Mangaan-enhanced magnetic resonance imaging voor het in kaart brengen van hele hersenactiviteitspatronen geassocieerd met de inname van snackvoedsel bij ad libitum gevoede ratten (2013)

PLoS One. 2013, 8 (2): e55354. doi: 10.1371 / journal.pone.0055354. Epub 2013 Feb 7.

Hoch T, Kreitz S, Gaffling S, Pischetsrieder M, Hess A.

bron

Afdeling Scheikunde en Farmacie, Stof tot nadenken Chemistry Division, Emil Fischer Center, University of Erlangen-Nuremberg, Erlangen, Duitsland.

Abstract

Niet-homeostatische hyperfagie, die een belangrijke bijdrage levert aan obesitas-gerelateerde hyperalimentatie, is geassocieerd waarbij de moleculaire samenstelling van het dieet bijvoorbeeld de energie-inhoud beïnvloedt. Specifiek dus eten items zoals snack eten kan induceren eten intake onafhankelijk van de staat van verzadiging. Om mechanismen op te helderen hoe snack eten kan niet-homeostatisch induceren eten intake, het werd getest als -Mangaan versterkte magnetisch resonantie beeldvorming (MEMRI) was geschikt voor in kaart brengen de geheel hersenen activiteit gerelateerd aan standaard en snack eten intake onder normale gedragssituatie. Toepassing van de MnCl (2) oplossing door osmotische pompen zorgde ervoor dat eten intake werd niet significant beïnvloed door de behandeling. Na z-score normalisatie en een niet-affiene driedimensionale registratie bij een rat hersenen atlas, significant verschillende grijswaarden van 80 voorgedefinieerd hersenen structuren werden opgenomen in ad libitum gevoed ratten na de intake van chips in vergelijking met standaardvoer op groepsniveau. Tien van deze gebieden waren eerder verbonden geweest met eten intakein het bijzonder hyperphagia (bijv. dorsomediale hypothalamus of de voorste paraventriculaire thalamische kern) of het verzadigingssysteem (bijv. boogvormige hypothalamische kern of eenzame darm); 27-gebieden waren gerelateerd aan beloning / verslaving, inclusief de kern en schil van de nucleus accumbens, het ventrale pallidum en het ventrale striatum (caudate en putamen). Elf gebieden geassocieerd om te slapen weergegeven aanzienlijk verminderd Mn (2 +) - accumulatie en zes gebieden gerelateerd aan locomotor activiteit toonde significant toegenomen Mn (2 +) - accumulatie na de intake van chips. De laatste veranderingen waren geassocieerd met een waargenomen significant hogere locomotor activiteit. Osmotische pomp-ondersteunde MEMRI bleek een veelbelovende techniek voor functioneel te zijn in kaart brengen of geheel hersenen activiteit patronen geassocieerd tot voeding intake onder normaal gedrag.

Citation: Hoch T, Kreitz S, Gaffling S, Pischetsrieder M, Hess A (2013) Mangaan-versterkte magnetische resonantie beeldvorming voor het in kaart brengen van hele hersenactiviteitspatronen geassocieerd met de inname van snacks in Ad Libitum Fed Rats. PLoS ONE 8 (2): e55354. doi: 10.1371 / journal.pone.0055354

Editor: Julie A. Chowen, Hosptial Infantil Universitario Niño Jesús, CIBEROBN, Spanje

ontvangen: Augustus 16, 2012; Aanvaard: December 30, 2012; Gepubliceerd: 7 februari 2013

Copyright: © 2013 Hoch et al. Dit is een open access-artikel dat wordt verspreid onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution-licentie, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie op elk medium toestaat, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur en bron worden gecrediteerd.

financiering: De studie maakt deel uit van het Neurotrition-project, dat wordt ondersteund door het Emerging Fields Initiative van de Friedrich-Alexander-universiteit Erlangen-Neurenberg. De financiers hadden geen rol in onderzoeksontwerp, gegevensverzameling en -analyse, besluit tot publicatie of voorbereiding van het manuscript.

Concurrerende belangen: De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.

Introductie

Hyperphagia, geassocieerd met calorische hyperalimentatie, draagt ​​substantieel bij aan de ontwikkeling van obesitas en obesitas gerelateerde complicaties in industriële samenlevingen [1]. Terwijl homeostatische hyperfagie wordt veroorzaakt door een verstoring van het homeostatische systeem dat honger en verzadiging reguleert, is hedonische hyperfagie nogal onafhankelijk van verzadiging [1]. De mechanismen die de fysiologische regulering van honger en voedselinname overheersen, zijn echter niet volledig opgehelderd. Onder bepaalde omstandigheden kan voedselinname het beloningssysteem van de hersenen activeren op een manier die de homeostatische controle van de eetlust overcompenseert [2]. De resulterende hedonische hyperfagie wordt beïnvloed door verschillende factoren, zoals de emotionele toestand van de consument, mentale gezondheidstoestand of slaapgebrek [1]. Bovendien lijken de moleculaire voedselsamenstelling en energiedichtheid belangrijke factoren te zijn bij de inductie van hedonische hyperfagie. Het is goed gedocumenteerd dat "smakelijk voedsel" hyperfagie bij mensen en dieren kan veroorzaken [3], [4]. Bij vreetbuien bijvoorbeeld bij mensen gaat het vaak om voedingsmiddelen die rijk zijn aan vetten of suikers, of beide [5].

Voedselinname in de staat van honger triggert sterk een complex beloningssysteem in de hersenen, waaronder de nucleus accumbens en ventrale pallidum in het ventrale striatum, het ventrale tegmentale gebied in de middenhersenen, de prefrontale cortex, de hippocampus en de amygdala [6]. Deze activeringspatronen zijn hoogstwaarschijnlijk geassocieerd met dopamine-afgifte, bijvoorbeeld in de nucleus accumbens of dorsale striatum [7], [8], [9], processen die ook worden geactiveerd bij drugsverslaving [10]. Onder homeostatische omstandigheden veroorzaken verzadigingssignalen echter hersenstructuren zoals de caudale hersenstam, de hypothalamus, met name de boogvormige nucleus, of nucleus tractus solitarius, die de voedselinname beperken, bijvoorbeeld door de beloningswaarde te verlagen [6], [11]. Er werd vastgesteld dat bepaalde soorten voedsel, zoals een dieet met veel vet of cafetaria, een verhoogde voedsel- en / of energie-inname veroorzaken die uiteindelijk leidt tot obesitas. Ad libitum gevoede ratten, die beperkte toegang hadden tot een cafetariadieet, ontwikkelden een eetbuienachtig voedingsgedrag tijdens de toegangsperiode [10]. Er kan dus worden verondersteld dat sommige voedselcomponenten de verzadigingsregulering kunnen overrulen, wat resulteert in voedselopname onafhankelijk van honger.

Interessant genoeg werd aangetoond dat bij muizen de initiële vetgeïnduceerde toename van voedsel en calorie-inname wordt gecompenseerd na een periode van twee weken. [12]. Zo werd gesuggereerd dat chronische inname van een vetrijk dieet het lonende effect van voedsel vermindert, wat leidt tot desorganisatie van het voedingspatroon, wat uiteindelijk resulteert in overgewicht [13].

Om het hoofd te bieden aan hedonistische hyperfagie als een belangrijke oorzaak van obesitas in industriële samenlevingen en de implicaties hiervan voor het gezondheidszorgsysteem, is het belangrijk om de cerebrale processen te begrijpen die worden geactiveerd door bepaalde soorten voedsel die geassocieerd zijn met hedonale eetbuien. De toepassing van niet-invasieve technieken voor beeldvorming van hele hersengebieden, zoals functionele magnetische resonantie beeldvorming (MRI) voor het analyseren van de invloed van voedselinname op hersenactiviteit, is beperkt in de klassieke, stimulusgestuurde aanpak door de noodzakelijke synchronisatie van voedselinname en MRI. Om de langetermijneffecten op hersenactiviteit te bewaken, werd mangaan-versterkte MRI (MEMRI) gebruikt. Het contrastmiddel mangaan accumuleert in geactiveerde hersenstructuren en weerspiegelt een integrale maat voor neuronale activiteit [14], [15], [16]. MEMRI maakt het ontkoppelen van analyse van hersenactiviteit mogelijk uit de MRI-meting. Voor dit doel, MnCl2 wordt voorafgaand aan de MRI-meting geïnjecteerd. Mangaanionen (Mn2+) hebben een vergelijkbare ionstraal en dezelfde lading als calciumionen (Ca.2+). Vandaar dat Mn2+ wordt getransporteerd via voltage-gated calciumkanalen in exciteerbare cellen. In tegenstelling tot Ca2+echter Mn2+ hoopt zich in de cellen op in verhouding tot hun activiteit en kan vervolgens worden geregistreerd met MRI vanwege het paramagnetische karakter ervan. Hersenactiviteit geassocieerd met gebeurtenissen die tot enkele dagen vóór MRI-meting plaatsvonden, kan dus worden geregistreerd. Daarom is het belangrijkste voordeel van deze techniek de mogelijkheid om de stimulus (voeding) en de MRI-meting te ontwarren. Bovendien, Mn2+ kan worden verplaatst door axonaal transport naar andere hersengebieden. Het grootste nadeel van Mn2+is echter de cytotoxiciteit ervan, die het natuurlijke gedrag aanzienlijk kan beïnvloeden en de toepassing in gedragsstudies beperkt. Er werd aangetoond dat de subcutane injectie van MnCl2 in concentraties die voldoende waren voor MRI-analyse resulteerde dit in een aanhoudende daling van de motorprestaties en voedselinname evenals in gewichtsverlies [17]. Onlangs echter werden osmotische pompen geïntroduceerd in MEMRI-onderzoeken. MnClz2 wordt toegediend door osmotische pompen, die de oplossing langzaam en continu afgeven over een periode van maximaal zeven dagen om nadelige effecten op de motoractiviteit te voorkomen, maar die voldoende mangaanaccumulatie voor MRI-analyse bieden [17].

De huidige studie testte de bruikbaarheid van osmotische pomp-ondersteunde MEMRI-analyse om de gehele hersenactiviteit te scannen die geassocieerd is met voedselopname. De methode werd toegepast om specifieke hersenactivatiepatronen van aardappelchipsopname bij ad libitum gevoede ratten te ontrafelen.

Materialen en methoden

1. ethische uitspraak

Deze studie werd uitgevoerd in strikte overeenstemming met de aanbevelingen in de Gids voor de verzorging en het gebruik van laboratoriumdieren van de National Institutes of Health. Het protocol werd goedgekeurd door de Commissie ethiek van dierproeven van de universiteit van Erlangen-Neurenberg (Regierung Mittelfranken, vergunningnummer: 54-2532.1-28 / 12). Alle chirurgie- en MRI-experimenten werden uitgevoerd onder anesthesie met isofluraan en er werd alles aan gedaan om het lijden tot een minimum te beperken.

2. Experimenteel ontwerp en gedragsanalyse

Mannelijke Wistar-ratten (begingewicht 257 ± 21 g, bewaard in een 12 / 12 h donker / lichtcyclus, gekocht bij Charles River, Sulzfeld, Duitsland) werden willekeurig verdeeld in twee groepen (vier kooien per groep, vier dieren per kooi). Elke groep ontving een van de verschillende voedingsmiddelen naast hun standaard chow-pellets (Altromin 1326, Altromin, Lage, Duitsland). De snackvoedingsgroep (n = 16, oorspronkelijk lichaamsgewicht 258 ± 28 g) ontving chips (ongecoromatiseerde gezouten aardappelchips zonder toegevoegde smaakverbindingen of smaakversterker, met name geen mononatriumglutamaat, verbrijzeld door een keukenmachine) en de standaardchow-groep (oorspronkelijk lichaamsgewicht 256 ± 21 g) ontvangen standaard standaardvoer van poeder (Altromin 1321, n = 16). Standaard chow pellets werden ad libitum aangeboden gedurende de hele duur van het onderzoek, het testvoedsel (respectievelijk geplette aardappelchips of gepoederde standaard chow), werd ad libitum aangeboden tijdens de trainingsfase en de mangaanfase aanvullend op standaard chow pellets (zie Figuur 1 voor experimenteel ontwerp). Voor training werden de testvoedingsmiddelen gepresenteerd in twee voedseldispensers die identiek testvoedsel bevatten aan de rechterkant en de linkerkant van de kooi gedurende een periode van zeven dagen (trainingsfase), gevolgd door zeven tussenliggende dagen (tussenfase) zonder testvoedsel. Vervolgens werden osmotische pompen gevuld met mangaanchloride (MnCl2, zie hieronder voor details) geïmplanteerd. Gedurende de periode van de druppelinjectie (zeven dagen, standaard chow-groep: 163 ± 5 h, snackvoedselgroep 166 ± 4 h) en accumulatie van MnCl2 in de hersenen van de rat (mangaanfase) hadden de dieren ad libitum toegang tot het testvoedsel dat bekend was uit de trainingsfase. Omdat de standaard chow pellets en kraanwater ad libitum beschikbaar waren gedurende alle fasen van het onderzoek, werden de dieren op geen enkel moment tijdens het onderzoek gevast. De actieve hersenstructuren werden door MEMRI gescand na deze periode van MnCl2 administratie. Tijdens de verschillende fasen werd de hoeveelheid ingenomen voedsel gemeten door het differentieel wegen van de voedseluitgifteapparaten twee keer per dag. De energie-inname werd bepaald door de calorische waarden van het testvoedsel te vermenigvuldigen met de ingenomen hoeveelheden. De voedselinname correleerde positief met het initiële lichaamsgewicht van de ratten. De correlatie was echter vergelijkbaar voor beide soorten testvoedsel en de verdeling van het initiële lichaamsgewicht verschilde niet significant tussen beide groepen.

thumbnail
Download link:

Figuur 1. Studie ontwerp.

Overzicht van het onderzoeksontwerp voor het monitoren van de invloed van voedselsamenstelling op hele hersenactiviteitspatronen door met behulp van mangaan versterkte magnetische resonantie beeldvorming.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.g001

Bovendien werd de locomotorische activiteit geassocieerd met het testvoedsel gekwantificeerd door de evaluatie van beelden opgenomen door webcams boven de kooien (één beeld per tien seconden) via gedefinieerde "tellingen". Eén "telling" werd gedefinieerd als "één rat toont locomotorische activiteit nabij de voedselverdelers op één foto". De studententest werd gebruikt om significante verschillen in de locomotorische activiteit van de ratten in de verschillende groepen tijdens 24 h per dag te evalueren met bakken van een uur over zeven dagen als een gemiddelde van vier kooien (16-dieren) per groep.

3. Voorbereiding en implantatie van de osmotische pompen

Mini-osmotische pompen (Alzet®, model 2001, Durect Corporation, Cupertino, CA, VS) werden gebruikt voor de toepassing van het contrastmiddel (200 μL van een 1 M-oplossing van MnCl2, voor moleculaire biologie, BioReagent, Sigma Aldrich, Schnelldorf, Duitsland) volgens [17]. Voor gebruik in MRI werd de roestvrijstalen flow-moderator vervangen door een PEEK ™ micro medische slang (Scientific Commodities, Lake Havasu City, AZ, VS). De gevulde osmotische pompen werden geïncubeerd in isotone zoutoplossing voor 12 h voorafgaand aan implantatie. Tijdens de zeven dagen durende druppelinjectie, MnCl2 werd vrijgegeven met een stroomsnelheid van 1 μL h-1.

In de middag van de eerste dag van de mangaanfase (zie Figuur 1), werden osmotische pompen geïmplanteerd. Voor dit doel werden de dieren geanestheseerd gedurende een maximale tijd van 15 minuten met isofluraan (aanvankelijk 5% en 1.5% onderhoud, Baxter Deutschland, Unterschleißheim, Duitsland) in medische lucht en de gevulde pompen werden geïmplanteerd in dorsaal subcutaan weefsel. Daarna werd de kleine snede gesloten door weefsellijm (Histoacryl®, B. Braun Petzold, Melsungen, Duitsland).

4. MRI-meting

Na zeven dagen van de mangaanfase werden MRI's geregistreerd. De dieren werden geanesthetiseerd met isofluraan (aanvankelijk 5% in medische lucht) 163 ± 5 h (standaard chow-groep) en 166 ± 4 h (snackvoedselgroep) na de implantatie van de osmotische pompen. De anesthesie duurde maximaal 50 minuten voor elk dier. Na inductie van de anesthesie werden de dieren op een wieg in de tomografie van de magnetische resonantie geplaatst (Bruker BioSpec 47 / 40, 200 mT / m, kwadratuur oppervlaktehersenen spoel). De lichaamstemperatuur van de dieren werd constant gehouden op 37 ° C door warm water dat circuleert in de wieg. De fixatie van het hoofd van de rat en continue isofluraananesthesie werden verzekerd door een "neusmondmasker" direct onder de oppervlaktespoel. Vitale functies van de dieren werden tijdens de meting gevolgd via een ademhalingssensor die was bevestigd onder de borst van de rat. Om de ademhalingssnelheid constant te houden op ongeveer 60 min-1, is de isofluraanconcentratie aangepast in een bereik tussen 1% en 2%.

De meting werd uitgevoerd met behulp van een gemodificeerde gestuurde equilibrium Fouriertransformatie (MDEFT) -sequentie: herhalingstijd 4 s, echotijd 5.2 ms, inversietijd 1000 ms, met vier segmenten en een acquisitiematrix van 256 × 128 × 32, reconstructiematrix na nul vullen 256 × 256 × 64 met een resolutie van 109 × 109 × 440 μm, gezichtsveld 27.90 × 27.90 × 28.16 mm en twee gemiddelden resulteren in een meettijd van 17 min tweemaal tweemaal herhaald.

5. Gegevensverwerking

5.1 Beeldregistratie en voorverwerking.

Om verschillen in hersenanatomie / functie te onderzoeken, moesten alle datasets worden overgezet naar een gemeenschappelijk coördinatensysteem. Het doel was om de anatomie te matchen zonder de relevante verschillen te elimineren. Dit werd bereikt met behulp van een niet-parametrisch, niet-rigide registratieschema, dat een deformatieveld voor een sjabloonvolume T berekende, dat een translatievector voor elke voxel op een zodanige manier aanduidde dat de overeenkomst van het vervormde sjabloonvolume met het referentievolume R was maximaal.

De registratiemethode optimaliseerde een energiefunctionaliteit die bestond uit een datagebied dat de overeenkomst van de twee gegevenssets onder de huidige transformatie meet (hier wederzijdse informatie) en een regularisatieterm die de toegestane vervorming beperkt. In ons geval was de soepelheid van de vervorming verzekerd door regularisatie van de kromming van het vervormingsveld, zoals geïntroduceerd in [18]. Registratie werd gedaan met behulp van een aangepaste implementatie van de gebruikte niet-rigide registratiecomponenten [19].

Ten eerste werden alle datasets behorende tot één groep niet-rigide geregistreerd op een willekeurig gekozen referentievolume van die groep, en werden het groepsgewijze gemiddelde volume en een variantie-volume berekend. Daarna werden alle groepsgewijs gemiddelde volumes vervolgens niet-rigide geregistreerd bij een van de volumes en het respectieve vervormingsveld toegepast op het groepsgewijze variantievolume. Ten slotte werd een algemeen gemiddeld volume en variantie-volume berekend. Door op voxel gebaseerde morfometrische analyse (VBM) konden significant (t-statistieken) verschillende geactiveerde hersengebieden tussen de twee voedselgroepen worden bepaald. Het gebruik van voxelwise-statistieken over de geregistreerde datasets maakte het ook mogelijk om de basale weefselcontrasten in de afbeeldingen te annuleren, die in beide groepen hetzelfde waren.

5.2 Grijze waardeverwerking voor structuurspecifieke analyse.

De grijswaardeanalyse op basis van deze vooraf geregistreerde gegevenssets werd uitgevoerd in MagnAN (BioCom GbR, Uttenreuth, Duitsland). Een op het oppervlak gebaseerde registratie paste elke MEMRI-grijswaarde-gegevensset aan de afgeleide digitale atlas van rattenhersenen aan [20]. Vervolgens, om te compenseren voor kleine individuele vormverschillen, werden de atlasdia's voor elke dataset fijn-aangepast per segment, geleid door de contouren van de hersenen en het ventriculaire systeem. De digitale atlas bestond uit 166 vooraf geselecteerde verschillende hersenstructuren. Het ventrale tegmentale gebied (VTA) is een van de kleinste geëvalueerde structuren, maar heeft grote invloed op de verkregen resultaten. Het heeft een volume van 0.7914 mm3 per halfrond, dat wil zeggen 152 voxels. In elke ruimtelijke dimensie werd de VTA bemonsterd met meer dan 4 voxels. Daarom kunnen gedeeltelijke volume-effecten, die grote verstorende problemen in onze analyse kunnen veroorzaken, worden voorkomen. De gemiddelde grijswaarden van deze regio's zijn bepaald op basis van de afzonderlijke gegevenssets. Voor normalisatie van de grijswaarden van elk individu werden z-scores berekend door het verschil tussen de grijswaarde van elke afzonderlijke hersenstructuur en de gemiddelde grijswaarde van alle atlasstructuren te delen door de standaarddeviatie van de grijswaarden van alle atlasstructuren. De studententest werd gebruikt om significante verschillen in de hersenstructuren tussen de twee verschillende groepen te evalueren. De gecombineerde analysebenadering maakte het mogelijk om de significant verschillende gebieden (VBM) evenals de activiteit op- en neerregeling binnen de overeenkomstige atlasgebieden (op basis van de regio) te verkrijgen.

Resultaten en discussie

1. Effect van Snack Food (Chips) Dieet op Calorie-inname en Locomotorische activiteit

De huidige studie onderzocht specifieke hersenactiviteitspatronen gerelateerd aan de inname van snackvoedsel (chips) in vergelijking met standaardvoer. Hersenactiviteit gerelateerd aan de opname van het specifieke testvoedsel werd geregistreerd door MEMRI, waardoor de hersenactiviteit kon worden geïntegreerd gedurende de periode van zeven dagen van voedselinname (Figuur 1).

Bovendien werden voedselinname en locomotorische activiteit afhankelijk van het testvoedsel geregistreerd. Tijdens de trainingsfase vertoonden ratten die met standaardvoer werden gevoerd continu lagere activiteit dan ratten die met chips werden gevoerd, vooral in de donkere periode van de 12 / 12 h donker / lichtcyclus. De inname van aardappelchips leidde tot een hogere activiteit met significante verschillen bij 10 uit de 24-tijdspunten in de trainingsfase (Figuur 2A).

thumbnail
Download link:

Figuur 2. Voedingsgerelateerde locomotorische activiteit tijdens toegang tot snacks (chips) of standaardvoer.

Voedingsgerelateerde locomotorische activiteit van de ratten tijdens toegang tot snackvoedsel (chips) of standaardvoer in de trainingsfase (A) en mangaanfase tijdens MnCl2 toepassing (B). De gegevens worden weergegeven als het gemiddelde van 16 dieren gedurende 7 dagen per groep. *** p <0.001, ** p <0.01, p * <0.05.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.g002

2. Toepassing van osmotische pomp-ondersteunde MEMRI voor de analyse van de patronen van de hersenactiviteit van het dieet met betrekking tot het dieet

Voor de analyse van actieve hersenpatronen werd osmotische pompondersteunde MEMRI toegepast. Terwijl een enkele dosis MnCl2 leidde tot een maximale accumulatie 24 h na injectie bereikte mangaanaccumulatie in de hersenen via osmotische pompen na drie dagen een plateau [17]. De verkregen cumulatieve concentratie van Mn2+ was voldoende voor functionele mapping resulterend in een vergelijkbare signaal-ruisverhouding zoals verkregen door een injectie van MnCl met een enkele dosis2, maar de motorische activiteit werd niet beïnvloed onder deze omstandigheden [17]. Verschillen in het algemeen Mn2+ verdeling als gevolg van verschillende permeabiliteit van hersenstructuren voor Mn2+ zou in beide groepen hetzelfde moeten zijn. Z-score verschillen tussen de groepen werden gebruikt om testvoedsel-gerelateerde hersenactiviteit te evalueren in plaats van absolute z-score waarden. Dientengevolge konden hersengebieden die gedurende de zevendaagse periode van de mangaanfase actief waren, worden geregistreerd door een enkele MRI-meting (Figuur 1). In ons geval gaf osmotische pomp-ondersteunde MEMRI een uitgebreid beeld van door testen voedselgeïnduceerde hele hersenactiviteit.

De huidige studie registreerde een enigszins verminderde totale motorische activiteit tijdens de mangaanfase in vergelijking met de trainingsfase (Figuur 2B). Dit kan te wijten zijn aan de implantatie en de bijbehorende stress, de cytotoxiciteit van het mangaan of aan gewenningseffecten met betrekking tot het testvoedsel. Niettemin vertoonden ratten waaraan aardappelchips waren gevoerd een duidelijk hogere activiteit in vergelijking met de controle met significant verhoogde activiteit op vier tijdspunten. Dit gedrag was vergelijkbaar met de trainingsfase. Anders was de hoeveelheid opgenomen voedsel niet significant veranderd tijdens de mangaanfase in vergelijking met de trainingsfase met betrekking tot zowel het 12 h-licht als de 12 h-donkercyclus. Een iets verhoogde inname van het snackvoedsel tijdens de 12 h donkere cyclus in vergelijking met de standaard chow zowel in de training als in de mangaanfase werd gedetecteerd (Figuur 3A). Dit leidde tot een hogere energie-inname via chips vergeleken met standaardvoer. Het verschil was niet significant tijdens de 12 h-lichtperiode, maar zeer significant tijdens de 12 h donkere periode, zowel tijdens de trainingsfase als de mangaanfase. (Figuur 3B). Aldus werd geconcludeerd dat MnCl2 toediening door osmotische pompen is een geschikte methode voor het in kaart brengen van activiteitspatronen in de hersenen die specifiek zijn voor verschillende ingenomen voedsel.

thumbnail
Download link:

Figuur 3. Voedsel- en energie-inname via snacks (chips) en standaardvoer.

Voedsel (A) en energie (B) -inname via snackvoeding (SF, chips) en standaardvoer (STD) in ad libitum gevoede ratten in de trainingsfase (TP) vóór en in de mangaanfase (MnP) tijdens MnCl2 pompinfiltratie over een periode van 7 d. De voedselopname per uur werd bepaald door differentiële weging, energieopname door de hoeveelheid van het ingenomen voedsel te vermenigvuldigen met de energie-inhoud afzonderlijk tijdens de 12 uur licht- en 12 uur donkercyclus. De gemiddelde ± SD van 16 dieren in elke groep wordt weergegeven. *** p <0.001, ** p <0.01, p * <0.05, ns niet significant.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.g003

Na normalisatie van de z-score werden enerzijds beeldgegevens geanalyseerd door een VBM-benadering, wat resulteerde - puur datagestuurd - in significant verschillend geactiveerde hersengebieden (Figuur 4). Aan de andere kant maakte de aanvullende analyse op basis van het gebied met behulp van een digitale atlas het mogelijk om up- en downregulaties van elke gelabelde atlasstructuur te bepalen.

thumbnail
Download link:

Figuur 4. Aanzienlijk verschillende mangaanaccumulatie in de hersenen in relatie tot standaard voer voor chow of snacks (chips).

In (A) wordt de overlay van een segment van de gereconstrueerde gemiddelde gemodificeerde gedreven evenwicht Fouriertransformatie (MDEFT) dataset met de overeenkomstige atlasplak (Bregma -5.28 mm) uit de Paxinos-atlas weergegeven met een van de kleinste geanalyseerde regio's (VTA) gemarkeerd in geel. Delen (B), (C) en (D) tonen de significant verschillende accumulatie van mangaan in de hersenen van ad libitum gevoede ratten met extra toegang tot standaardvoer (STD) of snacks (SF, chips) geregistreerd door MEMRI. Hersengebieden met aanzienlijk hogere activiteit als gevolg van de inname van snackvoedsel vergeleken met de inname van standaardvoer zijn gemarkeerd in rood, hersengebieden die een significant hogere activiteit vertoonden na de inname van standaardvoer in vergelijking met de inname van snackvoedsel zijn gemarkeerd in blauw . Gegevens werden verwerkt door statistische statistische analyse volgens de voxelwise. De resultaten worden weergegeven in axiale (B), horizontale (C) en sagitale (D) weergave.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.g004

Significant verschillende z-scores werden gedetecteerd in 80-hersengebieden wanneer standaardvoer en snacks (chips) werden vergeleken (tafels 1, 2, 3, 4). Over het algemeen leidden beide verschillende data-analyse strategieën tot vergelijkbare resultaten. Differentiële MEMRI-activering van de meest relevante hersenstructuren na de inname van chips vergeleken met standaardvoer is weergegeven voor geselecteerde hersenstructuren (Figuur 5).

thumbnail
Download link:

Figuur 5. Activeringsverschillen gerelateerd aan snacks (chips) versus standaardvoer in representatieve hersenstructuren.

Statistieken van activeringsverschillen als gevolg van de inname van snackvoedsel (chips) versus standaardvoer in representatieve hersenstructuren voor het motorcircuit (caudate putamen: CPu), het limbisch systeem (cingulate cortex: CgCx), het beloningssysteem (shell-regio) van de nucleus accumbens: AcbSh, kerngebied van de nucleus accumbens: AcbC) en slaap / waakritme (tegmentale kernen: Teg) afgebeeld in de linkerkolom op basis van de referentie-atlas. De middelste kolom toont significante verschillen van de VBM-analyse overlay op de overeenkomstige standaard T2-gewogen MRI-anatomie en atlaslabels. De rechterkolom toont de fractionele verandering van snackvoedsel naar standaard chow v (MEMRI-grijswaarden) *** p <0.001, ** p <0.01.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.g005

thumbnail
Download link:

Tafel 1. Ophoping van mangaan in hersenstructuren gerelateerd aan voedselinname.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.t001

thumbnail
Download link:

Tafel 2. Mangaanaccumulatie in hersenstructuren gerelateerd aan beloning en verslaving.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.t002

thumbnail
Download link:

Tafel 3. Ophoping van mangaan in hersenstructuren met betrekking tot slaap.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.t003

thumbnail
Download link:

Tafel 4. Mangaanaccumulatie in hersenstructuren gerelateerd aan locomotorische activiteit.

doi: 10.1371 / journal.pone.0055354.t004

De bereikte definitieve registratiekwaliteit is afgebeeld in Figuur 4A en Figuur 5.

3. Invloed van Snack Food (aardappelchips) Inname op belonings- en verzadigingscircuits

In de huidige studie heeft de inname van chips geleid tot een verscheidenheid aan verschillende structuur-specifieke activiteitsveranderingen, die zijn samengevat in tafels 1, 2, 3, 4. Significant verhoogde activiteit werd gevonden voor de kern en schil van nucleus accumbens (rechter- en linkerzijde (R + L)), de ventrale globus pallidus (R + L) en de dorsomediale hypothalamus (R) en de voorste paraventriculaire thalamische kern. Tegelijkertijd werden de boogvormige nucleus (L) en de nucleus tractus solitarius (R) gedeactiveerd bij ratten die aardappelchips consumeerden in vergelijking met dieren die werden gevoerd met standaardvoer. Centrale mechanismen die de voedselinname en eetlust reguleren, werden onlangs samengevat door Harrold et al. en Kenny [4], [21]: homeostatische regulatie van voedselinname wordt voornamelijk veroorzaakt door signalen die een energietekort weerspiegelen [21]. Hedonische voedselinname lijkt daarentegen te worden aangedreven door de activering van beloningsmechanismen die de homeostatische downregulatie van voedselinname overcompenseren [21].

De nucleus tractus solitarius is verantwoordelijk voor het verwerken van perifere signalen die de doorgaande voedselinname weerspiegelen, zoals maaguitzetting of poortaderglucosewaarden resulterend in de deactivering van hersengebieden, zoals de nucleus accumbens, die uiteindelijk leidt tot een neerwaartse regulatie van de energie-inname [4], [22]. Inactivatie van de nucleus tractus solitarius door "smakelijke voeding" kan worden gemedieerd door een verminderde gevoeligheid van dit hersengebied voor verzadigingsgerelateerde darmhormonen [4]. Vergelijkbaar met de nucleus tractus solitarius, wordt de boogvormige hypothalamische kern geactiveerd door perifere signalen die de voedingsstatus weerspiegelen. Het is verbonden met andere hersengebieden, zoals de paraventrale kern en de dorsomediale hypothalamische kern, die beide de inname van voedsel regelen [21], [23], [24]. Er kan dus worden aangenomen dat de activiteitsveranderingen van de nucleus tractus solitarius, de boogvormige nucleus, de dorsomediale hypothalamus en de paraventrische thalamische nucleus anterior, die in deze studie werden waargenomen, een deactivering van centrale verzadigingscircuits weerspiegelen, wat uiteindelijk resulteert in een calorie-inname die de energiebehoefte overschrijdt.

Bovendien is een sterke activering van de nucleus accumbens gerelateerd aan de inname van aardappelchips waargenomen. De nucleus accumbens is een sleutelstructuur van het beloningssysteem, die bijvoorbeeld wordt geactiveerd door het belonen van medicijnen [9]. In de context van voedselinname resulteert activering van de nucleus accumbens in een lonend signaal dat hedonische voedselinname induceert. Bovendien werd een aanzienlijk verhoogde activering bij consumptie van chips geregistreerd in gebieden die eerder werden toegeschreven aan de algemene beloningssystemen of verslaving, namelijk de prelimbische cortex (R + L) [25], [26], het dorsale subiculum (R + L) [27], de bedkernen van stria terminalis (L) [28], mediodorsal thalamus (R + L) [26], [29], de cingulate cortex (R + L) [26], caudate / putamen (ventral striatum) (R + L) [26] en de insulaire cortex (R + L) [30]. Mediodorsale thalamus en insulaire cortex zijn ook in verband gebracht met olfactorie of de integratie van een geur met andere sensorische input [31]. Caudate en insula worden ook geassocieerd met drugs- en eetlust [32]. Verdere hersenstructuren, die geassocieerd zijn met beloning en verslaving, vertoonden een significant lagere activiteit na inname van snackvoedsel vergeleken met standaardvoer: de raphe [33], de interpedunculaire kern [34], het ventrale tegmentale gebied (R + L) [35], [36]en het ventrale subiculum (R + L) [37].

Deze resultaten geven aan dat het verbruik van chips is gerelateerd aan activering van hedonische beloningscircuits en, parallel daaraan, aan inactivatie van homeostatische verzadigingscircuits. Beide circuits zijn ook verbonden, voornamelijk door de paraventriculaire kern van de thalamus, die fungeert als een interface tussen energiebalans en beloning [38]. Aldus kan het waargenomen activeringspatroon resulteren in een hogere energie-inname wanneer snackvoedsel, zoals chips, beschikbaar is.

Verdere studies zijn nu nodig om de moleculaire componenten van chips, de rol van de energiedichtheid en perifere en centrale mechanismen die leiden tot een disregulatie van de homeostatische controle van energieopname te onthullen.

4. Invloed van Snack Food (aardappelchips) Inname op andere hersenstructuren gerelateerd aan voedselinname

Verder werd na consumptie van snackvoedsel (chips) een sterkere activering van die hersenstructuren waargenomen die eerder geassocieerd waren met voedselinname, eetlustgedrag en voedselcontrole, zoals de infralimbische cortex (R + L) [36], [39], de laterale hypothalamus (R) [36]en het septum (R + L) [40].

De hersenstructuren raphe nuclei en laterale parabrachiale kern (R), die ook zijn verbonden met voedselinname, vertoonden significant verminderde activiteit na het verbruik van chips in vergelijking met standaardvoer. [41]. De laterale parabrachiale kern is in verband gebracht met calorische regulatie, ingenomen beloning, cognitieve verwerking bij het voeden [42], maar ook met natrium- en waterinname [43]. Aldus kan de verminderde activiteit van deze structuur geassocieerd zijn met het hogere zoutgehalte van de chips in vergelijking met standaardvoer. De resultaten geven aan dat, vanwege de moleculaire samenstelling, die bijvoorbeeld resulteert in een hogere energiedichtheid, aardappelchips hersenstructuren die samenhangen met beloning en de controle van voedselopname anders kunnen activeren dan standaardvoer. Dit effect kan uiteindelijk de kwaliteit en kwantiteit van voedsel of liever energie-inname moduleren.

5. Invloed van Snack Food (aardappelchips) Inname op hersenstructuren met betrekking tot motorische activiteit en slaap

Bovendien vertoonden zes hersenstructuren verbonden met beweging en activiteit een significant hogere Mn2+ accumulatie wanneer ratten toegang hadden tot chips vergeleken met standaard voer: de primaire motorische cortex (R + L), de secundaire motorische cortex (R + L) en het caudate putamen (R + L) [44]. Significant verhoogde activiteit van motorgebieden bij dieren die worden gevoed met chips is in goede overeenstemming met de gedragsstudies, die een hogere locomotorische activiteit in deze groep laten zien. (Figuur 2A en B). Verhoging van locomotorische activiteit is eerder gekoppeld aan voedselinname. Zo werd bijvoorbeeld aangetoond dat ghreline de inname van lonend voedsel en de locomotorische activiteit bij knaagdieren induceerde, wat waarschijnlijk te maken heeft met het stimuleren van voedselzoekgedrag [45], [46].

Ten slotte was de inname van chips gerelateerd aan een significante deactivering van hersenstructuren gerelateerd aan slaap, namelijk de laterale reticulaire kern (R) [47], de parvicellulaire reticulaire kern (R + L) [47], de laterale paragigantocellulaire kern (R + L) [48], de gigantocellulaire kern (R + L) [49], [50], de pontine reticulaire nucleus oraal (R + L) [51] en de tegmentale kernen (R + L) [52]. De invloed van de samenstelling van het voedsel op het slaapgedrag wordt niet volledig begrepen. Het is aangetoond dat een langdurige (zes weken) inname van een vetrijk dieet leidde tot een toename van de frequentie en de duur van slaapperiodes. Dit effect was echter eerder gerelateerd aan de zich ontwikkelende zwaarlijvigheid dan aan de energie-inname zelf [53]. Aan de andere kant hebben verschillende onderzoeken aangetoond dat een langdurige toepassing van een vetrijk dieet leidt tot verhoogde voedselinname tijdens de dagelijkse rustperiode bij muizen [12], [54]. Verhoogde diurnale voedselinname heeft waarschijnlijk te maken met veranderingen in het slaapgedrag en bijgevolg met modulatie van hersenstructuuractiviteit gerelateerd aan slaap. Onder de kortstondige voedingsomstandigheden die hier worden toegepast, induceerde snackvoedsel echter geen significante toename van het lichaamsgewicht noch een verschuiving van het circadiane voedingspatroon. Daarom speculeren we dat de deactivering van slaapgerelateerde hersenstructuren verband houdt met de toename van locomotorische en voedselzoekende activiteit, die de slaap kan onderdrukken.

Conclusies

Samenvattend toonden MEMRI en de daaropvolgende analyse van geactiveerde hersenstructuren door zowel VBM als op basis van het gebied van rente gebaseerde vergelijkbare specifieke activering resp. deactivering van talrijke hersenstructuren afhankelijk van het ingenomen voedsel. Inname van snackvoedsel (chips) in vergelijking met standaardvoer door ad libitum gevoede ratten induceerde significante verschillen in de activeringspatronen in hersenstructuren die eerder waren geassocieerd met voedselinname, beloning / verslaving, evenals activiteit en beweging. Verhogingen van de structuren van de cerebrale locomotoractiviteit waren in overeenstemming met het gedrag van de dieren: uit activiteitsprofielen gedurende meerdere dagen bleek dat een hoger niveau van locomotorische activiteit van de dieren geassocieerd was met de inname van chips. Verminderde activiteit werd geregistreerd in hersenstructuren die belangrijk zijn voor de regulatie van het slaap-waakritme, in het bijzonder van REM-slaap.

De waargenomen veranderingen in hersenactiviteitpatronen gerelateerd aan voedselinname worden waarschijnlijk veroorzaakt door de moleculaire samenstelling van het snackvoedsel, wat bijvoorbeeld resulteert in een hogere energiedichtheid. Bovendien kan de calorietoevoer door het snackvoedsel modulatie van hersenactiviteitspatronen induceren. Verdere studies zijn nu nodig om de triggers van de waargenomen veranderingen te onthullen, hetzij door het introduceren van een snackvoedselgroep met controle-gematchte calorie-inname of door het testen van de effecten van gedefinieerde snackvoedingscomponenten op hersenactiviteitspatronen.

Bijdragen van auteurs

Bedacht en ontwierp de experimenten: TH MP AH. Voer de experimenten uit: TH AH. Analyse van de gegevens: TH SK SG AH. Bijgedragen reagentia / materialen / analyse-instrumenten: AH MP. Schreef het blad: TH SK SG MP AH.

Referenties

  1. Sharma AM, Padwal R (2010) Obesitas is een teken - overeten is een symptoom: een etiologisch kader voor de beoordeling en behandeling van obesitas. Obes Rev 11: 362-370. doi: 10.1111 / j.1467-789X.2009.00689.x. Vind dit artikel online
  2. Zheng H, Berthoud HR (2007) Eten voor plezier of calorieën. Curr Opin Pharmacol 7: 607-612. doi: 10.1016 / j.coph.2007.10.011. Vind dit artikel online
  3. McCrory MA, Fuss PJ, Saltzman E, Roberts SB (2000) Dieetdeterminanten van energie-inname en gewichtsregulatie bij gezonde volwassenen. J Nutr 130: 276S-279S. Vind dit artikel online
  4. Kenny PJ (2011) Algemene cellulaire en moleculaire mechanismen bij obesitas en drugsverslaving. Nat Rev Neurosci 12: 638-651. doi: 10.1038 / nrn3105. Vind dit artikel online
  5. Avena NM, Rada P, Hoebel BG (2009) Het eetbuien van suiker en vet hebben opmerkelijke verschillen in verslavend gedrag. J Nutr 139: 623-628. doi: 10.3945 / jn.108.097584. Vind dit artikel online
  6. Lenard NR, Berthoud HR (2008) Centrale en perifere regulatie van voedselinname en lichaamsbeweging: paden en genen. Obesitas (Silver Spring) 16 Suppl. 3: S11-22. doi: 10.1038 / oby.2008.511. Vind dit artikel online
  7. Wise RA (1996) Neurobiologie van verslaving. Curr Opin Neurobiol 6: 243-251. doi: 10.1016/S0959-4388(96)80079-1. Vind dit artikel online
  8. Kleine DM, Jones-Gotman M, Dagher A (2003) Voedingsgeïnduceerde dopamine-afgifte in dorsale striatum correleert met maaltijdgerustheidsclassificaties bij gezonde menselijke vrijwilligers. Neuroimage 19: 1709-1715. doi: 10.1016/S1053-8119(03)00253-2. Vind dit artikel online
  9. Hernandez L, Hoebel BG (1988) Voedselbeloning en cocaïne verhogen extracellulair dopamine in de nucleus accumbens zoals gemeten door microdialyse. Life Sci 42: 1705-1712. doi: 10.1016/0024-3205(88)90036-7. Vind dit artikel online
  10. Johnson PM, Kenny PJ (2010) Dopamine D2-receptoren in verslavingachtige beloningsdisfunctie en dwangmatig eten bij ratten met overgewicht. Nat Neurosci 13: 635-641. Vind dit artikel online
  11. Morton GJ, Cummings DE, Baskin DG, Barsh GS, Schwartz MW (2006) Controle van het centraal zenuwstelsel op voedselinname en lichaamsgewicht. Natuur 443: 289-295. doi: 10.1038 / nature05026. Vind dit artikel online
  12. Stucchi P, Gil-Ortega M, Merino B, Guzman-Ruiz R, Cano V, et al. (2012) Circadiane voedingsdrang van metabole activiteit in vetweefsel en niet hyperfagie veroorzaakt overgewicht bij muizen: speelt pentose-fosfaat een rol? Endocrinologie 153: 690-699. doi: 10.1210 / en.2011-1023. Vind dit artikel online
  13. Morales L, Del Olmo N, Valladolid-Acebes I, Fole A, Cano V, et al. (2012) Verschuiving van circadiaans voedingspatroon door vetrijke diëten valt samen met beloningsstoornissen bij obese muizen. PLoS One 7: e36139. doi: 10.1371 / journal.pone.0036139. Vind dit artikel online
  14. Koretsky AP, Silva AC (2004) Mangaan-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI). NMR Biomed 17: 527-531. doi: 10.1002 / nbm.940. Vind dit artikel online
  15. Silva AC (2012) Met behulp van mangaan-enhanced MRI om BOLD te begrijpen. Neuroimage 62: 1009-1013. doi: 10.1016 / j.neuroimage.2012.01.008. Vind dit artikel online
  16. Silva AC, Lee JH, Aoki I, Koretsky AP (2004) Mangaan-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI): methodologische en praktische overwegingen. NMR Biomed 17: 532-543. doi: 10.1002 / nbm.945. Vind dit artikel online
  17. Eschenko O, Canals S, Simanova I, Beyerlein M, Murayama Y, et al. (2010) In kaart brengen van functionele hersenactiviteit bij vrijlevende ratten tijdens vrijwillige uitvoering met behulp van met mangaan versterkte MRI: implicatie voor longitudinale studies. Neuroimage 49: 2544-2555. doi: 10.1016 / j.neuroimage.2009.10.079. Vind dit artikel online
  18. Fischer B, Modersitzki J (2003) Op kromming gebaseerde beeldregistratie. J Math Imaging Vis 18: 81-85. Vind dit artikel online
  19. Daum V (2012) Modelbeperkte niet-rigide registratie in de geneeskunde. Erlangen: Friedrich-Alexander-universiteit.
  20. Paxinos G, Watson C (2007) De hersenen van de rat in stereotaxische coördinaten. San Diego, CA: Academische pers.
  21. Harrold JA, Dovey TM, Blundell JE, Halford JC (2012) CNS-regulering van eetlust. Neurofarmacologie 63: 3-17. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2012.01.007. Vind dit artikel online
  22. Appleyard SM, Bailey TW, Doyle MW, Jin YH, Smart JL, et al. (2005) Proopiomelanocortine-neuronen in nucleus tractus solitarius worden geactiveerd door viscerale afferenten: regulatie door cholecystokinine en opioïden. J Neurosci 25: 3578-3585. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.4177-04.2005. Vind dit artikel online
  23. Bellinger LL, Bernardis LL (2002) De dorsomediale hypothalamische kern en de rol ervan bij inteeltgedrag en regulering van het lichaamsgewicht: lessen die zijn getrokken uit laesiestudies. Physiol Behav 76: 431-442. Vind dit artikel online
  24. Stratford TR, Wirtshafter D (2013) Injecties met muscimol in de paraventriculaire thalamische kern, maar niet met mediodorsale thalamische kernen, voeden ratten. Brain Res 1490: 128-133. doi: 10.1016 / j.brainres.2012.10.043. Vind dit artikel online
  25. Tzschentke TM, Schmidt WJ (1999) Functionele heterogeniteit van de med prefrontale cortex van de rat: effecten van afzonderlijke subarea-specifieke laesies op door geneesmiddelen veroorzaakte geconditioneerde plaatsvoorkeur en gedragssensibilisatie. Eur J Neurosci 11: 4099-4109. doi: 10.1046 / j.1460-9568.1999.00834.x. Vind dit artikel online
  26. Haber SN, Knutson B (2010) Het beloningscircuit: koppeling van anatomie van primaten en menselijke beeldvorming. Neuropsychopharmacology 35: 4-26. doi: 10.1038 / npp.2009.129. Vind dit artikel online
  27. Martin-Fardon R, Ciccocioppo R, Aujla H, Weiss F (2008) Het dorsale subiculum bemiddelt bij de verwerving van geconditioneerde herstel van cocaïne zoeken. Neuropsychopharmacology 33: 1827-1834. doi: 10.1038 / sj.npp.1301589. Vind dit artikel online
  28. Epping-Jordan MP, Markou A, Koob GF (1998) De dopamine D-1-receptorantagonist SCH 23390 geïnjecteerd in de dorsolaterale bedkern van de stria-terminus verminderde de cocaïnewapening bij de rat. Brain Res 784: 105-115. doi: 10.1016/S0006-8993(97)01190-6. Vind dit artikel online
  29. Kawagoe T, Tamura R, Uwano T, Asahi T, Nishijo H, et al. (2007) Neurale correlaten van stimulus-beloning associatie in de medadorsale thalamus van de rat. Neuroreport 18: 683-688. doi: 10.1097/WNR.0b013e3280bef9a6. Vind dit artikel online
  30. Naqvi NH, Bechara A (2009) Het verborgen eiland van verslaving: de insula. Trends Neurosci 32: 56-67. doi: 10.1016 / j.tins.2008.09.009. Vind dit artikel online
  31. Tham WW, Stevenson RJ, Miller LA (2009) De functionele rol van de medio dorsale thalamische kern in olfactie. Brain Res Rev 62: 109-126. doi: 10.1016 / j.brainresrev.2009.09.007. Vind dit artikel online
  32. Pelchat ML, Johnson A, Chan R, Valdez J, Ragland JD (2004) Afbeeldingen van verlangen: activering van het verlangen naar voedsel tijdens fMRI. Neuroimage 23: 1486-1493. doi: 10.1016 / j.neuroimage.2004.08.023. Vind dit artikel online
  33. Kranz GS, Kasper S, Lanzenberger R (2010) Beloning en het serotonergische systeem. Neuroscience 166: 1023-1035. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2010.01.036. Vind dit artikel online
  34. Glick SD, Ramirez RL, Livi JM, Maisonneuve IM (2006) 18-Methoxycoronaridine werkt in de mediale habenula en / of interpedunculaire nucleus om de zelftoediening door morfine bij ratten te verminderen. Eur J Pharmacol 537: 94-98. doi: 10.1016 / j.ejphar.2006.03.045. Vind dit artikel online
  35. Nestler EJ (2005) Bestaat er een gebruikelijke moleculaire route voor verslaving? Nat Neurosci 8: 1445-1449. doi: 10.1038 / nn1578. Vind dit artikel online
  36. Berthoud HR (2002) Meerdere neurale systemen die de voedselinname en het lichaamsgewicht regelen. Neurosci Biobehav Rev 26: 393-428. doi: 10.1016/S0149-7634(02)00014-3. Vind dit artikel online
  37. Sun W, Rebec GV (2003) Lidocaïne-inactivatie van ventrale subiculum verzwakt het cocaïne-zoekgedrag bij ratten. J Neurosci 23: 10258-10264. Vind dit artikel online
  38. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE (2005) Een voorgestelde hypothalamus-thalamic-striatale as voor de integratie van energiebalans, opwinding en voedselbeloning. J Comp Neurol 493: 72-85. doi: 10.1002 / cne.20769. Vind dit artikel online
  39. Valdes JL, Maldonado P, Recabarren M, Fuentes R, Torrealba F (2006) Het infralimbische corticale gebied gebiedt de gedrags- en vegetatieve opwinding tijdens het gedrag van de rat. Eur J Neurosci 23: 1352-1364. doi: 10.1111 / j.1460-9568.2006.04659.x. Vind dit artikel online
  40. Scopinho AA, Resstel LB, Correa FM (2008) alfa (1) -adrenoceptoren in het laterale septumgebied moduleren het voedselopnamegedrag bij ratten. Br J Pharmacol 155: 752-756. Vind dit artikel online
  41. Mansur SS, Terenzi MG, Marino Neto J, Faria MS, Paschoalini MA (2011) Alpha1-receptorantagonist in de mediaan raphe kern veroorzaakte hyperphagia bij ratten die vrij eten. Eetlust 57: 498-503. doi: 10.1016 / j.appet.2011.06.017. Vind dit artikel online
  42. Denbleyker M, Nicklous DM, Wagner PJ, Ward HG, Simansky KJ (2009) Activering van mu-opioïde-receptoren in de laterale parabrachiale kern verhoogt de expressie van c-Fos in gebieden van de voorhersenen die verband houden met calorische regulatie, beloning en cognitie. Neuroscience 162: 224-233. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2009.04.071. Vind dit artikel online
  43. Roncari CF, David RB, de Paula PM, Colombari DS, de Luca LA, et al. (2011) Belang van centrale AT-receptoren voor natriuminname veroorzaakt door GABAergische activering van de laterale parabrachiale kern. Neuroscience 196: 147-152. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2011.08.042. Vind dit artikel online
  44. Santis S, Kastellakis A, Kotzamani D, Pitarokoili K, Kokona D, et al. (2009) Somatostatine verhoogt de locomotorische activiteit van de rat door activering van sst (2) en sst (4) -receptoren in het striatum en via glutamaterge betrokkenheid. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 379: 181-189. Vind dit artikel online
  45. Jerlhag E (2008) Systemische toediening van ghrelin induceert geconditioneerde plaatsvoorkeur en stimuleert accumulatieve dopamine. Addict Biol 13: 358-363. doi: 10.1111 / j.1369-1600.2008.00125.x. Vind dit artikel online
  46. Egecioglu E, Jerlhag E, Salome N, Skibicka KP, Haage D, et al. (2010) Ghreline verhoogt de inname van belonend voedsel bij knaagdieren. Addict Biol 15: 304-311. doi: 10.1111 / j.1369-1600.2010.00216.x. Vind dit artikel online
  47. Trepel M (2003) Neuroanatomie. Struktur und Funktion München: Urban & Fischer Verlag.
  48. Sirieix C, Gervasoni D, Luppi PH, Leger L (2012) Rol van de laterale paragigantocellulaire kern in het netwerk van paradoxale (REM) slaap: een elektrofysiologisch en anatomisch onderzoek bij de rat. PLoS One 7: e28724. doi: 10.1371 / journal.pone.0028724. Vind dit artikel online
  49. Chase MH (2008) Bevestiging van de consensus dat glycinergische postsynaptische remming verantwoordelijk is voor de atonie van REM-slaap. Slaap 31: 1487-1491. Vind dit artikel online
  50. Verret L, Leger L, Fort P, Luppi PH (2005) Cholinergische en noncholinerge hersenstamneuronen die Fos tot expressie brengen na paradoxale (REM) slaapgebrek en herstel. Eur J Neurosci 21: 2488-2504. doi: 10.1111 / j.1460-9568.2005.04060.x. Vind dit artikel online
  51. Harris CD (2005) Neurofysiologie van slaap en waakzaamheid. Respir Care Clin N Am 11: 567-586. Vind dit artikel online
  52. Jones BE (1991) Paradoxale slaap en zijn chemische / structurele substraten in de hersenen. Neuroscience 40: 637-656. doi: 10.1016/0306-4522(91)90002-6. Vind dit artikel online
  53. Jenkins JB, Omori T, Guan Z, Vgontzas AN, Bixler EO, ​​et al. (2006) Slaap is verhoogd bij muizen met obesitas veroorzaakt door vetrijk voedsel. Physiol Behav 87: 255-262. doi: 10.1016 / j.physbeh.2005.10.010. Vind dit artikel online
  54. Kohsaka A, Laposky AD, Ramsey KM, Estrada C, Joshu C, et al. (2007) Vetarm dieet verstoort gedrags- en moleculair-circadiane ritmes bij muizen. Cell Metab 6: 414-421. doi: 10.1016 / j.cmet.2007.09.006. Vind dit artikel online