Smadzenes, aptaukošanās un atkarība: EEG neirofotogrāfijas pētījums (2016)

Iet uz:

Anotācija

Aptaukošanās un ar to saistītās blakusslimības ir galvenā sabiedrības veselības problēma, ar ko saskaras mūsdienu pasaule. Aptuvenais liekā svara un aptaukošanās izplatība pasaulē ir attiecīgi 50% un 20%¹. Tas ir saistīts ar milzīgām ar veselības aprūpi saistītām izmaksām, kas ASV ir aprēķinātas kā $ 215 miljards gadā¹. Līdz šim sabiedrības veselības stratēģijām nav izdevies novērst strauju aptaukošanās līmeņa pieaugumu², kas norāda uz steidzamu nepieciešamību izstrādāt efektīvus pasākumus gan iedzīvotāju, gan individuālā līmenī.

Aptaukošanos uzskata par sarežģītu traucējumu, kurā ģenētiskie, fizioloģiskie, psiholoģiskie un vides faktori mijiedarbojas, lai radītu aptaukošanās fenotipu. Tomēr apgrūtinātu populāciju patofizioloģiskās apakšgrupas ir grūti identificēt. Iespējams, ka efektīva ārstēšana tiks realizēta tikai ar personalizētu ārstēšanu, kas vērsta uz specifiskām patofizioloģiskām novirzēm. Lai gan jau sen ir atzīts, ka homeostatiskie centri smadzenēs spēlē svarīgu lomu ķermeņa svara regulēšanā, pēdējā laikā smadzeņu apgabali, kas ir līdzīgi tiem, kas iesaistīti narkomānā, ir saistīti ar pārtikas patēriņu.³.

Pastāv būtiskas domstarpības par to, vai pārtikas atkarības jēdziens ir ticams, ar argumentiem gan par labu, gan pret^3,4. Viens no tiem uzskata, ka aptaukošanās ir pārtikas atkarības sekas⁵, kurā ierosināts, ka daži pārtikas produkti (tie, kas satur augstu tauku, sāls un cukura daudzumu) ir līdzīgi atkarību izraisošām vielām, ciktāl tie iesaistās smadzeņu sistēmās un rada tādus uzvedības pielāgojumus, kas ir līdzīgi tiem, ko izraisījušas ļaunprātīgas lietošanas narkotikas.^4,5. Otrs viedoklis ir tāds, ka pārtikas atkarība ir uzvedības fenotips, ko novēro cilvēku aptaukošanās apakšgrupā un atgādina narkomāniju.^3,5. Šis skatījums ir paralēles starp DSM-IV kritērijiem attiecībā uz atkarības sindromu un novērotajiem pārēšanās gadījumiem, piemēram, ēšanas laikā.⁴. Klīniskās līdzības izraisīja domu, ka aptaukošanās un alkohola atkarība var kopīgi izmantot molekulāros, šūnu un sistēmu līmeņa mehānismus.³. Argumenti par labu pārtikas atkarības un alkohola atkarības saitei ir apspriesti iepriekš^3,4. Pastāv (1) klīniskā pārklāšanās starp aptaukošanos un narkomāniju (2), kas ir kopīga neaizsargātība gan pret aptaukošanos, gan atkarību no narkotikām. TaqD1 dopamīna receptoru 1A neliela (A2) alēle (DRD2) gēns, kas saistīts ar alkoholismu; vielu nepareizas lietošanas traucējumi, tostarp kokaīns, smēķēšana un atkarība no opioīdiem un aptaukošanās (3) Ir aprakstītas analoģiskas neirotransmitera izmaiņas, kas sastāv no zemākiem striatāla dopamīna receptoriem aptaukošanās un atkarību izraisošos cilvēkos, kā arī (4) dažādām smadzeņu reakcijām, kas pastāv pārtikas produktiem. saistītos stimulus aptaukošanās indivīdiem, salīdzinot ar nekontrolētu kontroli funkcionālās attēlveidošanas pētījumos.

Visi šie argumenti tika kritizēti, norādot, ka lielākā daļa liekā svara indivīdu nav parādījuši pārliecinošu uzvedības vai neirobioloģisko profilu, kas atgādina atkarību, un ka milzīgā pretruna, kas rodas, pārskatot neiromogrāfisko literatūru, liecina, ka aptaukošanās ir ļoti neviendabīgs traucējums.⁴.

Tādējādi rodas jautājums, vai pastāv aptaukošanās cilvēku, kas ir atkarīgi no pārtikas, apakškopu. Šī izpratne varētu novest pie smadzeņu bāzes patofizioloģijas specifiskas ārstēšanas attīstībai aptaukošanās pacientiem. Nesen ir izstrādāts kvantitatīvs un apstiprināts pārtikas atkarības psihometriskais rādītājs, Yale Food Addiction Scale (YFAS)⁶. Yale Food Addiction Scale (YFAS) saturs sastāv no jautājumiem, kas balstīti uz vielu atkarības kritērijiem DSM-IV-TR un skalām, ko izmanto, lai novērtētu uzvedības atkarības, piemēram, azartspēles, vingrinājumus un seksu, ieskaitot South Oaks azartspēļu ekrānu , Exercise Dependence Scale un Carnes seksuālās atkarības skrīninga rīks⁶. Pārtikas atkarības diagnozei, kas ir līdzīga atkarībai no vielas atkarības, tika uzskatīti kritēriji par izpildītiem, ja dalībnieki apstiprināja trīs vai vairākus no septiņiem DSM-IV-R kritērijiem, kā arī vismaz vienu no diviem klīniskās nozīmības posteņiem (traucējumi vai briesmas)⁶. Šie kritēriji ir (1) Viela, kas uzņemta lielākos daudzumos un ilgāk nekā paredzēts (2) Pastāvīga vēlme vai atkārtots neveiksmīgs mēģinājums atmest, (3) Daudz laika / aktivitātes, lai iegūtu, izmantotu, atgūtu, (4) Svarīgi sociāli, atteikta vai samazināta profesionālā vai atpūtas darbība (5) Lietošana turpinās, neskatoties uz zināšanām par nelabvēlīgām sekām (piemēram, pienākumu neizpilde, izmantošana fiziski bīstamās, (6) pielaide (izteikts apjoma pieaugums, izteikts samazinājums), (7) Raksturīga atcelšanas simptomi, viela, kas veikta, lai mazinātu atcelšanu.

Pārtikas atkarības neirālās korelācijas, kas balstītas uz YFAS kritērijiem, ir izpētītas, izmantojot fMRI, atsaucoties uz to, kā atbildes reakcijā uz pārtikas stimuliem (šokolādes milkshake) atšķiras no pārtikas atkarības aptaukojušo cilvēku smadzenes.⁷. Dalībnieki ar augstākiem un zemākiem pārtikas atkarības rādītājiem parādīja lielāku aktivitāti dorsolaterālā prefrontālā garozā un caudātā, reaģējot uz gaidāmo pārtikas saņemšanu, bet mazākai aktivācijai sānu orbitofrontālajā garozā, atbildot uz pārtikas saņemšanu. Turklāt korelācijas analīzē pārtikas atkarības rādītāji korelēja ar lielāku aktivāciju priekšējā cingulārajā garozā, vidējā orbitofrontālā garozā un amygdala, reaģējot uz gaidāmo pārtikas saņemšanu⁷. Šis pētījums liecināja, ka līdzīgi nervu aktivācijas modeļi ir saistīti ar atkarību izraisošu ēšanas paradumu un atkarību no vielām⁷. Patiešām, tika konstatēta lielāka atlīdzības shēmas aktivizācija, reaģējot uz pārtikas produktiem un samazinot inhibējošo reģionu aktivāciju, reaģējot uz pārtikas uzņemšanu.⁷.

Ar gudrību saistītās izmaiņas smadzenēs tika pētītas, izmantojot arī metodi, kas izraisīja cue. Hippocampus, insula un caudatē tika konstatēta saistība, kas saistīta ar hippocampu, kā arī trīs apgabali, kas ir iesaistīti narkotiku tieksmē, atbalstot kopējo substrāta hipotēzi attiecībā uz pārtikas un narkotiku cravings⁸.

Nesenā pētījumā, aplūkojot pārtikas atkarības neirālo korelāciju miera stāvoklī ar avotu lokalizētu EEG, piecas minūtes pēc vienreizējas šokolādes milkshēmas garšas, pacientiem ar trīs vai vairākiem pārtikas atkarības simptomiem parādījās delta jaudas pieaugums labajā vidū frontālais giruss (Brodmann apgabals [BA] 8) un labajā precīzs giruss (BA 9) un teta jauda labajā insula (BA 13) un labajā zemākajā frontālajā girā (BA 47). Turklāt, salīdzinot ar kontrolēm, pacienti ar trīs vai vairākiem pārtikas atkarības simptomiem parādīja funkcionālo savienojumu palielināšanos fronto-parietālajās zonās gan teta, gan alfa joslā. Funkcionālā savienojuma pieaugums arī bija pozitīvi saistīts ar pārtikas atkarības simptomu skaitu⁹. Šis pētījums liecināja, ka pārtikas atkarībai ir līdzīgas citu ar vielu saistītu un atkarību izraisošu traucējumu neirofizioloģiskas korelācijas, kas liecina par līdzīgiem psihopatoloģiskiem mehānismiem.⁹.

Šī pētījuma mērķis bija noskaidrot, vai aptaukošanās cilvēkiem ar un bez pārtikas atkarības ir kopīgs.aptaukošanās nervu smadzeņu darbība ” kā arī to, vai, pamatojoties uz iepriekšējo literatūru, varētu konstatēt kopīgu „atkarības neirālo smadzeņu darbību” starp alkohola atkarīgajiem un cilvēkiem, kas ir atkarīgi no pārtikas.

Metodes

Uzvedības un laboratorijas pasākumi

Anketas

Yale pārtikas atkarības skala

Katrs dalībnieks pabeidza Yale pārtikas atkarības skalu, kas ir pašregulēta standartizēta anketa, kas balstīta uz DSM-IV kodiem atkarības kritērijiem, lai identificētu cilvēkus ar augstu pārtikas atkarības risku neatkarīgi no ķermeņa svara^6,10,11. Lai gan šobrīd nav oficiālas “pārtikas atkarības” diagnozes, YFAS tika izveidots, lai identificētu personas, kurām bija atkarības simptomi pret noteiktiem pārtikas produktiem. Pārtikas produkti ar atkarību izraisošo potenciālu, ko YFAS identificē galvenokārt, ir tie, kuros ir liels tauku un cukura daudzums. YFAS ir psihometriski apstiprināts rīks, kas sastāv no 27 jautājumiem, kas identificē ēšanas modeļus, kas ir līdzīgi ieradumiem, ko novēro klasiskās atkarības jomās (2). Izmantojot nepārtrauktās vērtēšanas sistēmas skalu, katram dalībniekam (7) aprēķinājām YFAS punktu skaitu no 2. Lai diferencētu aptaukošanās grupas, YFAS tika piemērota mediānas sadalīšana. Dalībnieki, kuru rezultāts bija vienāds ar vidējo (= 3), tika izslēgti no analīzes. Dalībnieki, kuru rezultāts bija zemāks par vidējo rādītāju, tika piešķirti zemai YFAS grupai, ti, atkarībai no aptaukošanās grupas (NFAO), bet tiem, kuru rezultāts bija lielāks par vidējo, tika piešķirta augsta YFAS grupa, ti, pārtikas atkarība. aptaukošanās grupa (FAO).

Ciparu vērtējumu skalas (NRS) no 0 uz 10, mērot izsalkumu (cik izsalcis jūs jūtaties?); apmierinātība (cik apmierināts tu esi?); pilnība (cik jūs jūtaties?); atzinība (Cik daudz jūs domājat, ka tagad varat ēst?); un pārtikas vēlme / alkas (Vai jūs vēlētos kaut ko ēst tagad?).

BIS / BAS

Tika izstrādātas uzvedības traucējumu sistēmas / uzvedības pieejas sistēmas (BIS / BAS) skalas, lai novērtētu individuālās atšķirības divu vispārējo motivācijas sistēmu jutīgumā, kas ir pamatā uzvedībai.¹². Tiek teikts, ka BIS regulē atbaidošus motīvus, kuru mērķis ir atteikties no kaut ko nepatīkamu. Tiek uzskatīts, ka BAS regulē apetītus motīvus, kuru mērķis ir virzīties uz kaut ko vēlamo.

DEBQ

Dalībnieki aizpildīja Nīderlandes ēdināšanas uzvedības anketas (DEBQ) kopiju, norādot, cik lielā mērā viņi ēd emocionālu iemeslu, ārēju iemeslu un ierobežojumu dēļ.¹³.

BES

Binge ēšanas mērogs (BES) ir aptauja, kas novērtē noteiktu ēšanas paradumu klātbūtni, kas var liecināt par ēšanas traucējumiem.¹⁴.

Pārtikas apzināšanās

Pārtikas apzināšanās ir kvantitatīva, apzinoties ēšanas aptaujas aptauju¹⁵ un mēra iekšējo stāvokļu emocionālo jutīgumu un organoleptisko apziņu (ti, apzinātu pārtikas ietekmes ietekmi uz katru jutekli).

Laboratorijas un apmeklējuma mērījumi

Venozā asins paraugi tika nosūtīti uz Dunedin Public Hospital laboratoriju glikozes, lipīdu un aknu funkcijas mērīšanai pēc standarta metodēm. Ķermeņa sastāvs tika mērīts, izmantojot bioelektrisko impedances analīzi (BIA) (Tanita MC-780 daudzfrekvenču segmenta ķermeņa sastāva analizators). Atpūtas enerģijas patēriņš tika mērīts ar netiešo kalorimetriju (Fitmate, COSMED).

Grupu salīdzinājumi

Lai diferencētu aptaukošanās grupas, YFAS tika piemērota mediānas sadalīšana. Astoņiem dalībniekiem bija vienāds rezultāts ar vidējo (= 3) un tika izslēgti no analīzes. Dalībnieki, kuru rezultāts bija zemāks par vidējo rādītāju, tika piešķirti zemai YFAS grupai, ti, atkarībai no aptaukošanās grupas (NFAO), bet tiem, kuru rezultāts bija lielāks par vidējo, tika piešķirta augsta YFAS grupa, ti, pārtikas atkarība. aptaukošanās grupa (FAO). Tehniski runājot, tikai 3 dalībnieki patiešām izpildīja pārtikas atkarības kritērijus, ti, trīs vai vairāk no septiņiem kritērijiem, kas minēti DSM-IV-R, kā arī vismaz vienu no diviem klīniskās nozīmes elementiem (traucējumi vai traucējumi) (Gearhardt, Corbin un citi.⁶).

Tika veikta salīdzināšana starp liesajām, zemajām YFAS un augstajām YFAS grupām dažādām anketām, izmantojot MANOVA. Kā atkarīgi mainīgie, visas anketas tika iekļautas vienā modelī, kas uzskaitīts Tabula 1. Neatkarīgais mainīgais bija grupa (liesa, zema YFAS un augsta YFAS). Vairāku salīdzinājumu korekcija tika pielietota, izmantojot Bonferroni korekciju (p <0.05), lai veiktu trīs dažādu grupu salīdzinājumu. Mēs mainījām vecumu kā kovariātu, lai kontrolētu savus secinājumus pēc vecuma.

  

Tabula 1

Demogrāfiskie dati, antropometriskie un laboratoriskie pasākumi liesās un aptaukošanās grupām.

Mēs veicām pētījumu, kas analizēja bioķīmiskos un klīniskos datus, kā arī ar pārtikas un aptaukošanos saistītās anketas (sk. \ T Tabulas 1 un Un2) 2), ko papildina miera stāvokļa smadzeņu EEG aktivitāte aptaukošanās grupā (ĶMI> 30 kg / m²) cilvēki (n = 38) ar zemiem (n = 18) un augstiem (n = 20) YFAS rādītājiem un salīdzināja tos ar liesās, nevis atkarīgās kontroles grupām (n = 20), izmantojot avota lokalizētus EEG ierakstus.

  

Tabula 2

Anketu analīze: vidējie rādītāji un standarta novirzes.

Turklāt, lai pārbaudītu, vai augstais YFAS rezultāts patiešām atspoguļo atkarību izraisošu fenotipu, mēs salīdzinājām augstās un zemās YFAS grupas ar neiespējamu alkohola atkarīgo cilvēku grupu (n = 13), meklējot kopēju neiroloģiskās atkarības tīklu, kā arī nervu sistēmu. pārtikas substrāti un alkohola tieksme.

rezultāti

Uzvedības pasākumi

YFAS

Salīdzinājumā starp nabadzīgo, zemo un augsto YFAS ir ievērojama atšķirība (F = 104.18, p <0.001), norādot, ka liesā grupa un zemā YFAS neatšķiras viena no otras, bet abas grupas atšķiras no augstās YFAS grupas (Tabula 3). Aplūkojot dažādās YFAS apakšskalas, pārtikas pārmērīga lietošana, laiks, kas pavadīts pārtikā, sociālā atsaukšana, atcelšanas simptomi un ar pārtiku saistītie produkti ir zemie YFAS no zemajiem YFAS subjektiem. Tomēr augstā YFAS grupa neatšķiras no zemās YFAS un liesās grupas apakškategorijās, kas pastāvīgi izmanto, neskatoties uz nelabvēlību un toleranci. Nevienā no apakšlasēm nav zemu YFAS priekšmetu atšķirības no liesās priekšmetiem. Tabula 3 sniedz detalizētu pārskatu.

  

Tabula 3

YFAS apakškopa ir liesās un aptaukošanās grupām.

Sakarība starp pārtikas atkarību un ēšanas traucējumiem

YFAS rādītājs visai grupai korelēja ar BES rādītāju (r = 0.50, p <0.01) (Tabula 4). Zema YFAS grupai nozīmīga korelācija netika atrasta (r = 0.18, p <0.05) (Tabula 4), augsta YFAS grupai tika konstatēta nozīmīga korelācija (r = 0.56, p <0.05) (Tabula 4).

  

Tabula 4

Pearson korelācija starp dažādām anketām.

Demogrāfija, antropometriskie un laboratorijas pasākumi

Salīdzinot zemo un augsto YFAS grupu, ir kopīgs fenotips. Abas grupas nevar atdalīt, pamatojoties uz bioķīmisko analīzi (F = 0.89, p = 0.572), vitālās pazīmes (F = 0.75, p = 0.532), svars un citi antropometriskie mērījumi (F = 1.17, p = 0.342), ieskaitot ķermeņa tauku sastāvu (F = 0.66, p = 0.684), enerģijas patēriņš atpūtai (F = 0.77, p = 0.387). Abas aptaukošanās grupas ievērojami atšķīrās no liesās grupas. No alkohola atkarīgajiem pacientiem ir normāls ķermeņa svars, augums un ĶMI. Viņu tieksmes rādītājs bija 8.32 / 10, bet alkohola lietošanas traucējumu identifikācijas testa (audita) rezultāts bija 36.21 (normāls <20). Skat Tabula 2 pārskatīšanai.

Anketas

Gan zemā, gan augstā YFAS grupa ziņo, ka viņiem ir mazāk bada, kā liesās grupas. Augstā YFAS grupa ziņo, ka viņi jūtas pilnīgāki par zemo YFAS un nabadzīgo grupu. Nav konstatētas būtiskas atšķirības attiecībā uz apmierinātību, atzinību un pārtikas vēlmi. BIS / BAS anketā augsta YFAS grupa ziņo par augstāku punktu skaitu nekā zemais YFAS un liesās grupas BIS, bet ne BAS. Trīs dažādās DEBQ apakšskalās tika iegūts nozīmīgs efekts. Apakšlīnijai “ierobežots” gan zemais YFAS, gan augstais YFAS grupa ziņoja par augstāku rezultātu salīdzinājumā ar liesās grupas rādītājiem, bet neatšķiras viens no otra. Apakšlīmeņa “ārējais” norāda, ka augstiem YFAS subjektiem ir augstāks rezultāts nekā zemajiem YFAS un liesajiem priekšmetiem, bet zemajai YFAS grupai ir zemāks rādītājs nekā gan liesās, gan augstās YFAS grupas grupā. “Emocionālā” apakšskala parāda atšķirību starp augsto YFAS grupu un gan zemo YFAS, gan lean. Turklāt augstajai YFAS grupai ir augstāks punktu skaits par Binge ēšanas un pārtikas apzināšanos, salīdzinot ar zemo YFAS un liesās grupas. Pārtikas apzināšanās ziņā tika konstatēta arī būtiska atšķirība starp zemo YFAS grupu un liesās grupas. Tabula 3 parāda rezultātu kopsavilkumu. Papildus Tabula 4 parādīta korelācija starp dažādām aptaujas anketām, kas attiecas uz visu aptaukošanos, zemu un augstu YFAS.

Elektriskā neirogrāfija

Korelācijas analīze

Visa grupa

Visa smadzeņu korelācijas analīze un YFAS atklāja būtisku pozitīvu korelāciju ar rostralo anterior cingulāro garozu (rACC) tētam (r = 0.23, p = 0.041) un beta3 (r = 0.22, p = 0.041) frekvenču joslas (Fig. 1).

  

Skaitlis 1

Visa smadzeņu korelācijas analīze un YFAS atklāja nozīmīgu pozitīvu korelāciju ar (A) rostrālo priekšējo cingulējošo garozu (rACC) tētam (r = 0.23, p = 0.041) un (B) beta3 (r = 0.22, ...

Zema YFAS grupa

Korelācijas analīze visai smadzenei un bada rezultāts atklāja nozīmīgu ietekmi gan uz theta, gan beta1 un beta2 frekvenču joslu. Bada rādītāji pozitīvi korelē ar teta atpūtas stāvokļa EEG aktivitāti aizmugurējā insulā, kā arī kreisajā somatosensorālajā garozā (r = 0.69, p = 0.0007) (2A) un negatīvi korelē ar beta1 atpūtas stāvokļa EEG aktivitāti muguras priekšējā cingulārā garozā (dACC) (r = −0.49, p = 0.019) (2B). Beta2 atpūtas stāvokļa EEG aktivitātes negatīva korelācija rostrālā priekšējā cingulārā garozā (rACC) un kreisajā insula (r = −0.48, p = 0.022) ir arī atrasts (2C). Nozīmīga ietekme nebija delta, alpha1, alpha2, beta3 un gamma frekvenču joslā. Tika iegūta pozitīva korelācija starp pilnības uztvere un beta 3 aktivitāte aizmugurējā cingulārajā garozā (PCC), kas stiepjas līdz precuneus un somatosensorajai garozai (r = 0.52, p = 0.013) (sk 2D) un ar gamma aktivitāti pregēnu priekšējā cingulārā garozā (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (2E). Tika iegūta pozitīva korelācija starp pārtikas apzināšanās un teta aktivitāte rACC un somatosensorālajā garozā (r = 0.44, p = 0.034) (2F). Tika iegūta negatīva korelācija ar beta1 aktivitāti pgACC (r = −0.90, p <0.00001) (2G). Bez tam tika pierādīta negatīva korelācija ar beta2 aktivitāti dACC un subgenualā anteriorā cingulārā garozā (sgACC), kas izvēršas amygdalā (r = −0.73, p = 0.0003) (2H). Turklāt tika konstatēta negatīva korelācija (zilā krāsā) ar gamma aktivitāti dACC un PCC (r = −0.61, p = 0.004) (2I). Citas nozīmīgas sekas netika iegūtas. Neviens efekts netika konstatēts starp smadzeņu aktivitāti un bada skalu zemai YFAS grupai.

  

Skaitlis 2

(A) Korelācijas analīze ar pārtiku atkarīgiem aptaukošanās cilvēkiem. Bada rādītāji pozitīvi korelē ar teta atpūtas stāvokļa EEG aktivitāti aizmugurējā insulā, kā arī kreisajā somatosensorālajā garozā (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Korelācija ...

Augsta YFAS grupa

Tika konstatēta nozīmīga korelācija bada rādītāji un gamma joslas strāvas blīvums rACC, kas stiepjas uz dorsālo mediālo prefrontālo garozu (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (2J). Delta, teta, alpha1, alpha2, beta1, beta2 un beta3 frekvenču joslām netika konstatēta būtiska ietekme. Būtiskas korelācijas starp smadzeņu darbību un bada, pilnības un izpratnes skalām nav bijušas.

Alkohola atkarības grupa

Tika konstatēta būtiska korelācija starp alkohola tieksmes rādītājiem un gamma joslas strāvas blīvumu rACC, kas paplašinās uz dmPFC (r = 0.72, p = 0.002) (Fig. 3).

  

Skaitlis 3

Korelācijas analīze starp alkohola tieksmes un gamma joslas strāvas blīvumu (r = 0.72, p = 0.002).

Konjunktūras analīze

Atpūtas stāvokļa aktivitātes analīze starp augstajām un zemajām YFAS grupām liecina par beta2 aktivitāti sgACC, pgACC, parahipokampālā apgabalā, labākajās zemākajās parietālās un vidusposma zonās (Z = 1.99, p = 0.023) (4A) un gamma aktivitāte PCC, kas iziet uz precuneus un cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (4B). Anti-korelēta aktivitāte beta2 frekvencē tika identificēta rACC / dmPFC apgabalos starp augstajām YFAS un zemajām YFAS grupām (Z = −2.03, p = 0.021) (4A).

  

Skaitlis 4

(A) Beta2 joslas atpūtas stāvokļa analīzes analīze starp pārtikas atkarību izraisošiem cilvēkiem (augstiem YFAS) un nepārtikas atkarīgajiem aptaukošanās cilvēkiem (zems YFAS). Sarkanā ir nozīmīga novirze no liesām veselām, ne atkarīgām kontrolēm, kas ir kopīgas abiem aptaukošanās pacientiem ...

Analīze starp augsto YFAS aptaukošanās grupu un alkohola atkarības grupu parādīja nozīmīgu ietekmi uz alpha1 frekvenču joslu ACC / dmPFC un precuneus (Z = 2.24, p = 0.013) (4C) un alfa2 aktivitātei sgACC un orbitofrontālā garozā (OFC), kā arī īslaicīgajā daivā (fusiform / parahippocampal area) (Z = 2.78, p = 0.003) (4D). Nav konstatēta būtiska ietekme starp zemo YFAS grupu un alkohola atkarības grupu.

diskusija

Šie rezultāti liecina, ka augsts YFAS rezultāts ir atkarības stāvoklis. Kopīgā analīze parādīja, ka augstajai YFAS grupai un alkohola atkarības grupai ir kopīga patoloģiskā smadzeņu darbība, kas nav zemā YFAS grupā.. Vizualizēto neirālo substrātu uzskata par patoloģisku, jo tā tiek kontrolēta gan augstās YFAS, gan alkohola atkarīgās grupās, atņemot smadzeņu aktivitāti no veselas, ar atkarību nesaistītas veselīgas kontroles grupas. Šī patoloģiskā “atkarības smadzeņu darbība” ietver priekšējo cingulāro garozas / muguras mediālo prefrontālo garozu, pregēnu priekšējo cingulāro garozu, kas stiepjas vidējā orbitofrontālā garozā (mOFC), parahipokampālā zonā un precuneus, smadzeņu zonām, ko var modulēt ar farmakoloģiskām vai kognitīvām atkarības ārstēšanu⁴¹. Iepriekšējais fMRI pētījums parādīja, ka YFAS rādītāji korelē ar cue izraisīto aktivitāti rACC un mOFC⁷ norādot, ka šīs smadzeņu zonas ir reaģē uz pārtikas produktiem. Mūsu rezultāti liecina, ka tie ir arī aktīvāki atpūtas stāvoklī pretēji iepriekšējam LORETA EEG atpūtas stāvokļa pētījumam⁹. Līdz ar to alkohola un pārtikas atkarība, izņemot šūnu, ģenētiskos un uzvedības aspektus³, tam ir arī kopīgs neirofizioloģiskais substrāts makroskopiskā smadzeņu darbības līmenī.

Tomēr abām YFAS grupām ir kopīgs fenotips, aptaukošanās, un to nevar atdalīt, pamatojoties uz bioķīmisko analīzi, dzīvībai svarīgām pazīmēm, svaru un citiem antropometriskiem pasākumiem, tostarp ķermeņa tauku sastāvu, atpūtas enerģijas patēriņu, kā arī ar pārtiku saistītus reitingu rādītājus, izņemot pilnības uztveri (Tabula 2). Tviņa klīniskā līdzība atspoguļojas kopējā neirobioloģiskā „aptaukošanās smadzeņu aktivitātē”, ko dala zemās un augstās YFAS grupas. Savienojuma analīze (kontrolēta liesa) parādīja kopēju patoloģisku beta aktivitāti subgenualā un pgACC, ar gamma aktivitāti PCC, kas attiecās uz precuneus un cuneus, un kombinācijā ar beta aktivitāti parahipokampālā zonā un labajā apakšējā parietālā un viduslaika zonā. Šīs teritorijas būtībā veido noklusējuma režīma tīklu, kas ir iesaistīts pašnormatīvo un ķermeņa sajūtu informācijas apstrādē⁴². Tomēr ir interesanti, ka dažādas noklusējuma režīma tīkla daļas apstrādā informāciju dažādās frekvencēs. Ir ierosināts, ka noklusējuma režīma tīkls sastāv no 3 apakštīkliem⁴³. Viena daļa sastāv no pgACC / vmPFC un ir būtisks elements to teritoriju tīklā, kas saņem sensoru informāciju no ārējās pasaules un ķermeņa, un darbojas kā sensor-vistromotora saite, kas saistīta ar sociālo uzvedību, garastāvokļa kontroli un motivējošu disku⁴³. Šī aptaukošanās cilvēku daļa svārstās pie beta aktivitātes, kas ir saistīta ar jutekļu prognozēm⁴⁴ un status quo apstrāde⁴⁵. Integrējot to nesen izstrādātā uzvedības izmaiņu koncepcijā⁴⁶ kurā pgACC aprēķina pašreizējās uzvedības ticamību, tas hipotētiski varētu liecināt, ka aptaukošanās cilvēkiem pgACC aprēķina, ka aptaukošanās stāvoklis ir pieņemta atsauce. PCC / Precuneus svārstās pie gammas aktivitātes. Gammas aktivitāte ir saistīta ar prognozēšanas kļūdām vai, citiem vārdiem sakot, izmaiņām, un PCC / precuneus ir galvenais mezgls no sevis atsauces^47,48 noklusējuma režīma tīkls. Var apgalvot, ka PCC / Precuneus atiestata atsauces, ti, kontrolē allostāzi⁴⁹, izmantojot prognozēšanas atsauces atiestatīšanu⁴⁹. Allostāze ir saistīta ar atkarību⁵⁰, kā arī aptaukošanās (pārtikas atkarība)⁴⁹. Parahipokampālā apgabalā un labākajās zemākas parietālās un vidusposma teritorijas beta un gamma svārstībās. Parahipokampāls ir saistīts ar konteksta apstrādi^51,52, bet labākā zemākā parietālā zona ir iesaistīta multimodālā sensorā integrācijas centrā⁵³. Beta / gamma savienojums ir saistīts ar izlaistiem stimuliem⁴⁴. Varētu spriest, ka beta un gamma aktivitāte šajās jomās ir saistīta ar to, ka multimodālā sensorā zonā netiek apstrādāta (izlaista ar pārtiku saistīti stimuli) un neiesaistīta to kontekstā. Tātad aptaukošanās gadījumā pārtikas stimulus varēja hipotētiski apstrādāt dekontekstualizētā sistēmā. ti, neatkarīgi no konteksta pārtika varētu būt apetīte. No otras puses, tika konstatētas arī būtiskas atšķirības starp zemo un augsto YFAS grupu. Analīze starp zemām YFAS un augstajām YFAS grupām liecināja par patoloģisku anti-korelācijas atpūtu beta beta aktivitāti rACC / dmPFC. Šī atšķirība ir vēl izteiktāka korelācijas analīzēs ar badu. Pieaugošais bads ir saistīts ar pieaugošo gamma aktivitāti rACC / dmPFC augstajā YFAS grupā, līdzīgi rACC apgabalam, kas ir saistīts ar pieaugošo vēlēšanās pēc alkohola atkarības (Fig. 1 vidū, S1C-D). Tas pats apgabals tiek aktivizēts, lietojot pārtiku, kas, iespējams, rada alkas, cilvēkiem ar augstāku YFAS punktu skaitu fMRI pētījumā⁷. Savukārt zemā YFAS grupā bads parādīja negatīvu korelāciju ar aktivitāti tajā pašā RACC zonā. Iepriekšējie pētījumi rāda, ka rACC ir iesaistīts alkohola tieksmē⁵⁴un gan juridisko, gan nelegālo narkotiku vēlmi⁵⁵. Mūsu secinājums liecina, ka tas ir iesaistīts arī pārtikas vēlēšanās. Lai arī nenozīmīgas ACC aktivitātes atšķirības starp aptaukošanās cilvēkiem ar augstākiem (> 3) un zemākiem (≤2) pārtikas atkarības simptomiem, iepriekš ziņots⁹. Šī pētījuma secinājumi var izskaidrot, kāpēc iepriekšējie aptaukošanās pētījumi par neiroloģiju ir devuši pretrunīgus rezultātus.

ACC ir radīta visinteresantākā smadzeņu daļa⁵⁶ Tā ir daudzu piedāvāto funkciju dēļ⁵⁷, Bajesiešu prognozēšanas kļūdu apstrāde⁵⁸, homeostatiskā līdzsvara uzturēšanai nepieciešamo prasību attēlojums⁵⁹un vadīt atbilstošas ​​uzvedības reakcijas⁶⁰. Šis pētījums liecina, ka augstajā YFAS grupā ir palielināta pārtika, kas stimulē ēst⁶⁰.

Bads NFAO grupā pozitīvi korelē ar pieaugošo teta aktivitāti kreisajā aizmugurējā insulā, apgabalā, kas apstrādā gan somatosensorisko, gan iekšējo orgānu sensoro ievadi, un kreisās somatosensorās garozas daļas, kas apstrādā garšu, kā arī iekšējo vēdera sensoro informāciju^61,62. Turpretī bads negatīvi korelē ar beta aktivitāti kreisajā priekšējā insulā, kas ir iesaistīts emocionālās informācijas apstrādē no aizmugures insula ar autonomo nervu sistēmu.⁶². Tas liek domāt, ka šajā grupā atšķirtas jutīgo un afektīvās iekšējās informācijas apstrāde insulā. Ir vilinoši spekulēt, ka par šo efektu varētu būt atbildība pret homeostatiskiem signāliem. Lai izpētītu šo iespēju, ir nepieciešami turpmāki pētījumi.

Kā dACC izraisītā pretējā patoloģiskā atpūtas aktivitāte varētu izraisīt tādu pašu aptaukošanās fenotipu? Lai gan vēl nav nekādu skaidrojumu, ir vilinoši spekulēt, ka varētu būt iesaistīts Bayes smadzeņu mehānisms, jo šī joma ir saistīta ar Bayesas mācīšanās un prognozēšanas kļūdu apstrādi.^58,63. Augstā YFAS grupā prognozēšanas kļūdas aprēķināšanas problēma var izraisīt nepieciešamību uzņemties pārtiku, kas noved pie aptaukošanās⁶⁴, līdzīgi tam, kas tika ieteikts alkohola un citu atkarību ārstēšanai⁶⁵. Tomēr zemajā YFAS grupā mēs hipotēzi, ka viscerālie signāli ir nepietiekami, tāpēc tiek aprēķināta kļūdaina prognozēšana.

Ir zināms, ka pārtikas atkarība un ēšanas ieradums lielā mērā sakrīt (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati) un citi. 2014) un ka saikne starp pārtikas atkarību un psihopatoloģiju ir atkarīga no ēšanas ēšanas klīniskā populācijā (Imperatori, Innamorati un citi. 2014). Un tiešām mēs redzam korelāciju starp YFAS un BES rādītājiem. Tomēr, ņemot vērā mazo reālo pārtikas atkarīgo cilvēku skaitu (n = 3) un reālos barojošos ēdienus (n = 2), šis pētījums nevar apstiprināt šo konstatējumu, kad tas tiek analizēts tālāk. Patiešām, ja smadzeņu darbība bija saistīta ar bada, apmierinātības, pilnības, atzinības un pārtikas vēlmju rādītāju, gan zemās, gan augstās YFAS grupās šie rādītāji nesaskanēja ar BES rādītāju. Tas ir šī pētījuma vājums. Tomēr ir interesanti, ka grupā bez diagnosticētas psihopatoloģijas var rasties neirofizioloģiska atšķirība starp zemo un augsto YFAS, kas nav identificēts starpposma grupā. Tas liek domāt, ka, lai gan šī grupa ar augstu YFAS var nebūt reprezentatīvs psihopatoloģiski atkarīgu cilvēku paraugs, ka grupā bez diagnosticētas psihiskas slimības joprojām ir atšķirības starp zemo un augsto YFAS un ka pastāv grupa bez psihopatoloģijas, kas joprojām ir ir kopīgas elektrofizioloģiskas iezīmes ar tipisku atkarību, šajā gadījumā alkohola atkarību.

Pētījuma vājums ir tas, ka EEG konstatējumi var būt tikai korelatīvi. Tomēr, lai pārklātu „atkarības neironu aktivitāti”, starp alkoholu un pārtikas atkarību, ir daži sākotnēji pierādījumi, ka dACC loma alkustībā varētu būt cēloņsakarība.. Patiešām, gadījuma ziņojumā, kurā izmantota divkārša konusa TMS, kas vērsta uz dACC, tika pierādīts, ka rTMS var izraisīt īslaicīgu (2 – 3 nedēļas) alkohola tieksmes samazinājumu.⁶⁶. Turklāt turpmākā gadījuma ziņojumā alkohola atkarīgā pacienta dACC tika implantēts elektrods, lai rastu pastāvīgāku risinājumu viņa alkohola atkarībai, un pastāvīgāks pozitīvs rezultāts⁶⁷. Tas liek domāt, ka dACC patiešām var būt iesaistīts tieksmes kodēšanā vispār, kā to ierosina iepriekšējā meta-analīze, kurā aplūkota tieksmes nervu korelācija starp dažādām ļaunprātīgas izmantošanas vielām⁵⁵.

Vēl viens pētījuma trūkums ir tāds, ka tika izmantots tikai netiešs pasākums konkrētai pārtikas tieksmei, ti, pārtikas vēlme (Vai jūs vēlētos kaut ko ēst tagad?). Kaut arī pārtikas vēlēšanās ir intensīva vēlme iegūt un patērēt pārtiku, parasti pārtikas vēlēšanās ir intensīva vēlme patērēt konkrētu pārtiku (piemēram, ļoti bieži šokolādi) un atšķiras no parastā bada.

Trešais pētījuma ierobežojums ir zemā izejas lokalizācijas izšķirtspēja, kas izriet no ierobežota skaita sensoru (19 elektrodi) un priekšmeta specifisko anatomisko virzienu modeļu trūkuma. Tas ir pietiekams avotu rekonstrukcijai, bet rada lielāku nenoteiktību avotu lokalizācijā un samazina anatomisko precizitāti, un tādējādi šī pētījuma telpiskā precizitāte ir ievērojami zemāka nekā funkcionālās MRI. Tomēr tomogrāfija sLORETA ir saņēmusi ievērojamu validāciju no pētījumiem, kuros LORETA ir apvienota ar citām noteiktajām lokalizācijas metodēm, piemēram, funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI).^68,69, strukturālā MRI⁷⁰Pozitronu emisijas tomogrāfija (PET)^71,72,73 un tika izmantots iepriekšējos pētījumos, lai noteiktu, piemēram, darbību dzirdes garozā^74,75,76. Turpmākā sLORETA validācija ir balstīta uz to, ka par zemes patiesību akceptēti lokalizācijas rezultāti, kas iegūti no invazīviem, implantētiem dziļuma elektrodiem, tādā gadījumā ir vairāki epilepsijas pētījumi.^77,78 un kognitīvās ERP⁷⁹. Ir vērts uzsvērt, ka dziļas struktūras, piemēram, priekšējā cingulārā garoza⁸⁰, un mezāla īslaicīgas lodes⁸¹ var pareizi izvietot ar šīm metodēm. Tomēr turpmākā izpēte varētu uzlabot telpisko precizitāti un precizitāti, izmantojot augsta blīvuma EEG (piemēram, 128 vai 256 elektrodus) un priekšmetu specifiskos galvas modeļus un MEG ierakstus.

Noslēgumā mēs parādām, ka aptaukošanās indivīdiem, neskatoties uz identiskiem fenotipiskiem raksturlielumiem, pastāv vismaz divi neirobioloģiski mehānismi, kas ir patofizioloģiski. Visnozīmīgākā atšķirība starp šīm divām aptaukošanās grupām attiecas uz dACC pretējo aktivitāti. Pastāv arī pārsteidzoša līdzība starp pārtikas un alkohola atkarīgajām grupām, kas liecina, ka augsts YFAS rādītājs norāda uz atkarību izraisošu traucējumu, kas saistīts ar pārtiku un ar līdzīgiem neirobioloģiskiem procesiem līdz alkohola atkarībai. Mūsu rezultāti arī liek domāt, ka aptaukošanās, piemēram, medikamentu vai neiromodulācijas, ārstēšana ir jāpielāgo, pamatojoties uz pamatā esošo neirobioloģisko patofizioloģiju.

Papildus informācija

Kā citēt šo rakstu: De Ridder, D. un citi. Smadzenes, aptaukošanās un atkarība: EEG neirotogrāfijas pētījums. Sci. Rep. 6, 34122; doi: 10.1038 / srep34122 (2016).

Zemsvītras piezīmes

Atsauces