Biol Psychiatry. Auteur manuscript; beschikbaar in PMC 2014 Mei 1.
Gepubliceerd in definitief bewerkte vorm als:
Biol Psychiatry. 2013 mei 1; 73 (9): 877-886.
Online gepubliceerd 2013 Feb 23. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.014
PMCID: PMC3686098
NIHMSID: NIHMS466498
Abstract
Achtergrond
Een belangrijke stap in obesitasonderzoek is het identificeren van neurobiologische onderbouwing van niet-voedingsbeloningsverwerking die uniek is voor specifieke subgroepen van obese personen.
Methoden
Negentien zwaarlijvige personen die een behandeling voor een eetbuistoornis (BED) zochten, werden vergeleken met 19 niet-BED obese personen (OB) en 19 magere controlepersonen (LC) tijdens het uitvoeren van een monetaire beloning / verlies taak die anticiperende en uitkomst componenten analyseert tijdens functionele magnetische resonantie in beeld brengen. Verschillen in regionale activering werden onderzocht in BED-, OB- en LC-groepen tijdens belonings- / verliesvooruitzichten, anticipatie en kennisgeving.
Resultaten
Ten opzichte van de LC-groep toonde de OB-groep verhoogde ventrale striatale en ventromediale prefrontale cortex-activiteit tijdens anticipatiefase. Daarentegen toonde de BED-groep ten opzichte van de OB-groep een verminderde bilaterale ventraal-striatale activiteit gedurende anticiperende belonings- / verliesverwerking. Er werden geen verschillen waargenomen tussen de BED- en LC-groepen in het ventrale striatum.
Conclusies
Heterogeniteit bestaat bij obese personen met betrekking tot de neurale correlaten van beloning / verliesverwerking. Neurale verschillen in scheidbare groepen met obesitas suggereren dat meerdere, variërende interventies belangrijk kunnen zijn bij het optimaliseren van preventie- en behandelingsstrategieën voor obesitas.
Neurale beloningssystemen - door hun regulatie van eetlust, gewichtsregulatie en behandelingsreactie - zijn betrokken bij obesitas (1-3). Studies met obese populaties hebben echter zowel hyper- als hyporesponsiviteit beloningsneurocircuits aangetoond als reactie op voedselaanwijzingen (4-8). Deze ogenschijnlijk tegenstrijdige bevindingen kunnen betrekking hebben op heterogeniteiten bij obese personen (9). Obesitas wordt geassocieerd met verschillende vormen van ongeordend eetgedrag. Groepen met obesitas en eetbuistoornis (BED) verschillen bijvoorbeeld van degenen met niet-binge-gerelateerde obesitas op tal van gedrags- en psychologische dimensies (10). Er is een actueel debat gaande over de toepasbaarheid van "voedselverslaving" op eetgedrag; hoewel sommige onderzoekers beweren dat er geen bewijs is (11), anderen stellen voor dat het construct vooral relevant lijkt voor bepaalde obese subgroepen, zoals BED (12,13).
Ogenschijnlijk tegenstrijdige bevindingen kunnen ook wijzen op tekortkomingen om fasen met betrekking tot anticiperende en resultaatverwerking op adequate wijze te disambigueren (14). Beloningsanticipatie is gekoppeld aan ventrale striatale (VS) activiteit, terwijl grotere mediale prefrontale cortexactiviteit geassocieerd is met beloningskennisgeving of de uitkomstfase van beloningsverwerking (15-18). Food-cue-onderzoeken die anticiperend-consumerende onderscheidingen maken, rapporteren een grotere anticiperende responsiviteit in de VS, middenhersenen, amygdala en thalamus ten opzichte van consumptieve fasen van beloningsverwerking bij gezonde individuen (19,20). Een smakelijke voedselconsumptie wordt geassocieerd met grotere activiteit in de orbitofrontale cortex (OFC) en insula, met een verhoogde gevoeligheid waargenomen bij obese personen (19,21,22). Bij obesitas is het anticipatoir-consumerende onderscheid bijzonder belangrijk, omdat de energie-inname sterk lijkt te worden beïnvloed door anticiperende signalering in plaats van daadwerkelijke voedselconsumptie (23). Verhoogde verwachting van voedselbeloning wordt geponeerd als een trigger voor te veel eten bij obese personen (20,24).
Tot op heden leveren neuroimaging-onderzoeken die anticiperende / consumerende processen onderscheiden in populaties met ongeordend eten complexe bevindingen. Zwaarlijvig, ten opzichte van magere, vertonen individuen verhoogde activiteit in de insula en inferieure frontale gyrus (IFG) tijdens voedselverwachtingen (22). Bij boulimia nervosa, een aandoening die gekenmerkt wordt door eetbuien, is voedselverwachtingen echter geassocieerd met verminderde prefrontale en insula-activiteit, in vergelijking met niet-eetbuien (25). Striatale activiteit is geassocieerd met beloningstaken (15-18,26,27), en veranderde striatale responsen zijn geassocieerd met obesitas en gewichtstoename; hoewel sommige studies een verminderde activiteit aantonen na een smakelijke voedselinname bij obese personen, melden anderen een toegenomen striatale respons (6,22,28,29).
Evenzo omvat de verslavingsliteratuur schijnbaar dubbelzinnige bevindingen in beloningsverwerking, zelfs bij het onderscheiden van anticiperende / consumerende componenten. Er is bijvoorbeeld verhoogde striatale activiteit gerapporteerd in cocaïneverslaving tijdens anticiperende verwerking (30), terwijl de afnemende anticiperende VS-responsen zijn waargenomen bij alcoholafhankelijkheid (31) en pathologisch gokken (32). Deze verschillen kunnen betrekking hebben op specifieke stoornissen, methodologische / analytische overwegingen, status van behandeling zoeken of anatomische afbakeningen van de VS; extra verschillen kunnen betrekking hebben op soorten versterkers (bijvoorbeeld verslavingsgerelateerd / niet-gerelateerd).
Hoewel veel neuroimaging-onderzoeken beloningsprocessen onderzoeken die verband houden met voedselkeu-paradigma's bij obese populaties, is er een gebrek aan onderzoek naar niet-voedselbeloningsverwerking bij obesitas (33,34). Het begrijpen van gegeneraliseerde beloningsverwerking bij obesitas is belangrijk, omdat veranderingen in beloningscircuits kwetsbaarheden kunnen vertegenwoordigen voor ongeordend eten. De huidige studie gebruikte functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) om monetaire beloningsverwerking te onderzoeken tijdens het anticiperen op en ontvangen van winsten / verliezen bij obese personen met en zonder BED en een lean-vergelijkingsgroep (LC). Binge-eetstoornis verschilt aanzienlijk van andere vormen van obesitas en eetstoornissen in tal van gedrags-, lichaamsbeeld-, psychologische en psychiatrische markers (10,35,36). Tot op heden hebben echter slechts twee neuroimaging-onderzoeken de bio-gedragsgerelateerde correlaten van deze aandoening vergeleken met andere zwaarlijvige aandoeningen. De eerste waargenomen verschillen in BED-deelnemers met overgewicht in vergelijking met overgewicht en magere groepen zonder BED in respons van de ventromediale prefrontale cortex (vmPFC) op voedselaanwijzingen (37). Onlangs hebben we hersenactivatie verschillen waargenomen tussen zwaarlijvige personen met en zonder BED gedurende een cognitieve controletaak, waarbij de BED-groep relatief verminderde activering aantoonde in de IFG, vmPFC en insula (38).
Om verdere verschillen in obese personen met en zonder BED te onderzoeken, gebruikten we een veelgebruikte monetaire stimuleringsvertragingstaak (MIDT) om beloning / verliesverwerking te onderzoeken (16,17,32,39,40). We veronderstelden dat de BED-groep een afnemende respons zou vertonen in de VS tijdens anticiperende fasen, terwijl de OB-groep verhoogde VS-activiteit zou vertonen in vergelijking met de LC-groep. We veronderstelden dat, in overeenstemming met fMRI-onderzoeken bij boulimia (25), tijdens de uitkomstfase zou de BED-groep verminderde vmPFC-, insula-, thalamus- en IFG-activiteit ten opzichte van de niet-BED-groepen vertonen. Overeenkomsten in BED- en OB-groepen werden onderzocht, gezien mogelijke overeenkomsten tussen obese personen in de neurale correlaten van beloningsverwerking.
Methods and Materials
Deelnemers
Deelnemers waren 57-volwassenen 19-64 van een jaar (gemiddelde leeftijd: 38.9, 34 vrouwelijk), waarbij 64.9% (n = 37) geïdentificeerd als Kaukasisch, 29.0% (n = 17) geïdentificeerd als Afro-Amerikaans, 5.3% (n = 3) geïdentificeerd als Native American en 1.8% (n = 1) geïdentificeerd als Aziatisch-Amerikaans; 5.3% (n = 3) identificeerden zichzelf als Spaans en 94.7% (n = 54) geïdentificeerd als niet-Spaans. Demografische informatie is binnen Tabel 1 en Supplement 1. Leeftijd werd opgenomen als covariaten in alle groepscontrastanalyses, gegeven groepseverschillen in leeftijd en om te controleren op mogelijke leeftijd-gerelateerde effecten. Body mass index (BMI) in de BED-groep varieerde van 30.1 tot 44.1. De OB-groep omvatte 19-individuen met een BMI variërend van 30.4 tot 41.6 en de LC-groep bestond uit 19-individuen met BMI's variërend van 20.4 tot 24.6. De BED- en OB-groepen verschilden niet op gemiddelde BMI, en zoals verwacht hadden deze groepen hogere BMI's dan de LC-groep.
De obese BED-groep bestond uit 19-behandelingszoekende deelnemers die deelnamen aan een gerandomiseerde, placebogecontroleerde proef met 4-maandbehandelingen van sibutramine en cognitieve gedrags- zelfhulpinterventies, alleen of in combinatie. Na de hier beschreven baselinemaatregelen ondergingen de deelnemers het fMRI-protocol voordat ze met de behandelingen begonnen, die werden afgeleverd gedurende 4 maanden. De voorgestelde DSM-5-criteria voor BED (www.dsm5.org) werd gebruikt om te verifiëren dat alle individuen in de BED-groep aan criteria voldeden, maar geen individuen in de OB- of LC-groepen hadden een geschiedenis of huidige uitdrukking van eetaanvallen of ander ongeordend eetgedrag.
Maatregelen
MIDT
Alle deelnemers hebben de MIDT voltooid; de taak en experimentele methoden worden elders beschreven (32,39) en in de sectie Methoden van Supplement 1.
fMRI Acquisitie en analyse
Beelden werden verkregen met Siemens TIM Trio 3T MRI-systemen (Siemens, Malvern, Pennsylvania). Beeldverwervings- en analysemethoden zijn gedetailleerd in supplement 1. Functionele beelden werden voorbewerkt met SPM5 (Welcome Functional Imaging Laboratory, Londen, Verenigd Koninkrijk), genormaliseerd naar de sjabloon van het Montreal-Neurologisch Instituut en afgevlakt met een 6-mm-kernel met de volledige breedte op de helft van het maximum. Eerstelijnsmodellering werd uitgevoerd met robuuste regressie (41) om de invloed van uitbijters te verminderen (42). Motie- en hoogdoorlaatfilterparameters werden opgenomen als aanvullende regressoren zonder interesse. Het Neuroelf-analysepakket (www.neuroelf.net) werd gebruikt voor analyse op het tweede niveau van willekeurige effecten. Correctie voor meervoudige vergelijkingen werd uitgevoerd met Monte-Carlo-simulatie (bijv. AlphaSim), met gecombineerde voxel-wise en clusterdrempels om te resulteren in een foutfrequentie voor families van 5%. Om taakgerelateerde hersenactiveringen te onderzoeken, hebben we het volgende gecontrasteerd: 1) anticiperen op monetaire winst versus anticiperen op geen monetaire uitkomst voor de prospect (A1) en anticipatie op notificatie (A2) fasen (respectievelijk A1Win en A2Win); 2) anticiperen op monetair verlies versus anticiperen op geen monetaire uitkomst voor de A1- en A2-fasen (A1Loss en A2Loss, respectievelijk); 3) "Win" versus "Neutrale" uitkomstonderzoeken (OCWin); en 4) "Verlies" versus "Neutrale" uitkomstmeldingen (OCLoss). Zie Supplement 1 voor meer informatie en Balodis c.s.. (32) met een proefstructuur. Om de verschillen tussen groepen te onderzoeken, vergeleken we de activiteit in BED-, OB- en LC-groepen tijdens A1Win, A2Win, OCWin, A1Loss, A2Loss en OCLoss in pair-wise t testen. Naast whole-brain-contrasten werden 2-regio-van-belanganalyses uitgevoerd. Deze analyses concentreerden zich op de VS, met coördinaten uit een meta-analyse van hersencircuits gerekruteerd tijdens het anticiperen op monetaire prikkels (Figuur 2) (43) en coördinaten die de nucleus accumbens omvatten (Figuur 3) (26).
Resultaten
De A1 contrast- en gedrags- en affectieve responsresultaten bevinden zich in supplement 1, gegeven ruimtebeperkingen en de relevantie van de A2- en OC-fasen voor verslavende processen. Daarnaast wordt een conjunctuuranalyse weergegeven met overlappende activeringen voor obese groepen (gecombineerd met BED + OB-groepen) Tabel S2 in supplement 1. Alle groepsverschillen worden vermeld in Tabel 1. In het volgende benadrukken en beschrijven de resultaten de groepsverschillen die verband houden met onze hypotheses (dwz, fronto-striatale gebieden). De resultaten van analyses van regio-van-belang zijn weergegeven in Cijfers 2 en and33.
OB versus LC
A2Win
Tijdens A2Win vertoonden OB-LC-contrasten verhoogde activiteit in de rechter IFG die zich mediaal uitstrekte tot de OFC en in de bilaterale thalamus die zich uitstrekte tot de rechter caudate, VS (Figuur 2C, Figuur 3C) en hypothalamus.
A2Loss
Tijdens A2Loss toonden OB-LC-contrasten toegenomen activiteit in linker IFG die zich bilateraal uitstrekt naar de rechter IFG, OFC en vmPFC; juiste mediale frontale gyrus die zich zijdelings uitstrekt naar middelste frontale gyrus en IFG; en linker middenhersenen substantia nigra die zich mediaal uitstrekt tot rode kern en lentiforme kern.
OCWin
Tijdens OCWin vertoonden OB-LC-contrasten relatief verminderde activiteit in de linker precentrale gyrus die zich dorsaal uitstrekte tot de middelste frontale en postcentrale gyrus.
OCLoss
Tijdens OCLoss toonden OB-LC-contrasten verminderde activiteit aan in de linker precentrale gyrus die zich uitstrekte tot de mediale frontale en postcentrale gyrus.
BED versus LC
A2Win
Tijdens A2Win vertoonden BED-LC-contrasten een relatief verhoogde activiteit in dorsale caudate die zich uitstrekte tot middelste frontale gyrus, insula en claustrum en in linker cingulate gyrus die zich uitstrekte tot caudate (Figuur 2D). Verminderde activiteit werd waargenomen in de dorsale mediale frontale gyrus.
A2Loss
Tijdens A2Loss vertoonden BED-LC-contrasten een relatief verhoogde activiteit in de rechter caudate tot IFG. Relatief verminderde activiteit werd waargenomen in de rechter middenfrontgyrus die zich dorsaal uitstrekte tot de mediale frontale gyrus.
OCWin
Tijdens OCWin vertoonden BED-LC-contrasten relatief verminderde activiteit in rechter superieure temporale gyrus, die zich uitstrekte tot insula, cingulate gyrus en posterior cingulate; linker inferieure wandlobulus uitgebreid tot insula, achterste cingulaat, superieur / midden temporale gyrus, VS, caudate, postcentrale gyrus, precuneus, cuneus, superieure / middelste occipitale gyrus en culmen; bilateraal anterieure cingulaat dat zich zijdelings uitstrekt naar rechter IFG, caudaat en claustrum; bilaterale mediale frontale gyrus; en rechts VS.
OCLoss
Tijdens OCLoss toonden BED-LC-contrasten relatief verminderde activiteit in de linker precentrale gyrus, die zich uitstrekte tot rechts cingulate gyrus, bilateraal anterieure cingulaat, linker paracentrale lobulus, rechter postcentrale gyrus en rechter paracentrale lobulus; rechter superieur gyrus die zich uitstrekt naar transversale temporale gyrus, postcentrale gyrus en insula; linker insula die zich uitstrekt tot de precentrale gyrus en de postcentrale gyrus; linker achterste cingulaat dat zich uitstrekt tot linguale gyrus, bilaterale precuneus en cuneus; en juiste middenhersenen die zich uitstrekken tot thalamus en culmen.
BED Versus OB
A2Win
Tijdens A2Win vertoonden BED-OB-contrasten een relatief verminderde activiteit in de lentiforme kern die zich bilateraal uitstrekte tot de VS (Figuur 2B, Figuur 3B), hypothalamus, thalamus, caudaat, putamen en rode kern van de middenhersenen; in de rechter cingulate gyrus die zich bilateraal uitstrekt naar de mediale / superieure frontale gyrus; juiste insula die zich uitstrekt tot de superieure temporale gyrus; en in de linker precentrale gyrus die zich uitstrekt tot de IFG.
A2Loss
Tijdens A2Loss vertoonden BED-OB-contrasten een relatief verminderde activiteit in de rode kern van de middenhersenen, die zich uitstrekte tot thalamus, bilaterale VS en substantia nigra; mediale frontale gyrus die zich uitstrekt tot de postcentrale gyrus, cingulate gyrus, inferior parietal lobulus, postcentrale gyrus en superieure frontale gyrus; linker insula strekt zich uit tot superieure temporale gyrus; middelste frontale gyrus die zich uitstrekt tot anterior cingulate en mediale frontale gyrus; en verliet precentrale gyrus die zich uitstrekte tot de postcentrale gyrus.
OCWin
Tijdens OCWin vertoonden BED-OB-contrasten relatief verminderde activiteit in insula, lentiforme kern, para-hippocampale gyrus, cuneus, thalamus en superieure temporale gyrus; rechter superieur gyrus uitgebreid tot insula, precentral gyrus en IFG; juiste mediale frontale gyrus die zich uitstrekt tot anterieure cingulate, bilaterale VS en caudate; en caudaat achtergelaten.
OCLoss
Tijdens OCLoss toonden BED-OB-contrasten geen groepsverschillen in fronto-striatale regio's (Tabel 1 somt alle groepsverschillen op).
Discussie
Er werden significante verschillen waargenomen tussen BED-, OB- en LC-groepen op manieren die onze hypothesen gedeeltelijk bevestigden: significante anticiperende verschillen in de VS werden waargenomen tijdens de A2 win / verliesfasen in BED-OB (maar niet BED-LC) -contrasten; BED-OB-vergelijkingen tijdens deze fasen onthulden minder anticiperende VS-responsen in BED, terwijl OB-LC-contrasten hogere VS-responsen vertoonden in OB. Deze patronen werden ook gebruikt voor groepsverschillen in de middenhersenen, thalamus en amygdala, wat wijst op een verschillende rekrutering van affectieve en / of motiverende circuits (44,45). Uitkomstverwerking bij BED-deelnemers ging gepaard met verminderde prefrontale en insula-activiteit ten opzichte van beide niet-BED-groepen. De biologische en klinische implicaties worden hier besproken met betrekking tot verschillen tussen groepscontrasten tijdens anticipatie- en uitkomstbeloningsfasen.
Anticipation Processing
In overeenstemming met onze hypothesen, was anticiperende verwerking geassocieerd met verminderde bilaterale VS-activiteit in BED ten opzichte van OB-deelnemers. Omgekeerd toonden OB-LC-contrasten toegenomen bilaterale VS-rekrutering tijdens deze fase in OB-deelnemers. Bovendien werd in de middenhersenen, amygdala en thalamusgebieden die eerder werden geïdentificeerd in food cue-paradigma's, de divergerende BED-OB-signalering bewezen als responsiever tijdens het anticiperen in vergelijking met consumerende beloningsprocessen (19,20). Deze resultaten bieden daarom enige opheldering van ogenschijnlijk ambigue hypo- versus hyperactiviteit beloningsverwerkingsresultaten bij obesitas en onderstrepen het belang van het onderscheid maken tussen obesitas-subtypes en anticiperende uitkomst-beloningsfasen. De VS, met name de nucleus accumbens, is sterk betrokken bij de verwerking van beloningen, vooral omdat het verband houdt met veranderingen in affectieve toestand en doelgericht gedrag (46-48). Onze bevindingen van verminderde striatale respons in de BED-groep, ten opzichte van de OB-groep, in de A2 win / verlies-fasen komen overeen met MIDT-bevindingen in andere populaties die worden gekenmerkt door problemen met impulscontrole, inclusief die met pathologisch gokken, aandachtstekort / hyperactiviteitsstoornis , alcoholafhankelijkheid en positieve familiegeschiedenissen voor alcoholisme (31,32,39,49,50). Vergelijkbaar met pathologische gokgerelateerde bevindingen (37), relatieve frontostriatale hypoactiviteit in BED-deelnemers was minder fasespecifiek dan werd verondersteld. De relatief verminderde fronto-striatale activiteit vond plaats in anticipatie- en uitkomstfasen en win- en verliescondities (Figuur 1), wat in BED een algemeen patroon van verminderde frontale striatale verwerking van beloningen en verliezen aangeeft. Bovendien produceerden BED-LC- en BED-OB-contrasten een vergelijkbaar patroon van verschillen tussen de uitkomstfasen op de MIDT, met name in de gebieden van de insulaire en striatale gebieden. Weinig verschillen in fronto-striatale gebieden tijdens de anticipatiefase in BED-LC-contrasten suggereren echter dat de BED-groep het best kan worden gekenmerkt door veranderingen tijdens uitkomstfasen, terwijl de OB-groep zich onderscheidt door hyperactiviteit tijdens anticipatiefase.
Relevantie voor verslavende theorieën
Verminderde anticiperende verwerking zou een belangrijke voorloper kunnen zijn in de ontwikkeling van BED. "Beloningsdeficiëntiesyndroom" stelt dat personen met een lage niveaubeloningsactiviteit op het gebied van neurocircuits voedsel kunnen consumeren of verslavend gedrag vertonen bij compenserende inspanningen om de activiteit in deze gebieden te stimuleren (51). Veranderde reacties van de middenhersenen die de substantia nigra omvatten in zowel de A2W- als de A2L-fasen in de BED-OB en de OB-LC-contrasten suggereren veranderingen in dopaminerge neurale paden. Inderdaad, de VS, hypothalamus, thalamus en prefrontale cortex vertegenwoordigen overheersende projectiegebieden van het mesocorticolimbische dopaminesysteem, consistent met de rol van deze neurotransmitter in beloningsverwerking (52,53). Hoewel fMRI de activiteitsveranderingen van dopamine niet absoluut kan relateren, tonen gecombineerde fMRI- en positronemissietomografiestudies verhoogde dopaminerge activiteit aan in prefrontale corticale gebieden terwijl individuen anticiperen op en monetaire beloningen ontvangen (54). Dopaminerge veranderingen worden genoteerd in BED (55-57), en striatale dopamine-afgifte tijdens voedselstimulering is positief geassocieerd met voedingsbeperking (58). Niettemin kan een BED-hypo-actief / OB-hyperactief dopaminerge model onderliggende processen te simplificeren; veranderingen kunnen verband houden met specifieke stoornissen in de stoornis, zodat de initiële overgevoeligheid van dit systeem kan worden verlaagd door periodiek overmatig eten van vetrijk of suikerachtig voedsel (59-61). In overeenstemming met de theorie van incentive-salience kan de hedonische impact (dwz "liking") van consumptieve verwerking afnemen na overconsumptie, terwijl de component incentive-salience (dwz "wanting") verhoogd is. In de huidige studie toonden BED-deelnemers een afnemende anticiperende verwerking ten opzichte van de OB-groep aan monetaire signalen; het is mogelijk dat blootstelling aan voedselcues (dwz stoornissen specifieke stimuli) de activiteit in fronto-striatale netwerken zou kunnen verhogen (37).
In tegenstelling tot de BED-groep waren OB-LC-groepsverschillen meestal vervat in de anticiperende fasen. Bevindingen in de OB (relatief ten opzichte van LC) groep van toegenomen mediale / laterale OFC, striatum, amygdala en hippocampale activering tijdens anticiperende verwerking komen overeen met soortgelijke responspatronen opgemerkt tijdens de presentatie van voedselaanwijzingen (7) en ondersteunen het idee van een grotere anticipatie van de beloning in deze groep.
Uitkomstverwerking
In overeenstemming met onze hypotheses vertoonden de BED-deelnemers een relatief verminderde activiteit in prefrontale en insulaire regio's tijdens uitkomstfasen, in verhouding tot zowel OB- als LC-groepen. Deze bevindingen komen overeen met rapporten in volledige en subdrempelige boulimia, waarbij individuen verminderde activiteit vertonen in linker middenfrontgyrus, insula en rechter precentrale gyrus tijdens smakelijke voedselconsumptie (25). Bovendien zijn vmPFC en de juiste insula-atrofie gekoppeld aan dwangmatig eetaanvallen etiologie (62). Zowel in BED-OB- als in BED-LC-contrasten is de verminderde bilaterale insula-activiteit die zich uitstrekt tot de IFG duidelijk zichtbaar in BED-deelnemers. De insula vormt de primaire smaakcortex maar is ook betrokken bij homeostatische signalering (63-65). Daarom ondersteunen de resultaten het idee van gewijzigde gegeneraliseerde beloningsverwerking in BED. Veranderd interoceptief bewustzijn via afgestompte insula-activiteit, vooral tijdens de uitkomstverwerking, suggereert een verminderd vermogen om beloningsinformatie te integreren met betrekking tot de huidige staat van het individu. Bovendien is de IFG betrokken bij de interactie tussen cognitieve en motivationele verwerking tijdens remmende controle (66-68); daarom kunnen collectieve verminderde IFG- en insula-signalering implicaties hebben voor het meten van honger / verzadigingssignalen.
Sterke punten, Beperkingen en Toekomstige Richtingen
Voorzover ons bekend is het huidige onderzoek het eerste fMRI-onderzoek naar algemene beloningsverwerking over verschillende beloningsfasen en tussen subgroepen van zwaarlijvigheid, inclusief die met BED. De toepassing van een beloningsverwerkingsparadigma in obese groepen die verschillende eetgedragingen vertonen, biedt meer inzicht in potentiële biomarkers van elk fenotype. Op deze manier analyseert de huidige studie specifieke neurale correlaten gerelateerd aan eetpatroonpatronen van die geassocieerd met obesitas. Bovendien biedt de fMRI-taak de mogelijkheid om neurofunctionele patronen te onderzoeken die verband houden met belonings- / verliesprocessen die specifieke eetpatronen kunnen bevorderen.
Het huidige onderzoek is beperkt door verschillende factoren. Het lage aantal mannelijke deelnemers in de BED-groep verhinderde een onderzoek naar genderverschillen; toediening van eetvragenlijsten in alle groepen had mogelijk ook andere belangrijke eetkenmerken kunnen identificeren. Eerdere studies hebben verschillen gerapporteerd die verband houden met BED-ernst in klinische versus gemeenschapsmonsters (69); daarom is het mogelijk dat de behandelingsgerichte aard het BED onderscheidt van de OB- en LC-groepen. Sommige van de bevindingen in de gehele hersenen overleven een conservatieve Bonferroni-correctie niet voor meerdere vergelijkingen met betrekking tot de zes fasen van de MIDT en de drie onderzochte diagnostische groepen.
Toekomstig onderzoek zou de overeenkomsten tussen BED- en OB-groepen verder kunnen onderzoeken; in het huidige onderzoek hebben conjuncturele analyses een overlapping in meer dorsale en posterieure gebieden aangetoond (Tabel S2 in supplement 1). Bovendien werd weinig overlap waargenomen tussen obese groepen in de BED-LC- en OB-LC-contrasten. Concordante gebieden verschenen meestal tijdens uitkomstfasen en in meer dorsale achterste regio's, inclusief verminderde posterior cingulate, precuneus en precentrale gyrusactiviteit tijdens beide uitkomstfasen. Deze gebieden zijn betrokken bij de beloningsverwachting en de controle van de aandacht; het achterste cingulaat krijgt bijvoorbeeld een rol in het signaleren van veranderingen in de omgeving, inclusief beloningsuitkomst, met een verhoogde activiteit die overeenkomt met veranderingen in de interne toestand of omgevingsvariabelen (70). Verminderde activiteit op deze gebieden in de obese groepen suggereert veranderingen in aandacht en motivatie tijdens feedback in de uitkomstfasen.
Toekomstige studies moeten ook mogelijke verschillen in verband met geslacht, rookstatus en behandelingszoekgedrag bij obese personen onderzoeken. Een andere belangrijke stap zal zijn om te begrijpen hoe deze neurale systemen interageren met homeostatische mechanismen (71,72) en breng deze bovendien in verband met de chroniciteit / duur van obesitas en / of BED. Longitudinaal onderzoek zou verder kunnen voorzien in temporele verbanden tussen gewichtsveranderingen en de verwerking van het beloningssysteem en biologische markers identificeren die gerelateerd zijn aan voedselinname voorafgaand aan de ontwikkeling van obesitas. Hoewel het huidige experimentele ontwerp niet kan discrimineren of deze verschillen een oorzaak of gevolg zijn van obesitas of eetbuien, hebben ze toch belangrijke implicaties voor de behandeling van obesitas. Therapieën gericht op het stimuleren van corticostriatale limbische activiteit kunnen belangrijke behandelingsstrategieën voor BED vertegenwoordigen. Meer in het algemeen suggereren deze bevindingen de potentiële relevantie van het gezondheidsbeleid bij het reguleren van voedingsmiddelen met veel vet en veel suiker die de responsiviteit van de beloning zou kunnen veranderen bij diegenen die risico lopen op eetaanvallen en obesitas (73).
Conclusies
Het huidige onderzoek vertegenwoordigt een belangrijke stap in het onderzoeken van groepen mensen met obesitas en hersencorrelaties van niet-voedselbeloningsverwerking. Bevindingen van verminderde cortico-striatale verwerking bij BED-deelnemers in anticipatie- en uitkomstbeloningsfasen ten opzichte van OB- en LC-groepen wijzen op verminderde rekrutering van netwerken die betrokken zijn bij beloningsverwerking en zelfregulering. Deze gegevens leveren ook bewijs van vergelijkbare veranderingen in het nierscheid tussen de beloning bij andere stoornissen van impulsbeheersing, zoals pathologisch gokken en alcoholverslaving. De opname van zowel BED- als OB-groepen vormt een belangrijke stap in de overweging hoe complex gedrag bijdraagt aan obesitas. Al met al suggereren de huidige bevindingen uiteenlopende neurale substraten in abstracte beloningsverwerking die onderscheid maken tussen specifieke subgroepen van obese personen. Deze gegevens kunnen inzicht verschaffen in ogenschijnlijk ambigue bevindingen van de VS-activiteit in obesitasonderzoek.
Dankwoord
Ondersteuning werd verleend door de volgende subsidies: National Institutes of Health (NIH) verleent R01-DA019039, P20-DA027844, P50-AA012870, R01-DA020908, R01-AA016599, RL1-AA017539, K12-DA00167, R01 DK073542, PL1-DA024859 en 2K24 DK070052. We erkennen dankbaar Scott Bullock, Jessica Montoya, Naaila Panjwani, Monica Solorzano, Jocelyn Topf, Katie VanBuskirk, Rachel Barnes en Robin Masheb voor hun hulp bij het project. De inhoud van het manuscript is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van een van de financieringsinstanties.
Dr. Potenza heeft Boehringer Ingelheim geraadpleegd en geadviseerd; geraadpleegd voor en heeft financiële belangen in Somaxon; ontving onderzoeksondersteuning van de NIH, Veterans Administration, Mohegan Sun Casino, het National Center for Responsible Gaming en het daaraan gelieerde Instituut voor Onderzoek naar kansspelstoornissen, Forest Laboratories, Psyadon, Ortho-McNeil, Oy-Control / Biotie en GlaxoSmithKline pharmaceuticals; deelgenomen aan enquêtes, mailings of telefonische consulten met betrekking tot drugsverslaving, stoornissen in de impulsbeheersing of andere gezondheidsonderwerpen; geraadpleegd voor advocatenkantoren en het bureau van de federale openbare verdediger in kwesties die verband houden met stoornissen in de impulsbeheersing; verleent klinische zorg in het Connecticut Department of Mental Health and Addiction Services Problem Gambling Services Program; heeft subsidiebeoordelingen uitgevoerd voor de NIH en andere agentschappen; gegeven academische lezingen in grote rondes, evenementen voor voortgezet medisch onderwijs en andere klinische of wetenschappelijke locaties; en gegenereerde boeken of hoofdstukken uit boeken voor uitgevers van teksten over geestelijke gezondheid.
voetnoten
Alle andere auteurs rapporteren geen biomedische financiële belangen of potentiële belangenconflicten.
Aanvullend materiaal dat in dit artikel wordt geciteerd, is online beschikbaar op http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.01.014.
Referenties
;