Strukturalna integralność pomiędzy kontrolą wykonawczą i regionami nagród w mózgu przewiduje procent tkanki tłuszczowej u osób z przewlekłymi dietami (2016)

Neurobiologia poznawcza
 

Pin-Hao Andy Chen, Roberta S. Chaveza & Todd F. Heatherton

Strony 1-5 | Otrzymano 19 kwietnia 2016 r., zaakceptowano 05 września 2016 r., zaakceptowano wersję autora opublikowano online: 23 września 2016 r., opublikowano online: 11 października 2016 r.

Abstrakcyjny

Brak utrzymania prawidłowej masy ciała może odzwierciedlać długotrwałą nierównowagę między kontrolą wykonawczą a systemami nagrody w mózgu. W bieżącym badaniu sprawdzono, czy anatomiczna łączność między tymi dwoma systemami przewidywała indywidualną zmienność w osiąganiu zdrowej masy ciała, szczególnie u osób przewlekle odchudzających się. Trzydzieści sześć kobiet stosujących chroniczną dietę wykonało zadanie dotyczące reaktywności pokarmowej w skanerze. Na podstawie zadania reaktywności zdefiniowano dwa obszary zainteresowania (ROI): dolny zakręt czołowy (IFG), który angażuje kontrolę poznawczą oraz korę oczodołowo-czołową (OFC), która reprezentuje wartość nagrody. Droga istoty białej łącząca te dwa ROI została zidentyfikowana wśród uczestników za pomocą obrazowania tensora dyfuzji (DTI) i traktografii probabilistycznej. Wyniki wykazały ujemną zależność między procentową zawartością tkanki tłuszczowej a integralnością istoty białej w zidentyfikowanym przewodzie. Sugeruje to, że zmniejszona integralność strukturalna między OFC a IFG może być związana z problemami samoregulacji u osób, które przewlekle stosują dietę w celu kontrolowania masy ciała.

SŁOWA KLUCZOWE: Samokontrolaobrazowanie tensora dyfuzjiŁącznośćfunkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznegoróżnice indywidualneotyłość

Wprowadzenie

Otyłość i stosowanie diet znacznie wzrosły w ostatnich dziesięcioleciach, a wielu dietetykom nie udaje się schudnąć przez długi czas i stają się chronicznymi dietetykami (Andreyeva, Long, Henderson i Grode, 2010 Andreyeva, T., Long, MW, Henderson, KE i Grode, GM (2010). Próba utraty wagi: strategie dietetyczne wśród Amerykanów z nadwagą lub otyłością w 1996 i 2003 roku. Journal of American Dietetic Association, 110 (4), 535–542. doi:10.1016/j.jada.2009.12.029[CrossRef], [PubMed]). Wśród tych osób niektóre przybierają na wadze jeszcze więcej po latach diety (van Strien, Herman i Verheijden, 2014 van Strien, T., Herman, CP i Verheijden, MW (2014). Ograniczenie diety i zmiana masy ciała. 3-letnie badanie uzupełniające na reprezentatywnej holenderskiej próbie. Apetyt, 76, 44 – 49. doi: 10.1016 / j.appet.2014.01.015[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), angażując się w ten sposób w zachowania podważające ich cele. Kompleksowy przegląd otyłości sugeruje, że nie tylko zwiększona wrażliwość nagrody na sygnały pokarmowe, ale także niepowodzenia w samoregulacji również odgrywają rolę w otyłości (Volkow, Wang, Tomasi i Baler, 2013 Volkow, ND, Wang, G.-J., Tomasi, D. i Baler, RD (2013). Otyłość i uzależnienie: nakładanie się neurobiologii. Recenzje otyłości, 14(1), 2–18. doi:10.1111/j.1467-789X.2012.01031.x[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Podobnie, indywidualne różnice w osiąganiu lub utrzymywaniu długoterminowego sukcesu dietetycznego mogą odzwierciedlać różnice w zdolności samoregulacji (Heatherton, 2011 Heatherton, TF (2011). Neuronauka o samoregulacji i samoregulacji. Roczny przegląd psychologii, 62(1), 363-390. doi:10.1146/annurev.psych.121208.131616[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Zgodnie z modelem równowagi, takie wyniki samoregulacji odzwierciedlają indywidualne różnice w równowadze między regionami mózgu zaangażowanymi w kontrolę wykonawczą, np. zakrętem czołowym dolnym (IFG) i regionami reprezentującymi wartość nagrody, np. & Wagnera, 2011 Heatherton, TF i Wagner, DD (2011). Poznawcza neuronauka niepowodzenia samoregulacji. Trendy w naukach kognitywnych, 15(3), 132-139. doi:10.1016/j.tics.2010.12.005[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Równowaga między nagrodą a kontrolą zależy od komunikacji między IFG a OFC (Wagner, Altman, Boswell, Kelley i Heatherton, 2013 Wagner, DD, Altman, M., Boswell, RG, Kelley, WM i Heatherton, TF (2013). Wyczerpanie samoregulacji wzmacnia reakcje neuronalne na nagrody i osłabia kontrolę odgórną. Psychological Science, 24 (11), 2262 – 2271. doi: 10.1177 / 0956797613492985[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), co znajduje odzwierciedlenie w łączności między nimi. Indywidualne różnice w integralności strukturalnej tych ścieżek anatomicznych mogą przewidywać długoterminowe wyniki przewlekłej diety, takie jak procent tkanki tłuszczowej.

Aby wyizolować regiony mózgu, o których wiadomo, że są zaangażowane w przetwarzanie apetycznej wartości pożywienia, wykorzystaliśmy zadanie reaktywności wskazań pokarmowych, aby zlokalizować obszary zainteresowania IFG i OFC (ROI) za pomocą funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego (fMRI) . Przeglądy tych badań wskazują, że przewlekle dietetycy mają tendencję do wykazywania przesadnej aktywności na apetyczne sygnały pokarmowe zarówno w regionach nagrody, jak i regionach zaangażowanych w kontrolę wykonawczą po narażeniu na warunki związane z niepowodzeniem diety w prawdziwym świecie, takie jak spożywanie wysokokalorycznej żywności lub bycie uszczuplone w kontroli poznawczej (Kelley, Wagner i Heatherton, 2015 Kelley, WM, Wagner, DD i Heatherton, TF (2015). W poszukiwaniu systemu samoregulacji człowieka. Coroczny przegląd neuronauki, 38(1), 389–411. doi:10.1146/annurev-neuro-071013-014243[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]; Volkow i inni, 2013 Volkow, ND, Wang, G.-J., Tomasi, D. i Baler, RD (2013). Otyłość i uzależnienie: nakładanie się neurobiologii. Recenzje otyłości, 14(1), 2–18. doi:10.1111/j.1467-789X.2012.01031.x[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). W związku z tym wykorzystaliśmy zadanie reaktywności sygnału żywności, aby zlokalizować zakres regionów IFG i OFC zaangażowanych w przetwarzanie sygnału żywności, a następnie wykorzystaliśmy te dwa regiony jako maski nasion do traktografii probabilistycznej w obrazowaniu tensora dyfuzji (DTI) analiza do obliczyć integralność istoty białej między tymi dwoma regionami. Celem tego badania było zastosowanie multimodalnego podejścia do izolowania dróg istoty białej między funkcjonalnie zdefiniowanymi regionami IFG i OFC. Podejście to oferuje ukierunkowany sposób zbadania, czy integralność strukturalna tego przewodu przewiduje zmienność procentową tkanki tłuszczowej u osób przewlekle odchudzających się. Postawiliśmy hipotezę, że przewlekle dietetycy, którzy mieli najwyższy procent tkanki tłuszczowej, wykazaliby najniższą integralność strukturalną w przewodzie łączącym IFG i OFC.

Metody

Czterdzieści praworęcznych kobiet, które przewlekle się odchudzają, które uzyskały więcej niż 15 punktów w Skali Ograniczenia, będącej miarą przewlekłego odchudzania się (Heatherton, Herman, Polivy, King i McGree, 1988 Heatherton, TF, Herman, CP, Polivy, J., King, GA i McGree, ST (1988). (Błędny) pomiar powściągliwości: analiza zagadnień pojęciowych i psychometrycznych. Journal of Abnormal Psychology, 97(1), 19–28. doi:10.1037/0021-843X.97.1.19[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), zostali rekrutowani do tego badania z dużej próby studentów. Uczestnicy zostali przebadani pod kątem braku historii nieprawidłowości metabolicznych, psychologicznych lub neurologicznych. Czterech uczestników zostało wykluczonych z powodu nadmiernych ruchów głowy (więcej niż 3 mm w kierunku x, y lub z) podczas skanowania, co skutkowało wielkością próby 36 osób przewlekle odchudzających się. Osoby na diecie zostały zważone przy użyciu wagi Tanita (model TBF-300A Arlington Heights), która, jak udowodniono, niezawodnie mierzy procent tkanki tłuszczowej. Wśród tych przewlekle dietujących średni procent tkanki tłuszczowej wynosił 29.6% (SD = 5.5%; zakres = 16.6–38.2%), a średni wskaźnik masy ciała (BMI) wynosił 23.9 (SD = 3.1%, zakres = 17.2–33.7, Tabela 1). .

Tabela 1. Charakterystyka demograficzna i dietetyczna populacji.

CSVwyświetlacz Tabela

Aby zlokalizować ROI IFG i OFC zaangażowane w przetwarzanie sygnałów żywnościowych, jako zadanie lokalizatora wykorzystaliśmy paradygmat reaktywności sygnałów żywnościowych. Przed tym zadaniem lokalizatora wykorzystaliśmy wyczerpujące zadanie kontroli hamowania, ponieważ to zadanie pomaga wywołać silną aktywność nagrody (Wagner i in., 2013 Wagner, DD, Altman, M., Boswell, RG, Kelley, WM i Heatherton, TF (2013). Wyczerpanie samoregulacji wzmacnia reakcje neuronalne na nagrody i osłabia kontrolę odgórną. Psychological Science, 24 (11), 2262 – 2271. doi: 10.1177 / 0956797613492985[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). W tym wyczerpującym zadaniu kontroli hamującej uczestnicy zostali poproszeni o obejrzenie 7-minutowego filmu o kanadyjskiej owcy górskiej bighorn z serią słów dystraktorowych poruszających się od dołu do środka ekranu w ciągu 3 sekund (łącznie 40 słów). Uczestnicy zostali poinstruowani, aby unikali czytania słów rozpraszających uwagę i skupiali się wyłącznie na oglądaniu wideo. Natychmiast po wyczerpującym zadaniu kontroli hamowania uczestnicy otrzymali zadanie dotyczące reaktywności na sygnał pokarmowy. To zadanie składało się z 90 obrazów apetycznych potraw i kolejnych 180 obrazów przedstawiających ludzi lub naturalne sceny jako obrazy kontrolne. Każdy obraz był prezentowany przez 2000 ms, a następnie utrwalany przez kolejne 500 ms w projekcie związanym z wydarzeniem. Uczestnicy zostali poinstruowani, aby dokonać oceny wnętrza/zewnętrza dla każdego obrazu, naciskając przyciski. To zadanie oceny sprawiło, że uczestnicy skupili się na tym zadaniu, nie będąc świadomymi celu naszego badania, którym było zlokalizowanie regionów mózgu reagujących na sygnały pokarmowe.

Dane fMRI z zadania reaktywności sygnału pokarmowego zostały wstępnie przetworzone i przeanalizowane za pomocą SPM8 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, Londyn, Anglia). Procedury wstępnego przetwarzania obejmowały korekcję ruchu, wyrównanie, odkształcanie, normalizację do standardowej przestrzeni i 6-milimetrową pełną szerokość przy połowie maksimum (FWHM) wygładzanie jądra Gaussa (szczegółowy opis parametrów skanowania fMRI znajduje się w materiałach dodatkowych). Dla każdego uczestnika obliczono ogólny model liniowy obejmujący efekty zadania i współzmienne, które nie były przedmiotem zainteresowania, i połączono z kanoniczną funkcją odpowiedzi hemodynamicznej (HRF). Dla każdego uczestnika utworzono obrazy kontrastu żywności w stosunku do kontroli, a następnie poddano analizie całego mózgu z efektem losowym, skorygowanej o wielokrotne porównania z p < 0.05 z symulacjami Monte Carlo przy użyciu AlphaSim firmy AFNI (Rysunek 1 (a), Tabela S1). ROI IFG i OFC zostały zdefiniowane na podstawie tej analizy całego mózgu i użyte jako maski (Rysunek 1 (b)) w metodzie wysiewania dwóch masek dla traktografii probabilistycznej DTI. Dane DTI zostały wstępnie przetworzone i przeanalizowane za pomocą Diffusion Toolbox w FSL (Behrens i in., 2003 Behrens, T., Woolrich, MW, Jenkinson, M., Johansen-Berg, H., Nunes, RG, Clare, S., … Smith, SM (2003). Charakterystyka i propagacja niepewności w obrazowaniu MR ważonym dyfuzją. Rezonans magnetyczny w medycynie, 50 (5), 1077–1088. doi:10.1002/mrm.10609[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Zastosowaliśmy metodę wysiewu z dwiema maskami, aby upewnić się, że mapy traktograficzne zawierają tylko linie prądu przechodzące przez obie maski nasion. Około 5000 probabilistycznych linii przesyłowych zostało wysłanych z każdego woksela w obu maskach nasiennych i wyniki te zostały znormalizowane do standardowej przestrzeni Instytutu Neurologicznego w Montrealu. Aby określić wspólną mapę traktografii wśród poszczególnych osób, wyniki traktografii każdej osoby zostały zbinaryzowane i nałożone na wszystkie inne, aby utworzyć mapę prawdopodobieństwa dróg na poziomie grupy. Aby mapa traktograficzna była solidna, została następnie progowana z prawdopodobieństwem 50% dla wszystkich uczestników w standardowej przestrzeni (Rysunek 1(c)). Ta wspólna mapa traktografii została następnie nałożona na obrazy ułamkowej anizotropii (FA) każdego uczestnika (ogólna miara integralności lub spójności istoty białej), a wartości FA zostały wyodrębnione ze wszystkich wokseli na tej mapie traktografii. Dla każdego uczestnika obliczono uśredniony wynik FA, aby przedstawić integralność istoty białej. Wiek uczestników, BMI i wyniki FA zostały następnie wzięte jako zmienne niezależne w analizie regresji wielokrotnej z procentem tkanki tłuszczowej jako zmienną zależną, badając, czy indywidualne różnice w integralności istoty białej odzwierciedlają długoterminowy sukces samoregulacji w diecie.

Rycina 1. ( a ) Paradygmat fMRI reaktywności na sygnał pokarmowy wywołał aktywację w regionach OFC i IFG, zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami w literaturze. ( b ) Regiony OFC i IFG z analizy fMRI zostały następnie użyte jako maski nasion do analizy probabilistycznej traktografii DTI. ( c ) Na podstawie analizy DTI wyznaczyliśmy następnie ścieżkę istoty białej między IFG a OFC, która była spójna u różnych osób. Integralność istoty białej w obrębie tej ścieżki została następnie skorelowana z tkanką tłuszczową każdego osobnika. ( d ) Wartość FA wyodrębniona z przewodu IFG – OFC wykazała ujemną korelację z procentem tkanki tłuszczowej (zacieniony obszar reprezentuje 95% przedział ufności).

http://www.tandfonline.com/na101/home/literatum/publisher/tandf/journals/content/pcns20/0/pcns20.ahead-of-print/17588928.2016.1235556/20161011/images/medium/pcns_a_1235556_f0001_c.jpg

Slajd z PowerPointaOryginalny jpg (93.00KB)Wyświetl pełny rozmiar

Efekt

Wyniki FMRI z zadania reaktywności sygnału żywności ujawniły, że zarówno IFG, jak i OFC wykazywały większą aktywność dla żywności niż obrazy kontrolne (Rysunek 1 (a), Tabela S1), zgodne z wynikami poprzednich badań (Lopez, Hofmann, Wagner, Kelley i Heatherton, 2014 Lopez, RB, Hofmann, W., Wagner, DD, Kelley, WM i Heatherton, TF (2014). Neuronalne predyktory ulegania pokusie w życiu codziennym. Psychological Science, 25 (7), 1337 – 1344. doi: 10.1177 / 0956797614531492[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]; Wagnera i in., 2013 Wagner, DD, Altman, M., Boswell, RG, Kelley, WM i Heatherton, TF (2013). Wyczerpanie samoregulacji wzmacnia reakcje neuronalne na nagrody i osłabia kontrolę odgórną. Psychological Science, 24 (11), 2262 – 2271. doi: 10.1177 / 0956797613492985[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Powstałe klastry IFG i OFC z analizy fMRI wykorzystano jako regiony nasion dla traktografii probabilistycznej DTI (Rysunek 1 (b)). Przekrojowa probabilistyczna analiza traktografii DTI ujawniła solidny przewód istoty białej łączący lewy IFG z lewym OFC (Rysunek 1(c)). Średnie wartości FA w tym przewodzie wykazały istotnie ujemną korelację z procentową zawartością tkanki tłuszczowej (R36 = −0.379, p = 0.023), co wskazuje, że osoby na diecie z niższym procentem tkanki tłuszczowej wykazywały większą integralność istoty białej (Rysunek 1(d)). Po uwzględnieniu wieku i BMI średnie wartości FA w przewodzie pokarmowym nadal wykazywały istotnie ujemną korelację z procentem tkanki tłuszczowej (beta = -0.247, t(35) = −2.862, p = 0.007).

Ogólna dyskusja

Nasze odkrycia potwierdzają hipotezę, że integralność strukturalna między IFG, kluczowym regionem w hamowaniu odpowiedzi (Aron, 2011 Aron, AR (2011). Od kontroli reaktywnej do proaktywnej i selektywnej: opracowanie bogatszego modelu powstrzymywania niewłaściwych reakcji. Biological Psychiatry, 69(12), e55–68. doi:10.1016/j.biopsych.2010.07.024[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]) oraz OFC, region reprezentujący subiektywną wartość nagrody żywności (van der Laan, de Ridder, Viergever i Smeets, 2011 van der Laan, LN, de Ridder, DTD, Viergever, MA i Smeets, PAM (2011). Pierwszy smak jest zawsze z oczami: metaanaliza neuronowych korelatów przetwarzania wizualnych wskazówek dotyczących jedzenia. NeuroImage, 55(1), 296-303. doi:10.1016/j.neuroimage.2010.11.055[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), wiąże się z indywidualnymi różnicami w procentach tkanki tłuszczowej, domniemanym wskaźnikiem długoterminowego sukcesu w diecie. Oparta na równowagowym modelu samoregulacji (Heatherton i Wagner, 2011 Heatherton, TF i Wagner, DD (2011). Poznawcza neuronauka niepowodzenia samoregulacji. Trendy w naukach kognitywnych, 15(3), 132-139. doi:10.1016/j.tics.2010.12.005[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), niepowodzenia w samoregulacji wynikają z braku równowagi między regionami kontroli wykonawczej i nagrody. Osoby z obniżoną integralnością istoty białej w przewodzie łączącym te regiony mogą mieć niższą efektywność komunikacji między tymi regionami niż osoby o wysokiej integralności (Madden i wsp., 2012 Madden, DJ, Bennett, IJ, Burzyńska, A., Potter, GG, Chen, NK i Song, AW (2012). Obrazowanie tensora dyfuzji integralności istoty białej mózgu w starzeniu poznawczym. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molekularne podstawy choroby, 1822 (3), 386–400. doi:10.1016/j.bbadis.2011.08.003[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Przy nieefektywnej komunikacji między kontrolą wykonawczą a regionami nagrody osoby o ograniczonej integralności mogą mieć trudności z pokonaniem pokus nagradzania, co prowadzi do większej szansy na otyłość niż osoby o wyższej integralności strukturalnej.

Chociaż wcześniejsze badania wykorzystywały DTI do zbadania związku między otyłością a integralnością istoty białej (Kullmann, Schweizer, Veit, Fritsche i Preissl, 2015 Kullmann, S., Schweizer, F., Veit, R., Fritsche, A., & Preissl, H. (2015). Naruszona integralność istoty białej w otyłości. Recenzje otyłości, 16(4), 273-281. doi:10.1111/obr.12248[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), to badanie jest nowatorskie w zastosowaniu multimodalnego podejścia do systematycznego celowania w określony przewód zaangażowany w regulację pragnień żywieniowych. Niedawne badanie wykazało, że zarówno IFG, jak i OFC angażują się w regulowanie spożycia żywności w życiu codziennym (Lopez i in., 2014 Lopez, RB, Hofmann, W., Wagner, DD, Kelley, WM i Heatherton, TF (2014). Neuronalne predyktory ulegania pokusie w życiu codziennym. Psychological Science, 25 (7), 1337 – 1344. doi: 10.1177 / 0956797614531492[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Korzystając z tego paradygmatu fMRI, powtórzyliśmy poprzednie odkrycie, a nawet odkryliśmy, że zarówno IFG, jak i OFC wykazywały silną aktywność, gdy chronicznie dietetycy byli narażeni na apetyczne sygnały pokarmowe, co sugeruje, że przetwarzanie nagrody i kontroli wykonawczej może spontanicznie angażować się podczas okresu ekspozycji na sygnał (Wagnera i in., 2013 Wagner, DD, Altman, M., Boswell, RG, Kelley, WM i Heatherton, TF (2013). Wyczerpanie samoregulacji wzmacnia reakcje neuronalne na nagrody i osłabia kontrolę odgórną. Psychological Science, 24 (11), 2262 – 2271. doi: 10.1177 / 0956797613492985[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Zadanie lokalizatora reaktywności pożywienia oferuje bardziej ukierunkowane podejście do definiowania regionów IFG i OFC niż maskowanie oparte na atlasie i zapewnia, że ​​wyniki traktografii były oparte na funkcjonalnie odpowiednich regionach związanych z przetwarzaniem pożywienia w tej samej próbce. To zadanie lokalizatora fMRI może pomóc naukowcom zidentyfikować kluczowe szlaki istoty białej istotne dla kontroli zachowań żywieniowych.

Nie jest jasne, czy indywidualne różnice w integralności istoty białej wynikają z powtarzającej się diety. Chociaż poprzednie badanie wykazało, że wielokrotne ćwiczenie zadania może prowadzić do zwiększonego FA w określonych włóknach (Scholz, Klein, Behrens i Johansen-Berg, 2009 Scholz, J., Klein, MC, Behrens, TEJ i Johansen-Berg, H. (2009). Trening wywołuje zmiany w architekturze istoty białej. Nature Neuroscience, 12(11), 1370-1371. doi: 10.1038/nn.2412[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]), możliwe jest również, że niepowodzenia w diecie prowadzą do otyłości i czynników związanych z otyłością, takich jak stany zapalne i dyslipidemia, które mogą powodować zmiany w integralności istoty białej (Shimoji i in., 2013 Shimoji, K., Abe, O., Uka, T., Yasmin, H., Kamagata, K., Asahi, K., … Aoki, S. (2013). Zmiana istoty białej w zespole metabolicznym: analiza tensora dyfuzji. Diabetes Care, 36(3), 696–700. doi:10.2337/dc12-0666[CrossRef], [PubMed], [Web of Science ®]). Potrzebne są przyszłe badania podłużne, aby ustalić, czy zmiana integralności istoty białej jest spowodowana powtarzającą się praktyką dietetyczną lub czynnikami związanymi z otyłością. Potrzebne są również badania podłużne, aby zbadać związek między integralnością istoty białej a procentem tkanki tłuszczowej u osób na diecie przewlekłej. Chociaż wyłączna rekrutacja kobiet na diecie może zapobiec zakłócającemu efektowi różnicy płci, nadal potrzebne są przyszłe badania w celu porównania, czy integralność istoty białej w różny sposób wpływa na wyniki diety między dietetykami płci męskiej i żeńskiej.

Podsumowując, obecne badanie dostarcza dowodów na to, że integralność istoty białej jest związana z indywidualnymi różnicami w procentach tkanki tłuszczowej w drogach łączących regiony zaangażowane w reaktywność na sygnały pokarmowe. Wyniki te są zgodne z modelem równowagi samoregulacji i sugerują, że integralność strukturalna ścieżek łączących kontrolę wykonawczą i regiony nagrody może odgrywać kluczową rolę w osiąganiu długoterminowego sukcesu samoregulacji w diecie.


Nowe badania pokazują, że sukces diety może być zakorzeniony w mózgu

25 października 2016 r.
Nowy artykuł badawczy, autorstwa Chen i wsp. w Cognitive Neuroscience, badał powiązania między kontrolą wykonawczą a układami nagrody w mózgu i odkrył, że zdolność do samoregulacji zdrowej masy ciała może zależeć od indywidualnej struktury mózgu.

Otyłość i diety są coraz powszechniejsze we współczesnym społeczeństwie, a wielu dietetyków walczy o utratę wagi nadwaga. Nowy artykuł badawczy, autorstwa Chen i wsp. w Cognitive Neuroscience, badał powiązania między kontrolą wykonawczą a układami nagrody w mózgu i odkrył, że zdolność do samoregulacji zdrowej masy ciała może zależeć od indywidualnej struktury mózgu. Odkrycia pokazują, że sukces diety może być łatwiejszy dla niektórych osób, ponieważ mają ulepszoną ścieżkę istoty białej łączącą kontrolę wykonawczą i systemy nagrody w ich mózgu.

Wiadomo, że przewlekle dietetycy wykazują nadmierne reakcje na bodźce pokarmowe w obszarach mózgu odpowiedzialnych za kontrolę wykonawczą i nagradzanie, oprócz wyczerpania kontroli poznawczej i nadmiernego nagradzania za potrawy wysokokaloryczne w rzeczywistych sytuacjach życiowych. Chen i wsp. wzięli grupę trzydziestu sześciu osób na diecie, ze średnią zawartością tkanki tłuszczowej 29.6%, i poprosili ich o dokonanie prostej oceny obrazów, aby odwrócić ich uwagę od prawdziwego celu zadania. Przeprowadzone ćwiczenie polegało na określeniu reaktywności na sygnał pokarmowy, mającym na celu zlokalizowanie obszarów kontroli wykonawczej i nagrody w mózgu za pomocą funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI). Po zlokalizowaniu obszarów kontroli wykonawczej i nagrody, Chen i wsp. wykorzystali obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) do zidentyfikowania ścieżki istoty białej łączącej te obszary w celu ilościowego określenia integralności w tym przewodzie.

Wyniki fMRI wykazały, że dietetycy wykazywali większą reaktywność na obrazy żywności niż obrazy kontrolne. Wyniki DTI pokazały ponadto, że osoby z niższym procentem tkanki tłuszczowej wykazywały większą integralność istoty białej między obszarami kontroli wykonawczej i obszarami nagrody w mózgu. Odkrycia potwierdzają ich hipotezę, że integralność strukturalna łącząca te dwa ośrodki jest związana z indywidualnymi różnicami w zawartości tkanki tłuszczowej i wskazuje na sukces diety. Autorzy stwierdzają: „Osoby o ograniczonej integralności mogą mieć trudności z pokonaniem pokus nagradzania, co prowadzi do większej szansy na otyłość niż osoby o wyższej integralności strukturalnej”.

Autorzy zachęcają do dalszych badań podłużnych w przyszłości, aby ustalić, czy powtarzające się diety same w sobie mogą powodować zmiany w integralności istoty białej, zaostrzać kontrolę wykonawczą i komunikację nagradzającą oraz skutkować bardziej zakorzenioną otyłością u jednostki.

http://cdn.medicalxpress.com/tmpl/v5/img/1x1.gifPrzeglądaj dalej: Osoby zażywające kokainę wykazują zmiany w funkcjonowaniu i strukturach mózgu

Więcej informacji: Pin-Hao Andy Chen i in. Integralność strukturalna między kontrolą wykonawczą a regionami nagrody w mózgu przewiduje procent tkanki tłuszczowej u przewlekle dietetycznych, Neurobiologia poznawcza (2016). DOI: 10.1080 / 17588928.2016.1235556