Tendințe Cogn Sci. 2011 Jan; 15 (1): 37-46. doi: 10.1016 / j.tics.2010.11.001. Epub 2010 Nov 24.
Volkow ND, Wang GJ, Presă de balotat RD.
Sursă
Institutul Național pentru Abuzul de Droguri, Institutele Naționale de Sănătate, Bethesda, MD 20892, SUA. [e-mail protejat]
Abstract
Abilitatea de a rezista nevoii de a mânca necesită buna funcționare a circuitelor neuronale implicate în controlul de sus în jos pentru a se opune răspunsurilor condiționate care prevăd recompensa din consumul de alimente și dorința de a mânca alimentele. eustudiile arata ca subiectii obezi ar putea avea deficiente in cai dopaminergice care reglementeaza sistemele neuronale asociate cu sensibilitatea recompensa, conditionarea si controlul. Se știe că neuropeptidele care reglează balanța energetică (procesele homeostatice) prin intermediul hipotalamului modulează de asemenea activitatea celulelor dopaminei și proiecțiile lor în regiuni implicate în procesele de recompensare care stau la baza consumului de alimente. Se presupune că acest lucru ar putea fi și un mecanism prin care supraîncălzirea și rezistența rezultată la semnalele homoeostatice vor afecta funcționarea circuitelor implicate în sensibilitatea, condiționarea și controlul cognitiv.
Introducere
O treime din populația adultă din SUA este obeză [indicele de masă corporală (IMC) ≥30 kg m-2] [1]. Acest fapt are implicații foarte mari și costisitoare, deoarece obezitatea este puternic asociată cu complicații medicale grave (de exemplu, diabet, boli de inimă, ficat gras și unele forme de cancer) [2]. Nu este surprinzator, costurile de sanatate numai datorita obezitatii din SUA au fost estimate la aproape $ 150 de miliarde de dolari [3].
Factorii sociali și culturali contribuie, fără îndoială, la această epidemie. În mod specific, mediile care promovează obiceiurile alimentare nesănătoase (acces omniprezent la alimentele foarte prelucrate și cele nedorite) și inactivitatea fizică sunt considerate a juca un rol fundamental în problema larg răspândită a obezității (website-ul cu excesul de greutate și obezitate al Centrelor de Control și Prevenire a Bolilor; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Cu toate acestea, factorii individuali ajută, de asemenea, să se determine cine va (sau nu) va deveni obez în aceste medii. Pe baza studiilor de ereditate, se estimează că factorii genetici contribuie între 45% și 85% din variabilitatea IMC [4,5]. Deși studiile genetice au evidențiat mutații punctuale care sunt suprareprezentate în rândul persoanelor obeze [4], în cea mai mare parte, se consideră că obezitatea se află sub controlul poligenic [6,7]. Într-adevăr, cel mai recent întreg ansamblu de analize de asociere la nivelul genomului (GWAS) efectuat la persoanele cu 249,796 de coborâre europeană a identificat locurile 32 asociate cu BMI. Cu toate acestea, aceste loci explică doar 1.5% din variația în IMC [8]. Mai mult, sa estimat că studiile GWAS cu eșantioane mai mari ar trebui să poată identifica locusurile suplimentare 250 cu efecte asupra IMC. Cu toate acestea, chiar și cu variantele nedescoperite, s-a estimat că semnalele de la loci variate comune ar reprezenta doar 6-11% din variația genetică a BMI (pe baza unei heritabilități estimate a 40-70%). Explicația limitată a varianței de la aceste studii genetice este probabil să reflecte interacțiunile complexe dintre factorii individuali (determinată de genetică) și modul în care indivizii se referă la medii în care produsele alimentare sunt disponibile pe scară largă, nu numai ca o sursă de nutriție, ci de asemenea, ca o recompensă puternică care, prin ea însăși, promovează consumul [9].
Hipotalamusul [prin neuropeptide de reglementare cum ar fi leptina, colecistokinina (CCK), ghrelinul, orexina, insulina, neuropeptida Y (NPY) si prin detectarea nutrientilor, cum ar fi glucoza, aminoacizii si acizii grasi] regiunea care reglementează consumul de alimente, deoarece se referă la cerințele calorice și nutriționale [10-13]. În special, nucleul arcuat prin conexiunile sale cu alte nuclee hipotalamice și regiunile extra-hipotalamice ale creierului, inclusiv nucleul tractus solitar, reglează consumul de hrană homeostatică [12] și este implicată în obezitate [14-16] (Figura 1a, panoul din stânga). Cu toate acestea, se acumulează dovezi că circuitele cerebrale, altele decât cele care reglează foametea și sațietatea, sunt implicate în consumul de alimente și obezitatey [17]. În mod specific, mai multe regiuni limbic [nucleus accumbens (NAc), amigdale și hipocampus] și ale creierului cortic (cortexul orbitofrontal (OFC), sistemul gingular (ACC) și insula) și sistemele neurotransmițătoare (dopamina, serotonina, opioidele și canabinoidele). hipotalamusul este implicat în efectele benefice ale alimentelor [18] (Figura 1a, panoul din dreapta). În schimb, reglementarea consumului de alimente de către hipotalamus pare să se bazeze pe recompensa și neurocircuitul motivațional pentru modificarea comportamentelor alimentare [19-21].
Pe baza rezultatelor studiilor imagistice, a fost recent propus un model de obezitate în care supraalimentarea reflectă un dezechilibru între circuitele care motivează comportamentul (datorită implicării lor în recompensă și condiționare) și circuite care controlează și inhibă răspunsurile pre-potent [22]. Acest model identifică patru circuite principale: (i) caracterul de recompensă; (ii) motivație; (iii) învățarea-condiționare; și (iv) control inhibitor-reglaj emoțional-executiv. În mod special, acest model este aplicabil și dependenței de droguri.
In persoane vulnerabile, consumul unor cantități mari de alimente gustoase (sau droguri în dependență) pot afecta interacțiunea echilibrată a acestor circuite, rezultând o valoare consolidată sporită a alimentelor (sau droguri în dependență) și într-o slăbire a circuitelor de comandă. Această perturbație este o consecință a învățării condiționate și resetarea pragurilor de recompensare ca urmare a consumului de cantități mari de alimente cu conținut ridicat de calorii (sau droguri în dependență) de către persoanele cu risc. Subminarea rețelelor corticale de sus în jos care reglează răspunsurile pre-potent duce la impulsivitate și la consumul de alimente compulsive (sau consumul compulsiv de droguri în dependență).
Această lucrare discută probele care leagă circuitele neuronale implicate în controlul de sus în jos cu cei implicați în recompensă și motivație și interacțiunea lor cu semnalele periferice care reglează consumul de hrană homeostatică.
Alimentele reprezintă un stimulent puternic și stimularea naturală
Anumite alimente, în special cele bogate în zaharuri și grăsimi, sunt recompense puternice [23] care promovează consumul de alimente (chiar și în absența unei cerințe energetice) și declanșează asociațiile învățate între stimul și recompensă (condiționarea). În termeni evolutivi, această proprietate a alimentelor gustoase a fost avantajoasă pentru că a asigurat că mâncarea a fost consumată atunci când era disponibilă, permițând stocarea energiei în organism (ca grăsime) pentru nevoile viitoare în medii în care sursele alimentare erau limitate și / sau nesigure. Cu toate acestea, în societățile moderne, în care produsele alimentare sunt disponibile pe scară largă, această adaptare a devenit o răspundere.
Mai mulți neurotransmițători, inclusiv dopamina (DA), canabinoidele, opioidele și serotonina, precum și neuropetidele implicate în reglarea homeostatică a aportului alimentar, cum ar fi orexina, leptina și ghrelinul, sunt implicate în efectele satisfacatoare ale alimentelor [24-26]. DA a fost cel mai bine investigat și este cel mai bine caracterizat. Este un neurotransmitator cheie care modulează recompensa (recompense naturale și de droguri), pe care le face în principal prin proiecțiile sale din zona tegmentală ventrală (VTA) în NAc [27]. Sunt implicate și alte proiecții DA, inclusiv striatumul dorsal (caudat și putamen), cortical (OFC și ACC) și regiunile limbic (hipocampus și amigdală) și hipotalamus lateral. Într-adevăr, la oameni, a fost demonstrat că ingestia de hrană gustoasă eliberează DA în striatul dorsal proporțional cu nivelul de placere raportat de consumul alimentar [28]. Cu toate acestea, implicarea DA în recompensă este mai complexă decât simpla codificare a valorii hedonice. La prima expunere la o recompensă alimentară (sau o recompensă neașteptată), arderea neuronilor DA în VTA crește cu o creștere rezultată în eliberarea DA în NAc [29]. Totuși, cu expunerea repetată la recompensa alimentară, reacția DA se obișnuiește și se transferă treptat pe stimulii asociați cu recompensa alimentară (de exemplu, mirosul alimentelor), care este prelucrat ca un predictor al recompensei (devenind un indiciu condiționat la recompensa) [30,31]; semnalul DA ca răspuns la tac atunci servește pentru a transmite o "eroare de predicție a recompensării" [31]. Actorii extensivi glutamatergici ai neuronilor DA din regiunile implicate în senzoriale (insulă sau cortex gustativ primar), homeostatice (hipotalamus), recompense (NAc), emoționale (amigdale și hipocamp) și multimodale (OFC pentru atribuirea de saliență) recompense și la indiciile condiționate [32]. În mod specific, proiecțiile din amygdala și din neuronii OFC la DA și NAc sunt implicate în răspunsurile condiționate la alimente [33]. Într-adevăr, studiile imagistice au arătat că, atunci când subiecții de sex masculin ne-obezi au fost rugați să-și inhibe pofta de hrană în timp ce erau expuși la indicii alimentare, au scăzut activitatea metabolică în amigdală și OFC [precum și hipocampus Caseta 1), insula și striatum]; scăderile în OFC au fost asociate cu scăderea dorinței de alimentație [34].
Indicațiile condiționate pot provoca hrănirea chiar și la șobolanii cu șobolani [30] și, la om, studiile imagistice au arătat că expunerea la indicații alimentare provoacă creșteri ale DA în striatum care sunt asociate cu dorința de a mânca alimentele [35]. În plus față de implicarea sa în condiționarea, DA este, de asemenea, implicat cu motivația de a efectua comportamentele necesare pentru procurarea și consumarea alimentelor. Intr-adevar, implicarea DA in recompensa alimentara a fost asociata cu salienta motivationala sau "dorinta" de mancare, spre deosebire de "gustul" alimentelor [36] (Caseta 2), un efect care ar putea implica striatul dorsal și, probabil, și NAc [37]. DA are un rol atât de important în acest context încât șoarecii transgenici care nu sintetizează DA mor de foame datorită lipsei de motivație de a mânca [37]. Restaurarea neurotransmisiei DA în striatum dorsal salvează aceste animale, în timp ce restabilirea ei în NAc nu o face.
Proprietățile hedonice ("preferate") ale alimentelor par să depindă, printre altele, de neurotransmisia opioidă, canabinoidă și GABA [36]. Aceste proprietăți de "plăcere" ale produselor alimentare sunt prelucrate în regiuni de recompensă, incluzând hipotalamus lateral, NAc, ventral pallidum, OFC [9,27,38] și insula (zona principală de gust în creier) [39].
Semnalarea opioidului în NAc (în cochilie) și ventralul pallidum pare să medieze "plăcerea" [40]. Prin contrast, semnalarea opioidului în amigdala bazalăterală este implicată în transmiterea proprietăților afective ale alimentelor, care la rândul lor modulează valoarea stimulativă a alimentelor și comportamentul care caută recompense, contribuind astfel și la "dorința"41]. Interesant este faptul că la rozătoare care au fost expuse unor diete bogate în zahăr, o provocare farmacologică cu naloxonă (medicament antagonist de opiacee lipsit de efecte la șobolanii de control) provoacă un sindrom de abstinență de opiacee similar cu cel observat la animalele expuse cronic la medicamente opioide [42]. În plus, expunerea oamenilor sau a animalelor de laborator la zahăr produce un răspuns analgezic [43], ceea ce sugerează că zahărul (și poate alte alimente gustoase) are o capacitate directă de a crește nivelul de opiacee endogeni. O întrebare de cercetare care apare din aceste date este dacă, la oameni, dieta declanșează un sindrom de întrerupere ușoară care ar putea contribui la recadere.
Endocannabinoidele, predominant prin semnalarea receptorilor de canabinoizi CB1 (spre deosebire de receptorii CB2), sunt implicați atât în mecanismele homeostatice, cât și în cele de recompensare a consumului de alimente și a consumului de energie [44-46]. Reglementarea homeostatică este mediată în parte prin nucleele arcuite și paraventriculare din hipotalamus și prin nucleul tractului solitar în brainstem și reglarea proceselor de recompensare este mediată în parte prin efecte în NAc, hipotalamus și brainstem. Prin urmare, sistemul canabinoid este o țintă importantă în dezvoltarea medicamentelor pentru tratamentul obezității și sindromului metabolic. În mod similar, modularea de către serotonină a comportamentelor de hrănire implică atât o recompensă, cât și o reglementare homeostatică și a fost de asemenea o țintă pentru dezvoltarea medicamentelor împotriva obezității [47-50].
În paralel, există tot mai multe dovezi că regulatorii homeostatici periferici ai balanței energetice, cum ar fi leptina, insulina, orexinul, ghrelinul și PYY, reglează și comportamente care nu sunt homeostatice și modulează proprietățile satisfacatoare ale alimentelor [50]. Aceste neuropeptide ar putea fi, de asemenea, implicate în controlul cognitiv asupra consumului de alimente și cu condiționarea stimulilor alimentari [51]. În mod specific, aceștia pot interacționa cu receptorii concomitenți în neuronii VTA DA midbrain, care nu numai se proiectează la NAc, dar și la regiunile prefrontale și limbice; în fapt, mulți dintre ei exprima și receptori în regiunile frontale și în hipocampus și amigdală [50].
Insulina, care este unul dintre hormonii cheie implicați în reglarea metabolismului glucozei, sa dovedit a atenua răspunsul regiunilor limbic (inclusiv a regiunilor cu recompensă a creierului) și regiunilor corticale din creierul uman la stimulii alimentari. De exemplu, la controalele sănătoase, insulina a atenuat activarea hipocampului, a cortexului frontal și vizual ca răspuns la imaginile alimentare [52]. În schimb, subiecții rezistenți la insulină (pacienți cu diabet de tip 2) au prezentat o mai mare activare în regiunile limbic (amigdală, striat, OFC și insulă) atunci când au fost expuși la stimuli alimentari decât pacienții nediabetici [53].
Iîn creierul uman, leptina derivată din adipocite, care acționează parțial prin receptorii leptinei în hipotalamus (nucleul arcuat) pentru a reduce consumul de alimente, sa dovedit a atenua răspunsul regiunilor de recompensare a creierului la stimulii alimentari. Mai exact, pacienții cu deficiență congenitală de leptină au arătat activarea țintelor mesolimbice DA (NAc și caudate) la stimulii alimentari vizibili, care au fost asociate cu alimentele dorite, chiar și atunci când subiectul a fost hrănit. Prin contrast, activarea mezolimbică nu a apărut după săptămâna 1 de tratament cu leptină (Figura 2a, b). Acest lucru a fost interpretat pentru a sugera că leptina a diminuat răspunsurile satisfăcătoare la alimente [19]. Un alt studiu fMRI, efectuat și cu pacienți cu deficiență congenitală de leptină, a arătat că tratamentul cu leptină a redus activarea regiunilor implicate în foamete (insule, cortexuri parietale și temporale), în timp ce intensificarea activării regiunilor implicate în inhibarea cognitivă [cortexul prefrontal (PFC)] la expunerea la stimuli alimentari [20]. Astfel, aceste două studii oferă dovezi că, în creierul uman, leptina modulează activitatea regiunilor cerebrale implicate nu numai în procesele homeostatice, ci și cu răspunsuri pline de satisfacție și cu control inhibitor.
Hormonii gutului, de asemenea, par să moduleze răspunsul regiunilor de recompensare a creierului la stimulii alimentari din creierul uman. De exemplu, peptida YY3-36 (PYY), care este eliberat din celulele intestinale post-prandial și reduce aportul alimentar, sa dovedit a modula tranziția de reglare a consumului de alimente prin circuite homeostatice (adică hipotalamus) la reglarea acesteia prin circuite de recompensă în tranziția de la foamete la sațietate . În mod specific, atunci când concentrațiile plasmatice ale PYY au fost ridicate (ca atunci când s-au saturat), activarea OFC prin stimuli alimentari a prezis aportul alimentar negativ; în timp ce, atunci când nivelurile plasmatice ale PYY au fost scăzute (ca atunci când alimentele au fost lipsite), activarea hipotalamică a prezis pozitiv aportul alimentar [54]. Acest lucru a fost interpretat pentru a reflecta faptul că PYY scade aspectele pline de satisfacții ale alimentelor prin modularea OFC. Prin contrast, ghrelinul (un hormon derivat de la stomac, care crește în starea de repaus alimentar și stimulează consumul de alimente) sa dovedit a crește activarea ca răspuns la stimulii alimentari în regiunile de recompensare a creierului (amigdala, OFC, insulă anterioară și striatum) asociate cu rapoarte de foame (Figura 2c, d). Acest lucru a fost interpretat pentru a reflecta o îmbunătățire a răspunsurilor hedonice și stimulative la indicii legate de alimente de către ghrelin [55]. În ansamblu, aceste constatări sunt, de asemenea, în concordanță cu activarea regională a creierului diferențiat ca răspuns la stimulii alimentari la indivizii saturați față de cei posedați; activarea regiunilor de recompensă ca răspuns la stimuli alimentari este scăzută în timpul perioadei de saturare în comparație cu starea de repaus alimentar [15].
Aceste observații indică o suprapunere între neurocircuitul care reglează răsplata și / sau întărirea și ceea ce reglează metabolismul energetic (Figura 1b). Semnalele periferice care reglează semnalele homeostatice la alimente par să crească sensibilitatea regiunilor limbice ale creierului la stimulii alimentari atunci când sunt orexigeni (ghrelin) și pentru a scădea sensibilitatea la activare atunci când sunt anorexigeni (leptină și insulină). În mod similar, sensibilitatea regiunilor de recompensare a creierului la stimulii alimentari în timpul deprivării alimentelor este crescută, în timp ce este scăzută în timpul sațietății. Astfel, circuitele homeostatice și de recompensare acționează concertat pentru a promova comportamentele alimentare în condiții de deprivare și pentru a inhiba consumul de alimente în condiții de sațietate. Întreruperea interacțiunii dintre circuitele homeostatice și cele de recompensare ar putea să promoveze supraîncălzirea și să contribuie la obezitate (Figura 1). Deși alte peptide (peptida tip glucagon-1 (GLP-1), CKK, bombesina și amilina) reglează de asemenea consumul de alimente prin acțiunile lor hipotalamice, efectele lor extra-hipalamice au primit mai puțină atenție [12]. Astfel, rămân multe de învățat, inclusiv interacțiunile dintre mecanismele homeostatice și cele non-homeostatice care reglează consumul de alimente și implicarea lor în obezitate.
Perturbarea recompensării și a condiționării hranei la persoanele supraponderale și obeze
Studiile preclinice și clinice au evidențiat scăderi ale semnalizării DA în regiunile striatale [scăderi ale receptorilor DADNNAMX (D2R) și ale eliberării DA], care sunt legate de recompensa (NAc), dar și de obiceiurile și rutinele (striatum dorsal) în obezitate [56-58]. Foarte important, scăderea D2R striatal a fost legată de aportul alimentar compulsiv la rozătoarele obeze [59] și cu scăderea activității metabolice în OFC și ACC la persoanele obeze [60] (Figura 3a-c). Având în vedere că disfuncția în OFC și ACC duce la compulsivitate [revizuită 61], acesta ar putea fi mecanismul prin care semnalizarea D2R scazuta striatala faciliteaza hiperfagia [62]. Scăderea semnalizării legate de D2R este, de asemenea, de natură să reducă sensibilitatea la recompensele naturale, un deficit pe care indivizii obezi s-ar putea strădui să-l compenseze temporar prin supraîncălzirea [63]. Această ipoteză este în concordanță cu dovezile preclinice care arată că scăderea activității DA în VTA are ca rezultat o creștere dramatică a consumului de alimente bogate în grăsimi [64].
Într-adevăr, comparativ cu indivizii cu greutate normală, indivizii obezi cărora li s-au prezentat imagini cu alimente bogate în calorii (stimuli la care sunt condiționați) au evidențiat o creștere a activării neuronale a regiunilor care fac parte din circuitele de recompensă și motivație (NAc, striat dorsal, OFC , ACC, amigdala, hipocampul și insula) [65]. Prin contrast, în cazul controalelor cu greutate normală, activarea ACC și OFC (regiunile implicate în atribuirea de saliență care se proiectează în NAc) în timpul prezentării alimentelor cu conținut ridicat de calorii sa dovedit a fi corelată negativ cu IMC [66]. Acest lucru sugerează o interacțiune dinamică între cantitatea de alimente consumate (reflectată în parte de IMC) și reactivitatea regiunilor de recompensare la alimentele cu calorii înalte (reflectate în activarea OFC și ACC) la indivizii cu greutate normală, pierdut în obezitate.
În mod surprinzător, indivizii obezi, comparativ cu indivizii slabi, au experimentat mai puțină activare a circuitelor de recompensă din consumul real de alimente (recompensă alimentară consumatoare), în timp ce au manifestat o mai mare activare a regiunilor corticale somatosenzoriale care procesau gustul atunci când anticipau consumul [67] (Figura 4). Aceasta din urma constatare este in concordanta cu un studiu care a raportat cresterea activitatii metabolice de glucoza de baza (un marker al functiei cerebrale) in regiuni somatosenzoriale care proceseaza palatabilitatea, inclusiv insula, la cei obezi in comparatie cu subiectii slabi [68] (Figura 3d, e). O activitate sporită a regiunilor care procesează palatabilitatea ar putea face subiecți obezi să favorizeze alimentația față de alți agenți de întărire naturali, în timp ce scăderea activării țintelor dopaminergice prin consumul real de alimente ar putea duce la supraconsumare ca mijloc de compensare a semnalelor DA slabe [69].
Aceste constatări imagistice sunt în concordanță cu o sensibilitate sporită a circuitelor de recompensare la stimulii condiționați (care vizează alimentele cu calorii înalte) care prevăd recompensa, dar o sensibilitate scăzută la efectele satisfacatoare ale consumului real de alimente în căile dopaminergice în obezitate. Noi presupunem că, în măsura în care există o nepotrivire între recompensa așteptată și o livrare care nu îndeplinește această așteptare, aceasta va promova consumul compulsiv ca o încercare de a atinge nivelul așteptat de recompensă. Deși eșecul unei recompense așteptate de a sosi este însoțit de o scădere a arderii celulelor DA la animalele de laborator [70], semnificația comportamentală a unei astfel de scăderi (atunci când o recompensă alimentară este mai mică decât se aștepta) nu a fost, după cunoștința noastră, investigată.
În paralel cu aceste modificări de activare ale circuitului de recompensă la subiecții obezi, studiile imagistice au evidențiat, de asemenea, scăderi consistente ale reactivității hipotalamusului la semnalele de sațietate la subiecții obezi [71,72].
Dovezi ale perturbării cognitive la persoanele supraponderale și obeze
Există dovezi tot mai mari că obezitatea este asociată cu afectarea funcțiilor cognitive, cum ar fi funcția executivă, atenția și memoria [73-75]. Într-adevăr, abilitatea de a inhiba nevoile de a mânca alimentele dorite variază în rândul indivizilor și ar putea fi unul dintre factorii care contribuie la vulnerabilitatea lor la supraalimentare [34]. Influența adversă a obezității asupra cunoașterii se reflectă și în prevalența mai mare a tulburării de hiperactivitate cu deficit de atenție (ADHD) [76], Boala Alzheimer și alte demențe [77], atrofie corticală [78] și boala materiei albe [79] la subiecții obezi. Cu toate că sunt cunoscute afecțiunile co-morbide (de exemplu, patologia cerebrovasculară, hipertensiunea și diabetul) care afectează în mod negativ cunoașterea, există, de asemenea, dovezi că un IMC înalt ar putea afecta în sine diferite domenii cognitive,75].
În ciuda unor neconcordanțe între studii, datele privind imagistica creierului au furnizat, de asemenea, dovezi privind modificările structurale și funcționale asociate cu IMC mare în controalele altfel sănătoase. De exemplu, un studiu IRM efectuat la femelele în vârstă, utilizând morfometrie voxel-wise, a arătat o corelație negativă între volumul de IMC și materia cenușie (inclusiv regiunile frontale), care, în OFC, a fost asociat cu o funcție defectuoasă administrată [80]. Utilizând tomografie cu emisie de pozitroni (PET) pentru a măsura metabolismul glucozei creierului la controalele sănătoase, sa arătat o corelație negativă între IMC și activitatea metabolică în PFC (dorsolateral și OFC) și în ACC. În acest studiu, activitatea metabolică în PFC a prezis performanța subiecților în testele funcției executive [81]. În mod similar, un studiu spectroscopic RMN de vârstă mijlocie sănătoasă și de control vârstnic a arătat că IMC a fost asociat negativ cu nivelurile de N-acetil-aspartat (marker al integrității neuronale) în cortexul frontal și ACC [79,82].
Studiile imagistice la nivelul creierului care au comparat indivizii obezi și cei slabi au raportat, de asemenea, o densitate mai mică a materiei cenușii în regiunile frontale (operculum frontal și gyrus frontal median) și în gyrus post-central șin [83]. Un alt studiu, care nu a constatat diferențe în ceea ce privește volumul materiei cenușii între subiecții obezi și cei slabi, a raportat o corelație pozitivă între volumul de materie albă în structurile creierului bazal și raportul talie: șold; o tendință care a fost parțial inversată de dieta [84].
În cele din urmă, rolul DA în controlul inhibitor este bine recunoscut și întreruperea acestuia ar putea contribui la tulburările comportamentale ale discontrolului, cum ar fi obezitatea. O corelație negativă între IMC și D2R striatal a fost raportată la pacienții obezi [58], precum și la subiecții supraponderali [85]. După cum sa discutat mai sus, disponibilitatea mai scăzută decât cea normală a D2R în striatumul persoanelor obeze a fost asociată cu o activitate metabolică redusă în PFC și ACC [60]. Aceste constatari implica neuroadaptations in DA semnalizare ca contributori la perturbarea regiunilor corticale frontale asociate cu excesul de greutate si obezitatea. O mai bună înțelegere a acestor întreruperi ar putea ajuta strategiile de orientare să amelioreze, sau chiar să inverseze, deficiențe specifice în domenii cognitive esențiale.
De exemplu, discountul de întârziere, care este tendința de a devaloriza o recompensă ca o funcție a întârzierii temporale a livrării sale, este una dintre cele mai extensiv investigate operații cognitive în legătură cu tulburările asociate cu impulsivitatea și compulsivitatea. Devalorizarea cu întârziere a fost investigată cel mai cuprinzător în cazul consumatorilor de droguri care preferă mici, dar imediate, pentru recompense mari, dar întârziate [86]. Câteva studii efectuate la persoanele obeze au arătat, de asemenea, că acești indivizi manifestă preferința pentru recompense imediate, în ciuda unei șanse crescute de a suferi pierderi viitoare mai mari [87,88]. Mai mult, a fost raportată recent o corelație pozitivă între IMC și discountul hiperbolic, prin care se plătesc reduceri viitoare negative mai puțin decât cele care sunt plătite în viitor pozitiv [89]. Întârzierea la întârziere pare să depindă de funcția striatum ventral (în care se află NAc) [90,91] și a PFC, inclusiv OFC [92] și este sensibil la manipulările DA [93].
Interesant, leziunile OFC la animale pot fie să crească, fie să scadă preferința pentru recompense mici imediate față de recompense mai mari întârziate [94,95]. Acest efect aparent paradoxal de comportament ar putea reflecta faptul că cel puțin două operațiuni sunt procesate prin OFC; unul este atribuirea salienței, prin care un întăritor dobândește o valoare motivațională stimulativă, iar cealaltă este controlul asupra pretențiilor pre-potențiale [96]. Disfuncția OFC este asociată cu o capacitate defectuoasă de a modifica valoarea motivațională stimulativă a unui întăritor în funcție de contextul în care apare (de exemplu scăderea valorii stimulative a alimentului cu sațietate), ceea ce poate duce la consumul alimentar compulsiv [97]. În cazul în care stimulul este puternic consolidat (cum ar fi indicii de hrană și alimente pentru un subiect obezi), valoarea sporită a caracterului salarial al întăritorului va avea ca rezultat o motivație sporită pentru a-l procura, ceea ce ar putea părea o dorință de a întârzia satisfacerea (cum ar fi petrecerea timpului în linii lungi pentru a cumpara inghetata).
Cu toate acestea, în contexte în care alimentele sunt ușor disponibile, aceeași importanță sporită poate declanșa comportamente impulsive (cum ar fi cumpărarea și consumarea ciocolatei situate alături de casier, chiar și fără conștientizarea prealabilă a dorinței unui astfel de element). Disfuncția OFC (și a ACC) afectează capacitatea de a reține pretențiile pre-potent, ducând la impulsivitate și la o rată de discount cu întârziere exagerată.
Hrana pentru minte
IDin datele colectate prezentate aici rezultă că o fracție substanțială de indivizi obezi prezintă un dezechilibru între o sensibilitate sporită a circuitului de recompensă și stimulii condiționați legați de alimentatia densă de energie și de funcționarea defectuoasă a circuitelor de control executiv care slăbesc controlul inhibitor peste comportamente apetisante. Indiferent dacă acest dezechilibru provoacă sau este cauzat de supraîncălzirea patologică, fenomenul amintește de conflictul dintre circuitele de recompensă, condiționare și motivație și circuitul de control inhibitor care a fost raportat în dependență [98].
Cunoștințele acumulate în ultimele două decenii ale bazelor genetice, neurale și de mediu ale obezității nu lasă nici o îndoială că actuala criză a izvorât din deconectarea dintre neurobiologia care conduce consumul de alimente în specia noastră și bogăția și diversitatea stimulilor alimentari conduse de sociale și economice. Vestea bună este că înțelegerea construcțiilor comportamentale profunde care susțin epidemia de obezitate deține cheia pentru rezolvarea ei eventuală (vezi de asemenea Cutii 3 și 4).
Referinte
;
