Comentários: Estudo revela sensibilização e hipofrontalidade em indivíduos obesos. Ambas são marcas de mudanças cerebrais relacionadas ao vício.
O metabolismo da glicose do núcleo caudado no mesencéfalo (A) foi significativamente maior em obesos versus indivíduos magros (B).
Na maioria dos países ocidentais, o aumento anual da prevalência e da gravidade da obesidade é atualmente substancial. Embora a obesidade geralmente resulte simplesmente do consumo excessivo de energia, atualmente não está claro por que algumas pessoas são propensas a comer demais e ganhar peso.
Como o sistema nervoso central está intimamente envolvido no processamento de sinais de fome e no controle da ingestão de alimentos, é possível que a causa do ganho de peso e da obesidade esteja no cérebro.
Pesquisadores da Universidade de Turku e da Universidade Aalto encontraram novas evidências para o papel do cérebro na obesidade. Os pesquisadores mediram o funcionamento circuitos cerebrais envolvido com vários métodos de imagem cerebral.
Os resultados revelaram que em indivíduos obesos versus magros, o metabolismo da glicose no cérebro era significativamente maior nas regiões estriadas do cérebro, que estão envolvidas no processamento de recompensas. Além disso, o sistema de recompensa do indivíduo obeso respondeu de forma mais vigorosa às imagens de alimentos, enquanto as respostas nas regiões corticais frontais envolvidas no controle cognitivo foram atenuadas.
"Os resultados sugerem que os cérebros de indivíduos obesos podem gerar constantemente sinais que promovem a alimentação, mesmo quando o corpo não precisa de captação adicional de energia., ”Diz o Professor Adjunto Lauri Nummenmaa da Universidade de Turku.
“Os resultados destacam o papel do cérebro na obesidade e no ganho de peso. Os resultados têm grandes implicações nos modelos atuais de obesidade, mas também no desenvolvimento de tratamentos farmacológicos e psicológicos da obesidade ”, diz Nummenmaa.
Os participantes eram obesos mórbidos e controles saudáveis e magros. Seu cérebro metabolismo da glicose foi medido com positrão tomografia de emissão durante as condições em que o corpo foi saciado em termos de sinalização de insulina. Respostas do cérebro fotos de alimentos foram medidas com ressonância magnética funcional.
A pesquisa é financiada pela Academia da Finlândia, Hospital Universitário de Turku, Universidade de Turku, Åbo Akademi University e Aalto University.
Os resultados foram publicados em janeiro 27th, 2012 na revista científica PLoS ONE.
ESTUDO: O estriado dorsal e sua conectividade límbica medeiam o processamento anormal da recompensa antecipada na obesidade
Lauri Nummenmaa, Jussi Hirvonen, Jarna C. Hannukainen, Heidi Immonen, Markus Lindroos M., Paulina Salminen, Nuutila Pirjo .. PLoS ONE, 2012; 7 (2): e31089 DOI: 10.1371 / journal.pone.0031089
Sumário
A obesidade é caracterizada por um desequilíbrio nos circuitos cerebrais promovendo a busca de recompensa e aqueles que regem o controle cognitivo. Aqui mostramos que o núcleo caudado dorsal e suas conexões com a amígdala, a ínsula e o córtex pré-frontal contribuem para o processamento de recompensas anormais na obesidade. Medimos a captação regional de glicose cerebral em indivíduos com obesidade mórbida (n = 19) e com peso normal (n = 16) com 2- [18F] fluoro-2-deoxiglicose ([18F] FDG) tomografia por emissão de pósitrons (PET) durante hiperinsulinemia euglicêmica e com ressonância magnética funcional (fMRI), enquanto recompensa alimentar antecipada foi induzida por repetidas apresentações de imagens apetitosas e sem graça. Primeiro, descobrimos que a taxa de captação de glicose no núcleo caudado dorsal foi maior em obesos do que em indivíduos com peso normal. Em segundo lugar, os indivíduos obesos mostraram respostas hemodinâmicas aumentadas no núcleo caudado, enquanto observavam alimentos apetitosos versus insípidos na fMRI. O caudado também mostrou conectividade funcional relacionada à tarefa elevada com amígdala e ínsula nos obesos versus indivíduos com peso normal. Finalmente, os indivíduos obesos tiveram respostas menores aos alimentos apetitosos versus brandos nos córtices dorsolateral e orbitofrontal do que os indivíduos com peso normal, e a incapacidade de ativar o córtex pré-frontal dorsolateral foi correlacionada com o alto metabolismo da glicose no núcleo dorsal caudado. Esses achados sugerem que a sensibilidade aumentada a estímulos alimentares externos na obesidade pode envolver aprendizado anormal de estímulo-resposta e motivação de incentivo subsidiada pelo núcleo dorsal caudado, que, por sua vez, pode ser devido ao input anormalmente alto da amígdala e ínsula e controle inibitório disfuncional pela amígdala. regiões corticais frontais. Essas mudanças funcionais na capacidade de resposta e interconectividade do circuito de recompensa podem ser um mecanismo crítico para explicar o excesso de peso na obesidade.
Citação: Nummenmaa L., Hirvonen J, Hannukainen JC, Immonen H, Lindroos MM, et al. (2012) Striatum dorsal e sua conectividade límbica medeiam o processamento anormal da recompensa antecipada na obesidade. PLoS ONE 7 (2): e31089. doi: 10.1371 / journal.pone.0031089
Editor: Ya-Ping Tang, Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Estado da Louisiana, Estados Unidos da América
Recebido: Agosto 19, 2011; Aceito: janeiro 2, 2012; Publicado: fevereiro 3, 2012
Direitos de autor: © 2012 Nummenmaa et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença de Atribuição da Creative Commons, que permite uso, distribuição e reprodução irrestritos em qualquer meio, desde que o autor e a fonte originais sejam creditados.
Financiamento: Este trabalho foi apoiado pela Academia da Finlândia (concessões #256147 e #251125 http://www.aka.fi) a LN, pela Universidade de Aalto (AivoAALTO Grant, http://www.aalto.fi) Fundação Sigrid Juselius (www.sigridjuselius.fi/foundation) Hospital Universitário de Turku (bolsa EVO http://www.tyks.fi). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito.
Interesses competitivos: Os autores declararam que não existem interesses concorrentes.
Introdução
Na maioria dos países ocidentais, o aumento anual da prevalência e da gravidade da obesidade é atualmente [1]. A disponibilidade irrestrita de alimentos apetitosos é o fator ambiental mais óbvio que promove a obesidade [2]e os genes que promovem a ingestão rápida de energia por meio do alto consumo de açúcar e gordura, sob condições de escassez de alimentos, tornaram-se um passivo nas sociedades modernas, onde alimentos altamente calóricos estão disponíveis de forma onipresente. Para combater a atual epidemia de obesidade, é imperativo entender quais fatores determinam se o consumo alimentar é perseguido ou restringido. Comer fornece nutrientes, mas também é altamente reforçador, porque induz sentimentos intensos de prazer e recompensa. Estudos comparativos estabeleceram que um circuito de recompensa interconectado compreendendo áreas subcorticais (amígdala, hipotálamo, estriado) e frontocorticais (motor, pré-motor, orbital e medial pré-frontal) desempenha um papel fundamental na orientação de comportamentos apetitivos [3], [4], [5]. Estudos de imagem funcional em humanos mostraram ainda que subcomponentes do circuito de recompensa contribuem para o processamento de sinais de comida externos, como fotos de alimentos [6], [7], [8], [9]e disfunções do circuito de recompensa também foram associadas com obesidade e dependência de drogas. [2], [10], [11], [12], [13], [14]. No presente estudo, mostramos como a atividade tônica, as respostas regionais, bem como a interconexão do circuito de recompensa, podem ser os mecanismos críticos que explicam o excesso de comida e a obesidade.
Alimentos palatáveis carregam forte poder motivacional. A mera visão de um bolo delicioso ou o cheiro da nossa comida favorita pode provocar um forte desejo de comer agora, e a exposição a essas sugestões pode anular os sinais de saciedade fisiológica e desencadear o consumo de alimentos. [15]. Portanto, comer demais depende do equilíbrio entre o circuito de recompensa e as redes que inibem a busca por recompensas, como os córtices pré-frontais dorsolaterais. [16], [17], [18]. A literatura existente a partir de estudos de imagem em humanos sugere que a obesidade é caracterizada por um desequilíbrio nesses sistemas, em que o circuito de recompensa é hiperativo para recompensar a antecipação na obesidade e que as redes inibitórias podem falhar em exercer controle sobre o circuito de recompensa. [2], [10], [11], [12], [13], [14], [19]. Existem grandes diferenças individuais na capacidade de resposta do circuito de recompensa em relação aos alimentos, e isso pode ser um fator crítico que contribui para comer demais e obesidade [2]. A capacidade de recompensa do traço de personalidade está positivamente associada aos desejos por comida e peso corporal [20], e estudos de fMRI revelaram que também prevê as respostas do estriado ventral a imagens de alimentos apetitosos em indivíduos com peso normal [21]. Da mesma forma, a sensibilidade autorreferida a estímulos alimentares externos está positivamente correlacionada com a interconectividade do circuito de recompensa. [22]. Em consonância com esses achados, estudos de RMf confirmaram que o circuito de recompensa de indivíduos obesos é hipersensível à simples visão de alimentos. Indivíduos obesos apresentam respostas elevadas a quadros alimentares na amígdala, no núcleo caudado e no córtex cingulado anterior [10], [19]e tem sido proposto que esta hiperatividade do circuito de recompensa dopaminérgico pode tornar os indivíduos obesos propensos a comer em excesso. Estudos PET demonstraram ainda aspectos comuns dopaminérgicos nos mecanismos de abuso de drogas e ingestão excessiva de alimentos, sugerindo que, pelo menos em alguns casos, a obesidade pode ser caracterizada como um "vício alimentar". Vias de recompensa dopaminérgicas no mesencéfalo modulam o consumo de alimentos e de drogas [23] particularmente por meio da criação de sensações de desejo por comida e drogas [24]e tanto os medicamentos quanto os alimentos exercem seus efeitos de reforço aumentando a dopamina nas regiões límbicas. Pacientes com transtornos aditivos apresentam valores iniciais d2 receptor (D2R) densidade no corpo estriado e liberação abrupta de dopamina após a administração da droga de abuso. Semelhante às drogas de abuso, o consumo de alimentos está associado à liberação de dopamina no corpo estriado dorsal em indivíduos saudáveis, e a quantidade de dopamina liberada é correlacionada positivamente com as classificações de agradabilidade alimentar. [12]. Assim como os pacientes com distúrbios aditivos, os indivíduos obesos têm menor D estriatal na linha de base2Densidade R, que é proporcionalmente proporcional ao IMC [11].
Embora a sensibilidade alterada do circuito de recompensa possa ser um fator crítico que explica a obesidade, ainda não se sabe exatamente como os circuitos de recompensa contribuem para as funções de recompensa antecipatória relacionadas aos alimentos em indivíduos obesos. Primeiro, demonstrações anteriores de respostas elevadas do circuito de recompensa a alimentos em peso normal e obesos [10], [19] não abordaram as diferenças na atividade de linha de base tônica do circuito de recompensa no cérebro. O metabolismo de glicose no córtex pré-frontal, que é muito baixo, prediz baixos níveis de dopamina no estriado D2 densidade do receptor - uma marca registrada do circuito de recompensa desregulado - em indivíduos obesos [17]. No entanto, a atividade tônica das redes neurais que processam a recompensa antecipatória prediz respostas funcionais a estímulos alimentares externos é desconhecida. Em segundo lugar, apenas um punhado de estudos adotou uma abordagem em nível de sistemas para testar se a obesidade alteraria a conectividade funcional do circuito de recompensa. Enquanto um recente estudo de imagens em seres humanos saudáveis demonstrou que a conectividade dentro do circuito de recompensa humano depende da sensibilidade individual a estímulos alimentares externos [22], outro envolvendo indivíduos obesos e com peso normal sugeriu que a obesidade está especificamente associada à conectividade funcional deficiente da amígdala ao córtex orbitofrontal (OFC) e à conectividade aumentada do OFC ao estriado ventral [25]. No entanto, os mecanismos neurais exatos subjacentes a essas alterações funcionais permanecem desconhecidos.
Neste estudo, aplicamos imagens do cérebro multimodal combinando [18F] FDG PET com uma experiência de fMRI envolvendo recompensa antecipada induzida pela apresentação de imagens de comida apetitosas e sem graça. Observe que, embora nenhuma recompensa tenha sido entregue aos participantes, usamos o termo “recompensa antecipatória” por uma questão de concisão, pois ver alvos altamente recompensadores, como alimentos, induz respostas de antecipação de recompensa no estriado ventral, mesmo quando não há recompensas. entregue [21]. Foi estabelecido que a utilização de glicose está fortemente associada à frequência de pico [26]Portanto, as taxas de metabolismo da glicose podem ser usadas para medir a ativação tônica basal do cérebro durante o repouso. Usando braçadeira hiperinsulinêmica preparada [27] durante o PET scan, fomos capazes de comparar o metabolismo da glicose no cérebro de indivíduos obesos e com peso normal em uma situação em que o corpo está em um estado saciado em termos de sinalização de insulina. O experimento de fMRI nos permitiu comparar se indivíduos obesos e com peso normal diferem com relação às respostas regionais do cérebro e conectividade efetiva do circuito de recompensa durante a visualização de alimentos apetitosos vs. Finalmente, a combinação dos dados de PET e fMRI nos permitiu usar as taxas metabólicas regionais de glicose (GMRs) derivadas do PET para prever as respostas do cérebro a alimentos apetitosos no experimento de fMRI.
Materiais e Métodos
Participantes
O Comitê de Ética do Hospital Distrital do Sudoeste da Finlândia aprovou o protocolo do estudo e todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido aprovado pelo comitê de ética. O estudo foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinque. tabela 1 apresenta um resumo dos participantes. O grupo obeso consistiu em dezenove indivíduos com obesidade mórbida neurologicamente intactos (MIMC = 43.87, SDIMC = 6.60). Cinco deles usaram medicação antidiabética oral e foram excluídos dos estudos de PET. Dezesseis voluntários voluntários com peso normal neurologicamente íntegros serviram como controles (MIMC = 24.10, SDIMC = 2.07) e foram pareados com os pacientes em relação à idade, altura e índices de hipertensão (pressão arterial). Transtornos alimentares, transtornos mentais graves e abuso de substâncias foram critérios de exclusão para todos os participantes. Um indivíduo com peso normal foi excluído das análises de dados da RMf devido ao movimento excessivo da cabeça.
Tabela 1. Características dos participantes
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Medições comportamentais
Antes do experimento, os participantes avaliaram sua sensação de fome usando uma escala visual analógica. Após o experimento com fMRI, os participantes avaliaram a valência (agradabilidade versus desagrado) dos estímulos experimentais em um computador usando o manequim de auto-avaliação. [28] com uma escala que varia de 1 (desagradável) a 9 (agradável).
Aquisição e análise de PET
Os estudos foram realizados após o jejum de 12 horas. Os indivíduos abstinham-se de bebidas contendo cafeína e de fumar 24 horas antes dos estudos de PET. Qualquer tipo de atividade física extenuante foi proibida na noite anterior. Dois cateteres foram inseridos em veias antecubitais, um para infusões de salina, insulina e glicose e injeção de radiotraçador [18F] FDG e outra no braço aquecido oposto para amostragem de sangue arterializado. A técnica de clamp hiperinsulinêmica euglicêmica foi utilizada como descrito anteriormente [27]. A taxa de infusão de insulina foi de 1 mU · kg-1 Min-1 (Actrapid, Novo Nordisk, Copenhaga, Dinamarca). Durante a hiperinsulinemia, a euglicemia foi mantida pela infusão de 20% glicose por via intravenosa. A taxa de infusão de glicose foi ajustada de acordo com as concentrações de glicose plasmática medidas a cada 5-10 min do sangue arterializado. No momento, 100 + −10 minutos de braçadeira hiperinsulinêmica euglicêmica, [18F] O FDG (189 ± 9 MBq) foi injectado por via intravenosa durante 40 em segundo e iniciou-se a pesquisa dinâmica do cérebro para 40 min (quadros; 4 • 30, 3 • 60, 7 • 300 s). Durante a varredura, amostras de sangue arterial foram coletadas para análise de radioatividade. Um scanner GE Advance PET (General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI, EUA) com resolução de 4.25 mm foi usado para estudos de PET como descrito anteriormente [29], [30]. [18F] FDG foi sintetizado como descrito anteriormente [31]. A radioactividade do plasma foi medida com um contador gama automático (Wizard 1480 3, Wallac, Turku, Finlândia).
A taxa de captação de glicose cerebral foi medida para cada voxel separadamente dos exames de PET dinâmicos, conforme descrito anteriormente [29], [30], exceto que foi usada uma constante de 0.8 [32]. A normalização e análises estatísticas das imagens paramétricas do metabolismo da glicose foram realizadas com o software SPM 5 (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) As imagens paramétricas foram normalizadas em um modelo de metabolismo de glicose interno no espaço MNI usando transformações lineares e não lineares e suavizadas com um kernel gaussiano de FWHM de 10 mm. Contrastes t simples para as imagens paramétricas normalizadas foram usados para analisar diferenças de grupo no metabolismo da glicose. O limite estatístico foi estabelecido em p <001, não corrigido, com um tamanho mínimo de cluster de 100 voxels contíguos. Para correções de pequeno volume (SVC) nos dados de PET, regiões definidas anatomicamente a priori de interesse no sistema de recompensa (núcleo caudado, amígdala, tálamo, ínsula e córtex orbitofrontal) foram definidas usando o pickatlas WFU [33] e AAL [34] Atlas.
Design Experimental para fMRI
Estímulos e design estão resumidos em Figura 1. Os estímulos foram digitalizados fotografias coloridas de alimentos apetitosos (por exemplo, chocolate, pizza, bife), alimentos branda (por exemplo, lentilhas, repolho, bolachas) e carros combinados com características visuais de baixo nível, como luminosidade média, contraste RMS e global energia. Uma amostra independente de voluntários saudáveis 29 avaliou a valência (desagrado versus prazer) dos estímulos com o SAM. Análise das classificações de valência (Mapetitoso = 6.64, Mbrando = 3.93, Mcarros = 4.41) estabeleceu que os alimentos apetitosos foram avaliados como mais agradáveis do que os alimentos leves, t (28) = 10.97, p <001, e carros, t (28) = 7.52, p <001, mas não houve diferenças na simpatia dos alimentos e carros insossos, t (28) = 1.19.
Figura 1. Painel do Desenho experimental para fMRI e exemplos dos estímulos utilizados.
Os participantes viam a alternância de épocas 15.75 de alimentos apetitosos, carros e alimentos sem graça. Cada época consistiu em seis estímulos experimentais misturados pseudo-aleatoriamente com três eventos nulos.
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Ao serem digitalizados, os sujeitos observaram a alternância de épocas 15.75 de segundos contendo seis estímulos de uma categoria (alimentos apetitosos, alimentos sem graça ou carros) misturados com três eventos nulos. Para estudar o processamento implícito das imagens dos alimentos, utilizamos durações breves de exibição de estímulos e uma tarefa comportamental que não estava relacionada ao valor hedônico dos estímulos: um único ensaio compreendeu uma apresentação 1000 ms de uma imagem de estímulo seguida por um contraste central Cruz (750 ms). Eventos nulos incluíram uma apresentação 1750 ms de um cruzamento de baixo contraste. Os estímulos de comida e carro foram deslocados ligeiramente para a esquerda ou para a direita da tela, e os participantes foram instruídos a pressionar o botão esquerdo ou direito de acordo com o lado em que o estímulo foi apresentado. Em ensaios nulos, nenhuma resposta foi exigida. A ordem dos estímulos durante cada época foi pseudo-aleatória em relação ao tipo de estudo (estímulo ou nulo), de modo que não mais do que três tentativas consecutivas foram do mesmo tipo. Esta pseudo-aleatorização melhorou a eficiência do design, preservando a imprevisibilidade dos estímulos em participantes ingênuos. [35]. O campo visual dos estímulos foi randomizado e totalmente contrabalançado. Ao todo, houve um total de testes de alimentos 72 apetitosos (em épocas 12), testes de alimentos 72 (em épocas 12) e testes 144 (em épocas 24). Para maximizar o poder do design e evitar efeitos de transmissão da visualização de alimentos apetitosos, a ordem das épocas de estímulo foi fixada de tal maneira que a época de estímulo do carro sempre foi apresentada entre as épocas de estímulo apetitosas e brandas. A época inicial da tarefa foi contrabalançada entre os participantes. A duração total da tarefa foi de 14 minutos. Os participantes praticaram a tarefa fora do scanner antes de iniciar o experimento de fMRI.
Aquisição e análise de fMRI
As sessões de escaneamento foram realizadas pela manhã ou ao meio-dia (9 am – 2 pm). Os participantes foram instruídos a abster-se de comer e beber apenas água por pelo menos três horas antes do escaneamento. A ressonância magnética foi realizada com o scanner Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual no centro de PET da Turku. Imagens anatômicas de alta resolução (1 mm3 resolução) foram adquiridos utilizando uma sequência ponderada T1 (TR 25 ms, TE 4.6 ms, ângulo de inversão 30 °, tempo de varredura 376 s). Os dados funcionais do cérebro total foram adquiridos com a sequência de imagens de ecoparar (EPI), sensível ao contraste do sinal de nível de oxigénio no sangue (BOLD) (TR = 3000 ms, TE = 50 ms, 90 °, 192 mm Matriz FOV, 64 × 64, largura de banda 62.5 kHz, 4.0 mm de espessura de corte, 0.5 milímetro entre fatias, 30 fatias intercaladas adquiridas em ordem crescente). Um total de volumes funcionais 270 foi adquirido, e os primeiros volumes 5 foram descartados para permitir efeitos de equilíbrio. Os dados foram pré-processados e analisados usando o software SPM5 (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). As imagens EPI foram sinc interpoladas a tempo de corrigir as diferenças de tempo de corte e realinhadas à primeira varredura por transformações de corpo rígido para corrigir os movimentos da cabeça. EPI e imagens estruturais foram registradas e normalizadas para o modelo padrão T1 no espaço MNI (Instituto Neurológico de Montreal (MNI) - International Consortium for Brain mapping) usando transformações lineares e não lineares e suavizadas com um kernel Gaussian de FWHM 8-mm.
Análise de efeitos regionais
Um modelo de efeitos aleatórios de todo o cérebro foi implementado usando um processo de dois estágios (primeiro e segundo níveis). Esta análise de efeitos aleatórios avaliou os efeitos com base na variância intersujeitos e, assim, permitiu inferências sobre a população da qual os participantes foram retirados. Para cada participante, usamos um GLM para avaliar os efeitos regionais dos parâmetros da tarefa nos índices BOLD de ativação. O modelo incluiu três condições experimentais (alimentos apetitosos, alimentos leves e carros) e efeitos sem interesse (parâmetros de realinhamento) para contabilizar a variância relacionada ao movimento. O desvio do sinal de baixa frequência foi removido usando um filtro passa-alta (corte de 128 segundos) e a modelagem AR (1) de autocorrelações temporais foi aplicada. As imagens de contraste individuais foram geradas usando o contraste apetitoso - alimentos brandos, bem como para o efeito principal dos alimentos (ou seja, alimentos apetitosos e brandos contra outros efeitos de interesse). A análise de segundo nível utilizou essas imagens de contraste em um novo GLM e gerou imagens estatísticas, ou seja, mapas SPM-t. Com projetos balanceados no primeiro nível (ou seja, eventos semelhantes para cada assunto, em números semelhantes), esta análise de segundo nível se aproxima muito de um projeto de efeitos mistos verdadeiro, com variação dentro e entre assuntos. A análise inicial revelou que nenhum dos contrastes de segundo nível entre os grupos foi significativo quando a correção da taxa de descoberta de falsos (FDR) estrita em p <05 foi aplicada. Consequentemente, o limite estatístico foi definido em p <005, não corrigido, com um tamanho mínimo de cluster de 20 voxels contíguos para as comparações entre os grupos.
Interação psicofisiológica (PPI) no modelo linear geral (GLM)
A conectividade fisiológica entre duas regiões do cérebro pode variar em função do contexto psicológico [36] conhecida como Interação Psicofisiológica (PPI). Os PPIs podem ser identificados por modelos lineares gerais sensíveis à modulação contextual da covariância relacionada à tarefa. Em contraste com modelagem casual dinâmica ou modelagem de equações estruturais de conectividade de rede, os PPIs não exigem um modelo anatômico especificado. Em vez disso, começa-se com uma região de 'origem' e identifica-se qualquer outro 'alvo' de voxels / clusters no cérebro com o qual essa fonte tem conectividade dependente do contexto. As regiões de destino não precisam se correlacionar apenas com a tarefa ou contexto, mas com as interações entre esses fatores. Os PPIs significativos em si não indicam a direção ou a neuroquímica das influências causais entre as regiões de origem e de destino, nem se a conectividade é mediada por conexões mono ou poli-sinápticas, nem alterações na neuroplasticidade estrutural de época para época. No entanto, eles indicam interações entre os sistemas regionais e os resultados dos PPIs de acordo com outros métodos de conectividade, como a modelagem causal dinâmica. [37].
Núcleo caudado direito foi usado como a região de origem para as análises de conectividade para o contraste menos apetitoso dos alimentos. O máximo global (2, 8, 4) para esta região no contraste de obesos de segundo nível versus peso normal nas análises de dados PET (ver abaixo) foi usado para derivar uma estimativa estatisticamente independente para o centro da região de origem; isso efetivamente protegido contra 'double dipping' na seleção da região de origem [38]e permitiu a integração teoricamente plausível dos dados de PET e fMRI. Um ROI esférico com um raio 10 mm foi gerado neste local. A série temporal de cada participante foi calculada usando a primeira autovariância de todas as séries temporais de voxels na ROI. Esta série temporal BOLD foi resolvida para estimar uma 'série temporal neuronal' para essa região usando os padrões de parâmetro de deconvolução PPI em SPM5 [39]. O termo de interação psicofisiológica (regressor PPI) foi calculado como o produto elemento-a-elemento da série temporal neuronal de ROI e um vetor de codificação para o efeito principal da tarefa (ou seja, 1 para alimentos apetitosos, 1 para alimentos brandos). Este produto foi então re-convolvido pela função de resposta hemodinâmica canônica (hrf). O modelo também incluiu os principais efeitos da tarefa convolvida pela hrf, a 'série temporal neuronal' para cada 'fonte' e os regressores de movimento como efeitos de nenhum interesse. Modelos de PPI do assunto [36] foram executados e imagens de contraste foram geradas para PPIs positivos e negativos. Esta análise de todo o cérebro identificou que as regiões têm maior ou menor mudança na conectividade com a região de origem de acordo com o contexto (ou seja, alimentos apetitosos versus alimentos sem graça). As imagens de contraste foram então inseridas em análises de GLM de segundo nível para contrastes de interesse, e os mapas t de SPM gerados usando a teoria de campo aleatório de Gauss para fazer inferências estatísticas.
Resultados
Medições comportamentais
As classificações de valência do estímulo foram analisadas com um 3 (estímulo: alimento apetitoso versus alimento sem graça versus carros) × 2 (grupo: obeso vs. peso normal) ANOVA misto. Isso revelou que as classificações de valência diferiam significativamente entre as categorias de estímulo, F (2,60) = 6.01, p = .004, ηp2 = 17, mas foram semelhantes nos grupos de obesos e com peso normal (F = 1.46). Múltiplas comparações com as correções de Bonferronni revelaram que os participantes avaliaram alimentos apetitosos como mais agradáveis do que alimentos leves, t (31) = 4.67, p <001, ou carros, t (31) = 2.76, p = 01, mas não classificaram insípidos alimentos são mais agradáveis do que carros, t (31) = 41. As avaliações da fome também foram iguais entre os grupos de pacientes e controle (p> 05).
Metabolismo da glicose no cérebro
Os indivíduos obesos tiveram um metabolismo de glicose significativamente maior no núcleo caudado direito do que os sujeitos com peso normal (X = 4, Y = 8, Z = 4, T = 3.97, p = .03, SVC) (Figura 2), mas não em qualquer outra região de interesse a priori (amígdala, tálamo, ínsula ou córtex orbitofrontal).
Figura 2. Painel do PET scans com 2- [18F] FDG durante hiperinsulinemia euglicêmica mostram que a taxa metabólica de glicose (GMR, µmol / 100 g * min) no núcleo caudado direito (X = 4, Y = 8, Z = 4) foi significativamente maior em obesos do que em indivíduos com peso normalp<05, SVC).
O painel A mostra o mapa paramétrico estatístico do efeito entre grupos, o painel B mostra os valores de GMR subjetivo no núcleo caudado.
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.g002
Efeitos regionais na fMRI
Em todas as disciplinas, os alimentos contrastantes apetitosos e sem graça resultaram em ativação robusta do circuito de recompensa. Focos de ativação foram observados no córtex pré-frontal medial, no giro cingulado anterior, no estriado ventral direito, na ínsula posterior bilateral e no giro cingulado posterior e precêneo (Figura 3, tabela 2). No entanto, a análise entre grupos revelou que a codificação da recompensa antecipada dependia da obesidade. As respostas a todos os alimentos (apetitosas e brandas) foram maiores em obesos do que em indivíduos com peso normal na amígdala esquerda, hipocampo, córtex cingulado posterior e giro fusiforme, bem como no córtex somatossensorial direito. No entanto, as respostas foram menores em obesos do que em indivíduos com peso normal no giro frontal superior esquerdo. tabela 3 apresenta um resumo desses focos de ativação.
Figura 3. Painel do Regiões do cérebro que mostram uma resposta aumentada a alimentos apetitosos vs. brandos em todos os assuntos.
Alimentos apetitosos aumentaram a atividade no córtex cingulado anterior (ACC) e posterior (PCC), córtex pré-frontal medial (mPFC), núcleo caudado direito (CAUD) e ínsula bilateral (INS). Os dados são plotados em p <005, sem correção para inspeção visual.
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.g003
Tabela 2. Regiões do cérebro mostrando resposta aumentada a alimentos apetitosos versus alimentos brandos em todos os assuntos, p <05 (FDR corrigido).
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.t002
Tabela 3. Diferenças entre os grupos (obeso vs. peso normal e peso normal vs. obeso) nas respostas cerebrais a todas as imagens de alimentos (apetitosos e insossos), p <005 (inc.).
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.t003
Em seguida, perguntamos se os indivíduos obesos mostrariam maiores respostas funcionais especificamente a alimentos apetitosos, em vez de insípidos. Para tanto, aplicamos uma análise de interação entre grupo (obeso, peso normal) e tipo de alimento (apetitoso, brando). Consistente com a previsão de que a obesidade estaria associada à hiperatividade no circuito de recompensa, a resposta a alimentos apetitosos versus insípidos no núcleo caudado direito foi maior em indivíduos obesos do que em indivíduos com peso normal (Figura 4a, tabela 4). Em contraste, os indivíduos obesos tiveram respostas funcionais menores aos alimentos apetitosos do que aos indivíduos de peso normal na ínsula esquerda, córtex frontal lateral, lóbulo parietal superior, córtex orbitofrontal direito e giro temporal superior (Figura 4b, tabela 4). Assim, indivíduos obesos pareciam ter um desequilíbrio nas respostas funcionais regionais à recompensa alimentar antecipada: maiores respostas no núcleo caudado e menores respostas em várias regiões corticais frontais
Figura 4. Painel do Respostas diferenciais BOLD a alimentos apetitosos e branda em indivíduos com peso normal e obesos no núcleo caudado e ínsula anterior.
As respostas do cérebro a alimentos apetitosos vs. brandos foram maiores na cabeça do núcleo caudado direito (CAUD) dos pacientes obesos, enquanto as respostas aos alimentos apetitosos vs. brandos foram maiores na ínsula anterior direita (INS) dos indivíduos com peso normal . Os dados são plotados em p <005, sem correção para inspeção visual.
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.g004
Tabela 4. Diferenças entre os grupos (obeso vs. peso normal e peso normal vs. obeso) nas respostas cerebrais a alimentos apetitosos versus alimentos leves, p <005 (inc.).
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.t004
Finalmente, para examinar se a hiperatividade tônica do núcleo caudado observado no in [18F] FDG PET scan previa recompensa antecipatória anormal em fMRI, primeiro extraímos valores GMR subjetivos no núcleo caudado a partir das imagens GMR paramétricas. Em seguida, usamos esses valores como um regressor em um modelo de segundo nível, comparando as respostas BOLD ao alimento apetitoso versus insípido na fMRI. Esta análise mostrou que o aumento do metabolismo da glicose no núcleo caudado previu respostas menores ao alimento apetitoso versus insípido, especificamente no córtex frontal lateral direito (Figura 5). Esse achado é consistente com o controle inibitório insuficiente dos sistemas de recompensa subcorticais pelo córtex frontal.
Figura 5. Painel do Alta taxa metabólica de glicose (GMR, µmol / 100 g * min) no núcleo caudado durante 2- [18F] FDG PET foi negativamente associada com respostas a alimentos apetitosos versus brandos no córtex frontal lateral direito (LFC) no experimento fMRI.
O painel A mostra a região onde a diferença foi observada, o painel B mostra um gráfico de dispersão das respostas GMRs e BOLD.
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.g005
Interações Psicofisiológicas
Tendo encontrado evidências de um papel central do núcleo caudado na mediação da recompensa antecipatória anormal na obesidade, perguntamos a seguir se essa região do cérebro tem conectividade funcional anormal relacionada à tarefa com outras regiões cerebrais importantes, como as do sistema límbico. Ou seja, perguntamos quais regiões do cérebro seriam centrais na modulação da atividade relacionada à recompensa antecipatória no núcleo caudado, enquanto examinamos alimentos apetitosos versus alimentos insossos. Usamos interações psicofisiológicas para determinar a conectividade funcional do núcleo caudado, usando o voxel com a maior diferença no metabolismo da glicose nos dados PET como o centro da região da semente. Descobrimos que indivíduos obesos mostraram conectividade significativamente mais forte entre o núcleo caudado direito e a amígdala basolateral direita (X = 33, Y = −5, Z = −16, T = 3.92, p <005, inc.), Córtex somatossensorial primário (X = 39, Y = −13, Z = 32, T = 3.63, p <005, inc.) E ínsula posterior (X = 30, Y = 14, Z = 18, T = 3.47, p <005, inc. .) do que indivíduos com peso normal (Figura 6).
Figura 6. Painel do Conectividade efetiva.
Ao ver alimentos apetitosos versus alimentos leves, a conectividade efetiva entre o núcleo caudado direito e a amígdala direita (AMY), ínsula (INS) e córtex somatossensorial (SSC) foi maior em obesos do que em indivíduos com peso normal. Os dados são plotados em p <005, sem correção para inspeção visual.
doi: 10.1371 / journal.pone.0031089.g006
Discussão
Este estudo revela as formas específicas em que a obesidade modifica a capacidade de resposta, bem como as conexões funcionais do circuito de recompensa no cérebro. Especificamente, os resultados sublinham um papel central para o núcleo caudado dorsal, uma região que promove a aprendizagem habitual e motivação de incentivo, na integração de várias entradas neurais no processo de recompensa alimentar antecipatória. Durante a hiperinsulinemia obtida com o clamp euglicêmico hiperinsulinêmico, o núcleo caudado dorsal apresentou metabolismo basal de glicose mais alto em indivíduos obesos do que em indivíduos com peso normal. O experimento de fMRI mostrou que, embora os indivíduos obesos e com peso normal apresentassem autorrelatos semelhantes sobre a agradabilidade dos estímulos alimentares, os estímulos provocaram padrões diferenciais de ativação cerebral e mudanças na conectividade entre os dois grupos. Quando alimentos apetitosos e brandos foram contrastados entre si, o núcleo caudado apresentou maior resposta nos indivíduos obesos. Em contraste, os indivíduos obesos não conseguiram ativar as regiões inibitórias corticais, como os córtices dorsolateral e orbitofrontal, em resposta à comida apetitosa; esse fenômeno também foi significativamente correlacionado com maior metabolismo da glicose basal no núcleo caudado dorsal. Finalmente, a mesma região do núcleo caudado dorsal que mostrou metabolismo de glicose elevado em participantes obesos versus peso normal também mostrou conectividade aumentada com a amígdala e ínsula posterior em indivíduos obesos enquanto eles estavam vendo alimentos apetitosos versus alimentos leves. É importante ressaltar que esses efeitos foram observados sob condições em que os participantes não estavam deliberadamente prestando atenção ao conteúdo das imagens de estímulo. Consequentemente, os resultados sugerem que o processamento implícito de recompensas de dicas visuais para comer é modulado pela obesidade, o que pode explicar por que indivíduos obesos têm problemas em restringir sua alimentação ao ver alimentos com alto teor calórico. Devemos, no entanto, observar que é possível que os participantes pudessem ter se engajado até certo ponto no processamento explícito de recompensas, embora a tarefa comportamental fosse independente do valor de recompensa das imagens alimentares. Assim, estudos futuros precisam estabelecer se indivíduos obesos e com peso normal podem diferir no que diz respeito ao processamento de recompensa implícito versus explícito.
Diferenças Regionais no Núcleo Caudado
O núcleo caudado dorsal tem sido implicado na aprendizagem, motivação e condicionamento de estímulo-resposta habitual, e estudos de imagem em humanos sugerem que ele contribui para uma variedade de funções relacionadas à sinalização de recompensa e vícios. Pacientes com dependência de drogas mostram menor2 receptor (D2R) densidade no corpo estriado e liberação abrupta de dopamina após a administração da droga de abuso [40]. O consumo de alimentos também está associado à liberação de dopamina no corpo estriado dorsal em indivíduos saudáveis, e a quantidade de dopamina liberada está correlacionada positivamente com as classificações de agradabilidade alimentar [12]. Em experimentos com fMRI, a ativação do núcleo caudado foi associada ao desejo autorrelatado por alimentos específicos [8], e indivíduos obesos foram encontrados para mostrar respostas estriadas elevadas para imagens de alimentos [10]. Indivíduos obesos também diminuíram o estriado D basal2D, e tem sido proposto que isso pode refletir a regulação negativa que compensa aumentos freqüentes de dopamina transitórios devido à superestimulação perpétua do circuito de recompensa pelo uso de drogas ou pela ingestão de alimentos. [11].
Ao usar o clamp hiperinsulinêmico, simulamos uma situação em que o corpo está em estado saciado em termos de sinalização de insulina. Embora esta abordagem não simule completamente a saciedade fisiológica devido à falta de estimulação orosensorial e liberação de hormônios do intestino, a glicose intravenosa controlada por placebo mostrou aumentar os marcadores hormonais de saciedade [41] e atividade dopaminérgica no circuito de recompensa em homens [42]. Descobrimos que o estriado dorsal dos indivíduos obesos permanece hiperativo em comparação com indivíduos com peso normal durante o clamp hiperinsulinêmico. Como o clampeamento mantém os níveis de glicose no sangue estáveis, o metabolismo de glicose elevado nos indivíduos obesos durante o clamp sugere que o núcleo caudado dos indivíduos obesos pode contribuir para a compulsão alimentar, mesmo quando a concentração de glicose no sangue não pode diminuir. Além disso, devido ao seu envolvimento na aprendizagem implícita e na formação de hábitos, o caudado pode contribuir para o processamento de sinais de saciedade implícitos (periféricos) e explícitos (visuais, orossensoriais). Esses sinais podem levar a excessos, mesmo quando o corpo não necessitar de ingestão adicional de energia.
Foi estabelecido que em indivíduos obesos, D2A disponibilidade de R no estriado está associada negativamente ao metabolismo da glicose frontocortical [43]. Nossos dados combinados de PET-RMF acompanharam esses achados. Quando o metabolismo da glicose no núcleo caudado foi usado como um regressor para modelar as respostas funcionais aos alimentos apetitosos versus brandos na fMRI, encontramos uma associação negativa significativa com o metabolismo da glicose no núcleo caudado e respostas BOLD pré-frontais (Figura 5). Consequentemente, a falha em engajar os mecanismos pré-frontais contribuindo para o controle inibitório e a atribuição de saliência poderia promover o consumo excessivo, diminuindo o limiar para a sinalização de recompensa induzida pela alimentação no núcleo caudado. No entanto, também deve ser notado que alguns estudos prévios [19] relataram respostas frontais elevadas a quadros alimentares em indivíduos obesos versus indivíduos com peso normal. É provável que essas discrepâncias entre os estudos reflitam o envolvimento dependente da tarefa do córtex frontal: enquanto nosso estudo envolveu o processamento implícito de dicas de alimentos brevemente apresentadas, Rothemund e colegas empregaram uma apresentação de estímulo relativamente longa com uma tarefa de memória. Assim, é possível que os indivíduos obesos não consigam ativar os circuitos de controle cognitivo, particularmente quando não estão processando explicitamente os itens alimentares que estão visualizando. Consequentemente, isso sugere que mesmo imagens de alimentos "não vistos" ou desacompanhados em várias propagandas podem desencadear poderosos impulsos para comer em indivíduos obesos.
Conectividade Efetiva do Núcleo Caudado e da Amígdala
A amígdala está envolvida nos estágios iniciais do processamento de recompensa [44], e mostra respostas consistentes para apresentações visuais de alimentos [6], [22]. Diferenças individuais em ambos os drives de recompensa [21] e peso corporal [10] são conhecidos por influenciar as respostas da amígdala a apresentações visuais de alimentos. No presente estudo, também descobrimos que as respostas da amígdala aos alimentos estavam elevadas nos indivíduos obesos. Além disso, quando os padrões de conectividade efetiva (PPIs) do núcleo caudado foram inspecionados, descobrimos que a conectividade do núcleo caudado e da amídala ipsilateral estava elevada nos indivíduos obesos. Em geral, esses dados estão de acordo com achados anteriores em indivíduos com peso normal, mostrando que a conectividade efetiva entre a amígdala e o estrato é influenciada por diferenças individuais no desejo autorrelatado de comer à vista dos alimentos ("sensibilidade externa à comida"). [22]. No entanto, enquanto estudos anteriores descobriram que particularmente o corpo estriado ventral está envolvido na antecipação da recompensa [21] e que o acoplamento entre estriado ventral (nucleus accumbens) e amígdala é influenciado pela sensibilidade externa à comida [22], descobrimos que a obesidade influenciava o acoplamento entre a amígdala e mais partes dorsais do núcleo caudado. As evidências sobre o papel do estriado dorsal no processamento de recompensa são bastante misturadas, com alguns estudos ligando-o ao processamento antecipatório. [45] e outros para consumação [46] recompensas. No entanto, o papel do corpo estriado dorsal na codificação de associações ação-resultado para potenciais recompensas é muito melhor estabelecido [47], [48]. Consequentemente, propomos que exposições repetidas a alimentos apetitosos na obesidade resultam em associações e preferências de respostas estímulo-recompensa alimentar forte, e avaliações de resultados implicitamente comprometidas com as possíveis recompensas em indivíduos obesos modulam assim a interconexão entre a amígdala e o corpo estriado dorsal. alimentos.
A interpretação de um PPI significativo é que existe um envolvimento diferencial das conexões anatômicas em função do contexto psicológico. Embora o PPI não possa ser usado para revelar se tais conexões existem ou não, é provável que os PPIs observados reflitam mudanças no engajamento de conexões anatômicas diretas entre as regiões semente e alvo, pois tais conexões anatômicas diretas entre o estriado e a amígdala são suportadas rastreando estudos em outros primatas [49], [50]. No entanto, os PPIs não podem ser usados para inferir a direcionalidade da conectividade observada, portanto não podemos dizer se i) aumento do metabolismo da glicose no núcleo caudado aumenta a conectividade entre o núcleo caudado e amígdala ou ii) aumento de insumos da amígdala aumenta o metabolismo da glicose no núcleo caudado.
Os neurônios da amígdala facilitam a busca de recompensas por meio de suas projeções no estriado [44]. A estimulação dos receptores μ-opioides no corpo estriado desencadeia excessos, mas isso pode ser bloqueado pela inativação da amígdala [51], [52]. Consequentemente, a conectividade elevado entre o estreptococo e o estriado pode levar a aumentos tônicos na atividade do núcleo caudado, o que poderia ser o mecanismo crítico que explica os excessos na obesidade. Tomadas em conjunto, a amígdala pode estar envolvida na recompensa antecipada de alimentos, atribuindo valência emocional a estímulos alimentares apetitosos e influenciando os padrões de alimentação aprendidos e compulsivos por meio de conectividade reforçada com o núcleo dorsal caudado.
Conectividade Efetiva do Núcleo Caudado e da Insula
As análises do PPI revelaram que a interconectividade entre estriado dorsal e ínsula posterior estava elevada nos indivíduos obesos versus indivíduos com peso normal, enquanto as respostas regionais a alimentos apetitosos versus insípidos na ínsula anterior eram menores nos indivíduos obesos. A ínsula anterior integra sinais autônomos e viscerais em funções motivacionais e emocionais, enquanto a ínsula posterior é considerada subjacente à integração somatossensorial, vestibular e motora, bem como o monitoramento dos estados corporais. [53]. Trabalhos recentes também apontam que a sinalização somatossensorial na ínsula pode contribuir significativamente para o vício, particularmente com o desejo de consumir a droga de abuso (ver revisão na ref. [53]). Estudos prévios de PET e ressonância magnética ligaram a ínsula ao processamento da suavidade de estímulos alimentares externos [8], [9], [46], mas sinais periféricos, como a leptina, também influenciam a resposta insular à visualização de alimentos. Em adultos com deficiência de leptina, as respostas insulares a alimentos apetitosos são maiores durante a deficiência de leptina do que durante a reposição de leptina [54]. Além disso, em indivíduos obesos com deficiência de leptina, a reposição de leptina diminui as respostas insulares à visualização de alimentos apetitosos [55]. Como a ínsula processa tanto as sugestões internas relacionadas à comida (ou seja, hormonais) quanto as externas (ou seja, visuais) [56], interrupções nesta integração de sinais internos e externos podem tornar indivíduos obesos mais propensos a excessos na visão de alimentos devido à elevada conectividade da ínsula e estriado dorsal. Como a ínsula posterior está envolvida no monitoramento dos estados corporais, o aumento da conectividade entre a ínsula posterior e o núcleo dorsal caudado pode implicar que as representações lembradas de estados somáticos pós-prandiais pela ínsula possam potencialmente reforçar os comportamentos alimentares por meio de aprendizado de incentivo subsidiado pelo núcleo dorsal caudado [18]. Consistente com essa noção, o núcleo caudado também mostrou maior conectividade relacionada à tarefa com o córtex somatossensorial na obesidade, confirmando que meros sinais visuais dos alimentos podem desencadear sensações somáticas associadas à alimentação. Essas sensações podem promover ainda mais a alimentação, mesmo na ausência de sinais fisiológicos de fome [15]. No entanto, deve-se notar que alguns estudos anteriores descobriram respostas insulares anteriores elevadas às recompensas esperadas e consumativas relacionadas ao alimento em indivíduos obesos, e não em indivíduos magros. [10], [57]. Embora não tenhamos uma explicação clara para esses achados discrepantes, é possível que eles reflitam diferenças nas populações de sujeitos obesos envolvidos nos estudos, como histórico alimentar e hábitos alimentares, bem como fatores genéticos e hormonais.
Limitações e direções futuras
Uma limitação óbvia do presente estudo foi que, apesar de um tamanho de amostra grande (n = 35), as comparações entre grupos para dados de fMRI não foram significativas quando corrigidas para comparações múltiplas. Embora as diferenças entre grupos tenham sido observadas em regiões preditas, deve-se ter cautela ao interpretar os achados. Além disso, deve-se ressaltar que não fomos capazes de delinear completamente o mecanismo psicológico exato que resulta em respostas elevadas do cérebro a quadros alimentares em indivíduos obesos. Embora tenhamos adquirido classificações da agradável sensação percebida ("gostar") dos alimentos, eles foram semelhantes entre indivíduos obesos e com peso normal. Consequentemente, é improvável que o gosto elevado por alimentos apetitosos na obesidade contribua para as diferenças nas respostas cerebrais. No entanto, pode-se especular que o desejo por comida, em vez de gostar, pode ser o fator chave que modula as respostas cerebrais a quadros alimentares na obesidade. Em apoio a essa hipótese, foi demonstrado que, embora os indivíduos obesos e com peso normal "gostem" de alimentos de maneira semelhante, a compulsão alimentar induzida pelo estresse é muito maior em indivíduos obesos. [58]. Em futuros estudos de imagem funcional, seria imperativo separar as respostas de 'desejo' e 'gostar' aos alimentos em indivíduos obesos versus indivíduos com peso normal. Além disso, dado que as respostas do desejo são mediadas pelo elo dopaminérgico do circuito de recompensa, [24], seria imperativo conduzir estudos combinados de neurotransmissor-PET-fMRI em que se pudesse testar se, por exemplo, a disponibilidade de dopamina estriatal em indivíduos obesos vs. magros prevê as respostas do circuito de recompensa à estimulação externa com alimentos.
Conclusão
Nós mostramos que a obesidade está associada com o metabolismo de glicose elevado do núcleo caudado, bem como respostas regionais modificadas e conectividade alterada do circuito de recompensa ao ver alimentos apetitosos versus insípidos. Esses dados são paralelos com os achados sobre o funcionamento cerebral alterado em transtornos aditivos e apoiam a visão de que a obesidade pode compartilhar um substrato neural comum com vícios [2], [59]. Especificamente, a sensibilidade aumentada a estímulos alimentares externos na obesidade pode envolver aprendizado anormal de estímulo-resposta e motivação de incentivo subsidiada pelo núcleo dorsal caudado, que, por sua vez, pode ser devido a entrada anormalmente alta da amígdala e ínsula posterior e controle inibitório disfuncional pelo frontal regiões corticais. Essas mudanças funcionais na capacidade de resposta e interconectividade do circuito de recompensas e dos sistemas de controle cognitivo podem ser um mecanismo crítico que explica o excesso de ingestão de obesidade.y.
O estudo foi realizado no Centro Finlandês de Excelência em Imagem Molecular em Pesquisa Cardiovascular e Metabólica, apoiado pela Academia da Finlândia, a Universidade de Turku, o Hospital Universitário de Turku e a Åbo Academy University. Agradecemos aos radiologistas do Centro de PET de Turku pela sua ajuda na aquisição de dados, bem como aos nossos participantes para tornar este estudo possível.
Concebeu e desenhou as experiências: LN JH PN. Realizou os experimentos: LN JH JCH HI MML PS. Analisou os dados: LN JH JCH HI. Escrevi o artigo: LN JH PN.
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