Voorzijde Psychiatrie. 2017; 8: 230.
Online gepubliceerd 2017 Nov 13. doi: 10.3389 / fpsyt.2017.00230
PMCID: PMC5693873
Rea Lehner,1,2,* Joshua H. Balsters,1,3 Alexandra Burgler,1 Todd A. Hare,2,4 en Nicole Wenderoth1,2,5
Abstract
Er is aangetoond dat zwaarlijvige personen een abnormale gevoeligheid vertonen voor beloningen en signalen die beloningen voorspellen, zoals bijvoorbeeld voedselgerelateerde signalen die vaak in advertenties worden gebruikt. Er is ook aangetoond dat voedselgerelateerde signalen doelgericht gedrag kunnen vergroten, maar het is momenteel niet bekend of dit effect verschilt tussen personen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas. Hier onderzoeken we deze vraag door gebruik te maken van een Pavloviaanse-naar-instrumentele overdrachtstaak (PIT) bij normaal gewicht (N = 20), overgewicht (N = 17), en zwaarlijvig (N = 17) individuen. Bovendien hebben we eye-tracking toegepast tijdens Pavloviaanse conditionering om de geconditioneerde respons van de deelnemers te meten als een proxy voor de incentive saillantie van de voorspelde beloning. Onze resultaten laten zien dat het doelgerichte gedrag van individuen met overgewicht sterker werd beïnvloed door voedselvoorspellende signalen (dwz een sterker PIT-effect) dan dat van individuen met een normaal gewicht en obesitas.p <0.001). De gewichtsgroepen werden gematcht op basis van leeftijd, geslacht, opleiding en opleiding van de ouders. Oogbewegingen tijdens Pavloviaanse conditionering verschilden ook tussen gewichtscategorieën (p <0.05) en werden gebruikt om individuen op basis van hun fixatiestijl ook in te delen in “hoge oogindex” versus “lage oogindex”. Onze belangrijkste bevinding was dat de fixatiestijl een complexe interactie vertoonde met de gewichtscategorie. Bovendien ontdekten we dat personen met een normaal gewicht uit de groep “hoge oogindex” een hogere body mass index hadden binnen het gezonde bereik dan personen uit de groep “lage oogindex” (p < 0.001), maar dit verband werd niet gevonden binnen de groepen met overgewicht of obesitas (p > 0.646). Onze bevindingen komen grotendeels overeen met de prikkelsensibiliseringstheorie die voorspelt dat mensen met overgewicht gevoeliger zijn voor voedselgerelateerde signalen dan mensen met een normaal gewicht. Deze overgevoeligheid kan echter verminderd zijn bij zwaarlijvige personen, mogelijk als gevolg van gewoonlijk/dwangmatig overeten of verschillen in beloningswaardering.
Introductie
De wereldwijde toename van mensen met overgewicht of obesitas brengt een hoge medische en psychosociale last met zich mee (1-4), vooral omdat deze aandoening verband houdt met verschillende comorbiditeiten, zoals hart- en vaatziekten, die bekend staan als de belangrijkste doodsoorzaak ter wereld (2, 4).
Eén factor waarvan wordt aangenomen dat deze de besluitvorming beïnvloedt in de context van het eetgedrag en de energiebalans (5, 6) is de verbeterde voedselmarketing (7-10) het creëren van een zogenaamde “obesogene” omgeving, dat wil zeggen dat klanten worden omringd door een overvloed aan voedselgerelateerde sensorische signalen die hen voortdurend aan maaltijden of drankjes herinneren, zoals bijvoorbeeld afbeeldingen van voedselverpakkingen op treinstations, cola-reclames op tv, of de twee bogen van het McDonald's-bord voor elke winkel.
Recente onderzoeken bij mensen hebben aangetoond dat voedselgerelateerde signalen het gedrag beïnvloeden, zelfs als ze verzadigd zijn of als er geen beloningen meer beschikbaar zijn (11-14). Initieel beloningszoekend gedrag dat wordt beheerst door voedselsignalen zou kunnen leiden tot gewoon en uiteindelijk dwangmatig overeten, zoals gesuggereerd door de incentive-sensibiliseringstheorie van verslaving.15-21). De theorie impliceert dat in een eerste fase de motiverende waarde gericht is op de beloning zelf, en in een tweede fase op de signalen en objecten die verband houden met de beloning, waardoor deze worden omgezet in prikkels die de aandacht trekken.20). Bij dieren kan dit proces worden gemeten aan de hand van de Pavloviaanse geconditioneerde aanpak/reactie, dat wil zeggen wanneer dieren beginnen te snuiven, likken of bijten in de hendel of het voedselbakje, wat de levering van beloningen voorspelde (22-24). Dergelijke signalen kunnen dan motivatoren worden en zelf als bekrachtigers fungeren, wat leidt tot sterk beloningszoekend gedrag (15, 25, 26). Er wordt momenteel echter controversieel gedebatteerd over de vraag of dit model, ontwikkeld in de context van verslaving, ook van toepassing is op obesitas (6, 19, 20, 27-31). Eerdere studies hebben een abnormale gevoeligheid aangetoond voor beloningen en beloningsvoorspellende signalen bij zwaarlijvige personen (32-38) maar testte niet of dit doelgericht gedrag moduleert. Hier behandelen we deze vraag en onderzoeken we of voedselvoorspellende signalen op verschillende manieren het doelgerichte gedrag van mensen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas beïnvloeden. We gebruikten Pavloviaanse-naar-instrumentele overdracht (PIT) [voor een overzicht, zie Ref. (26)] om de invloed van voedselgerelateerde signalen op doelgericht gedrag te meten. Het PIT-fenomeen is uitgebreid onderzocht bij beide dieren [zie voor een overzicht Ref. (25)] en mensen (11-13, 26, 39-57), waardoor dit een bruikbaar paradigma is voor translationeel onderzoek.
Bovendien hebben we eye-tracking toegepast tijdens Pavloviaanse conditionering als een proxy voor de incentive saillantie van de voorspelde beloning, wat potentiële individuele verschillen zou kunnen verklaren. Verschillende onderzoeken bij knaagdieren hebben aangetoond dat er aanzienlijke individuele variatie bestaat wanneer de mate waarin individuen motivatie toeschrijven aan beloningsvoorspellingen werd geschat (22, 23, 58-62). Het is momenteel echter onduidelijk hoe deze bevindingen uit dieronderzoek zich vertalen naar mensen, aangezien de enige twee beschikbare onderzoeken (49, 63) verschilden aanzienlijk in de manier waarop geconditioneerde reacties werden gedefinieerd en gekwantificeerd.
Materialen en methoden
Deelnemers
In totaal werden 64 vrijwilligers gerekruteerd voor dit case-control onderzoek. De volgende wervingsstrategieën werden gebruikt: aankondigingen van de Zwitserse stichting Adiposity en advertenties in lokale klinieken, zelfhulpgroepen, grote kledingwinkels en op de website van de universiteit. Deelnemers werden geïncludeerd als ze aan de volgende criteria voldeden: leeftijd 18-65 jaar, Duitssprekenden, normaal of gecorrigeerd naar normaal zicht met contactlenzen en geen voedselallergieën tegen enig ingrediënt van de vier voedingsmiddelen die in het experiment werden gebruikt (dwz Maltesers chocolade, Haribo gummibeertjes, TUC-crackers en Zweifel-chips).
Deelnemers met een diagnose van een psychische of neurologische ziekte, drugsmisbruik in het verleden, oogproblemen of inname van psychiatrische of neuroleptica gedurende de afgelopen zes maanden werden uitgesloten (dwz drie deelnemers). Vijf extra deelnemers werden uitgesloten omdat ze de instrumentale en/of Pavloviaanse associaties niet leerden. We gebruikten de body mass index (BMI) classificatie volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (64), om onderscheid te maken tussen mensen met een normaal gewicht (BMI < 25 kg/mXNUMX).2), overgewicht (25 kg/m2 ≥ BMI < 30 kg/mXNUMX2) en zwaarlijvige personen (BMI ≥ 30 kg/mXNUMX2). De BMI werd berekend door het gewicht (kilogram) van het individu te delen door het kwadraat van de lengte (meter) van het individu. Het gewicht werd gemeten op een vlakke schaal (Seca 635, Seca, Hamburg, Duitsland) en de hoogte met een mechanische telescopische meetlat (Seca 222, Seca, Hamburg, Duitsland). Om er rekening mee te houden dat een hoge BMI kan ontstaan door een hoge spiermassa, werd aan de deelnemers met een BMI ≥ 25 gevraagd om in te schatten of dit door een toegenomen spier- of vetmassa komt. Het selecteren van de optie spiermassa leidde tot uitsluiting (dwz twee deelnemers). De uiteindelijke steekproef omvatte vierenvijftig deelnemers (gemiddelde leeftijd = 31 ± 10 jaar, gemiddelde ± SD, oudste deelnemer = 55 jaar, 55.6% vrouw). Hoewel de leeftijdscategorie van onze steekproef breed was, hadden veranderingen in coping-strategieën en comorbiditeiten gedurende iemands leven onze resultaten niet mogen vertroebelen als gevolg van groepsmatching. Gevallen en controles werden gematcht op basis van leeftijd, geslacht, opleiding en opleiding van de ouders. De uiteindelijke monsterkarakteristieken worden getoond in Tabel Table11.
Alle proefpersonen gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Het protocol werd goedgekeurd door de ethische commissie van het kanton Zürich. De deelnemers kregen een vergoeding van 20 Zwitserse frank per uur en een tussendoortje (dwz een pakket met het gekozen voedsel en een appel).
Indirecte metingen voor lichaamsvet: BMI en tailleomtrek
Het te veel eten van calorierijk en smakelijk voedsel leidt voornamelijk tot de ophoping van visceraal vet (65), wat wordt weerspiegeld in de tailleomtrekmetingen (zie tabel Table1) .1). De tailleomtrek werd gemeten op ongeveer de middellijn tussen de bovenkant van het bekkenbot en de onderrand van de meest caudale voelbare scheur. Het werd gemeten door het meetlint horizontaal op de vloer te houden (64, 66).
vragenlijsten
Alle deelnemers vulden een aantal vragenlijsten in het Duits in (zie tabel Table1) .1). De volgende persoonsgegevens zijn opgehaald: geslacht, geboortedatum, opleiding van de deelnemer, evenals opleiding van de ouders. Deelnemers vulden een standaard handigheidsvragenlijst in (67) om de dominante hand te bepalen voor het indrukken van knoppen tijdens de taken.
We hebben een maatstaf voor zelfgerapporteerde impulsiviteit opgenomen door middel van de korte versie van 15 items van de Barratt Impulsiveness Scale [BIS; (68-70)]. De BIS heeft een goede interne consistentie en test-hertestbetrouwbaarheid (71). Er wordt onderscheid gemaakt tussen drie subschalen van impulsiviteit: niet-plannings-, motorische en aandachtsimpulsiviteit.
We maten zelfgerapporteerde depressiesymptomen met behulp van de 21-itemversie van de Beck Depression Inventory [BDI-II; (72-74)]. De BDI-II vertoont een hoge interne consistentie en test-hertestbetrouwbaarheid (74).
Bovendien werd uit vier verschillende opties de favoriete snack beoordeeld. Er zijn vier smakelijke, calorierijke tussendoortjes gebruikt, omdat eerder was aangetoond dat het PIT-effect bij deze voedingsmiddelen sterker was (14). Onze selectie omvatte twee zoete, stukjes chocolade en gummibeertjes, en twee hartige, crackers en chips. In een eerste stap moesten de deelnemers ze beoordelen op basis van hoe leuk ze ze vonden (1 = ik vind het het leukst, 4 = ik vind het het minst leuk). In een tweede stap werd een visueel analoge schaal gebruikt om te kwantificeren in hoeverre ze hun eerste keuze leuk vonden. Een foto van de keuze van de deelnemer werd vervolgens gebruikt als beloning/uitkomst in het PIT-experiment.
Na de instrumentele en Pavloviaanse conditioneringstaak beantwoordden de deelnemers een vraag om te controleren of ze de juiste associaties leerden (dwz respons-uitkomst bij instrumentele conditionering, stimulus-uitkomst bij Pavloviaanse conditionering). Aan het einde van de leerfase beoordeelden de deelnemers hoe zij de neutrale uitkomst waarnamen op een visueel analoge schaal (0 = neutraal, 10 = straf).
Er waren geen significante verschillen tussen de gewichtsgroepen wat betreft impulsiviteit, depressiesymptomen, voorkeur voor eten en perceptie van de neutrale uitkomst tussen de drie gewichtsgroepen (ANOVA/Kruskal-Wallis-test, tabel Table11).
Gedragsexperiment
Experimentele opstelling
De experimentele opstelling bestond uit een eye-tracker met de bijbehorende monitor (Tobii TX300 Eye Tracker, Tobii Technology, Stockholm, Zweden), een op maat gemaakte kinsteun en een computer (HP EliteDesk 800 G1 Small Form Factor PC, HP Inc., Palo Alto, CA, VS).
We gebruikten twee grijsschaalfractals als stimuli tijdens de Pavloviaanse conditionering en PIT-taak, die op elkaar afgestemd waren wat betreft helderheid en complexiteit (75). Verder gebruikten we afbeeldingen van Maltesers-chocolade, Haribo-gummyberen, TUC-crackers en Zweifel-chips op een zwarte achtergrond als versterkende voedselresultaten tijdens instrumentele en Pavloviaanse conditionering (figuur (Figure1) .1). Alleen de favoriete voedselkeuze van de deelnemer werd gebruikt als versterkende uitkomst bij de daaropvolgende taken. Merk op dat de deelnemers de instructie kregen dat deze afbeeldingen echte voedselbeloningen vertegenwoordigden, die tijdens het experiment werden verzameld en aan het einde werden ontvangen. De corresponderende neutrale uitkomstsignalen hadden een vergelijkbare vorm en kleur als het originele voedselproduct (dwz geel ovaal voor chips), maar zonder de belonende eigenschap. Gegeven dat de visuele eigenschappen van de uitkomsten overeenkwamen, kunnen de verschillen in de oogbewegingen worden beperkt tot de belonende eigenschappen van de voedseluitkomst.
Algemene procedure
We gebruikten een standaard PIT-paradigma [voor een overzicht, zie Ref. (26)], bestaande uit drie taken: een instrumentele conditioneringstaak (dwz er werden associaties tussen respons en resultaat geleerd), een Pavloviaanse conditioneringstaak (dwz er werden associaties tussen stimulus en resultaat geleerd) en ten slotte een PIT-test. Het experiment werd geprogrammeerd in Matlab (versie R2013b, The Mathworks Inc., Natick, MA, VS) met behulp van de Psychtoolbox [versie 3; (76)].
Deelnemers werd gevraagd om 4 uur vóór het experiment niet te eten om de stimulerende waarde van het voedsel en het voedselgerelateerde signaal te vergroten (60). Het experiment werd uitgevoerd tussen 8 uur en 7.30 uur, afhankelijk van de beschikbaarheid van laboratorium, experimentator en deelnemer. Uit een controleanalyse bleek geen effect van de testtijd op de PIT (r = −0.08, p = 0.550), noch verschilden gewichtsgroepen in het testmoment (ANOVA, p = 0.208). Merk op dat we in de nacht voorafgaand aan de experimentele dag geen controle hebben uitgevoerd op de hoeveelheid of kwaliteit van de slaap, wat de stimulerende waarde van voedsel kan veranderen (77) en prestaties op visuele en cognitieve taken (78, 79). We hebben ook geen gegevens verzameld over de fase van de menstruatiecyclus en kunnen dus geen inschatting maken of controleren op de effecten van de menstruatiefase op onze relevante metingen. Er is aangetoond dat circulerende estradiolconcentraties invloed hebben op het energieverbruik (80) en kan de voedselinname verminderen door de neurale activiteit op voedselsignalen in visuele corticale routes geassocieerd met beloning te verminderen (80, 81).
Voorafgaand aan het experiment kregen de deelnemers een algemene mondelinge instructie. Vóór elke taak werden drie tot vier voorbeeldproeven getoond door een van de twee vrouwelijke onderzoekers om misverstanden uit te sluiten. Tijdens de taken moesten de deelnemers hun kin op de kinsteun plaatsen. Ze kregen de opdracht om gedurende het hele experiment naar het scherm te kijken, hun hoofd stabiel te houden en zo min mogelijk te knipperen. Belangrijk was dat hen werd verteld dat ze na het experiment alle voedselresultaten zouden ontvangen die tijdens het hele PIT-experiment waren verzameld. Daarom wisten de deelnemers niet expliciet hoeveel beloningen ze hadden verzameld in de instrumentele en Pavloviaanse taak, wat een mogelijk verzadigingseffect vermindert. Het licht werd gedurende het hele experiment uitgeschakeld om de kwaliteit van de eye-tracking te verbeteren en de omstandigheden constant te houden tijdens alle drie de taken van het PIT-experiment.
Instrumentele conditioneringstaak
Het doel van deze taak was dat de deelnemers de associaties tussen respons en resultaat leerden (figuur XNUMX). (Figure1A) .1A). De deelnemer was vrij om te kiezen tussen twee verschillende antwoordopties (links of rechts) door met zijn dominante hand een pijl naar links of een pijl naar rechts in te drukken. Eén van deze sleutels werd toegewezen aan het voedsel (bijvoorbeeld knapperig), de andere aan een neutrale uitkomst, die een vergelijkbare vorm en kleur had als het voedsel (dwz geel ovaal). De reactie die tot een beloning leidde, werd de ‘beloonde reactie’ genoemd, de andere ‘neutrale reactie’. Na het antwoord werd de beloning of de neutrale uitkomst gedurende 1 seconde in het bovenste of onderste vierkant weergegeven, afhankelijk van de randomisatie. Er werd een gedeeltelijk versterkingsschema gebruikt met een variabel tijdsinterval tussen 4 en 12 s (4/12 s-interval). Dit betekent dat na een beloonde reactie gevolgd door een beloonde uitkomst, de daaropvolgende beloonde reacties gedurende een vertragingsperiode van 4-12 seconden tot een neutrale uitkomst leidden. Deze taak duurde 6 minuten. De deelnemers werd gevraagd zoveel mogelijk beloningen te verzamelen en te onthouden welke sleutel bij de beloning hoorde. Aan de deelnemers werd verteld dat niet elke “beloonde reactie” tot een beloning zal leiden (dwz bewustzijn van het gedeeltelijke bekrachtigingsschema). Direct na het voltooien van de taak werden de deelnemers getest op de respons-uitkomstassociaties. Gemiddeld werd slechts 20% van alle reacties beloond.
Pavloviaanse conditioneringstaak
Het doel van deze taak was om de cue-outcome-associaties te leren (Figuur (Figure1B) .1B). Een optische eye-tracker (Tobii TX300 Eye Tracker, Tobii Technology, Stockholm, Zweden) werd gebruikt voor het meten van oogbewegingen. Oogbewegingen werden geregistreerd bij 60 Hz om de hoeveelheid tijd te analyseren die binnen twee interessegebieden werd doorgebracht. De interessegebieden werden gedefinieerd als het bovenste en onderste vierkant (8.4 cm2), waar de cue en de uitkomst werden gepresenteerd. Oogbewegingen in deze twee interessegebieden (dwz het bovenste en onderste vierkant) werden genomen als maatstaf voor de geconditioneerde respons die ontstaat in het tijdsverloop van de Pavloviaanse conditioneringstaak (49). Deze geconditioneerde reactie werd later gebruikt om de deelnemers in te delen in teken- en doelvolgers. Willekeurig werd gedurende 1 seconde een van de twee mogelijke aanwijzingen weergegeven op het bovenste of onderste vierkant van het scherm. Eén cue werd geassocieerd met de voedselbeloning, de ‘beloonde cue’ genoemd, en de andere werd geassocieerd met de neutrale uitkomst, de zogenaamde ‘neutrale cue’. De cue-outcome-associaties werden gecompenseerd door de deelnemers. De uitkomsten werden in hetzelfde vierkant gepresenteerd als tijdens instrumentele conditionering en de signalen werden in het tegenoverliggende vierkant gepresenteerd. Na de stimuluspresentatie verscheen er een neutraal scherm met de vier lege vierkanten. Oogbewegingen werden geregistreerd tijdens de cue- en neutrale schermpresentatie. Dit neutrale scherm werd gebruikt omdat oogbewegingen anders van nature gericht zijn op zichtbare signalen. De weergave van het neutrale scherm was tussen de 2.5 en 3.5 s gejitterd. Na de jitter werd de beloning of de neutrale uitkomst afhankelijk van de gepresenteerde keu gedurende 1 seconde weergegeven. De beloonde keu werd gevolgd door een beloning in 80% van de pogingen en door een neutrale uitkomst in 20% van de pogingen, terwijl de neutrale uitkomst altijd de neutrale keu opvolgde (100%). De deelnemer werd verteld de onvoorziene gebeurtenissen uit het hoofd te leren. Er was een inter-trial-interval (ITI) van 3.6–4 s. De ITI (gemiddelde = 3.8 s) werd bewust gekozen om langer te zijn dan de jitter (gemiddelde = 3 s), om te zorgen voor een nauwe temporele nabijheid van de cue tot de contingente uitkomst. Er werden dertig proeven per conditie uitgevoerd en de hele taak duurde ongeveer 8 minuten. In totaal werden tijdens deze taak 24 beloningen verkregen.
PIT-test
Het doel van deze taak was om de invloed van de eerder geleerde associaties op het responsgedrag te meten (figuur XNUMX). (Figure1C) .1C). Tijdens de PIT-test werden de responsweergave van de instrumentele conditioneringstaak samen met signalen van de Pavloviaanse conditionering gepresenteerd. In blokken van 30 seconden werden de beloonde en neutrale cue willekeurig weergegeven in het vierkant dat overeenkomt met het vierkant dat werd gebruikt tijdens Pavloviaanse conditionering. Ook hier waren de deelnemers vrij om met hun dominante hand zoveel antwoorden te geven als ze wilden. De test werd uitgevoerd onder nominale uitdoving, wat betekent dat hun reactie niet tot enig weergegeven resultaat leidde, maar dat de deelnemers de instructie kregen dat de beloningen op de achtergrond werden geteld. Aan de deelnemers werd niet expliciet verteld dat ze zoveel mogelijk beloningen moesten verzamelen, of op moesten letten en de Pavloviaanse signalen niet moesten negeren. De taak duurde 6 minuten, elke cue werd gedurende 30 seconden en zes keer getoond.
Analyse
Eye-trackinggegevens
Eye-tracking van de eerste seconde van elke proef (dwz tijdens de cue-presentatie) werd weggegooid omdat alle deelnemers de cue fixeerden. Van de rest werd de variabele ‘oogindex’ berekend voor elke deelnemer, elke cue (beloond of neutraal) en voor zes bakken van vijf pogingen van de Pavloviaanse conditioneringstaak. We hebben alleen fixatieperioden groter dan 116 ms in beschouwing genomen, zoals gesuggereerd door eerdere literatuur (49). De oogindex werd berekend als de tijd op de beloningslocatie als een percentage van de totale tijd besteed aan de belonings- en cue-locatie (dwz het bovenste en onderste vierkant):
Hoewel de meeste deelnemers meer tijd op de beloningslocatie doorbrachten, waren er individuele verschillen in hoe lang deelnemers naar de cue-locatie keken. Daarom werd voor elke deelnemer een ‘fixatiestijl’ afgeleid op basis van een mediane splitsing van de oogindex op basis van gegevens uit de tweede helft (proeven 16-30) van de beloningsconditie. We hebben de tweede helft van de gegevens gebruikt omdat is aangetoond dat contingentieleren stabiel is tijdens de latere fasen van Pavloviaanse conditioneringsexperimenten (49). Individuen van de groep ‘lage oogindex’ keken relatief langer naar de cue-locatie dan individuen van de groep ‘hoge oogindex’.
Gedragsgegevens
Het ‘PIT-effect’ wordt gedefinieerd als een interactie tussen ‘conditie’ en ‘reactie’, dat wil zeggen wanneer deelnemers meer beloonde dan neutrale reacties geven tijdens de presentatie van de beloningsvoorspellende cue en vice versa voor de neutrale keu. Hoe hoger het PIT-effect, hoe sterker de invloed van de Pavloviaanse keu op doelgericht gedrag.
Statistieken
De gegevens werden geanalyseerd met behulp van modellen met gemengde effecten in SPSS 23 (IBM Corp., Armonk, NY, VS). Modellen met gemengde effecten zijn robuuster voor niet-normaal verdeelde gegevens en passen beter bij herhaalde metingen dan conventionele ANOVA's (82, 83). Afhankelijk van de analyse werden conditie en tijd of conditie en respons gemodelleerd als vaste effecten en werden proefpersonen altijd gemodelleerd als een willekeurig effect. We hebben een samengestelde symmetrie-covariantiestructuur gebruikt, die uitgaat van vrijwel gelijke variantie en covariantie tussen factoren en daarom goed past bij ontwerpen met herhaalde metingen (84). Gebaseerd op eerdere literatuur (49, 52, 85-87), hebben we impulsiviteit en depressie toegevoegd als covariabelen die niet interessant zijn voor ons statistische model van PIT. Bonferroni-gecorrigeerd post hoc Als er een significant hoofdeffect werd gedetecteerd, werden er tests toegepast in de lineaire modellen met gemengde effecten. Wij rapporteren Cohen's d als maatstaf voor de effectgrootte (klein d = 0.20–0.49, gemiddeld d = 0.50–0.80, groot d > 0.80) (88).
Resultaten
Instrumentele taak
Deelnemers (N = 54) kozen significant vaker het beloonde antwoord dan het neutrale antwoord, wat aangeeft dat ze met succes de respons-uitkomstassociaties hebben geleerd (figuur (Figuur 2A;2A; Tafel Table2) .2). Dit leereffect kan als sterk worden beschouwd (p <0.001, d = 2.9). De gewichtscategorie had geen significante invloed op het aantal beloonde en neutrale reacties of het totale aantal reacties bij instrumentele conditionering (Tabel (Table2) .2). De neutrale toetsaanslagen van deelnemers vormen nog steeds ongeveer 25% van alle reacties, wat waarschijnlijk te wijten is aan het gedeeltelijke versterkingsschema dat tijdens de instrumentele taak wordt toegepast.
Pavloviaanse conditioneringstaak
Uit onze analyse van oogbewegingen bleek dat alle deelnemers (N = 54) leerden met succes de stimulus-uitkomstassociaties tijdens Pavloviaanse conditionering. Specifiek analyseerden we de oogbewegingen van de deelnemers na het begin van de stimulus voordat de uitkomst werd weergegeven (dat wil zeggen, tijdens het neutrale scherm, zie figuur Figure11B).
De oogindex werd geanalyseerd in groepen van vijf onderzoeken om de leereffecten voor de beloonde en neutrale conditie vast te leggen (Figuur (Figure2B) 2B) en elke gewichtscategorie (figuren (Figuren2C–E;2C-E; Tafel Table3) .3). De beloonde conditie vertoonde een significant hogere oogindex dan de neutrale conditie (p <0.001, d = 0.41, figuur Figure2B) .2B). Deze bevinding geeft aan dat deelnemers voor de beloonde conditie en tijdens de conditioneringstaak meer tijd besteedden aan het fixeren van de beloning dan aan de cue-locatie. Dit was anders dan in de neutrale conditie, waarin deelnemers relatief meer tijd besteedden aan het fixeren van de cue-locatie.
We vonden een significante interactie tussen conditie, tijd en gewichtscategorie (p < 0.05, cijfers Figuren2C–E;2C-E; Tafel Table3) .3). Dit effect werd veroorzaakt door patronen van fixatie naar conditie en tijd in elk van de drie gewichtsgroepen. Deelnemers met een normaal gewicht fixeerden zich consequent op de beloningslocatie voor beloonde signalen en de signaallocatie voor neutrale signalen na de eerste tijdbak. Daarentegen fixeerden deelnemers met overgewicht voornamelijk op de beloningslocatie, ongeacht of ze de beloonde of de neutrale cue zagen, en dit fixatiepatroon was stabiel in de loop van de tijd. Obese deelnemers vertoonden nog een ander fixatiepatroon in die zin dat ze onmiddellijk de voorkeur gaven aan de beloningslocatie voor de beloonde signalen en aanvankelijk de voorkeur gaven aan de locatie van neutrale proeven. In de tweede helft van de onderzoeken gingen de zwaarlijvige proefpersonen echter ook de voorkeur geven aan de beloningslocatie voor neutrale signalen.
In een controleanalyse analyseerden we het percentage tijd dat deelnemers besteedden aan het kijken naar andere gebieden dan het gedefinieerde interessegebied (dat wil zeggen het bovenste en onderste vierkant) voor de eerste en tweede helft van de onderzoeken in elke conditie (Tabel (Table4) .4). Deelnemers brachten na de neutrale stimulus iets meer tijd door buiten het interessegebied vergeleken met de beloonde stimulus (beloning = 19.13 ± 15.58, neutraal = 22.85 ± 15.72, p <0.001, d = −0.24). Bovendien brachten de deelnemers in de tweede helft van het experiment iets meer tijd buiten het interessegebied door dan in de eerste helft van het experiment (eerste = 19.85 ± 15.20, tweede = 22.13 ± 16.23, p <0.05, d = −0.15). Bovendien veranderde het percentage van de tijd waarin oogbewegingen niet konden worden gevolgd, bijvoorbeeld vanwege knipperen of het niet scherpstellen van het scherm (dat wil zeggen ontbrekende waarden), in de loop van de tijd aanzienlijk (eerste = 7.58 ± 11.39, tweede = 10.79 ± 14.66, d = −0.24, p < 0.001) en was iets hoger na de neutrale cue (beloning = 8.60 ± 12.58, neutraal = 9.76 ± 13.82, p = 0.090) (tabel (Table4) .4). Ongeveer 9% van de eye-trackinggegevens werd uit de analyse verwijderd. Belangrijk is dat de gewichtscategorie geen significante invloed had op de tijd die buiten de doelgebieden werd doorgebracht of op ontbrekende waarden waarbij eye-tracking mislukte.
PIT-taak
Om te testen op een PIT-effect en mogelijke verschillen tussen gewichtscategorieën en fixatiestijl gemeten tijdens Pavloviaanse conditionering, hebben we deze factoren als tussen-individuele factoren toegevoegd aan een lineair model met gemengde effecten. Gewichtscategorieën werden gevormd op basis van BMI en fixatiestijl op basis van een mediane verdeling van de geconditioneerde oogreactie op het beloonde signaal in de tweede helft van de Pavloviaanse conditionering (zie Analyse, voor meer details). Bovendien hebben we totaalscores voor impulsiviteit (BIS) en depressie (BDI) toegevoegd als covariabelen die niet interessant zijn voor ons statistische model van PIT. Dit was gebaseerd op eerdere literatuur, waaruit is gebleken dat het PIT-effect kan worden beïnvloed door depressie en dat de geconditioneerde respons geassocieerd is met impulsiviteit (49, 52, 85-87).
We vonden een zodanig PIT-effect dat deelnemers vaker de beloonde respons kozen dan de neutrale respons wanneer de beloonde cue werd getoond en omgekeerd voor de neutrale cue. De sterkte van het PIT-effect werd gemoduleerd afhankelijk van de gewichtsstatus van de deelnemer, zoals aangegeven door een significant CONDITIE*RESPONSTYPE*GEWICHTSCATEGORIE-effect (p < 0.001, Tabellen Tables55 en and6; 6; Figuur Figure3) .3). Dit effect weerspiegelt dat het PIT-effect het sterkst was bij personen met overgewicht (figuur XNUMX). (Figuur 3B, 3B, pCONDITIE*RESPONS BIJ OVERGEWICHT <0.001), die zeer gevoelig waren voor de aanwezigheid van de beloonde keu (waardoor een duidelijke voorkeur ontstond voor het selecteren van de beloonde sleutel). Het PIT-effect bij deelnemers met een normaal gewicht en obesitas was ook aanwezig, maar duidelijk kleiner (pCONDITIE*RESPONS BIJ NORMAAL GEWICHT <0.001, pCONDITIE*RESPONS BIJ ZWAARLIGHEID <0.025). Deelnemers drukten ook op de neutrale toets tijdens de beloonde cue-presentatie, vermoedelijk vanwege het gedeeltelijke bekrachtigingsschema dat werd gebruikt bij de instrumentele conditioneringstaak.
We rapporteerden ook een significant hoofdeffect van GEWICHTSCATEGORIE (pGEWICHTSCATEGORIE < 0.05, Tabel Table5) .5). De verschillen in het totale aantal reacties tussen de gewichtscategorieën waren echter zeer klein (normaal gewicht = 57 ± 38, overgewicht = 55 ± 41, zwaarlijvig = 54 ± 32). Daarom geloven wij niet dat dit een algemeen verschil in motivatie vertegenwoordigt om de taak uit te voeren.
Vervolgens testten we de associatie tussen het geconditioneerde responsgedrag gemeten tijdens Pavloviaanse conditionering (dwz fixatiestijl) en het PIT-effect. Daarom identificeerden we twee groepen: 'lage oogindex' (dat wil zeggen individuen die bij voorkeur de signaallocatie fixeerden) versus 'hoge oogindex' (dat wil zeggen individuen die bij voorkeur de beloningslocatie fixeerden), die op vergelijkbare wijze waren verdeeld over de gewichtscategorieën (figuur (Figure4A) .4A). Uit statistieken blijkt dat het PIT-effect wordt gemoduleerd door de fixatiestijl, maar dat dit modulerende effect bovendien afhangt van de gewichtscategorie (vierweginteractie CONDITIE*RESPONSTYPE*GEWICHTSCATEGORIE*FIXATIESTIJL, Tabel Tabel6;6; Figuren Figuren 4B–D).4B-D). Bij zowel het normale gewicht (Fig (Figure4B) 4B) en zwaarlijvige groepen (Figuur (Figure4C), 4C), vertoonden individuen met een hoge oogindex een sterker PIT-effect veroorzaakt door beloningssignalen dan individuen met een lage oogindex. Bij deelnemers met overgewicht was deze dissociatie daarentegen afwezig, dat wil zeggen dat we een hoog PIT-effect waarnamen, ongeacht of individuen lage of hoge oogindexneigingen vertoonden tijdens conditionering. Interessant is dat zwaarlijvige personen met een hoge oogindex (figuur (Figuur 4D)4D) waren niet alleen gevoelig voor de beloning, maar ook grotendeels ongevoelig naar de neutrale keu, omdat ze voor deze laatste voorwaarde met vrijwel gelijke waarschijnlijkheid de congruente versus incongruente sleutel kozen.
Ten slotte hebben we getest of er een verband bestaat tussen de fixatiestijl die werd waargenomen tijdens Pavloviaanse conditionering en BMI door afzonderlijke modellen met gemengd effect binnen elk van de gewichtsgroepen uit te voeren. Onverwacht ontdekten we dat personen met een normaal gewicht uit de groep met een ‘hoge oogindex’ een verhoogde BMI vertoonden binnen het gezonde bereik (d = 1.7, p < 0.001, figuur Figuur4E).4E). Dit effect was verrassend sterk en werd niet aangetroffen bij personen met overgewicht of obesitas (p > 0.646).
Discussie
Hier hebben we getest of de gevoeligheid voor beloningen en beloningsvoorspellende signalen abnormaal is bij mensen met overgewicht en obesitas versus controles met een normaal gewicht, en of dergelijke verschillen in beloningsgevoeligheid doelgericht gedrag moduleren. We hebben deze vraag beantwoord met een PIT-experiment en onderzochten of voedselvoorspellende signalen op verschillende manieren het doelgerichte gedrag van mensen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas beïnvloeden. Bovendien hebben we eye-tracking toegepast tijdens Pavloviaanse conditionering als een proxy voor de incentive saillantie van de voorspelde beloning. Onze bevindingen impliceren dat cue-gecontroleerd gedrag kan veranderen bij mensen met overgewicht en obesitas, zoals hieronder in meer detail wordt besproken.
Deelnemers met overgewicht vertonen een hoger PIT-effect dan personen met een normaal gewicht of obesitas
Deelnemers met overgewicht vertoonden het sterkste PIT-effect in vergelijking met personen met een normaal gewicht en zwaarlijvige personen PIT-taak, Figuren Figuren3A–C).3AC). Deze bevinding breidt eerdere observaties uit dat volwassenen met overgewicht en obesitas een verhoogde reactiviteit op voedselstimuli vertoonden tijdens de passieve observatie van stimuli, een visuele dot probe-taak, verschillende versies van de Stroop-taak of in vragenlijsten.37, 87, 89). Deze onderzoeken kwantificeerden de reactiviteit van voedselsignalen door het meten van de reactietijd, de duur van de eye-tracking en richtingsafwijkingen, de pupildiameter, elektro-encefalografie en functionele magnetische resonantiebeeldvorming.37). Met name eye-tracking bracht duur-oriënterende vooroordelen in de richting van voedselsignalen en afname van de pupildiameter aan het licht [een marker van noradrenerge toenames en hogere aandachtsbetrokkenheid.90, 91)] naar calorierijk voedsel bij mensen met overgewicht en obesitas (92-94). Onze resultaten breiden deze eerdere rapporten uit door aan te tonen dat doelgericht gedrag bij mensen met overgewicht sterk wordt beïnvloed door signalen die verband houden met voedselbeloningen, zoals getest door het PIT-paradigma, terwijl de invloed van neutrale signalen vergelijkbaar was met die van de groep met een normaal gewicht. Interessant genoeg werd een dergelijk beloningsspecifiek PIT-effect niet waargenomen voor de groep zwaarlijvige individuen. Merk op dat er geen groepsverschillen waren in de smaak van eten. Hoewel dit resultaat bij zwaarlijvige personen op het eerste gezicht verwarrend is, komt het overeen met een recent onderzoek waaruit ook bleek dat zwaarlijvige personen een PIT-effect hadden dat vergelijkbaar was met dat van personen met een normaal gewicht (57). Watson et al. (57) toonden een verhoogd PIT-effect aan voor calorierijke versus caloriearme voedingsmiddelen, wat alleen werd aangetroffen bij zwaarlijvige proefpersonen (57). Een mogelijke verklaring voor de bevinding dat het PIT-effect vergelijkbaar is bij zwaarlijvige en gezonde personen is dat de gebruikelijke inname van energierijke diëten een dwangmatige eetstijl kan veroorzaken die ongevoelig is voor signalen uit de omgeving (zie Fysiologisch mechanisme en open vragen).
Alles bij elkaar genomen is onze bevinding dat de motivatie veroorzaakt door beloningsgerelateerde signalen toeneemt bij mensen met overgewicht, in overeenstemming met de prikkelsensibiliseringstheorie van verslaving (15-21). De prikkelsensibiliseringstheorie van verslaving voorspelt een aandachtsbias in de richting van beloningsgerelateerde signalen, die in lijn is met onze oogbewegingsresultaten tijdens Pavloviaanse conditionering, en een pathologische motivatie voor beloningen en beloningsgerelateerde signalen (dat wil zeggen, dwangmatig 'willen') (17, 20). De pathologische motivatie voor voedsel en voedselvoorspellingssignalen werd in de huidige studie aangetoond door het verhoogde PIT-effect bij personen met overgewicht. Sommige onderzoeken bij mensen die de invloed van Pavloviaanse signalen op de instrumentele respons bij middelenafhankelijkheid onderzochten, lieten ook een verhoogd PIT-effect zien bij verslaafden vergeleken met controles (48, 57, 95). Niettemin is er in andere onderzoeken enig bewijs dat er geen verband bestaat tussen PIT en middelenafhankelijkheid (11, 42, 43, 50, 56, 96).
Onze gegevens geven echter verder aan dat zodra de zwaarlijvigheidsstatus is bereikt, de prikkelsensibilisatie naar normale niveaus zou kunnen terugkeren. Het is verleidelijk om te speculeren dat de overgevoeligheid bij zwaarlijvige personen zou kunnen afnemen als gevolg van gewoonte/compulsief overeten.97, 98), maar dit werd in dit onderzoek niet direct getest. Het is ook mogelijk dat zwaarlijvige personen minder aandacht besteden aan kleine voedselbeloningen (zoals hier gebruikt) en/of hun voorkeur kan verschuiven naar stimuli met een grotere subjectieve waarde (bijvoorbeeld smakelijkere en calorierijkere beloningen), wat is aangetoond. PIT aanzienlijk beïnvloeden (53). We hebben in het huidige onderzoek geen gegevens verzameld over de subjectieve beloningswaarde. Daarom kunnen mogelijke verschillen in beloningswaardering tussen gewichtsgroepen een alternatieve verklaring bieden voor het verminderde PIT-effect dat wordt waargenomen bij zwaarlijvige personen.
Oogbewegingen tijdens Pavloviaanse conditionering verschillen tussen personen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas
We gebruikten eye-tracking om gedragsveranderingen tijdens Pavloviaanse conditionering te meten. Eye-tracking is eerder gebruikt om de reactiviteit op passief waargenomen voedselstimuli te meten (34, 37) en om individuele verschillen te onderzoeken in de mate waarin individuen de saillantie van prikkels toeschrijven aan beloningsvoorspellende signalen versus de beloning zelf (49). Hier voerden we eye-tracking uit in de periode tussen het zien van de cue en het ontvangen van een beloning, dat wil zeggen, terwijl deelnemers alleen een neutraal scherm zagen maar geen visuele stimuli. We hebben ervoor gekozen om eerdere paradigma’s te wijzigen (49) omdat de blik automatisch wordt aangetrokken door visuele signalen, tenzij deze oogbewegingen actief worden geremd.
In onze studie werd de geconditioneerde oogreactie op de beloonde en neutrale cue-locatie tijdens Pavloviaanse conditionering op verschillende manieren gemoduleerd, afhankelijk van de gewichtsstatus van de deelnemer (zie Pavloviaanse conditioneringstaak, Figuren Figuren2C–E).2C–E). Meer specifiek ontdekten we tijdens Pavloviaanse conditionering dat individuen met overgewicht een algemene voorkeur voor de beloningslocatie vertoonden, ongeacht of ze een beloningscue-proef of een neutrale cue-proef uitvoerden. Dit gebrek aan een duidelijke dissociatie tussen belonings- en neutrale onderzoeken bleef relatief stabiel onder alle omstandigheden en komt in grote lijnen overeen met de observatie dat volwassenen met overgewicht een verhoogde reactiviteit op voedselstimuli vertoonden tijdens de passieve observatie van stimuli, een visuele dot-probe-taak, verschillende versies van de Stroop taak of in vragenlijsten (37, 87, 89). Concreet hebben we deze onderzoeken bevestigd en uitgebreid door aan te tonen dat mensen met overgewicht een algemene voorkeur voor de duur van de beloning vertonen, wat een grotere gevoeligheid voor de verwachte beloning suggereert, een interpretatie die consistent is met een groter PIT-effect voor signalen die in verband zijn gebracht met voedsel. beloningen. Ook verschilden zwaarlijvige individuen van controlepersonen met een normaal gewicht, maar vooral tijdens de eerste helft van de Pavloviaanse conditionering, waar ze een duidelijk onderscheid vertoonden tussen geconditioneerde reacties op beloningssignalen (die lange fixatieduur op de beloningslocatie veroorzaakten) en de neutrale signalen (wat resulteerde in bij langere fixatieduur van de cue-locatie). Deze sterke initiële differentiatie werd echter duidelijk verminderd aan het einde van de Pavloviaanse conditionering.
Individuele verschillen in geconditioneerde reacties beïnvloeden op verschillende wijze de PIT-effecten bij personen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas
We gebruikten het oogbewegingsgedrag om individuele verschillen te detecteren en de deelnemers te categoriseren in een groep individuen met een ‘lage oogindex’, dat wil zeggen dat ze voornamelijk de cue-locatie of ‘hoge oogindex’ fixeerden, dat wil zeggen dat ze voornamelijk de beloningslocatie fixeerden. . Uit ons experiment bleek dat individuen met een normaal gewicht uit de groep “hoge oogindex” een sterker PIT-effect vertoonden voor de beloningscue dan individuen uit de groep “lage oogindex” (figuren (Figuren4B,E).4ZIJN). Er is slechts één groep onderzoekers die een soortgelijk experiment heeft uitgevoerd om de invloed van de individuele fixatiestijl op PIT te onderzoeken (49). In tegenstelling tot onze resultaten ontdekten ze dat een sterkere geconditioneerde oogbewegingsreactie op het signaal leidde tot een verhoogde modulatie van doelgericht gedrag. Ze kwantificeerden echter de oogbewegingen terwijl de cue nog op het scherm stond, wat suggereerde dat het oogbewegingsgedrag een indicatie was van het cue-benaderingsgedrag dat bij dieren werd waargenomen, ook bekend als ‘sign-tracking’ (‘sign-tracking’).22, 23, 58, 99, 100). Daarentegen hebben we de geconditioneerde oogreactie getest tijdens een neutraal scherm, wat suggereert dat het oogbewegingsgedrag voornamelijk de prikkelende saillantie van de voorspelde beloning zou kunnen weerspiegelen (zie figuur Figure1B) .1B). We ontdekten dat individuele verschillen tijdens Pavloviaanse conditionering (dwz 'lage' versus 'hoge oogindex') een wisselwerking hadden met de gewichtscategorie om de PIT te beïnvloeden.
In zowel de groepen met een normaal gewicht als in de groepen met overgewicht vertoonde de groep met ‘hoge oogindex’ een sterker PIT-effect veroorzaakt door beloningssignalen dan de groep met ‘lage oogindex’. Bij deelnemers met overgewicht hebben we daarentegen een hoog PIT-effect waargenomen, ongeacht of individuen hoge of lage oogindexneigingen vertoonden tijdens conditionering. Deze gegevens moeten echter met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd omdat de subgroepen vrij klein waren. Een mogelijke verklaring voor individuele verschillen in het PIT-effect is dat niet alleen de opvallende prikkel, maar ook remmende controle een impact heeft op de manier waarop doelgericht gedrag wordt beïnvloed door Pavloviaanse signalen. Mensen met een normaal gewicht en obesitas die een ‘lage oogindex’ uiten, kunnen een kleiner PIT-effect vertonen omdat ze een remmend controlemechanisme tot uitdrukking brengen, dat de invloed van beloningsgerelateerde signalen op doelgericht gedrag reguleert. Bij overgewicht met een “lage oogindex” kan dit remmende mechanisme echter worden gewijzigd, zodat ze een sterker PIT-effect tot uitdrukking brengen, wat betekent dat deze deelnemers gevoeliger zijn voor de invloed van signalen. Responsremming bijvoorbeeld met een Go/Nogo-taak is in dit onderzoek niet getest. Niettemin werd eerder aangetoond dat verminderde responsremming verband houdt met overeten en mislukte diëten.101, 102). Onze bevinding komt ook overeen met Trick et al. (103) die hebben aangetoond dat een hogere geconditioneerde respons gemeten tijdens Pavloviaanse conditionering niet automatisch wordt vertaald in een hogere PIT. Hetzelfde geldt voor elektrofysiologische reacties (dwz P300) die niet gecorreleerd waren met het PIT-effect bij sociale drinkers (96).
Bovendien ontdekten we dat een normaal gewicht, dat een ‘hoge oogindex’ uitdrukt, een verhoogde BMI binnen het gezonde bereik liet zien. Dit zou in verband kunnen worden gebracht met eerder onderzoek dat suggereert dat een verhoogde aandachtsbias voor voedselsignalen een risicofactor is voor gewichtstoename.37). Uit een recent literatuuroverzicht is echter gebleken dat aandacht voor signalen van voedsel of drugs een zwakke indicator is voor het probleemgedrag (104).
Interpretatieproblemen
Ons onderzoeksartikel presenteert een nieuwe kijk op hoe voedselgerelateerde signalen oogbewegingen en doelgericht gedrag beïnvloeden bij mensen met overgewicht en obesitas. De interpretatie van onze bevindingen is echter onderhevig aan specifieke beperkingen.
Ten eerste kunnen individuele verschillen in beloningswaardering cue-gecontroleerd gedrag hebben beïnvloed. We hebben geprobeerd dit probleem op te lossen door alle deelnemers in dezelfde voedingstoestand (dwz hongerig) te testen en hen hun favoriete tussendoortje uit vier opties te laten kiezen. Het waarderen van beloningen op basis van een visueel analoge schaal was niet verschillend tussen de groepen (GEWICHTSCATEGORIE, FIXATIESTIJL) en heeft de geconditioneerde oogreactie noch de PIT beïnvloed.
Ten tweede stelt ons experiment ons niet in staat om te bepalen of de gevoeligheid van individuen met overgewicht voor signalen uit de omgeving alleen geldt voor voedselspecifieke signalen of dat deze individuen over het algemeen een verhoogde gevoeligheid vertonen voor signalen die beloningen voorspellen. Zowel algemene als stofspecifieke effecten van beloning zijn gevonden in eerdere onderzoeken bij alcoholafhankelijke patiënten (45, 48) en rokers (95). Hoewel de dissociatie van algemene en voedselspecifieke beloningseffecten niet de focus van de huidige studie was, vertegenwoordigt dit dus een belangrijke vraag voor toekomstig onderzoek.
Fysiologisch mechanisme en open vragen
Wat zou precies het onderliggende mechanisme kunnen zijn voor het vinden van verschillen in de geconditioneerde oogreactie en waarschijnlijk ook in het doelgerichte gedrag bij personen met een normaal gewicht, overgewicht en obesitas? Het is algemeen bekend dat het eten van smakelijk voedsel de hersenactiviteit verhoogt in regio's die betrokken zijn bij de verwerking van beloningen (dwz striatum, middenhersenen, amygdala, orbitofrontale cortex) en leidt tot een afgifte van dopamine in het dorsale striatum. De hoeveelheid dopamine houdt verband met de beoordelingen van aangenaamheid (dat wil zeggen, “liking”) en de calorische dichtheid van de beloning/het voedsel [voor beoordelingen, zie Ref. (20, 21)]. Verwachte voedselinname of blootstelling aan signalen/voedselbeelden verhoogt de activiteit in hersengebieden die bekend staan om de waardering van beloningen (dwz amygdala, orbitofrontale cortex) (21, 105, 106) en resulteert in een vergelijkbare afgifte van dopamine als beloningen (107). Het incentive-sensibiliseringsmodel stelt dat herhaalde inname van calorierijk, smakelijk voedsel leidt tot een verhoogde hersenactiviteit in regio’s die betrokken zijn bij de waardering van prikkels voor signalen die verband houden met smakelijke voedselinname. via conditionering, die leidt tot verlangen en overeten als deze signalen beschikbaar zijn (15, 17, 20, 21). Er zijn sterke aanwijzingen dat dopaminerge neuronen die naar het striatum en het ventrale pallidum projecteren, reageren op de ontvangst van smakelijk voedsel, maar na herhaalde combinaties tussen voedsel en een signaal, vuren als reactie op het voedselgerelateerde signaal en niet langer als reactie op de ontvangst van voedsel. eten [voor een recensie, zie Ref. (107)]. Deze verschuiving tijdens het leren van stimulus-uitkomsten kent waarde toe aan de signalen zelf en stuurt daardoor gemotiveerd gedrag aan.59, 107-109). Dit proces draagt waarschijnlijk bij aan overeten en leidt tot gewichtstoename. In overeenstemming met de prikkelsensibiliseringstheorie vertoonden zwaarlijvige mensen een verhoogde activiteit in hersengebieden die geassocieerd zijn met beloning en motivatie, hersengebieden die geassocieerd zijn met motorische reacties en hersengebieden die geassocieerd zijn met aandacht voor voedselfoto's, voedselaanwijzingen of voedselreclames.20, 21, 27, 110-114). Deze grotere responsiviteit op voedselgerelateerde signalen zou kunnen worden weerspiegeld in de verhoogde geconditioneerde oogreactie bij zwaarlijvige personen die in ons experiment werd waargenomen. Een voedselgerelateerd signaal waaraan een incentive saillantie wordt toegeschreven, kan vervolgens acties uitlokken om het voedsel te bemachtigen (dat wil zeggen een toegenomen ‘behoefte’) (20). In onze studie is dit toegenomen ‘willen’/motivatie als gevolg van voedselgerelateerde signalen een mogelijke reden voor het waarnemen van sterkere PIT-effecten bij overgewicht. Uit ons onderzoek blijkt echter dat dit waarschijnlijk niet het geval is voor zwaarlijvige deelnemers. Er zijn aanwijzingen uit dier- en mensexperimenten dat de gebruikelijke inname van vetrijke diëten de dopaminesignalering in het beloningscircuit vermindert (21, 115, 116). Dit komt overeen met experimenten met cocaïne- en alcoholafhankelijke personen (117, 118). Gewoonteprocessen werden echter niet gemeten met ons experimentele paradigma.
Een combinatie van ons gedragsparadigma met aanvullende methoden zoals neuroimaging of farmacologische interventies zou een beter begrip van het onderliggende mechanisme mogelijk maken. Dit zou ook de integratie van onze bevindingen in dieronderzoek naar individuele variatie, geconditioneerde motivatie, overeten en verslaving vergemakkelijken. Bovendien zou het interessant zijn om de invloed van omgevingsfactoren te onderzoeken bij een groep patiënten na bariatrische chirurgie of na andere interventies (dat wil zeggen dieet, gedragstraining, zie Klinische implicatie).
Klinische implicatie
Onze bevindingen kunnen van praktisch belang blijken te zijn, omdat we laten zien dat de geconditioneerde oogreactie en het doelgerichte gedrag van de groep met overgewicht over het algemeen gevoeliger zijn voor de invloed van omgevingsfactoren. Het zou dus nuttig kunnen zijn om mentale strategieën aan te pakken om voedselgerelateerde signalen te weerstaan, ook bij de psychologische/gedragsmatige behandeling van individuen met overgewicht [bijvoorbeeld uitdovingstraining, aandachtscontroletraining, responstraining.60, 119-121)]. Het manipuleren van de aandachtsbias voor drugssignalen via Er is aangetoond dat therapieën voor aandachtscontrole een deel van de gedragscontrole die drugs hebben over verslaafden verminderen (60, 122-124). Voor zover ons bekend is er slechts één onderzoek waarin het aandachtsbiasmodificatieprogramma (ABM), zoals gebruikt bij verslavende stoornissen, werd toegepast op personen met overgewicht en obesitas (dwz eetbuien) (125). Deze studie onthulde een afname van het gewicht, symptomen van eetstoornissen, eetbuien en verlies van controle en reactievermogen op voedsel na een ABM-training van 8 weken (125). Deze resultaten moeten echter met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd vanwege de kleine steekproefomvang en het open-label onderzoek met één groep. Een combinatie van voedselrespons en aandachtstraining heeft met succes de hersennetwerken voor beloning en aandacht gedownreguleerd en het lichaamsvet verminderd (120, 121). Voor zwaarlijvige individuen, die in onze studie niet verschilden van controlepersonen met een normaal gewicht wat betreft de invloed van externe signalen op doelgericht gedrag, zijn andere behandelingen mogelijk geschikter omdat onaangepast eetgedrag al is geconsolideerd [bijvoorbeeld cognitieve gedragstherapie, motiverende therapie, interviewen, training om gewoontes om te keren, training voor remmingscontrole (102, 126)]. De bevindingen van de huidige studie samen met eerdere studies (8, 9, 14, 57) moet ook in overweging worden genomen bij het opstellen van nieuw beleid en richtlijnen voor voedselreclame.
Conclusie
We ontdekten dat PIT-effecten voor voedselbeloningen verschilden als functie van de gewichtsstatus. In het bijzonder werden personen met overgewicht sterker beïnvloed door voedselgerelateerde stimuli dan personen met zowel obesitas als personen met een normaal gewicht. Oogbewegingen tijdens Pavloviaanse conditionering waren niet gerelateerd aan de sterkte van het PIT-effect bij personen met overgewicht of obesitas. Personen met een normaal gewicht en een sterkere geconditioneerde respons op de beloningslocatie vertoonden echter een sterker PIT-effect en lopen mogelijk het risico om aan te komen. Onze bevindingen komen over het algemeen overeen met de incentive-sensibiliseringstheorie, die voorspelt dat mensen met overgewicht gevoeliger zijn voor voedselgerelateerde signalen dan mensen met een normaal gewicht. We speculeren dat deze overgevoeligheid bij zwaarlijvige deelnemers kan worden verminderd als gevolg van gewoonlijk/dwangmatig overeten of verschillen in beloningswaardering.
ethische uitspraak
Alle proefpersonen gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Het protocol werd goedgekeurd door de ethische commissie van het kanton Zürich.
Bijdragen van auteurs
Alle auteurs hebben het experiment bedacht en ontworpen; RL programmeerde het experiment, analyseerde de gegevens, schreef de hoofdtekst van het manuscript en bereidde de figuren voor; AB verzamelde de gegevens; alle auteurs hebben het definitieve manuscript gelezen, gecorrigeerd en goedgekeurd.
Belangenconflict verklaring
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden beschouwd als een potentieel belangenconflict.
Dankwoord
De auteurs willen Dr. Daniel Woolley bedanken voor technische assistentie en Dr. med. Renward S. Hauser en Dr. med. Philipp Gerber voor hun waardevolle inzichten en aanbevelingen over patiëntenwerving.
voetnoten
Funding. Dit werk werd mogelijk gemaakt door financiering ontvangen van de Eat2Learn2Move-subsidie van de ETH Research Foundation.
Referenties
;
