분의 참가자는 16:00에서 18:00 사이에 패러다임을 완료했지만 일부는 11:00에서 13:00 사이에 스캔을 완료했습니다. 이미징 세션 전에 참가자는 별도의 컴퓨터에서 연습을 통해 fMRI 패러다임에 익숙해졌습니다.

밀크쉐이크 패러다임은 완료 및 예상 음식 보상을 조사하도록 설계되었습니다. 자극은 4개의 별도 스캐닝 실행으로 제시되었습니다. 자극은 3ml의 초콜릿 밀크쉐이크(하겐다즈 바닐라 아이스크림 0.5스쿱, 4% 우유 1.5컵, 허쉬 초콜릿 2테이블스푼)의 전달을 알리는 2개의 검은색 모양(다이아몬드, 사각형, 원형)으로 구성되었습니다. 시럽), 맛없는 용액 또는 용액 없음. 자극 및 자극 제시 기간과 단서의 쌍은 참가자 간에 무작위로 결정되었지만 참가자 간에 제시 순서를 무작위로 지정하지 않았습니다. 타액의 자연스러운 맛을 모방하도록 설계된 무미 용액은 25mM KCl과 2.5mM NaHCOXNUMX으로 구성되었습니다.3 (). 물은 미각피질을 활성화시키는 맛을 가지고 있기 때문에 인공침을 사용하였다(Zald & Pardo, 2000). 50%의 초콜렛 및 무미 용액 실험에서 맛이 예상대로 전달되지 않아 실제 맛을 받는 것과 혼동되지 않는 맛의 예상에 대한 신경 반응을 조사할 수 있었습니다(짝이 없는 실험).그림 1). 패러다임에서 관심 있는 1가지 이벤트가 있었습니다: (2) 초콜릿 밀크쉐이크 큐에 이어 밀크쉐이크 맛(페어드 밀크쉐이크 큐), (3) 밀크쉐이크 맛 수신(밀크쉐이크 배달), (4) 초콜릿 밀크쉐이크 큐에 이어 밀크쉐이크 맛 없음( unpaired milkshake cue), (5) 무미 용액 신호 후 무미 용액(무미 신호), (6) 무미 용액 수령(무미 전달), (5) 무미 용액 신호 후 무미 용액(unpaired tasteless cue) . 이미지는 12~XNUMX초 동안 표시되었습니다(M = 7) Windows에서 실행되는 MATLAB 사용. 맛 전달 발생 4~11초(M = 7) 큐 시작 후. 결과적으로 각 이벤트는 4~12초 동안 지속되었습니다. 각 실행은 16개의 이벤트로 구성되었습니다. 미각 전달의 일관된 양, 속도 및 타이밍을 보장하기 위해 MATLAB으로 제어되는 8000개의 프로그래밍 가능한 주사기 펌프(Braintree Scientific BS-XNUMX)를 사용하여 미각을 전달했습니다. 초콜렛 밀크쉐이크와 맛없는 용액으로 채워진 XNUMXml 주사기는 웨이브 가이드를 통해 Tygon 튜브를 통해 MRI 스캐너의 새장 헤드 코일에 부착된 매니폴드에 연결되었습니다. 매니폴드는 참가자의 입에 꼭 맞고 혀의 일관된 부분에 맛을 전달했습니다. 이 절차는 스캐너에 액체를 전달하기 위해 과거에 성공적으로 사용되었으며 다른 곳(예: ). 미각 신호는 맛이 전달된 후 8.5초 동안 화면에 남아 있었고, 참가자들은 모양이 사라지면 삼키라고 지시했습니다. 다음 큐는 이전 큐가 꺼진 후 1~5초 후에 나타납니다. 이미지는 디지털 프로젝터/리버스 스크린 디스플레이 시스템으로 MRI 스캐너 보어의 뒤쪽 끝에 있는 스크린에 제시되었으며 헤드 코일에 장착된 거울을 통해 볼 수 있었습니다.

그림 1 

달리는 동안 사진과 음료를 제시하는 타이밍과 순서의 예.

사춘기 소녀들에게 이 패러다임을 사용한 진행 중인 fMRI 연구에서 나온 다섯 가지 증거(N = 46) 예상 및 완료 음식 보상의 개인차에 대한 유효한 척도임을 제안합니다. 첫째, 참가자들은 밀크쉐이크를 상당히(t = 9.79, df = 45, r = .68, p < .0001)은 시각적 아날로그 척도당 무미 솔루션보다 더 쾌적하여 밀크쉐이크가 무미 솔루션보다 참가자에게 더 보람이 있음을 확인했습니다. 둘째, 밀크셰이크의 유쾌함 등급은 전방 섬엽의 활성화와 관련이 있습니다(r = .70) 밀크쉐이크 신호에 대한 반응과 밀크쉐이크 수령에 대한 반응으로 해마옆이랑(parahippocampal gyrus) 활성화(r = .72). 셋째, 예상 및 완료 음식 보상을 나타내는 지역의 활성화(; ; ) 이 fMRI 패러다임에서 밀크쉐이크의 예상과 수령에 대한 반응으로 상관(r = .84 ~ .91) 다양한 음식에 대한 선호도 및 갈망을 자체 보고했으며, 수정된 음식 갈망 인벤토리().1 넷째, 이 fMRI 패러다임에서 예상 및 완료 음식 보상에 대한 활성화는 상관 관계가 있습니다.r = .82 ~ .95) 음식 강화의 개인차를 평가하는 조작적 행동 과제에서 참가자가 음식을 위해 얼마나 열심히 일했는지와 음식을 위해 얼마나 많은 음식을 위해 일했는지(). 다섯째, 이 fMRI 패러다임에서 예상 및 완료 음식 보상에 대한 반응에서 상대적으로 더 큰 활성화를 보이는 참가자는p < .05) 이 패러다임에서 덜 활성화된 참가자보다 1년 후속 조치 동안 더 많은 체중 증가(r = .54 ~ .65). 종합적으로, 이러한 발견은 이 fMRI 음식 보상 패러다임의 타당성에 대한 증거를 제공합니다.

이미징 및 통계 분석

스캐닝은 Siemens Allegra 3 Tesla 헤드 전용 MRI 스캐너로 수행되었습니다. 표준 새장 코일을 사용하여 전체 뇌에서 데이터를 수집했습니다. 열 발포 진공 베개와 추가 패딩을 사용하여 머리 움직임을 제한했습니다. 총 152개의 스캔이 2개의 기능 실행 각각에서 수집되었습니다. 기능적 스캔은 30 × 2000mm의 면내 해상도로 T80* 가중 기울기 단일 샷 에코 평면 이미징(EPI) 시퀀스(TE=3.0ms, TR = 3.0ms, 플립 각도=XNUMX°)를 사용했습니다.2 (64 × 64 행렬, 192 × 192 mm2 시야). 전체 뇌를 커버하기 위해, 32 4mm 슬라이스 (인터리브 획득, 건너 뛰기 없음)가 AC-PC 가로, 경사면에 따라 정해졌습니다. 기능 스캔과 정렬 된 상세한 해부학 이미지를 제공하기 위해 기능 시퀀스와 동일한 방향으로 반전 복구 T1 가중 시퀀스 (MP-RAGE)를 사용하여 구조 스캔을 수집했습니다. 고해상도 구조적 MRI 시퀀스 (FOV = 256 × 256 mm2, 256 × 256 매트릭스, 두께 = 1.0 mm, 슬라이스 번호 ≈ 160)를 얻었다.

데이터는 MATLAB(Mathworks, Inc., Sherborn, MA)(Friston et al., 5; ). 이미지는 TR의 50%에서 얻은 슬라이스로 보정된 시간 수집입니다. 그런 다음 모든 기능 이미지를 평균으로 재정렬했습니다. 이미지(해부 및 기능)는 SPM5(ICBM152, 평균 152개의 정상 MRI 스캔을 기반으로 함)에서 구현된 표준 MNI 템플릿 뇌로 정규화되었습니다. 정규화 결과 복셀 크기는 3mm3 1 mm의 기능 이미지 및 복셀 크기3 구조적 이미지의 경우. 기능적 이미지는 6mm FWHM 등방성 가우시안 커널로 평활화되었습니다.

완전한 보상에 대한 반응으로 활성화된 뇌 영역을 식별하기 위해 우리는 밀크쉐이크를 받는 동안과 맛없는 용액을 받는 동안의 BOLD 반응을 대조했습니다. 우리는 미각이 입에 도달하는 것을 맛을 삼킬 때가 아니라 최종적인 보상이라고 생각했지만, 섭취 후 효과도 음식의 보상 가치에 기여한다는 것을 인정합니다(). 밀크쉐이크 패러다임에서 예상 보상에 반응하여 활성화된 뇌 영역을 식별하기 위해, 밀크쉐이크 전달이 임박한 큐 신호를 제시하는 동안의 BOLD 반응을 맛없는 용액의 임박한 전달을 신호하는 큐를 제시하는 동안의 반응과 대조했습니다. 우리는 실제 맛의 수신이 예상 뇌 활성화의 작동 정의에 영향을 미치지 않도록 맛이 실제로 전달되지 않은 짝이 없는 큐 프레젠테이션의 데이터를 분석했습니다. 일반 선형 모델을 사용하여 각 복셀의 조건별 효과를 추정했습니다. 관심 있는 각 이벤트에 대한 시작의 벡터를 컴파일하고 디자인 매트릭스에 입력하여 이벤트 관련 응답이 SPM5에서 구현된 표준 혈역학 반응 함수(HRF)에 의해 모델링될 수 있도록 했습니다. 2초의 초기 피크와 후속 언더슈트를 에뮬레이션합니다. 용액을 삼킴으로써 유발된 분산을 설명하기 위해 우리는 단서가 사라지는 시간(피험자는 이 시간에 삼키도록 훈련받았습니다)을 관심 없는 변수로 포함했습니다. 우리는 또한 데이터의 더 나은 모델을 얻기 위해 혈역학 함수의 시간적 파생물을 포함했습니다(). 128초 하이 패스 필터(SPM5 규칙에 따름)를 사용하여 신호의 저주파 노이즈와 느린 드리프트를 제거했습니다.

SPM5에서 앞서 언급한 대비에 대해 각 참가자 내의 활성화를 비교하기 위해 개별 대비 맵을 구성했습니다. 그런 다음 참여자 간 변동성을 설명하기 위해 무작위 효과 모델을 사용하여 그룹 간 비교를 수행했습니다. 완벽한 음식 보상 분석을 위해 밀크쉐이크 – 맛없는 대비의 매개변수 추정 이미지를 (밀크쉐이크 수령 – 맛없는 수령)에 의해 2단계 2×2 ANOVA(비만 대 린)에 입력했습니다. 예상 음식 보상의 분석을 위해, 짝이 없는 밀크쉐이크 – 짝이 없는 무미 대조(즉, 밀크쉐이크 수령이 뒤따르지 않는 밀크쉐이크 큐 – 무미 수령이 뒤따르지 않는 무미 큐)의 매개변수 추정 이미지가 두 번째 수준 2×XNUMX ANOVA(비만 vs. . 희박) by (언페어드 밀크쉐이크 – 짝이 없는 무미). 따라서 우리는 ANOVA 모델을 사용하여 비만 참가자가 마른 참가자보다 훨씬 더 큰 음식 보상 이상을 보이는지 구체적으로 테스트했습니다.

개별 SPM 대비 지도는 또한 BMI 점수가 공변량으로 입력된 회귀 모델에 입력되었습니다. 이 모델은 BMI 점수가 높은 참가자가 낮은 BMI 점수를 가진 참가자에 비해 완료 및 예상 음식 보상을 반영하는 것으로 여겨지는 더 큰 활성화를 보이는지 여부를 테스트했습니다. 우리는 샘플의 모든 참가자의 데이터를 사용하여 이러한 관계에 대한 보다 민감한 테스트를 제공하기 위해 이러한 회귀 모델을 추정했습니다(ANOVA 모델에는 비만 및 마른 참가자만 포함됨).

BOLD 활성화의 중요성은 응답의 최대 강도와 응답의 범위를 모두 고려하여 결정됩니다. SPM은 주로 최대 강도에 의존하여 중요성을 결정하고 다음과 같은 엄격한 강도 기준을 설정합니다. t-지도 임계값 p 복셀당 <0.001(보정되지 않음) 및 보다 자유로운 범위 기준(복셀 3개의 클러스터 기준). 관례에 따라 우리는 이 기준을 사용하여 회귀 모델과 ANOVA 모델 모두에 대한 활성화의 중요성을 결정했습니다. 활성화 클러스터는 p < .05(클러스터와 관련하여)는 전체 뇌에 대한 다중 비교를 위해 수정되었습니다. 이전 연구를 기반으로 우리는 선조체, 편도체, 중뇌 영역, 안와 전두엽 피질, 배측 전전두엽 피질, insula, 전두엽 이랑, parahippocampal gyrus 및 fusiform gyrus와 같은 완성 및 예상 음식 보상에 의해 활성화되는 영역에서 직접 검색을 수행했습니다.

결과

비만 참가자가 마른 참가자와 비교하여 예상 음식 보상에 차이를 보이는지 여부 테스트(밀크쉐이크 큐 대 맛 없는 큐)

우리는 비만인 사춘기 소녀의 뇌 반응을 비교하는 분석을 수행했습니다(N = 7, M BMI = 33, SD = 4.25) 마른 사춘기 소녀(N = 11, M BMI = 19.6, SD = 1.08) 그룹 ANOVA 모델을 사용합니다. 총 13개의 활성화 클러스터가 insula, Rolandic region, 측두엽, 전두엽 및 parietal opercular region에 위치했습니다. 비만 참가자는 마른 참가자에 비해 이러한 영역에서 더 큰 활성화를 보였습니다(그림 2A-B 및 표 1). 이 13개의 활성화 클러스터 중 9개는 왼쪽에, 4개는 오른쪽 뇌에 떨어졌습니다. 비만 참가자는 또한 마른 참가자보다 왼쪽 전대상피질(복부 Brodmann 영역(BA) 24)에서 더 큰 활성화를 보였습니다. 표 1 좌표, 복셀 크기, 수정되지 않음 보고 p-값 및 효과 크기(η2). 몇 가지 p-값은 다음에서 유의했습니다. p < .05 클러스터 수준에서 교정된 전체 뇌. 이러한 분석의 효과 크기는 작은(η2 = .01)에서 큰(η2 = .17), 평균 효과는 .05이며 이는 당 평균 효과 크기를 나타냅니다. .2

그림 2 

A. 마른 피험자와 비교하여 비만인 사람의 예상 음식 보상에 대한 반응으로 좌측 전방 섬엽에서 더 큰 활성화의 시상면 섹션(-36, 6, 6, Z = 3.92, P 미보정 <.001) B. 매개변수의 막대 그래프 추정치 ...
표 1 

비만한 사춘기 소녀의 예상 음식 보상 및 완료 음식 보상 동안 증가된 활성화를 보이는 지역(N = 7) 마른 사춘기 소녀와 비교(N = 11)

참가자 BMI가 예상 음식 보상과 선형 관계를 보이는지 여부 테스트

BMI가 예상 음식 보상에 대한 반응으로 활성화와 선형으로 관련되는지 여부를 테스트하기 위해 BMI 점수를 공변량으로 사용하여 개별 SPM 대조 맵을 회귀 모델에 입력했습니다. 이러한 분석은 비만하고 날씬한 참가자가 아니라 모든 참가자를 포함했기 때문에 더 민감했습니다. 우리는 예상 음식 보상에 대한 반응으로 배쪽 외측 및 배측 외측 전두엽 피질 및 측두엽의 활성화와 BMI의 양의 상관관계를 발견했습니다.그림 3A 및 표 2). 그러나, 어떤 효과도 유의미하지 않았다. p < .05 클러스터 수준에서 교정된 전체 뇌. 이러한 분석의 효과 크기는 모두 컸습니다. 기준(범위 r = .48 ~ .68), 평균 r = .56.

그림 3 

A. 왼쪽 측두엽(TOp; -54, -3, 3, Z = 3.41, P uncorrected <.001) 및 오른쪽 복외측 전두엽 피질(VLPFC; 45, 45, 0, Z)에서 더 큰 활성화의 축 단면 = 3.57, 보정되지 않은 P <.001) ...
표 2 

체질량 지수의 함수로서 예상 음식 보상 및 최종 음식 보상 동안 반응하는 영역(N = 33)

비만인 참가자가 날씬한 참가자와 비교하여 완전한 음식 보상의 차이를 보이는지 여부 테스트(밀크셰이크 수령 대 맛 없는 수령)

예상 음식 보상에 관한 결과와 비교하여, 우리는 비만인 사춘기 소녀들이 날씬한 참가자들에 비해 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 Rolandic operculum과 왼쪽 정면 operculum에서 더 큰 활성화를 보인다는 것을 발견했습니다.그림 2C-D 및 표 1). Rolandic operculum의 활성화 클러스터는 p < .05 클러스터 수준에서 수정된 전체 뇌(참조 표 1). 이러한 분석의 효과 크기는 작은(η2 = .03) ~ 중간(η2 = .08), 평균 효과는 .06이며 이는 당 평균 효과 크기를 나타냅니다. 기준.

참가자 BMI가 완전한 음식 보상과 선형 관계를 보이는지 여부 테스트

개별 SPM 대비 지도는 또한 BMI가 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 활성화와 선형적으로 관련되는지 여부를 테스트하기 위해 BMI 점수를 공변량으로 사용하여 회귀 모델에 입력되었습니다. insula와 operculum의 여러 영역에서 BMI와 활성화 사이에 양의 관계가 발견되었습니다.그림 3B–C 및 표 2). BMI는 또한 이 더 민감한 모델에서 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 미상 핵의 활성화와 음의 상관관계가 있었으며, 이는 높은 BMI 참가자가 낮은 BMI 참가자에 비해 이 영역에서 반응이 감소했음을 나타냅니다.그림 3D–E 및 표 2). p-값 중 어느 것도 에서 유의하지 않았습니다. p < .05 클러스터 수준에서 교정된 전체 뇌. 이러한 분석의 효과 크기는 중간(r = .35)에서 큰(r = .58)당 평균 효과가 큰 기준(r = .48).

토론

이 연구는 비만인 사춘기 소녀가 음식 소비에 대한 보상 회로의 차등 활성화를 나타내고 마른 사춘기 소녀와 관련하여 예상되는 소비와 그 활성화가 참가자의 BMI와 선형적으로 관련될 것이라는 가설을 테스트했습니다. 뇌 반응은 초콜렛 밀크쉐이크 대 무미 용액(완전한 음식 보상)을 받는 동안 그리고 초콜렛 밀크쉐이크 대 무미 용액(예상 음식 보상)의 임박한 전달 신호에 대한 반응으로 조사되었습니다. 이전 연구 결과(예: ), 우리는 마른 참가자에 비해 비만 참가자 사이에서 완전하고 예상되는 음식 보상의 이상을 예상했습니다.

가정된 바와 같이, 예측된 지역에서 완료 및 예상 음식 보상에 대한 반응은 마른 소녀와 비교하여 비만인 청소년 소녀에서 달랐습니다. 비만인 참가자는 XNUMX차 미각 피질(앞섬엽/전두엽)과 체감각 피질(롤란딕 operculum, 측두엽, 두정엽, 후엽) 및 전대상에서 우리의 예상 음식 보상 측정에 대한 반응으로 더 큰 활성화를 보였습니다. 린 참가자들에게. 이러한 효과 크기는 크기가 작거나 크며 평균 효과 크기는 중간입니다. insula는 예상 음식 보상에서 역할을 하는 것으로 나타났습니다(; ; ) 및 음식 갈망(). 더욱이 Balleine과 Dickenson(2001)은 insula 절제술을 받은 동물이 음식에 반응하는 행동이 평가절하된다는 사실을 배우지 못함을 보여주었고, 또한 예상 음식 보상에서 insula의 역할을 시사합니다. 복측 전방 대상회 영역은 에너지 함량의 코딩과 음식의 기호성에 관여하는 것으로 밝혀졌습니다.). 결과적으로 우리의 연구 결과는 비만인 사람들이 날씬한 사람들에 비해 밀크쉐이크의 맛에 대한 기대가 증가했음을 시사할 수 있습니다. 향후 연구에서는 고지방 및 고당 식품을 과식한 결과로 발생하는 컨디셔닝이 비만 참가자가 보여주는 높은 예상 음식 보상에 기여하지 않을 가능성을 배제하는 것이 중요할 것입니다.

또한 가정된 바와 같이, 비만 참가자가 날씬한 참가자에 비해 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 차등 활성화를 보였다는 증거가 있었습니다. 전자는 후자에 비해 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 Rolandic operculum, frontal operculum, posterior insula 및 cingulate gyrus에서 활성화가 증가한 것으로 나타났습니다. 효과 크기는 크기가 작거나 중간이었고 평균 효과 크기는 중간이었습니다. 이러한 결과는 이전 연구의 결과와 수렴됩니다. 식사의 감각적 경험 동안 체지방의 비율이 인슐라의 증가된 활성화와 상관관계가 있음을 발견했습니다. BMI의 함수로 쉬는 동안 체감각 피질에서 더 큰 활성화를 발견했습니다. insula와 overlying operculum이 음식 섭취로 인한 주관적인 보상과 관련되어 있다는 점을 감안할 때(; ), 이러한 결과는 비만인 사람이 날씬한 사람에 비해 더 큰 음식 보상을 경험한다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 서론에서 설명한 다른 연구의 행동 데이터와 일치할 수 있습니다.

우리는 또한 가정된 관계에 대한 보다 민감한 테스트를 제공하기 위해 회귀 모델을 사용하여 예상 및 최종 음식 보상에 대한 반응으로 BMI가 활성화와 선형적으로 관련되는지 여부를 테스트했습니다. ANOVA 모델에서 발견된 결과와 비교할 때, 우리는 BMI의 함수로서 예상 음식 보상에 대한 측두엽의 활성화 증가를 발견했습니다. 또한, BMI의 함수로서 예상 음식 보상에 대한 응답으로 배외측 전두엽 피질에서 더 큰 반응이 발견되었습니다. 또한 ANOVA 모델의 결과와 비교할 수 있는 것은 BMI의 함수로서 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 insula/frontoparietal operculum의 증가된 활성화였습니다. 전반적으로 회귀 모델의 결과는 일반적으로 ANOVA 모델의 결과와 수렴했지만 후자의 분석에는 비만 및 마른 참가자만 포함되어 있어 우리의 가설과 일치하는 추가 결과를 제공했습니다. 회귀 모델에서 확인된 관계는 일반적으로 큰 효과였습니다.

흥미롭게도, 회귀 모델은 BMI가 이전 연구 결과에 기초하여 가정된 바와 같이 완전한 음식 보상에 대한 반응으로 미상핵의 활성화와 반비례 관계가 있음을 시사했습니다.). 이것은 큰 효과 크기였습니다. 우리의 기능적 발견은 다음에 의해 수행된 연구에서 보고된 결과를 확증하고 확장합니다 , 그들은 병적 비만이 BMI에 비례하여 조가비에서 D2 수용체 가용성이 감소한 것을 발견했습니다. 이러한 발견은 낮은 도파민 수용체 가용성을 반영할 수 있습니다. 개인이 과식하여 느리고 오래 지속되는 도파민 기반 보상 시스템을 자극할 수 있습니다.). 대안적으로, 고지방 및 고당 식품의 섭취 증가는 물질 사용자들 사이에서 관찰된 바와 같이 수용체 하향 조절을 초래할 수 있습니다.). 언급한 바와 같이, 동물 연구에 따르면 단 음식과 지방이 많은 음식을 반복적으로 섭취하면 D2 수용체가 하향 조절되고 D2 민감도가 감소합니다.; ). 또 다른 가능한 해석은 비만인 사람들이 쉬는 동안 음식 보상 회로의 기능 저하를 나타내지만 음식이나 음식 단서에 노출되었을 때 기능 항진을 보인다는 것입니다. 이 해석은 비만 및 비만 이후 개인이 마른 사람에 비해 음식 섭취 후 배측 섬엽과 후두 해마에서 더 큰 반응성을 보인다는 증거와 일치합니다.), 음식 단서에 대한 노출은 비만하지만 날씬하지 않은 개인의 오른쪽 정수리 및 측두 피질에서 더 큰 활성화를 초래합니다.; ), 비만인 사람은 마른 사람보다 음식 신호에 대한 반응으로 배측 선조체, 뇌섬엽, 폐쇄 및 체감각 피질에서 더 큰 활성화를 보입니다(), 비만 쥐는 마른 쥐보다 기초 도파민 수치가 낮고 D2 수용체 발현이 감소했습니다(; ; ) 비만 쥐는 마른 쥐보다 먹이를 먹는 동안 도파민의 단계적 방출이 더 많이 나타납니다(). 그러나 이 해석은 마른 사람에 비해 비만인 사람이 구강 체감각 피질에서 더 큰 휴식 대사 활동을 보였다는 증거와 일치하지 않습니다.) 그리고 맛있는 음식 사진을 보는 것에 대한 OFC 및 대상의 활성화는 정상 체중 여성의 BMI와 음의 상관관계가 있었습니다(). 비만에 기여하는 병인 및 유지 과정에 대한 이해를 크게 향상시키기 때문에 어떤 해석이 일관되지 않은 결과를 설명하는지 결정하는 것이 향후 연구에 유용할 것입니다.

총체적으로, 본 연구 결과는 서로 다른 뇌 영역이 예상 대 최종 음식 보상에 의해 활성화된다는 것을 시사하며, 이는 예상 및 최종 음식 보상의 신경 기질을 식별하려는 시도가 거의 없기 때문에 중요한 기여입니다. 비만인 참가자와 마른 참가자를 비교하는 ANOVA 모델에서(표 1), Rolandic operculum과 frontal operculum은 밀크쉐이크의 기대와 소비 모두에 의해 활성화되었지만 측두개, parietal operculum, anterior insula, posterior insula 및 ventral anterior cingulate는 밀크쉐이크의 예상 수신에 대한 반응으로만 활성화되었습니다. BMI와 활성 영역의 관계를 조사한 회귀 모델에서(표 2), 활성화된 영역에는 중첩이 없었습니다. 복외측 전두엽 피질, 배측 외측 전두엽 피질 및 측두엽은 예상되는 밀크쉐이크 수신에 반응하여 활성화된 반면, 인슐라, 전두정엽, 두정엽 및 미상핵은 다음에 반응하여 활성화되었습니다. 밀크쉐이크 수령. 이러한 발견은 완료 및 예상 음식 보상에 특정한 뇌 영역을 조사한 이전 연구의 결과와 크게 수렴됩니다.; ; ; 스몰 등, 2008; ).

이 연구는 스캐너에서 음식을 배달하는 것과 관련된 패러다임을 사용하여 BMI와 예상 및 완료 음식 보상에 대한 신경 반응 사이의 관계를 테스트한 최초의 연구 중 하나라는 점에서 참신합니다. 그러나 본 연구는 지적되어야 할 몇 가지 제한점을 가지고 있었다. 첫째, 지금까지 발표된 음식 보상에 대한 이전에 발표된 대부분의 fMRI 연구보다 컸지만, 그룹 효과 사이를 테스트하기 위해 적당한 샘플 크기를 가졌습니다. 둘째, 맛있는 한 가지 맛만 사용했습니다. 아마도 다른 맛은 참가자에게 더 보람이 있고 뇌에서 더 큰 보상 반응을 일으켰을 것입니다. 셋째, 밀크쉐이크를 받기 전에는 항상 신호가 있기 때문에(즉, 신호가 없이는 배달되지 않음) 참가자는 항상 배달되기 전에 맛에 대해 알고 있었습니다. 과거 연구(예: )는 맛과 풍미가 예상되는 것인지 예상치 못한 것인지에 따라 미각과 풍미에 대한 차등 반응을 발견했습니다. 따라서 조사관은 향후 연구에서 예상치 못한 음식 보상 수령에 대한 반응 측정을 포함하는 것을 고려해야 합니다. 넷째, 밀크셰이크 패러다임에 사용된 신호는 기하학적 모양으로 참가자에게 충분한 보상 의미를 부여하지 않을 수 있으므로 둔감한 예상 감각과 뇌 활성화를 생성할 수 있습니다. 다섯째, 연구 참가자들과 함께 fMRI 패러다임을 검증하기 위해 제한된 행동 데이터를 수집했습니다. 그럼에도 불구하고, 이 패러다임을 사용하여 진행 중인 연구의 유효성 데이터는 그것이 음식 보상의 개인차에 대한 유효한 측정임을 시사합니다.

결론적으로 우리의 결과는 비만 상태와 BMI의 함수로서 예상 및 최종 음식 보상 동안 차등 신경 반응을 제안하지만 독립적인 샘플에서 이러한 관계를 복제하는 것이 중요할 것입니다. 비만 참가자의 음식 보상을 암호화하는 것으로 나타난 많은 지역에서 더 큰 반응이 있었기 때문에 반응 패턴은 비만인 개인이 음식 섭취에서 더 많은 보상을 기대하고 먹을 때 더 큰 감각적 즐거움을 경험한다는 행동 연구와 일치합니다. 그러나 우리는 또한 BMI가 높은 참가자가 낮은 BMI를 가진 참가자에 비해 음식 소비에 대한 선조체의 활성화가 적다는 것을 발견했습니다. 날씬한 개인. 개인이 음식 섭취로부터 더 많은 보상을 기대하고 먹을 때 더 큰 체감각적 즐거움을 경험할 수 있지만, 음식을 섭취할 때 각각 별도의 신경 회로를 포함하기 때문에 도파민의 단계적 방출을 덜 경험할 수 있다는 것은 생물학적으로 가능합니다. 그러나 이러한 이상 중 일부는 비만보다 먼저 발생하는 반면 다른 이상은 과식의 결과일 수도 있습니다. 예를 들어, 전자의 두 가지 효과는 긍정적인 에너지 균형을 초래하는 과식증의 위험을 증가시킬 수 있고 후자의 효과는 고지방 및 고당 식이 섭취에 따른 이차적인 수용체 하향 조절의 산물일 수 있습니다. 또는 도파민 매개 보상 회로의 기능 저하로 인해 개인이 이 보상 부족을 보상하기 위해 과식하게 될 수 있으며, 컨디셔닝을 통해 더 큰 예상 음식 보상과 체감각 피질의 발달이 높아집니다. 이러한 이상 중 어떤 것이 비만 발병에 앞서고 어떤 것이 만성 과식의 산물인지 조사하는 것은 전향적 연구에서 필수적입니다. 비만 발병 이전의 이상에 대한 체계적인 연구를 통해 보다 효과적인 예방 및 치료 개입을 설계할 수 있기를 바랍니다.

감사의

이 연구는 National Institute of Health의 연구 보조금(R1MH64560A)의 지원을 받았습니다.

프로젝트 연구 조교인 Keely Muscatell과 이 연구를 가능하게 한 참가자들에게 감사드립니다.

각주

1음식 갈망 인벤토리(FCI, ) 다양한 음식에 대한 갈망 정도를 평가합니다. 우리는 또한 참가자들이 각 음식을 얼마나 맛있게 찾는지에 대한 평가를 요청하여 이 척도를 조정했습니다. 원래 FCI는 내적 일관성(α = .93), 2주 검사-재검사 신뢰도(r = .86), 개입 효과 감지에 대한 민감도(; ). 파일럿 연구에서(n = 27) 갈망 척도와 기호성 척도는 내적 일관성을 보였다(각각 α = .91 및 .89).

2AFNI(Analysis of Functional NeuroImages)와 같은 일부 소프트웨어 패키지는 주로 볼륨에 초점을 맞추므로 더 큰 군집 기준을 사용하는 반면 SPM은 주로 강도에 초점을 맞추고 더 작은 군집 기준을 사용합니다(그러나 더 높은 강도 요구 사항). 강도 요구 사항을 사용하여 t < 0.001 및 임계값 t-맵에 대한 연속 3-복셀 최소 클러스터 기준은 SPM의 표준이며 이전 연구에서 사용한 접근 방식입니다. 이 맥락에서 우리가 보고하는 모든 클러스터가 3개의 복셀보다 크다는 점에 유의하는 것이 중요합니다(1 테이블 및 and22).

3여성의 보상 관련 신경 기능이 여포 중간 단계에서 강화된다는 증거를 기반으로 합니다.), 우리는 참가자가 여포 중간 단계(월경 시작 후 4-8일; n = 2) 아님(n = 31). 모든 분석에서 이 변수를 통제했을 때 보고된 지역의 활성화는 여전히 유의미했습니다.

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