체중 증가 및 성 행동을 예측하는 음식 및 성 이미지에 대한 저격근 활동의 개인차 (2012)

J Neurosci. 저자 원고; PMC Oct 18, 2012에서 사용 가능.

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추상

자급 자족의 실패는 과식과 비만에서 충동적인 성행위와 HIV / AIDS에 이르기까지 현대 사회가 직면 한 가장 애처로운 문제로 이어지는 공통점이 있습니다. 사람들이 원치 않는 행동에 관여하기 쉬운 경향이있는 한 가지 이유는 그러한 행동과 관련된 단서에 대한 민감성이 높아 졌기 때문입니다. 사람들은 음식 단서에 대한 과민 반응 때문에 과식 할 수 있으며, 중독자는 자신이 선택한 약물에 노출 된 후 재발 할 수 있으며, 일부 사람들은 에로틱 한 자극으로 쉽게 깨우기 때문에 충동적인 성행위에 참여할 수 있습니다. 공개 질문은 신경 신호 반응성의 개인차가 실제 행동 결과와 관련이있는 정도입니다. 여기에 우리는 인간의 보상 관련 뇌 활동의 핵에서의 신체적 인 차이가 음식과 성적인 이미지에 대해 6 개월 후에 계속되는 체중 증가와 성행위를 예측한다는 것을 보여줍니다. 이 연구 결과는 뇌에서 음식과 성적 단서에 대한 보상 반응이 높으면 과식과 성행위에 관대함과 관련이 있으며 식욕 행동과 관련된 일반적인 신경 메커니즘에 대한 증거를 제시합니다.

인간은 스스로 조절할 수있는 능력이 뛰어나지 만, 과식과 비만에서 충동 성 행동 및 HIV / AIDS에 이르기까지 많은 예방 가능한 건강 문제로 이어지는 일반적인 장애가 있습니다. 사람들이 그러한 행동에 관여 할 수있는 한 가지 이유는 환경 단서에 대한 민감성이 증가했기 때문입니다 (Heatherton, 2011). 유익한 신호에 대한 반응성을 평가하는 Neuroimaging 연구는 복부 줄무늬 및 편도선을 포함한 인간 보상 회로의 활성화를 일관되게 관찰했습니다 (Passamonti et al., 2009; Demoset al., 2010). 예를 들어, 비만 여성들은 건강한 체중 조절 피험자보다 높은 칼로리 식품에 대한 반응으로, 측위 핵 (NAcc)에서 더 큰 활동을 보입니다Stoeckel 등, 2008). 신경성 식욕 부진을 가진 여성들은 또한 음식 신호를 관찰 할 때 뇌의 보상 활동이 증가한다는 것을 보여줍니다 (Brooks et al., 2011). 마찬가지로 신체적 매력에 대한 신호는 남성과 여성 모두에서 NAcc를 활성화시킵니다 (Cloutier 등, 2008), 에로틱 이미지에 대한 노출 (Hamann et al., 2004).

마약 단서에 대한 신경 및 생리학 반응은 흡연과 같은 중요한 행동 결과를 예측합니다 (Janes et al., 2010) 및 코카인 재발 (Back 외, 2010). 그러한 반응성은 비 약물 행동에 대한 장기적인 결과를 예측합니까? 열린 질문은 두뇌 활동의 개인차, 특히 보상 동기 부여와 관련된 지역의 차이가 방종에 대한 증가 경향과 연관되어 미래의 체중 증가 및 / 또는 성적 취향을 예측하는지 여부입니다. 우리는 식품 및 성행위를 보는 것에 대한 NAcc 활동의 개인차가 미래의 체중 증가 및 성행위를 예측할 것이라고 가정했다.

동물의 이미지, 환경 장면, 식욕을 돋 우는 음식, 사람들을 보면서 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)을 사용하여 캠퍼스에 도착한 직후 첫 여성 대학생 (N = 58)그림 1). 사람들의 이미지 중 일부는 성적인 장면이나 알코올 섭취로 사람들을 묘사했습니다. 작업 지침은 사람이 이미지에 있었는지 여부를 나타내는 것입니다. 스캐닝에 앞서, 참가자들은 스캐닝 과정에서 필요한 단계라고 짐작을 받았다. 따라서 참가자들은이 연구의 목표에 순진했다. 6 개월 후, 참가자의 48은 다시 실험실로 돌아와 실험실의 성적 행동을 평가하는 설문지를 작성했습니다. NAcc의 활동은 식욕 행동 (예 : 식사 및 성행위)의 개인차를 반영한다고 가정했습니다.

그림 1 

큐 - 반응성 패러다임의 표현. 2 초 동안 각 카테고리의 80 개 이미지 (동물, 음식, 성 장면, 환경 장면, 일반인 및 술을 마시는 사람들 [여기에 표시되지 않음])이 한 번에 하나씩 표시되었습니다 ...

행동 양식

주제

다트머스 대학 (Dartmouth College)에서 대학 진학 첫 해에 영어를 모국어로 사용하는 58 명의 여성이이 실험에 참여했습니다. 58 중 48는 후속 행동 세션을 위해 6 개월 후 반환 했으므로 10 참가자 만 6 개월 후 후속 조치를 취하지 않았습니다 (즉, 반환 요청에 응답하지 않았습니다). 참가자는 18와 19 (평균 나이 = 18 세) 사이였습니다. 어떤 피실험자도 비정상적인 신경 학적 병력을 호소하지 않았고 모두 정상 또는 시력 교정을 받았다. 각 과목은 다트머스 대학의 인문 과목 보호위원회가 정한 가이드 라인에 따라 정보에 근거한 동의서를 제공하고이 연구에 참여하는 것에 대한 금전적 보상을 받았다.

장치류

이미징은 SENSE (SENSETIivity Encoding) 헤드 코일이 장착 된 Philips Intera Achieva 3-Tesla 스캐너 (Phillips Medical Systems, Bothell, WA)에서 수행되었습니다. 스캔하는 동안 SuperLab 4.0 소프트웨어 (Cedrus Corporation, San Pedro, CA)를 실행하는 Apple MacBook Pro 랩탑 컴퓨터로 시각적 자극을 생성했습니다. Epson (모델 ELP-7000) LCD 프로젝터를 사용하여 헤드 코일의 상단에 장착 된 미러를 통해 보았던 피사체가 스캐너 보어의 헤드 엔드에 위치한 스크린에 자극을 표시했습니다. Cedrus Lumina Box와 인터페이스하는 광섬유, 빛에 민감한 키 프레스는 피험자의 반응을 기록했습니다. 쿠션을 머리 주위에 두어 스캔하는 동안 움직임을 최소화하고 편안함을 높였습니다.

영상

해부학 적 이미지는 고해상도 3-D 자화 - 준비된 빠른 그라데이션 에코 시퀀스 (MPRAGE; 60 sagittal slices, TE = 4.6 ms, TR = 9.9 ms, 플립 각 = 8 °, 복셀 크기 = 1 × 1 × 1 mm). 기능적 이미지는 T2 * 고속 필드 에코, BOLD 대비에 민감한 에코 평면 기능 이미지 (TR = 2500 ms, TE = 35 ms, 플립 각도 = 90 °, 3 × 3 mm 평면 내 해상도, 센스 인자 of 2). 기능 검사는 5 회 실시되었으며, 각 144 축 영상 (36 슬라이스, 3.5 mm 슬라이스 두께, 0.5 mm 슬라이스 간 건너 뛰기)이 완료되어 완전한 뇌 범위를 허용했습니다.

순서

시간 1

참가자 (n = 58)는 대학 캠퍼스에 도착한 첫 달 이내에 fMRI 세션에 예정되어있었습니다. 참가자들은 fMRI 세션 전에 2 시간 동안 식사를하거나 술이나 카페인을 섭취하거나 흡연을 자제하도록 요청 받았다. 검사 직전에 각 주체는 음식과 음료 섭취량, 활동 수준, 현재의 기아 상태를 나열한 현재 상태를 평가하기 위해 일련의 질문에 응답하도록 요청 받았다.

비판적으로 참가자의 자체 체중보고 (fMRI 스캐닝의 표준 절차) 외에도 참가자는 스캐닝 직전에 교정 된 Detecto Physician 's Scale (Cardinal Scale Manufacturing Company, Webb City, MO)을 사용하여 추가 무게를 측정하고 측정했습니다. 이러한 인체 계측법을 얻을 필요성을 설명하기 위해 참가자는 fMRI 스캐닝에 대한 신체 측정 값을 정확하게 읽어야한다는 중요성에 대해 이야기했습니다. 이 측정은 체질량 지수 (BMI : [kg / kg] / [m]2), 시간 1 (6 개월 후)에서 얻은 것과 비교하여 사용되는 BMI의 기준 (Time 2) 평가 역할을합니다.

(80), 음식 (80), 술을 마시는 사람 (80), 성적인 장면의 사람들 (80), 사람 (비 성 / 비 노인) 등을 보면서 주제와 관련된 큐 - 반응 패러다임을 스캔했다. 음주) (80) 및 환경 장면 (80) (그림 1). 이미지는 인터넷뿐만 아니라 International Affective Picture System (IAPS, Lang Bradley 및 Cuthbert 1997)으로 컴파일되었고 Adobe Photoshop을 사용하여 크기가 조정되었습니다.® 7.0 (San Jose, CA)는 480 픽셀로 360가됩니다. 스캔하는 동안 피사체는 각 이미지에 사람이 포함되어 있는지 여부를 판별하고 키 프레스를 사용하여 응답 ( '사람이 아닌 사람'의 왼손잡이 응답, '사람의 오른손 응답')을 단순히 묻는 질문을 받았습니다. 이 작업의 목적은 이미지에 피사체의주의를 집중시키는 것입니다. 각 이미지는 십자선 (2000ms)에 이어 500 ms에 대해 제시되었고, 고정 된 지터로 고정 된 기간 (0 -10,000 ms; 평균 인터 - 트라이얼 간격 [ITI] = 5,000 ms)으로 재판을 통해 무작위로 혼합되었다.

시간 2 (6 개월 추적 관찰)

시간 6 이후 약 1 개월 동안 동일한 58 명의 참가자에게 연락하여 행동 추적 세션을 위해 실험실로 돌아가도록 요청했습니다. 총 48 명의 참가자가이 세션에 참여했습니다. 세션 사이의 평균 시간은 180.5 일 (160 일 ~ 200 일 범위)입니다. 이 세션 동안 사회 성적 지향 인벤토리 (Simpson & Gangested, 1991)와 성적 욕망 인벤토리 (SDI) (Spector, Carey, & Steinberg, 1996 년)를 투여 하였다. 설문지 작성이 끝나면 참가자들에게 다시 무게를 재기고 Time 1에서 사용한 것과 똑같은 교정 된 의료 척도로 측정했습니다.

fMRI 데이터 분석

fMRI 데이터는 Statistical Parametric Mapping 소프트웨어 (SPM2, Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK)를 사용하여 분석 하였다 (Friston 등, 1995). 각 기능 실행에 대해 데이터를 사전 처리하여 소음 및 아티팩트 소스를 제거했습니다. ICBM 3 뇌 템플리트 (Montreal Neurological Institute)를 기반으로 표준 해부학 공간 (152-mm isotropic voxels)으로 변환 된 기능적 데이터는 각 참가자의 해부학 데이터와 함께 등록 된 머리 움직임을 교정하기 위해 실행 내에서 그리고 실행 범위 내에서 재 배열되었습니다. 정규화 된 데이터는 Gaussian 커널을 사용하여 공간적으로 평활화 된 6-mm 전폭 (FWHM)으로 그룹 간 비교를 허용하기 위해 전 세계적으로 확장되었습니다. fMRI 데이터의 분석에는 통계적 대비 이미지 형성, 다음을 포함한 혈역학 적 반응의 지역적 분석이 포함됩니다. 해부학 적으로 정의 된 관심 영역 (ROI), 탐구적인 전뇌 회귀 분석을 포함한다.

통계 이미지

각 참가자에 대해, 업무 효과 (표준 혈역학 반응 함수와 컨버전스 된 이벤트 관련 기능으로 모델링 됨), 평균 및 선형 경향을 사용하여 일반 (general) 선형 모델을 사용하여 각각에 대한 t- 콘트라스트 이미지 (가중치 매개 변수 추정치)를 계산했습니다 각 복셀에서의 비교. 이 개별 대조 영상은 두 번째 수준의 무작위 효과 분석으로 제출되어 평균 t 영상 (p = 0.001에서 임계 값, 보정되지 않음)을 만들었습니다.

관심 영역 (ROI) 분석

이 연구는 음식 자극과 성 장면을 단순하게 보면서 보상 처리의 개인차를 조사하고자했다. 보상, 중독 및 동기 부여에 대한 인간과 동물의 연구에서 일관되게 확인 된 도파민 계통 보상 시스템의 허브 인 중격 핵 (NAcc)의 관련성을 구체적으로 조사하기 위해 인간의 입체 검사에서 정의 된 해부학 좌표를 기반으로 ROI가 작성되었습니다 NAcc (Neto 등, 2008). 6mm 구형 ROI는 MNI 좌표 x = -9, y = 6, z = -4 (왼쪽 NAcc) 및 x = 9, y = 6, z = -4 (오른쪽 NAcc) 중심에 구축되었습니다. 이 ROI에 대한 신호 강도 (베타 값)를 고정 기준과 비교하여 각 조건에 대해 개별적으로 계산하고이 영역의 활동과 행동 측정 간의 관계를 통계적으로 검사했습니다.

탐색 적 전체 뇌 회귀 분석. 여기에보고 된 주요 분석은 선험적인 NAcc를 중심으로 정의 된 관심 영역을 정의하고 식욕 행동과 뇌 활동 사이의 관계를 보여주는 추가 활성화를 식별하기 위해 추가 탐색 적 전체 뇌 회귀 분석을 수행했습니다. 체중 변화와 관련된 영역을 식별하기 위해 각 피험자에 대한 BMI 변화를 음식 이미지에 대한 신경 반응을 조사하는 전뇌 회귀 분석에 입력했습니다 (음식> 기준선). 마찬가지로, 성적인 장면에 대한 반응의 활동이 성적인 행동과 관련이있는 영역을 식별하기 위해 각 피험자에 대한 SDI 점수 (이조 및 독방)를 음식 이미지에 대한 신경 반응을 조사하는 전뇌 회귀 분석에 입력했습니다 (성적인 장면> 기준선). .

결과

체중 변화 예측

정위 좌표 (x, y, z = +/- 9, 6, -4)를 기반으로 좌우 NAcc 모두 해부학 적 관심 영역 (ROI)을 선택했습니다.그림 2a). 음식 이미지보기에 대한 반응 (스캔 중, 시간 1)은 약 2 개월 후 체중 변화를 예측하는 데 사용되었습니다 (시간 2, 시간 1에서 체질량 지수 [BMI]로 계산 – 시간 0.37에서 BMI). 결과는 왼쪽 NAcc의 활동이 BMI 변화와 양의 상관 관계를 보였고, 더 큰 활동은 후속 체중 증가를 예측했습니다 (r = 0.05, p <XNUMX; 그림 2b). 중요한 것은이 관계가 음식 이미지에 고유하다는 것입니다. 비 음식 이미지에 대한 NAcc 활동은 체중 증가를 예측하지 못했습니다 (동물 : r = -0.07; 사람 : r = -0.17; 음주 장면 : r = 0.01; 성적인 장면 : r = -0.26; 환경 장면 : -0.03 ). 직접 대조했을 때 (Fishers r에서 z로 변환을 사용하여 r 값을 대조하기위한 표준 공식 사용), BMI 변화와 음식 단서 반응성 상관 관계는 비 음식 이미지의 상관 관계와 달랐습니다 (p <0.01).

그림 2 

체중 증가와 성적 욕구를 예측할 수있는 음식과 성적 이미지에 대한 측근 활동. (A) 중앙 Talairach 좌표 (x, y, z) -9, 6, -4가있는 왼쪽 NAcc의 해부학적인 ROI는 관상 두뇌 슬라이스에 표시됩니다. ...

왼쪽 NAcc 활동과 체중 변화 사이의 관계는 전체 뇌 회귀 분석에서도 분명했습니다. 전뇌 회귀 분석의 결과는 좌핵 축압 (lNAcc; -9 9 -3)의 활동이이 역치에서 BMI와 유의 한 상관 관계를 보이는 유일한 영역이라는 것을 보여주었습니다. 보다 관대 한 통계적 역치를 사용하여 (p <0.005), 전방 대상 (BA 32 : 6 50 0) 및 열등한 측두 이랑 (BA 20; 36 -5 -33)에서 추가적인 양의 상관 관계가 관찰되었습니다.

성적 행동 예측

음식 이미지에 대한 큐 반응성이 체중 증가의 잠재적 인 예측 인자로 조사 된 것처럼 성적 이미지에 대한 큐 반응성이 성욕을 예측하는 데 사용되었습니다 (성욕 지수 : 독방 성욕 (SDI-SSD) 파트너와 성적으로 행동하는 데 관심을 갖는 SDI-DSD (sexual desire)Spector 등, 1996). 성적 장면을 본 것에 대한 반응으로 왼쪽 NAcc 활동은 고독한 성적 욕망 (r = 0.36, p = 0.01) 및 이원 적 성적 욕망 (r = 0.39, p <0.01; 그림 2c). 체중 증가와 NAcc 활동 사이의 관계는 음식 이미지에 고유 한 반면, 성적 욕망과 NAcc 활동 사이의 관계는 성적 이미지에 고유했습니다. 다른 이미지 카테고리는 성적 욕망을 예측하지 않았으며 (모든 r 's <± 0.20), 성적 장면에 대한 큐 반응성과 SDI 점수 간의 상관 관계는 비 성적 이미지 상관 관계와 달랐습니다 (p <0.05).

전뇌 탐색 적 분석의 결과는 성적인 장면에 대한 신호 반응과 안와 전두 피질 (BA 0.001:5 10 15) 오른쪽 중간 측두 이랑 (BA 58:0 20 -39) 및 왼쪽 해마 이랑 (-2 -20 -21).

참가자가보고 한 성 파트너의 수는 연속 변수로 사용될 것으로 예상되었지만 26 명의 재 방문 참가자 중 48 명은 성 파트너가 없다고보고했습니다. 따라서 참가자의 절반 이상이 22 년 동안 성행위가 없다고보고했기 때문에 성행위는 별개의 변수로 취급되었습니다 (연중 성관계를 한 개인 [N = 26] 대 그렇지 않은 개인 [N = 46]). 성적 이미지를 보는 동안 왼쪽 NAcc의 활동은 적어도 한 명의 파트너와 성행위를보고 한 개인에서 더 컸습니다 (t [6.30] = 0.0001, p <14). 왼쪽 NAcc 활동은 다른 이미지 단서에 대해 그룹간에 차이가 없었습니다 ( 모든 P> .XNUMX).

토론

본 연구는 식욕적 신호에 반응하는 보상 활동이 장기적 및 결과적 행동 결과를 예측 함을 입증합니다. 인간과 동물의 연구에 따르면, 유쾌한 신호에 노출되면 탐내는 물질이 소비되거나 행동이 제정 될 가능성이 높아진다.Stewart 등, 1984; Drummond et al., 1990; 얀센, 1998). 최근 작품 코버 (Kober) 외 (2010) 담배와 음식에 대한 갈망을 줄이기위한인지 전략이 복부 선조체의 활동 감소를 동반한다고 발표했다. 마틴과 델가도 (2011) 성공적으로 규제 된 화폐 의사 결정에서 유사한 선조체 활동 감소를 보여 주었는데, 적극적인 자기 규제가 보상 감도 감소와 관련이있을 수 있음을 시사한다Kober 등, 2010; 마틴과 델가도, 2011). 이미징 연구에 따르면 자기 조절은 자극의 보상, 돌출 및 감정적 가치를 나타내는 뇌 피질의 뇌 영역과 실행 제어와 관련된 전두엽 영역 (예 :Wagner & Heatherton, 2011 년), 특히 외측 전두엽 피질 (토끼, Camerer, Rangel, 2009; Staudinger, Erk, & Walter, 2011 년). 종합적으로, 이러한 발견은 보상 관련 뇌 활동에 대한 영역 - 일반 패턴을 제안하여, 측 방향 핵에서의 활동 증가가 미래의 식욕 행동의 대용으로 사용될 수 있으며, 그러한 행동의 감소는 고차원인지 시스템을 포함 할 수있다. 더욱이 유전 변이가 보상 활동과 체중 간의 관계에 차별적으로 영향을 줄 수 있다는 증거가있다 (Stice 등, 2010).

대학 1 학년과 관련된 스트레스가 행동 변화의 원인이 될 수 있습니다. 비인간 동물에 대한 연구는 스트레스가 행동에 대한 전두엽 제어를 약화 시킨다는 것을 나타낸다.Arnsten, 2009) 또한 보상 시스템을 생물학적으로 두드러진 자극에 민감하게 만듭니다 (Piazza & Le Moal, 1996). 따라서 스트레스는 식욕 자극에 대한 쾌락 반응의 증가와 함께 전두엽 피질의 하향식 제어 감소와 관련이 있기 때문에 자기 조절 노력을 방해 할 수 있습니다.Heatherton & Wagner, 2011 년). 예를 들어, 상당량의 연구 결과 스트레스와 다른 유형의 부정적인 영향이 식중독을 증가 시킨다는 것을 보여줍니다. 특히 체중을 조절하려는 사람들의 경우Heatherton & Baumeister, 1991 년). 운동 빈도가 낮고 부모의 영향에서 벗어나 생활하며 매일 매일의 수면과 수면 및 호르몬에 영향을 줄 수있는 요인은 체중 증가와 대학생들의 성행위 변화에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 상상적인 메커니즘을 풀기 위해서는 미래의 연구가 필요하다.

언급 한 바와 같이, 큐 노출은 뇌 보상 영역에서 활동을 증가 시키지만, 흡연자가 흡연을 볼 때 행동 표현의 뇌 영역을 자발적으로 참여시킬 때와 같이 행동 관찰 네트워크에서 자발적인 활동을 생성합니다와그너 (Wagner) 등의 2011). 사회적 인식에 대한 현대의 연구에 따르면, 유쾌한 단서에 노출되면 사람들의 의도 또는 인식을 벗어난 행동이 나타난다 (Bargh and Morsella, 2008). 행동 프라이밍에 대한 추정 메커니즘은 큐 노출이 무의식적 인 목표 추적을 유도하는 정신적 표현을 활성화시켜 궁극적으로 목표를 의식적으로 추구하는 것과 동일한 결과를 산출한다는 것입니다 (Dijksterhuis 등, 2007). 실제로, 사람들이 유쾌한 단서에 노출되었다는 것을 알고 있더라도, 그러한 단서가 그들의 행동에 미치는 영향을 알지 못할 수도 있습니다 (Stacy와 Wiers, 2010). 이러한 관점에서 음식이나 성적인 이미지에 노출되면 수행자의 행동에 대한 정신적 표현이 활성화되고 그 행동에 참여하기 위해 무의식적 인 목표가 활성화됩니다.

현재의 연구에서 암시하는 것은, 어떤 개인이 더 많은 행동 주의적 뇌관을 만들 수있는 유쾌한 신호에 대한보다 강력한 보상 활동을 나타내는 것처럼, 큐 노출이 뇌의 행동을 자극하는 정도에 개인차가 있다는 것입니다. 현재 연구에서 큐 반응성은 물질 특이성을 보여 주므로 음식 이미지에 대한 보상 활동이 증가한 사람들은 체중이 늘었지만 성행위는 더 많이하지 않았으며 그 반대도 마찬가지 였다는 점에 유의해야합니다. 보상 적 반응의 개인차가 장기적인 행동 결과를 측정 할 수있는 특정 행동을 어떻게 유발하는지 이해하면 과식이나 위험한 성행위와 같은 자기 통제 실패를 예방하는보다 효과적인 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 정서적 단서에 대한 선택적 큐 반응성에서 개인차의 중요한 장기적 결과가 있음을 보여줍니다.

감사의

이 프로젝트에 도움을 준 Cary Savage, Paul Whalen, Courtney Rogers, Tammy Moran, Leah Somerville, Kristina Caudle 및 Dylan Wagner에게 감사드립니다. 이 연구는 국립 약물 남용 연구소 (DA022582)의 지원을 받았다.

참고자료

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