UWAGI: Możesz przeczytać poniższe artykuły, aby uzyskać lepsze zrozumienie. Jak mówią wnioski, ci, którzy osiągnęli wysokie wyniki w teście uzależnienia od żywności, mieli reakcje mózgu na jedzenie podobne do reakcji narkomanów na leki. Dwa podobieństwa były następujące: 1) Nadmierna aktywacja obwodu nagrody, którą daliśmy sygnałom (zdjęcia żywności) 2) Niska aktywacja kontroli i konsekwencje części mózgu (hipofrontalność). KLUCZOWY PUNKT: Te podobieństwa 2 stwierdzono zarówno u chudych, jak i z nadwagą samic. Wcześniejsze testy wykazały, że cechy uzależnienia od żywności dotyczą tylko osób z nadwagą. Oznacza to, że otyłość nie jest przyczyną zmian w mózgu. W ten sposób spożywa się wysoce stymulujący pokarm, który zmienia mózg.
ARTYKUŁ LAY: Uzależnienie od żywności działa w mózgu, podobnie jak uzależnienie od narkotyków
Czy lody Häagen-Dazs są uzależniające jak heroina? Albo, inaczej mówiąc, heroina jest uzależniająca jak Häagen-Dazs?
W zależności od tego, jak sformułujesz pytanie, albo pytasz, czy uzależnienie od heroiny nie jest poważniejsze niż zamiłowanie do fast foodów, czy też zastanawiasz się, czy narkomani z fast foodów mogą mieć poważne zaburzenie wymagające interwencji. Teraz nowe badanie sugeruje, że może nie być wyraźnej, jasnej granicy między uzależniającymi i normalnymi reakcjami - i dodaje się do dowodów, że wszystkie „nałogi” działają na ten sam system motywacyjny w mózgu.
W badaniu, opublikowanym w poniedziałek w Archives of General Psychiatry, wzięły udział zdrowe kobiety 39, które ważyły się od chudego do nadwagi lub otyłego. Uczestnicy zostali poproszeni o uzupełnienie skali Yale Food Addiction Scale, która sprawdza oznaki uzależnienia od żywności. Kobiety z pełnowartościowymi zaburzeniami odżywiania dowolnego typu nie zostały uwzględnione w badaniu.
Następnie za pomocą fMRI badacze pod kierunkiem Ashley Gearhardt i Kelly Brownell z Yale przyjrzeli się aktywności mózgu kobiet w odpowiedzi na jedzenie. W jednym zadaniu kobiety poproszono o obejrzenie zdjęć albo pysznego koktajlu czekoladowego, albo nijakiego, bezkalorycznego roztworu. W przypadku innego zadania skanowania mózgu kobiety wypiły koktajl - zrobiony z czterech gałek lodów waniliowych Häagen-Dazs, 2% mleka i 2 łyżek syropu czekoladowego Hershey - lub bezkaloryczny roztwór kontrolny, który został zaprojektowany tak jak najbardziej bez smaku (woda nie może być używana, ponieważ faktycznie aktywuje receptory smaku).
Naukowcy odkryli, że podczas oglądania obrazów lodów, kobiety, które miały trzy lub więcej objawów uzależnienia od żywności - takie rzeczy jak często martwią się przejadaniem się, jedzeniem do tego stopnia, że czują się chore i mają trudności z funkcjonowaniem z powodu prób kontrolowania przejadania się lub przejadania się - wykazali więcej aktywności mózgu w regionach zaangażowanych w przyjemność i pragnienie niż kobiety, które miały jeden lub żaden z takich objawów.
Obszary te obejmowały ciało migdałowate, przednią część kory zakrętu obręczy i środkową część kory oczodołowo-czołowej - te same regiony, które zapalają się u narkomanów, którym pokazano obrazy akcesoriów lub narkotyków.
Podobnie jak ludzie cierpiący na nadużywanie substancji uzależnionych, uczestnicy uzależnieni od żywności wykazywali również zmniejszoną aktywność w obszarach mózgu zaangażowanych w samokontrolę (boczna kora oczodołowo-czołowa), kiedy faktycznie jedli lody.
Innymi słowy, kobiety z objawami uzależnienia od żywności miały wyższe oczekiwania, że shake czekoladowy będzie pyszny i przyjemny, kiedy spodziewają się go zjeść, i mniej będą w stanie przestać go jeść po rozpoczęciu.
Jednak co ciekawe, w przeciwieństwie do osób uzależnionych od narkotyków, uczestnicy z większą liczbą oznak uzależnienia od jedzenia nie wykazywali spadku aktywności w obszarach mózgu związanych z przyjemnością, kiedy faktycznie jedli lody. Osoby uzależnione od narkotyków z czasem czerpią coraz mniej przyjemności z zażywania narkotyków - chcą narkotyków bardziej, ale mniej cieszą się nimi, tworząc zachowania kompulsywne. Ale jest możliwe, że tę tolerancję widać tylko w poważnych nałogach, a nie u osób z zaledwie kilkoma objawami.
Warto zauważyć, że badanie wykazało również, że objawy uzależnienia od żywności i reakcje mózgu na pokarm nie były związane z wagą: były kobiety z nadwagą, które nie wykazywały objawów uzależnienia od jedzenia, a niektóre kobiety o prawidłowej masie ciała.
Dlatego uzależnienia nie są proste: obejmują zmiany nie tylko w poziomach pożądania, ale także w poziomach zdolności do kontrolowania tego pragnienia. A te czynniki mogą się zmieniać w zależności od sytuacji społecznych i stresu.
Ani heroina, ani Häagen-Dazs nie prowadzą do uzależnienia u większości użytkowników, a jednak istnieją pewne sytuacje, które mogą wywołać obawy u ludzi, którzy w przeciwnym razie mają wysoki poziom samokontroli. Zatem odpowiedzi na uzależnienie mogą leżeć nie w samych substancjach, ale w relacji, jaką ludzie mają z nimi, oraz w ustawieniach, w których są spożywani.
Neural Correlates „Food Addiction”
Arch Gen Psychiatry. Rękopis autora; dostępny w PMC 2014 Apr 9.
Opublikowany w końcowym edytowanym formularzu jako:
Arch Gen Psychiatry. 2011 Aug; 68 (8): 808 – 816.
Opublikowane online 2011 Apr 4. doi: 10.1001 / archgenpsychiatry.2011.32
PMCID: PMC3980851
NIHMSID: NIHMS565731
Ashley N. Gearhardt,1,4 Sonja Yokum,2 Patrick T. Orr,1 Eric Stice,2 William R. Corbin,3 i Kelly D. Brownell1
Abstrakcyjny
Kontekst
Badania sugerują uzależniający proces w rozwoju i utrzymaniu otyłości. Chociaż znaleziono podobieństwa w funkcjonowaniu neuronów między otyłością a uzależnieniem od substancji, żadne badania nie zbadały neuronalnych korelatów uzależniających zachowań żywieniowych.
Cel
Aby przetestować hipotezę, że podwyższone wyniki „uzależnienia od żywności” są powiązane z podobnymi wzorcami aktywacji neuronów jako uzależnienia od substancji.
Wnętrze
Pomiędzy badanymi fMRI.
Uczestnicy
Czterdzieści osiem zdrowych dorastających kobiet, od chudych do otyłych, rekrutowanych do zdrowej próby utrzymania wagi.
Główny miernik wyniku
Związek między wynikami podwyższonego „uzależnienia od żywności” a aktywacją fMRI zależną od poziomu tlenu we krwi w odpowiedzi na otrzymanie i przewidywanego otrzymania smacznego jedzenia (mleczny koktajl czekoladowy).
Efekt
Skala uzależnienia od pokarmu (N = 39) korelowała z większą aktywacją w przedniej części zakrętu obręczy (ACC), przyśrodkowej korze oczodołowo-czołowej (OFC) i ciele migdałowatym w odpowiedzi na spodziewane przyjęcie pokarmu (P <0.05, skorygowany współczynnik fałszywych odkryć (FDR) dla porównań wielokrotnych w małych ilościach). Uczestnicy z wyższymi (n = 15) w porównaniu z niższymi (n = 11) punktami uzależnienia od pożywienia wykazywali większą aktywację w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej (DLPFC) i ogoniastej w odpowiedzi na spodziewany odbiór pokarmu, ale mniejszą aktywację w bocznym OFC w odpowiedzi na odbiór żywności (pFDR <0.05).
wnioski
Podobne wzorce aktywacji neuronalnej mają związek z uzależniającymi zachowaniami żywieniowymi i uzależnieniem od substancji; zwiększona aktywacja w obwodzie nagrody w odpowiedzi na sygnały pokarmowe i zmniejszona aktywacja regionów hamujących w odpowiedzi na przyjmowanie pokarmu.
Jedna trzecia dorosłych Amerykanów jest teraz otyła1 a choroba związana z otyłością jest drugą najczęstszą przyczyną możliwej do uniknięcia śmierci2. Niestety większość metod leczenia otyłości nie powoduje trwałej utraty wagi, ponieważ większość pacjentów odzyskuje utraconą wagę w ciągu pięciu lat3.
Na podstawie licznych podobieństw w funkcjonowaniu neuronów związanych z uzależnieniem od substancji1 i otyłość, teoretycy zaproponowali, że procesy uzależniające mogą być zaangażowane w etiologię otyłości4,5. Zażywanie żywności i narkotyków powoduje zarówno uwalnianie dopaminy w regionach mezolimbicznych, jak i stopień uwalniania koreluje z subiektywną nagrodą zarówno z jedzenia, jak i zażywania narkotyków5,6. Stwierdzono również podobne wzorce aktywacji mózgu w odpowiedzi na sygnały pokarmowe i lekowe. Osoby z zależnością od substancji bez związku wykazują większą aktywację w obszarach mózgu, które kodują wartość nagrody bodźców (np. Kora oczodołowo-czołowa (OFC), ciało migdałowate, wyspa, prążkowie, przednia część obręczy obręczy (ACC) i grzbietowo-boczna kora przedczołowa (DLPFC))7,8 i większe uwalnianie dopaminy w prążkowiu grzbietowym w odpowiedzi na sygnały leku9. Podobnie osoby otyłe i szczupłe wykazują większą aktywację w OFC, ciele migdałowatym, ACC, prążkowiu i wzgórzu śródpiersia w odpowiedzi na sygnały pokarmowe7 i większa aktywacja w regionach związanych z głodem związanym z cue dla leków, takich jak ACC, prążkowie, wyspa i DLPFC w odpowiedzi na przewidywane przyjmowanie smacznych pokarmów10,11,12.
Chociaż osoby otyłe i uzależnione od substancji wykazują nadpobudliwość regionów uczenia się za wynagrodzenie, odpowiednio do pożywienia i wskazówek dotyczących substancji, faktyczne spożycie żywności i leków jest związane ze zmniejszoną aktywacją obwodów nagrody. Osoby otyłe i chude wykazują mniejszą prążkowatą grzbietową i przyśrodkową aktywację OFC w odpowiedzi na smaczne przyjmowanie pokarmu13,14, potwierdzające dowody, że osoby uzależnione od substancji wykazują tępe uwalnianie dopaminergiczne podczas rzeczywistego spożycia leków i zgłaszają słabszą subiektywną nagrodę w stosunku do zdrowych kontroli15,16,17,18. Wyniki są zbieżne z dowodami zmniejszonego D2 dostępność receptorów u osób otyłych i zależnych od substancji w porównaniu ze zdrowymi kontrolami19,20. Odkrycia te doprowadziły do teorii, że osoby, które doświadczają mniejszej nagrody z pożywienia, mogą przejadać się, aby zrekompensować ten deficyt nagrody19,21.
Chociaż istnieją silne podobieństwa w regionach mózgu, które kodują nagrody z leków i smacznych potraw oraz w zaburzeniach neuronalnych związanych z uzależnieniem od substancji i otyłością, odkrycia te mogą nam powiedzieć niewiele o prawdziwym „uzależnieniu od żywności” (FA). Otyłość jest silnie związana z nadmiernym spożyciem żywności, ale inne czynniki przyczyniają się do niezdrowego przyrostu masy ciała, takiego jak brak aktywności fizycznej22. Ponadto nadmierna konsumpcja niekoniecznie wskazuje na uzależnienie od substancji; mając na uwadze, że 40% studentów uczelni pije23, tylko 6% spełnia kryteria uzależnienia od alkoholu24. Zatem, aby bardziej bezpośrednio ocenić FA, przydatne byłoby zidentyfikowanie uczestników, którzy mogą wykazywać oznaki uzależnienia w swoich zachowaniach żywieniowych. Obecnie diagnoza uzależnienia od substancji jest podawana, gdy spełnione są wystarczające kryteria behawioralne (patrz Tabela 1). Skala Yale Food Addiction Scale (YFAS) została opracowana w celu operacjonalizacji konstrukcji smacznej zależności od żywności w oparciu o DSM-IV-TR25 kryteria uzależnienia od substancji26. Identyfikacja osób wykazujących objawy FA pozwoliłaby na bardziej bezpośrednie badania podobieństw neurobiologicznych między uzależnieniem od substancji a kompulsywnym spożywaniem żywności.
W niniejszym badaniu zbadaliśmy zależność objawów uzależnienia od żywności, ocenianą przez YFAS, z aktywacją neuronów w odpowiedzi na: 1) sygnały sygnalizujące zbliżającą się dostawę smacznego jedzenia (mleczny koktajl czekoladowy) w porównaniu z bezsmakowym roztworem kontrolnym i 2) czekoladowego koktajlu mlecznego a niesmaczne rozwiązanie wśród zdrowych dorastających samic, od szczupłych po otyłe. Na podstawie wcześniejszych ustaleń postawiliśmy hipotezę, że uczestnicy wykazujący podwyższone objawy FA wykazywaliby większą aktywację w odpowiedzi na sygnały pokarmowe w ciele migdałowatym, prążkowiu, OFC, DLPFC, wzgórzu, śródmózgowiu, wyspie i przednim zakręcie obręczy. Ponadto postawiliśmy hipotezę, że podczas spożywania bardzo smacznego pokarmu, grupa wysokiego i niskiego FA wykazywałaby mniejszą aktywację w prążkowiu grzbietowym i OFC, analogicznie do zmniejszonej aktywacji wykazywanej u uczestników zależnych od substancji po otrzymaniu leku.
METODY
Uczestnicy
Uczestnikami były młode kobiety 48 (wiek M = 20.8, SD = 1.31); M Wskaźnik masy ciała [BMI; Kg / M2] = 28.0, SD = 3.0, zakres 23.8 - 39.2), którzy zapisali się do programu opracowanego, aby pomóc ludziom osiągnąć i utrzymać zdrową wagę przez długi czas. Dane z tej próbki zostały wcześniej opublikowane14,27. Osoby, które zgłosiły obżarstwo lub zachowania kompensacyjne DSM-IV (np. Wymioty w celu kontroli masy ciała), stosowanie leków psychotropowych lub nielegalnych narkotyków w ciągu ostatnich trzech miesięcy, palenie tytoniu, urazy głowy z utratą przytomności lub bieżące (ostatnie trzy miesiące) Wykluczono zaburzenie psychiczne osi I. Pisemna zgoda została uzyskana od uczestników. Lokalna Komisja Rewizyjna zatwierdziła to badanie.
Środki
Masa ciała
Wskaźnik masy ciała (BMI = kg / m2) został użyty do odzwierciedlenia otłuszczenia. Po usunięciu butów i płaszczy mierzono wysokość z dokładnością do milimetra przy użyciu stadiometru, a masę oceniano do najbliższego 0.1 kg przy użyciu skali cyfrowej. Uzyskano i uśredniono dwie miary wysokości i wagi.
Yale Food Addiction Scale (YFAS)
Skala uzależnienia od żywności Yale26 jest miarą przedmiotu 25 opracowaną w celu operacjonalizacji FA poprzez ocenę objawów objawów uzależnienia od substancji (np. tolerancji, wycofania, utraty kontroli) w zachowaniu żywieniowym. YFAS wykazał wewnętrzną spójność (α = .86), a także zbieżność i przyrostowość. YFAS zapewnia dwie opcje punktacji; wersja liczenia objawów i wersja diagnostyczna. Aby otrzymać „diagnozę” FA, konieczne jest zgłoszenie wystąpienia trzech lub więcej objawów w ciągu ostatniego roku i klinicznie znaczącego upośledzenia lub dystresu. Wersja YFAS użyta w bieżącym badaniu mierzyła wszystkie elementy w skali Likerta. Zgodnie z instrukcjami punktacji YFAS, pięć elementów skali Likerta było dychotomicznych, tak że uczestnikom, którzy wskazali, że „nigdy” nie doświadczyli objawu, przypisano wartość zero, a tym, którzy kiedykolwiek zgłaszali występowanie objawu w ubiegłym roku, przypisano wartość jednego.
Zarządzanie danymi
YFAS wykazywał rozkład normalny (współczynniki skośności i kurtozy <2). Czterech uczestników z istotnie brakującymi danymi na temat YFAS i pięciu uczestników, którzy wykazywali nadmierne ruchy głowy podczas skanowania, zostało wykluczonych, co dało ostateczny N = 39. Głównym celem było sprawdzenie, czy wyniki YFAS korelują z aktywacją neuronalną w obszarach mózgu związanych z substancją zależność. Spodziewaliśmy się, że wyniki YFAS będą dodatnio skorelowane z aktywacją w regionach, które kodują wartość nagrody w postaci bodźców w odpowiedzi na spodziewane przyjęcie smacznego pożywienia, ale ujemnie z aktywacją w tych regionach w odpowiedzi na spożycie pokarmu. Analizy wtórne badały potencjalne różnice w aktywacji uczestników, którzy prawdopodobnie doświadczyli FA w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. Niewielu uczestników zgłosiło doświadczanie klinicznie istotnych zaburzeń lub stresu w YFAS (n = 2), potencjalnie z powodu wykluczenia uczestników z zaburzeniami odżywiania i zaburzeniami z osi I. Aby dokładniej przybliżyć osoby wykazujące oznaki uzależnienia od substancji pokarmowych w porównaniu z zachowaniami zdrowego odżywiania, uczestnicy zostali umieszczeni w grupie o wysokim poziomie FA z trzema lub więcej objawami (n = 15) i grupie o niskim FA z jednym lub mniejszą liczbą objawów (n = 11 ). W analizach pominięto uczestników zgłaszających dwa objawy (n = 13), aby zapewnić odpowiednie oddzielenie grup z wysokim i niskim FA.
Procedury
paradygmat fMRI
Uczestnicy byli skanowani na początku. Uczestnicy zostali poproszeni o spożywanie regularnych posiłków, ale o powstrzymanie się od jedzenia lub picia (w tym napojów zawierających kofeinę) w godzinach 4-6 bezpośrednio poprzedzających sesję obrazowania. Ten okres deprywacji został wybrany, aby uchwycić stan głodu, który przeżywa większość osób, gdy zbliżają się do następnego posiłku, co jest czasem, w którym indywidualne różnice w nagrodach pokarmowych logicznie wpływają na spożycie kalorii. Większość uczestników ukończyła paradygmat między 10: 00 am i 1: 00 pm, ale podzbiór ukończył skanowanie między 2: 00 i 4: 00 pm Przed sesją obrazowania uczestnicy zostali zapoznani z paradygmatem fMRI poprzez praktykę na oddzielnym komputerze.
Paradygmat milkshake został zaprojektowany w celu zbadania aktywacji w odpowiedzi na konsumpcję i przewidywane spożycie smacznego jedzenia (Rysunek 1). Stimuli składały się z obrazów 2 (szklanka koktajlu mlecznego i szklanki wody), które sygnalizowały dostarczenie mlecznego czekoladowego koktajlu 0.5 ml (miarki 4 lodów waniliowych Häagen-Daz, kubków 1.5 mleka 2% i łyżek 2 czekolady Hershey syrop) lub pozbawione kalorii rozwiązanie bez smaku, zaprojektowane tak, aby naśladować naturalny smak śliny (25 mM KCl i 2.5 mM NaHCO3 rozcieńczony w 500ml wody destylowanej). Użyliśmy sztucznej śliny, ponieważ woda ma smak, który aktywuje korę smakową28. Kolejność prezentacji została randomizowana wśród uczestników. Obrazy były prezentowane dla 2 sekund przy użyciu MATLAB, a następnie jittera 1-3 sek., Podczas którego prezentowano pusty ekran ze skrzyżowaniem w środku dla fiksacji (aby wyeliminować losowy ruch oka). Dostarczanie smaku nastąpiło 5 sekund po rozpoczęciu pamięci i trwało 5 sekund. W 40% badań czekolady i bez smaku roztwór nie był dostarczany zgodnie z oczekiwaniami, aby umożliwić badanie odpowiedzi nerwowej na oczekiwanie smaku, który nie został zmieszany z faktycznym odbiorem pokarmu (niesparowane próby). Każdy przebieg składał się z wydarzeń 30, z których każdy obejmował mleczko koktajlowe i mlecznego oraz zdarzenia 20, każdy z sygnalizatorów bez smaku i przyjmowania roztworu bez smaku. Płyny dostarczano za pomocą programowalnych pomp strzykawkowych (Braintree Scientific BS-8000) kontrolowanych przez MATLAB w celu zapewnienia stałej objętości, szybkości i czasu dostarczania smaku. Sześćdziesiąt ml strzykawek wypełnionych czekoladowym koktajlem mlecznym i bez smaku roztworu połączono za pomocą rurki Tygon przez falowód do kolektora przymocowanego do cewki głowicy skanera. Różnorodność pasowała do ust uczestników i dostarczała smaku do spójnego segmentu języka. Uczestnicy zostali poinstruowani, aby połykać, kiedy zobaczyli sygnał „połknięcia”. Obrazy były prezentowane za pomocą cyfrowego projektora / systemu wyświetlania na odwrotnym ekranie na końcu otworu skanera MRI, widocznego za pomocą lustra zamontowanego na głowicy cewki. Przed skanowaniem uczestnicy spożyli mlecznego i bez smaku rozwiązanie i ocenili pragnienie, postrzeganą przyjemność, jadalność i intensywność smaków w intermodalnych skalach wizualnych analogowych. Ta procedura została z powodzeniem zastosowana w przeszłości do dostarczania cieczy do skanera, jak opisano szczegółowo w innym miejscu14.
Obrazowanie i analiza statystyczna
Skanowanie przeprowadzono za pomocą skanera MRI z głowicą Xesum Tesla. Standardowa cewka klatki dla ptaków pozyskała dane z całego mózgu. Termo-piankowa poduszka próżniowa i wyściółka o ograniczonym ruchu głowy. Łącznie woluminy 3 zostały zebrane podczas każdego uruchomienia funkcjonalnego. Skany funkcjonalne wykorzystywały sekwencję ważonego gradientu płaskiego echa T229 * (EPI) (TE = 2 ms, TR = 30 ms, kąt odchylenia = 2000 °) z rozdzielczością w płaszczyźnie 80 × 3.0 mm2 (64 × 64 matrix; 192 × 192 mm2 pole widzenia). Aby pokryć cały mózg, plasterki 32 4mm (akwizycja z przeplotem, bez przeskoku) zostały zebrane wzdłuż poprzecznej, ukośnej płaszczyzny AC-PC, jak określono w przekroju środkowym. Skany strukturalne zbierano z wykorzystaniem sekwencji ważonej inwersji z odzyskiem T1 (MP-RAGE) w tej samej orientacji, co sekwencje funkcjonalne, aby zapewnić szczegółowe obrazy anatomiczne dostosowane do skanów funkcjonalnych. Strukturalne sekwencje MRI o wysokiej rozdzielczości (FOV = 256 × 256 mm2, Uzyskano macierz 256 × 256, grubość = 1.0 mm, numer wycinka ≈ 160).
Dane były wstępnie przetwarzane i analizowane przy użyciu oprogramowania SPM529 w MATLAB30,31. Obrazy zostały skorygowane czasowo do wycinka uzyskanego w 50% TR. Obrazy funkcjonalne zostały dostosowane do średniej. Anatomiczne i funkcjonalne obrazy znormalizowano do standardowego mózgu matrycy MNI zaimplementowanego w SPM5 (ICBM152, w oparciu o średnią z normalnych skanów MRI 152). Normalizacja spowodowała, że rozmiar woksela 3 mm3 dla obrazów funkcjonalnych i 1 mm3 dla obrazów strukturalnych. Obrazy funkcjonalne wygładzono izotropowym jądrem Gaussa o średnicy 6 mm FWHM. Nadmierny ruch badano przy użyciu parametrów ponownego ustawienia i definiowano jako ruch> 1 mm w dowolnym kierunku podczas paradygmatu. Aby zidentyfikować regiony mózgu aktywowane przez oczekiwanie na przyjęcie pokarmu, porównaliśmy odpowiedź BOLD podczas niesparowanej wskazówki dotyczącej koktajlu mlecznego z niesparowaną wskazówką bez smaku roztworu. Przeanalizowaliśmy dane z niesparowanej prezentacji cue, w której smaki nie zostały dostarczone, aby upewnić się, że odbiór smaku nie wpłynie na naszą definicję aktywacji antycypacyjnej. Porównaliśmy reakcję BOLD podczas przyjmowania koktajlu mlecznego z bezsmakowym roztworem, aby zidentyfikować obszary mózgu aktywowane w odpowiedzi na spożycie pokarmu. Uważaliśmy, że pojawienie się smaku w ustach jest nagrodą konsumującą, a nie wtedy, gdy roztwór został połknięty, ale uznajemy, że efekty po spożyciu przyczyniają się do wartości nagrody za jedzenie32. Specyficzne dla warunków efekty dla każdego woksela oszacowano za pomocą ogólnych modeli liniowych. Wektory początków dla każdego zdarzenia będącego przedmiotem zainteresowania zostały skompilowane i wprowadzone do macierzy projektu, tak że odpowiedzi związane z zdarzeniami można modelować za pomocą kanonicznej funkcji odpowiedzi hemodynamicznej (HRF), jak zaimplementowano w SPM5, składającej się z mieszaniny funkcji gamma 2, które emuluj wczesny szczyt w sekundach 5 i kolejne niedociągnięcia. Aby wyjaśnić wariancję indukowaną przez połknięcie roztworów, uwzględniliśmy czas wskaźnika jaskółki jako zmienną kontrolną. Uwzględniliśmy również pochodne czasowe funkcji hemodynamicznej, aby uzyskać lepszy model danych33. Drugi filtr górnoprzepustowy 128 (według konwencji SPM5) usunął szum niskiej częstotliwości i powolne dryfy w sygnale.
Skonstruowano indywidualne mapy w celu porównania aktywacji w obrębie każdego uczestnika pod kątem kontrastów „niesparowany sygnał mlecznego koktajlu - niesparowany sygnał smaku bez smaku” i „odbiór mlecznego napoju - niesmaczny odbiór”, które następnie zostały cofnięte względem łącznych wyników YFAS przy użyciu SPM5. Aby wykryć różnice między grupami, przeprowadzono dwie ANOVA 2 × 2 drugiego poziomu: (wysoka grupa FA vs. niska grupa FA) przez (odbiór milkshake - odbiór bez smaku) i (wysoka grupa FA vs. niska grupa FA) przez (niesparowany koktajl mleczny - niesparowany bez smaku). Próg mapy T został ustawiony na P bez korekty = 0.001 i rozmiar klastra wokseli 3. Przeprowadziliśmy analizy małej korekcji objętości (SVC) przy użyciu pików o największych objętościach (mm3) i wartości z zidentyfikowane uprzednio w literaturach wywołujących głód i podawanie leków8,34,35 jak również w badaniach dotyczących żywności / podawania żywności14, 36, 37. Aby przetestować naszą hipotezę, że uczestnicy wykazujący więcej objawów FA wykazywaliby większą aktywację w odpowiedzi na wskazówki żywieniowe, wolumeny poszukiwań zostały ograniczone w promieniu 10 mm od współrzędnych w OFC (42, 46, -16; -8, 60, -14 ), ogoniaste (9, 0, 21), ciało migdałowate (-12, -10, -16), ACC (-10,24, 30; -4, 30, 16), DLPFC (-30, 36, 42), wzgórze (-7, -26,9), śródmózgowia (-12, -20, -22; 3, -28, -13) i wyspę (36, 12, 2). Aby przetestować naszą hipotezę, że podczas spożywania bardzo smacznego pożywienia, grupa z wysokim i niskim FA wykazywałaby mniejszą aktywację w obszarach mózgu związanych z nagrodą, objętości poszukiwań ograniczono w promieniu 10 mm od współrzędnych w OFC (± 42,46 , -16; ± 41, 34, -19; ± 8, 60, -14) i ogoniastego (± 9, 0, 21; ± 2, -9, 34). Przewidywane aktywacje uznano za istotne przy p <0.05 po skorygowaniu o wielokrotne porównania (pFDR) w wokselach w apriorycznie zdefiniowane małe objętości. Poprawki Bonferroniego zostały następnie wykorzystane do skorygowania liczby testowanych regionów. Ponieważ Dreher i in. (2007)38 stwierdzili, że kobiety w fazie środkowo-pęcherzykowej (4-8 d po pierwszym okresie) wykazują większą odpowiedź w regionach nagradzanych w porównaniu z tymi w fazie lutealnej, próbowaliśmy uruchomić skany dla wszystkich kobiet w tym samym okresie cyklu miesiączkowego. Jednak ze względu na trudności z planowaniem, dwóch uczestników zostało przeskanowanych podczas fazy środkowo-pęcherzykowej. Gdy osoby te zostały wykluczone, relacje między reakcjami YFAS i BOLD na przyjmowanie pokarmu i przewidywane spożycie pozostały znaczące.
Efekt
Średnio uczestnicy z wysokim FA zatwierdzili około czterech objawów FA (M = 3.60, SD = .63), podczas gdy niska grupa FA wszyscy poparli jeden objaw FA. Nie stwierdzono istotnych różnic między wysokimi i niskimi grupami FA w wieku (F (1, 24) = 2.25, p = .147), BMI (F (1, 24) = 1.14, p = .296), lub o ocenach przyjemności koktajlu mlecznego podawanego podczas badania (F (1, 24) = .013, p = .910). Wyniki YFAS w bieżącym badaniu korelowały z jedzeniem emocjonalnym (rs = .34, p = .03) i jedzenie zewnętrzne (rs = .37, p = .02) podskale holenderskiego kwestionariusza zachowań żywieniowych39.
Korelacje między objawami FA a odpowiedzią na oczekiwanie i spożycie smacznego pokarmu2
Wyniki YFAS (N = 39) wykazały dodatnią korelację z aktywacją w lewym ACC (Rysunek 2), lewy środkowy OFC (Rysunek 3) i pozostawić ciało migdałowate w odpowiedzi na przewidywane spożycie smacznego jedzenia (Tabela 2). Aktywacja w lewym ACC i lewym OFC przetrwała bardziej rygorystyczną korektę Bonferroniego (obszary zainteresowania 0.05 / 11 = 0.0045). Wyprowadziliśmy wielkości efektu (r) z wartości Z (Z / √N). Wszystkie wielkości efektów były średnie do dużych według kryteriów Cohena40 (M r = .60). Nie stwierdzono istotnych korelacji w hipotetycznych regionach w odpowiedzi na konsumpcję smacznego jedzenia.
Odpowiedź na oczekiwanie i spożycie smacznych potraw dla uczestników z wysokimi i niskimi wynikami FA
Uczestnicy grupy High FA w porównaniu z grupą Low FA wykazali większą aktywację po lewej stronie DLPFC (Rysunek 4) i ogoniasty prawy (Rysunek 5). Aktywacja w prawym jądrze ogoniastym przetrwała korekcję Bonferroniego (obszary zainteresowania 0.05 / 11 = 0.0045). Ponadto grupa High FA wykazała mniejszą aktywację w lewym bocznym OFC (Rysunek 6) podczas przyjmowania pokarmu niż grupa Low FA (Tabela 3). Szczyt ten przetrwał również korektę Bonferroniego (obszary zainteresowania 0.05 / 3 = 0.017). Wielkości efektów z tych analiz były duże (M r = .71).
Dyskusja
W bieżącym badaniu szczupli i otyli uczestnicy z wyższymi wynikami FA wykazali zróżnicowany wzorzec aktywacji neuronów od uczestników z niższymi wynikami FA. Chociaż badania zbadały związek przewidywalnej i uzupełniającej nagrody z BMI 12,13,14, jest to pierwsze badanie mające na celu zbadanie związku między FA a aktywacją nerwową obwodów nagrody do spożycia i przewidywanego spożycia smacznego jedzenia. Wyniki FA korelowały dodatnio z aktywacją w ACC, środkowym OFC i ciele migdałowatym w odpowiedzi na przewidywane spożycie smacznego pokarmu, ale nie były istotnie związane z aktywacją w odpowiedzi na smaczne przyjmowanie pokarmu. Ponadto uczestnicy z wysokim i niskim FA wykazywali większą aktywację w DLPFC i jądrze ogoniastym podczas przewidywanego, smacznego przyjmowania pokarmu i zmniejszonej aktywacji w bocznym OFC podczas spożywania smacznego pokarmu.
Zgodnie z przewidywaniami, podwyższone wyniki FA były związane z większą aktywacją regionów, które odgrywają rolę w kodowaniu wartości motywacyjnej bodźców w odpowiedzi na sygnały pokarmowe. ACC i medial OFC zostały zaangażowane w motywację do karmienia41,42i spożywać narkotyki wśród osób uzależnionych od substancji43. Podwyższona aktywacja ACC w odpowiedzi na sygnały związane z alkoholem jest również związana ze zmniejszeniem D2 dostępność receptora44 i zwiększone ryzyko nawrotu45. Podobnie, zwiększona aktywacja ciała migdałowatego wiąże się ze zwiększoną motywacją apetyczną46 oraz ekspozycja na żywność o większej wartości motywacyjnej i motywującej47. Ponadto DLPFC jest związane z pamięcią, planowaniem48, kontrola uwagi49i zachowanie ukierunkowane na cel49. Hare i koledzy50 odkryli, że uczestnicy, którzy próbowali oprzeć się przyjemnym pokarmom, również wykazywali podwyższoną aktywację DLPFC, co wiązało się ze zmniejszoną aktywnością w obszarach związanych z kodowaniem nagrody żywnościowej, takich jak brzuszno-przyśrodkowa kora przedczołowa. Zatem uczestnicy z wyższymi wynikami FA mogą reagować na zwiększoną motywację apetyczną do jedzenia, próbując wdrożyć strategie samokontroli. Sugerowano również, że aktywacja DLPFC przez sygnały leków odnosi się do integracji informacji o stanie wewnętrznym (pragnienie, wycofanie), motywacji, oczekiwaniu i wskazówkach w regulacji i planowaniu zachowań związanych z poszukiwaniem narkotyków7. Podobnie ogoniasta wydaje się również odgrywać rolę w zwiększonej motywacji. Podwyższona aktywacja ogoniasta wiąże się z oczekiwaniem dodatniej nagrody51, narażenie na sygnały o zwiększonej wartości motywacyjnej52oraz ekspozycja na bodźce narkotykowe dla uczestników uzależnionych od substancji53. Tak więc większe wyniki FA mogą być związane z silniejszą motywacją do poszukiwania pożywienia w odpowiedzi na sygnały związane z żywnością.
Aktywacja neuronalna regionów, które wydają się odgrywać rolę w kodowaniu głodu, była również dodatnio skorelowana z wynikami FA. Na przykład, aktywacja w ACC i środkowej OFC jest związana z głodem w zaburzeniach używania substancji54,55. Ciało migdałowate jest również powszechnie związane z reaktywnością wskazań leków56 i głód narkotykowy57. Ponadto aktywacja w jądrze ogoniastym jest związana z pragnieniem smacznych potraw58, a także pragnienie w odpowiedzi na sygnały leków u uczestników uzależnionych od substancji53, 59. Tak więc wyniki FA mogą być związane z większą apetytem na żywność wywoływanym przez cue.
Wreszcie wyniki FA były związane z aktywacją w regionach, które odgrywają rolę w odhamowaniu i sytości. Co ciekawe, chociaż FA korelowało dodatnio z aktywacją w środkowym OFC podczas przewidywanej nagrody żywności, wyniki FA korelowały ujemnie z aktywacją w bocznym OFC podczas przyjmowania pokarmu. Wyniki te są zgodne z badaniami wykazującymi bardzo różne wzorce reakcji w tych regionach. W szczególności Small et al. (2001)36 odkryli, że przyśrodkowa i boczna ogona OFC wykazywała przeciwne wzorce aktywności podczas konsumpcji czekolady, co sugeruje, że ten wzorzec występuje, gdy pragnienie uczestników jedzenia zmniejsza się, a ich zachowanie (jedzenie) staje się niezgodne z ich pragnieniami. Zatem boczna aktywność OFC występuje, gdy pragnienie zaprzestania jedzenia jest tłumione. Podobne dysocjacje między środkowym i bocznym OFC stwierdzono również w zależności od substancji. W przeciwieństwie do medialnego OFC, który jest ściślej związany z subiektywną oceną nagrody60, zwiększona aktywacja w bocznym OFC jest związana z większą kontrolą hamowania46,61 oraz większa zdolność do tłumienia wcześniej nagradzanych odpowiedzi62. Uczestnicy zależni od substancji zazwyczaj wykazują zwiększoną aktywację w środkowym OFC w odpowiedzi na sygnały leku54,55, ale także wykazują hipoaktywację w bocznym OFC46, sugerując mniejszą kontrolę hamującą w odpowiedzi na sygnały nagrody. Zmniejszona aktywacja w bocznym OFC u obserwowanych tu osób z wysokim FA może być związana z mniejszą kontrolą hamowania podczas przyjmowania smacznego pokarmu lub zmniejszoną odpowiedzią sytości podczas spożywania smacznego pokarmu.
Podsumowując, wyniki te potwierdzają teorię, że kompulsywne spożywanie żywności może być częściowo napędzane przez lepsze przewidywanie satysfakcjonujących właściwości żywności12. Podobnie osoby uzależnione częściej reagują fizjologicznie, psychicznie i behawioralnie na sygnały związane z substancjami63, 64. Proces ten może częściowo wynikać z zachęty, która sugeruje, że sygnały związane z substancją (w tym przypadku z żywnością) mogą zacząć wyzwalać dopaminę i zwiększać konsumpcję65,66. Regiony mózgu związane z uwalnianiem dopaminergicznym również wykazywały znacznie większą aktywację podczas ekspozycji na cue u uczestników z wysokim FA. Możliwość, że sygnały związane z żywnością mogą rozwinąć właściwości patologiczne, jest szczególnie niepokojąca w obecnym środowisku żywnościowym, gdzie smaczne pokarmy są stale dostępne i mocno sprzedawane.
W przeciwieństwie do naszych początkowych hipotez, występowały ograniczone różnice w aktywacji obwodów nagrody między wysokimi FA i niskimi uczestnikami FA podczas przyjmowania pokarmu. Odkrycia te w niewielkim stopniu wspierają pogląd, że nieprawidłowa reakcja nagrody na przyjmowanie pokarmu napędza uzależnienie od żywności. Zamiast tego, grupa wysokiego FA wykazywała wzory aktywacji nerwowej związane ze zmniejszoną kontrolą hamowania. Wcześniejsze badania wykazały, że podanie dawki pierwotnej może wywołać nadmierne spożycie u uczestników z problemami z używaniem substancji67,68 i patologia jedzenia 69,70,71. Obecne wyniki, podjęte w połączeniu z tymi wcześniejszymi odkryciami, sugerują, że spożywanie smacznego pokarmu może zastąpić pragnienia ograniczenia spożycia kalorii u wysokich uczestników FA, co prowadzi do odhamowania konsumpcji żywności.
Co ciekawe, nie stwierdzono istotnej korelacji między wynikami YFAS a BMI. W związku z tym obecne odkrycia sugerują, że wyniki FA i związane z nimi funkcjonowanie nerwowe mogą występować wśród osób o różnej masie ciała. W początkowej walidacji YFAS nie był również istotnie powiązany z BMI, ale był związany z objadaniem się, jedzeniem emocjonalnym i problematycznymi postawami żywieniowymi26. Podobnie, tutaj YFAS był skorelowany z jedzeniem emocjonalnym i jedzeniem zewnętrznym. Możliwe, że niektóre osoby doświadczają kompulsywnych zachowań żywieniowych, ale angażują się w zachowania kompensacyjne, aby utrzymać niższą wagę. Alternatywna możliwość polega na tym, że szczupli uczestnicy, którzy popierają FA, są narażeni na ryzyko dalszego wzrostu masy ciała. Biorąc pod uwagę młody wiek próbki, prawdopodobieństwo przyszłego przyrostu masy ciała może być szczególnie prawdopodobne. Każda z tych możliwości sugeruje, że badanie FA u szczupłych uczestników może być korzystne w identyfikacji osób zagrożonych przyrostem masy ciała lub zaburzeniami odżywiania i że YFAS może dostarczyć ważnych informacji ponad i poza obecnym BMI.
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę ograniczenia tego badania. Po pierwsze, potencjalnie ze względu na wykluczenie uczestników z zaburzeniami odżywiania i zaburzeniami Osi I, niewielu uczestników spełniło klinicznie istotne cierpienie lub kryteria upośledzenia YFAS, które są wymagane do „diagnozy” FA. Zatem obecne badanie należy uznać za konserwatywny test i przyszłe badania neuronalnych korelatów FA powinny obejmować uczestników z bardziej dotkliwymi wynikami. Po drugie, chociaż poprosiliśmy uczestników o powstrzymanie się od spożywania 4 do 6 godzin przed sesją skanowania, nie mierzyliśmy głodu. Post i głód są związane z podobnymi wzorcami odpowiedzi nerwowej, takimi jak zwiększona aktywacja w środkowym OFC i migdałku72,73. Możliwe, że uczestnicy z wyższymi wynikami FA doświadczyli większego głodu. Gdyby tak było, mogło to przyczynić się do niektórych zaobserwowanych efektów. Możliwe jest również, że zwiększony głód może wchodzić w interakcje z FA, ponieważ zarówno uzależnienie, jak i głód są związane z podwyższonym poziomem napędu74. Przyszłe badania powinny zbadać związek między FA, głodem i odpowiedzią obwodów nagród na przyjmowanie pokarmu i przewidywane spożycie. Po trzecie, obecne badanie zostało przeprowadzone wyłącznie z udziałem kobiet, dlatego wyniki powinny być uogólnione na mężczyzn. Po czwarte, badanie to jest przekrojowe, co nie pozwoliło nam ocenić przebiegu czasowego rozwoju FA i powiązanych korelacji neuronalnych. Projekt podłużny pozwoliłby na lepsze zrozumienie poprzedników i konsekwencji FA. Po piąte, regiony biorące udział w obecnym badaniu są również zaangażowane w nie uzależniające zachowania związane z nagrodami, dlatego przyszłe badania odniosłyby korzyści z gromadzenia środków związanych z uzależnieniem podczas skanowania, takich jak głód i utrata kontroli. Wreszcie wielkość próby w obecnym badaniu jest stosunkowo niewielka, a zatem może istnieć ograniczona moc wykrywania innych efektów, takich jak indywidualne różnice w odpowiedzi nerwowej na przyjmowanie pokarmu.
Obecne odkrycia mają wpływ na przyszłe kierunki badań. Po pierwsze, biorąc pod uwagę, że niektóre rodzaje zachowań żywieniowych mogą być napędzane sygnałami pokarmowymi, ważne będzie zbadanie aktywacji nerwowej w odpowiedzi na reklamy żywności. Ponadto, w celu dalszego zbadania roli odhamowania w FA, przydatne będzie zmierzenie uczucia utraty kontroli i ad libitum konsumpcja jedzenia. Ponadto zastosowanie technologii fMRI nie pozwala na bezpośredni pomiar uwalniania dopaminy lub receptorów dopaminy. Ważne będzie zbadanie indukowanego uwalniania dopaminy i D2 dostępność receptora u uczestników zgłaszających wskaźniki FA. Wreszcie, chociaż dopamina jest zaangażowana zarówno w zachowania żywieniowe, jak i uzależniające, inne neuroprzekaźniki również odgrywają ważną rolę (np. Opioid, GABA). Zatem ważne będą również przyszłe badania nad związkiem między FA a aktywacją nerwową związaną z tymi neuroprzekaźnikami.
Pomimo wspomnianych ograniczeń, obecne odkrycia sugerują, że FA wiąże się z aktywacją nerwową związaną z nagrodą, która jest często związana z uzależnieniem od substancji. To pierwsze badanie łączące wskaźniki uzależniającego zachowania żywieniowego ze specyficznym wzorcem aktywacji nerwowej. Obecne badanie dostarcza również dowodów, że obiektywnie zmierzone różnice biologiczne są związane ze zmianami w wynikach YFAS, zapewniając tym samym dalsze wsparcie dla ważności skali. Ponadto, jeśli niektóre pokarmy uzależniają, może to częściowo wyjaśniać trudności, jakich doświadczają ludzie w osiąganiu trwałej utraty wagi. Jeśli wskazówki dotyczące żywności przyjmują zwiększone właściwości motywacyjne w sposób analogiczny do wskazówek dotyczących leków, wysiłki zmierzające do zmiany obecnego środowiska żywnościowego mogą mieć kluczowe znaczenie dla skutecznego odchudzania i działań zapobiegawczych. Wszechobecna reklama żywności i dostępność niedrogich potraw smacznych mogą sprawić, że niezwykle trudno będzie stosować zdrowsze wybory żywieniowe, ponieważ wszechobecne sygnały żywnościowe uruchamiają system nagradzania. Wreszcie, jeśli spożywaniu smacznych potraw towarzyszy odhamowanie, obecny nacisk na osobistą odpowiedzialność jako anegdota na zwiększanie wskaźników otyłości może mieć minimalną skuteczność.
Podziękowanie
Ten projekt był wspierany przez następujący grant: Roadmap Supplement R1MH64560A.
Pani Gearhardt jest autorką korespondencyjną i bierze odpowiedzialność za integralność danych i dokładność analizy danych oraz stwierdza, że wszyscy autorzy mieli pełny dostęp do wszystkich danych w badaniu.
Przypisy
1W obecnym artykule terminy uzależnienie od substancji i uzależnienie są używane zamiennie w celu przedstawienia diagnozy uzależnienia od substancji zdefiniowanej w Podręczniku diagnostycznym i statystycznym IV-TR25.
2Wszystkie piki pozostały znaczące, gdy BMI było statystycznie kontrolowane w analizach.
Wszyscy autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów w odniesieniu do treści tego artykułu.
Referencje
;
