Creierul, obezitatea și dependența: un studiu neuroimagistic EEG (2016)

Du-te la:

Abstract

Obezitatea și comorbiditățile asociate sunt o provocare majoră a sănătății publice cu care se confruntă lumea modernă. Prevalența aproximativă la nivel mondial a excesului de greutate și a obezității este de 50%, respectiv 20%¹. Acest lucru este asociat cu costuri enorme legate de asistența medicală, care în SUA a fost calculată a depăși 215 miliarde de dolari pe an¹. Până în prezent, strategiile de sănătate publică nu au reușit să prevină creșterea rapidă a ratelor de obezitate², indicând o nevoie urgentă de a dezvolta intervenții eficiente atât la nivelul populației, cât și la nivel individual.

Obezitatea este considerată o tulburare complexă în care factorii genetici, fiziologici, psihologici și de mediu interacționează pentru a produce fenotipul obez. Cu toate acestea, grupurile fiziopatologice din populațiile obeze au fost dificil de identificat. De asemenea, este probabil ca tratamentele eficiente să fie realizate doar cu tratamente personalizate care vizează anomalii fiziopatologice specifice. Deși s-a recunoscut de mult timp că centrele homeostatice din creier joacă un rol esențial în reglarea greutății corporale, mai recent zone cerebrale similare cu cele implicate în dependența de droguri au fost implicate în consumul de alimente³.

Există controverse semnificative cu privire la faptul dacă conceptul de dependență de alimente este plauzibil, cu argumente în favoarea și în contra^3,4. Un punct de vedere consideră obezitatea ca o consecință a dependenței de alimente⁵, care propune ca anumite alimente (cele bogate în grăsimi, sare și zahăr) să fie asemănătoare cu substanțele dependente în măsura în care acestea implică sisteme cerebrale și să producă adaptări comportamentale comparabile cu cele generate de drogurile de abuz^4,5. O a doua viziune este că dependența de alimente este un fenotip comportamental care se vede într-un subgrup de persoane cu obezitate și seamănă cu dependența de droguri^3,5. Această perspectivă se bazează pe paralelele dintre criteriile DSM-IV pentru un sindrom de dependență de substanțe și modele observate de supraalimentare, cum ar fi mâncarea cu chef⁴. Asemănările clinice au dus la ideea că obezitatea și dependența de alcool pot împărtăși mecanisme moleculare, celulare și sisteme comune³. Argumentele în favoarea legăturii cu dependența de dependență de alimente și alcool au fost discutate anterior^3,4. Există o (1) suprapunere clinică între obezitate și dependența de droguri, (2), o vulnerabilitate partajată atât la obezitate cât și la dependența de substanțe, prin intermediul TaqAlela 1A minoră (A1) a receptorului de dopamină D2 (DRD2) gena, care a fost asociată cu alcoolismul; tulburări de utilizare greșită a substanțelor, incluzând cocaina, fumatul și dependența de opioid și obezitate (3) Au fost descrise modificări de neurotransmițător analog constând în niveluri mai mici de receptori de dopamină striată la oameni obezi și dependenți, precum și (4) diferite răspunsuri ale creierului la alimente. stimuli asociați la persoanele obeze în comparație cu controalele non-obeze în studiile funcționale de imagistică.

Toate aceste argumente au fost criticate afirmând că marea majoritate a persoanelor supraponderale nu au arătat un profil comportamental sau neurobiologic convingător care seamănă cu dependența și că enorma inconsecvență care rezultă dintr-o revizuire a literaturii neuroimagistice sugerează că obezitatea este o tulburare extrem de eterogenă⁴.

Astfel, se pune întrebarea dacă există într-adevăr un subset de persoane obeze care sunt dependente de alimente. Această înțelegere ar putea duce la dezvoltarea de tratamente specifice fiziopatologiei bazate pe creier pentru subgrupurile de pacienți obezi. S-a dezvoltat recent o măsură psihometrică cantitativă și validată a dependenței de alimente, Yale Food Addiction Scale (YFAS)⁶. Conținutul Yale Food Addiction Scale (YFAS) este alcătuit din întrebări bazate pe criteriile de dependență de substanțe din DSM-IV-TR și scale utilizate pentru evaluarea dependențelor de comportament, cum ar fi jocurile de noroc, exercițiile fizice și sexul, inclusiv ecranul de jocuri South Oaks. , scala de dependență de exerciții și instrumentul de depistare a dependenței sexuale a lui Carnes⁶. Pentru diagnosticul dependenței de alimente, care seamănă cu un diagnostic de dependență de substanțe, criteriile au fost considerate îndeplinite dacă participanții au aprobat trei sau mai multe dintre cele șapte criterii ale DSM-IV-R, precum și cel puțin unul dintre cele două elemente de semnificație clinică (depreciere sau suferință)⁶. Aceste criterii sunt (1) Substanță luată în cantitate mai mare și pe o perioadă mai lungă decât cea prevăzută, (2) Dorință persistentă sau încercare nereușită repetată de a renunța, (3) Mult timp / activitate pentru a obține, utiliza, recupera, (4) Social important, activități profesionale sau recreative renunțate sau reduse, (5) Utilizarea continuă în ciuda cunoașterii consecințelor adverse (de exemplu, neîndeplinirea obligației de rol, utilizarea atunci când este periculos fizic, (6) Toleranță (creștere semnificativă a cantității; scădere marcată a efectului), (7) Simptome caracteristice de sevraj; substanță prelevată pentru ameliorarea retragerii.

Corelațiile neuronale pentru dependența de alimente pe baza criteriilor YFAS au fost cercetate cu ajutorul RMN-ului într-un cadru evocat, privind modul în care creierul persoanelor obeze dependente de alimente diferă de controalele slabe în răspunsul la un stimul alimentar (baton de ciocolată)⁷. Participanții cu scoruri de dependență mai mare față de scăderea de dependență alimentară au arătat o activare mai mare în cortexul prefrontal dorsolateral și caudat ca răspuns la primirea anticipată a alimentelor, dar mai puțin activare în cortexul orbitofrontal lateral, ca răspuns la primirea alimentelor. Mai mult, într-o analiză de corelație, scorurile dependenței de alimente s-au corelat cu o activare mai mare în cortexul cingulat anterior, cortexul orbitofrontal medial și amigdala ca răspuns la primirea anticipată a alimentelor⁷. Acest studiu a sugerat că modele similare de activare neuronală sunt implicate în comportamentul alimentar asemănător dependenței și dependența de substanțe⁷. Într-adevăr, a fost identificată o mai mare activare a circuitului de răspundere ca răspuns la indicii alimentare și activarea redusă a regiunilor inhibitoare ca răspuns la aportul alimentar.⁷.

Modificările legate de poftă în creier au fost investigate prin tehnica evocată cu tete, precum și cu RMN-ul. Activitatea legată de pofte a fost identificată în hipocamp, insulă și caudat, trei zone raportate că ar fi implicate și în pofta de droguri, susținând ipoteza comună a substratului pentru poftele alimentare și de droguri.⁸.

Într-un studiu recent, analizând corelațiile neuronale ale dependenței de alimente în odihnă cu EEG localizat cu sursă, la cinci minute după un singur gust al unui milkshake, pacienții cu trei sau mai multe simptome de dependență alimentară au arătat o creștere a puterii deltei în mijlocul drept. gyrus frontal (zona Brodmann [BA] 8) și în gyrusul precentral drept (BA 9) și puterea theta în insula dreaptă (BA 13) și în girul frontal inferior drept (BA 47). Mai mult decât atât, în comparație cu controalele, pacienții cu trei sau mai multe simptome de dependență de alimente au arătat o creștere a conectivității funcționale în zonele fronto-parietale atât în ​​bandă theta, cât și în banda alfa. Creșterea conectivității funcționale a fost asociată pozitiv și cu numărul de simptome ale dependenței de alimente⁹. Acest studiu a sugerat că dependența de alimente are corelații neurofiziologice similare ale altor forme de tulburări legate de substanțe și dependență care sugerează mecanisme psihopatologice similare⁹.

Scopul acestui studiu a fost de a cerceta dacă persoanele obeze cu și fără dependență de alimente au o comună ”obezitate activitatea creierului neuronal ' precum și dacă, pe baza literaturii anterioare, poate fi identificată o „activitate cerebrală neuronală dependentă” între persoanele dependente de alcool și persoanele dependente de alimente.

Metode

Măsuri comportamentale și de laborator

chestionare

Yale Food Scale de dependență

Fiecare participant a completat Scala de dependență alimentară Yale, care este un chestionar standardizat auto-raportat, bazat pe codurile DSM-IV pentru criteriile de dependență de substanțe, pentru a identifica persoanele cu risc ridicat de dependență de alimente, indiferent de greutatea corporală^6,10,11. Deși în prezent nu există un diagnostic oficial al „dependenței de alimente”, YFAS a fost creat pentru a identifica persoanele care au prezentat simptome ale dependenței de anumite alimente. Alimentele cu potențial de dependență identificate cel mai în special de YFAS includ cele bogate în grăsimi și zahăr. YFAS este un instrument validat psihometric format din întrebări 27 care identifică tiparele alimentare care sunt similare cu comportamentele observate în zonele clasice ale dependenței (2). Folosind scala sistemului de notare continuă am calculat un scor YFAS din 7 pentru fiecare participant (2). Pe YFAS a fost aplicată o scindare mediană pentru a diferenția grupurile de obezitate. Participanții care au obținut un scor egal cu mediana (= 3) au fost excluși din analiză. Participanții cu un scor mai mic decât mediana au fost repartizați la grupul YFAS scăzut, adică grupul de obezitate care nu este dependent de alimente (NFAO), în timp ce cei cu un scor mai mare decât mediana au fost repartizați în grupul YFAS ridicat, adică dependenți de alimente grup de obezitate (FAO).

Scări de evaluare numerică (NRS) de la 0 la 10 măsurând foamea (Cât de foame te simți?); satisfacție (cât de mulțumit te simți?); plinătate (Cât de plin te simți?); apreciere (Cât credeți că puteți mânca chiar acum?); și dorință / pofta de mâncare (Ați dori să mâncați ceva chiar acum?).

BIS / BAS

Sistemele de inhibare a comportamentului / sistemul de abordare comportamentală (BIS / BAS) au fost dezvoltate pentru a evalua diferențele individuale în sensibilitatea a două sisteme motivaționale generale care stau la baza comportamentului¹². Se spune despre un BIS care reglementează motive aversive, în care obiectivul este să se îndepărteze de ceva neplăcut. Se consideră că un BAS reglementează motivele apetitive, în care obiectivul este să se îndrepte spre ceva dorit.

DEBQ

Participanții au completat o copie a chestionarului olandez privind comportamentul la alimentație (DEBQ), indicând măsura în care mănâncă din motive emoționale, motive externe și reținere¹³.

BES

Scala Binge eating (BES) este un chestionar care evaluează prezența anumitor comportamente la alimentație, care pot fi indicative ale unei tulburări alimentare¹⁴.

Conștientizarea alimentelor

Conștientizarea alimentelor este cuantificată printr-o sub-scală a chestionarului alimentar atent¹⁵ și măsoară sensibilitatea afectivă a stărilor interne și conștientizarea organoleptică (adică aprecierea conștientă a efectelor alimentelor asupra fiecăruia dintre simțuri).

Măsurători de laborator și vizite

Probele de sânge venos au fost trimise la laboratorul Spitalului Public Dunedin pentru măsurarea glucozei, lipidelor și funcției hepatice prin metode standard. Compoziția corporală a fost măsurată folosind analiza impedanței bioelectrice (BIA) (Tanita MC-780 Multi Frequency Segmental Body Composition Analyzer). Cheltuielile de energie în repaus au fost măsurate prin calorimetrie indirectă (Fitmate, COSMED).

Comparații de grup

Pe YFAS a fost aplicată o scindare mediană pentru a diferenția grupurile de obezitate. Opt participanți au avut un scor egal cu mediana (= 3) și au fost excluși din analiză. Participanții cu un scor mai mic decât mediana au fost repartizați la grupul YFAS scăzut, adică grupul de obezitate care nu este dependent de alimente (NFAO), în timp ce cei cu un scor mai mare decât mediana au fost repartizați în grupul YFAS ridicat, adică dependenți de alimente grup de obezitate (FAO). Tehnic vorbind, doar participanții la 3 au întrunit într-adevăr criteriile pentru dependența de alimente, adică trei sau mai multe din cele șapte criterii ale DSM-IV-R, precum și cel puțin unul dintre cele două elemente de semnificație clinică (depreciere sau suferință) (Gearhardt, Corbin et al.⁶).

S-a făcut o comparație între grupurile slabe, YFAS scăzute și YFAS ridicate pentru diferitele chestionare folosind un MANOVA. Ca variabile dependente, toate chestionarele au fost incluse într-un singur model, astfel cum sunt listate în Tabelul 1. Variabila independentă a fost grupul (YFAS slab, scăzut și YFAS ridicat). O corecție pentru comparații multiple a fost aplicată folosind o corecție Bonferroni (p <0.05) pentru a face o comparație între cele trei grupuri diferite. Am inclus vârsta variabilă ca o covariabilă pentru a ne controla rezultatele pentru vârstă.

  

Tabelul 1

Demografie, măsuri antropometrice și de laborator pentru grupurile slabe și obeze.

Am efectuat un studiu care analizează datele biochimice și clinice, precum și chestionarele legate de alimente și obezitate (vezi Mese 1 și and2) 2) completată de activitate EEG cerebrală în stare de repaus într-un grup de obezi (IMC> 30 kg / m²) persoane (n = 38) cu scoruri YFAS scăzute (n = 18) și mari (n = 20) și le-au comparat cu un grup de controale slabe nedependente (n = 20), folosind înregistrări EEG localizate sursă.

  

Tabelul 2

Analize ale chestionarului: scoruri medii și abateri standard.

În plus, pentru a verifica dacă un scor YFAS ridicat reflectă într-adevăr un fenotip adictiv, am comparat grupurile YFAS ridicate și scăzute cu un grup de persoane dependente de alcool intractabil (n = 13), căutând o rețea comună de dependență neuronală, precum și cea neurală substraturi de pofta de alimente si alcool.

REZULTATE

Măsuri comportamentale

YFAS

Comparația dintre YFAS slab, scăzut și ridicat arată o diferență semnificativă (F = 104.18, p <0.001) indicând faptul că grupul slab și YFAS scăzut nu diferă între ele, ci că ambele grupuri diferă de grupul YFAS ridicat (Tabelul 3). Când analizăm diferitele subscale ale YFAS, consumul excesiv de alimente, timpul petrecut în alimentație, retragerea socială, simptomele de retragere și alimentele asociate sunt subscale care diferențiază YFAS ridicat de subiecții cu YFAS scăzute. Cu toate acestea, grupul YFAS ridicat nu diferă de grupul YFAS scăzut și cel slab pentru utilizarea subascalată, în ciuda adversității și toleranței. Niciuna dintre subscale nu face subiecte YFAS scăzute diferă de subiecții slabi. Tabelul 3 oferă o imagine de ansamblu detaliată.

  

Tabelul 3

Abonamente YFAS pentru grupurile slabe și obeze.

Corelația dintre dependența de alimente și alimentația cu chef

Scorul YFAS pentru grupul total corelat cu scorul BES (r = 0.50, p <0.01) (Tabelul 4). Pentru grupul YFAS scăzut nu s-a găsit nicio corelație semnificativă (r = 0.18, p <0.05) (Tabelul 4), pentru grupul YFAS ridicat s-a găsit o corelație semnificativă (r = 0.56, p <0.05) (Tabelul 4).

  

Tabelul 4

Pearson Corelația dintre diferitele chestionare.

Demografie, măsuri antropometrice și de laborator

O comparație între grupurile YFAS joase și înalte arată un fenotip comun. Ambele grupuri nu pot fi separate pe baza analizei biochimice (F = 0.89, p = 0.572), semne vitale (F = 0.75, p = 0.532), greutatea și alte măsuri antropometrice (F = 1.17, p = 0.342), inclusiv compoziția grăsimii corporale (F = 0.66, p = 0.684), cheltuială energetică în repaus (F = 0.77, p = 0.387). Ambele grupuri obeze au fost semnificativ diferite de grupul slab. Pacienții dependenți de alcool au o greutate corporală normală, înălțime și IMC. Scorul poftei lor a fost de 8.32 / 10, iar scorul lor de testare de identificare a consumului de alcool (audit) 36.21 (normal <20) Vedea Tabelul 2 pentru imagine de ansamblu.

chestionare

Atât grupul YFAS scăzut, cât și cel mare, raportează că au mai puțină foame decât grupul slab. Grupul YFAS ridicat raportează că se simt mai plin decât grupul YFAS scăzut și slab. Nu s-au demonstrat diferențe semnificative pentru satisfacție, apreciere și dorință de mâncare. Pe chestionarul BIS / BAS, grupul YFAS mare raportează un scor mai mare decât grupul YFAS scăzut și slab pe BIS, dar nu și pe BAS. Pe cele trei subscale diferite ale DEBQ s-a obținut un efect semnificativ. Pentru subscala „restrânsă”, atât grupul YFAS cât și YFAS scăzut au raportat un scor mai mare în comparație cu grupul slab, dar nu diferă unul de celălalt. Subscala „externă” indică faptul că subiecții YFAS mari au un scor mai mare decât subiecții YFAS scăzut și cei slabi, dar că grupul YFAS scăzut are un scor mai mic decât grupul YFAS slab și cel mare. Subscala „emoțională” arată o diferență între grupul YFAS ridicat și atât subiecții YFAS scăzute, cât și subiecții slabi. În plus, grupul YFAS ridicat are un scor mai mare în ceea ce privește alimentația Binge și conștientizarea alimentelor în comparație cu grupul YFAS scăzut și cel slab. Pentru conștientizarea alimentelor, o diferență semnificativă a fost obținută și între grupul YFAS scăzut și grupul slab. Tabelul 3 prezintă un rezumat al rezultatelor. în plus Tabelul 4 prezintă corelația dintre diferitele chestionare pentru întregul grup obez, YFAS scăzut și mare, separat.

Neuroimagistica electrică

Analize de corelare

Întregul grup

O analiză de corelație a întregului creier și YFAS au evidențiat o corelație pozitivă semnificativă cu cortexul cingular anterior rostral (rACC) pentru theta (r = 0.23, p = 0.041) și beta3 (r = 0.22, p = 0.041) benzi de frecvență (Fig. 1).

  

Figura 1

O analiză întreagă de corelație a creierului și YFAS au evidențiat o corelație pozitivă semnificativă cu cortexul cingulat (AAC) rostral anterior (rACC) pentru theta (r = 0.23, p = 0.041) și (B) beta3 (r = 0.22, ...

Grup YFAS scăzut

O analiză de corelație pentru întregul creier și scorul de foame a relevat un efect semnificativ atât pentru banda theta, cât și pentru banda de frecvență beta1 și beta2. Scorurile foamei se corelează pozitiv cu activitatea EEG în stare de repaus în insula posterioară, precum și cu cortexul somatosenzorial stâng (r = 0.69, p = 0.0007) (Fig. 2A) și se corelează negativ cu activitatea EEG în stare de repaus beta1 în cortexul cingulat dorsal anterior (dACC) (r = −0.49, p = 0.019) (Fig. 2B). O corelație negativă pentru activitatea EEG în stare de repaus beta2 în cortexul cingular anterior rostral (rACC) și insula stângă (r = −0.48, p = 0.022) se găsește și (Fig. 2C). Niciun efect semnificativ nu a fost pentru delta, alpha1, alpha2, beta3 și banda de frecvență gamma. O corelație pozitivă a fost obținută între percepția plinătății și activitatea beta 3 în cortexul cingulat posterior (PCC), extinzându-se până la cortexul precuneus și somatosenzorial (r = 0.52, p = 0.013) (vezi Fig. 2D) și cu activitate gamma în cortexul cingulat anterior pregenual (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (Fig. 2E). O corelație pozitivă a fost obținută între conștientizarea alimentelor și a activității în rACC și cortexul somatosenzorial (r = 0.44, p = 0.034) (Fig. 2F). O corelație negativă a fost obținută cu activitatea beta1 în pgACC (r = -0.90, p <0.00001) (Fig. 2G). În plus, o corelație negativă a fost demonstrată cu activitatea beta2 în dACC și cortexul cingulat anterior subgenual (sgACC) care se extinde în amigdala (r = −0.73, p = 0.0003) (Fig. 2H). Mai mult, a fost găsită o corelație negativă (albastru) cu activitatea gamma în dACC și PCC (r = −0.61, p = 0.004) (Figura 2I). Nu au fost obținute alte efecte semnificative. Nu a fost identificat niciun efect între activitatea creierului și scara foamei pentru grupul scăzut de YFAS.

  

Figura 2

(A) Analiza corelației la persoanele obeze dependente de alimente. Scorurile foamei se corelează pozitiv cu activitatea EEG a stării de repaus în insula posterioară, precum și cu cortexul somatosenzorial stâng (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Corelație ...

Grup mare YFAS

O corelație semnificativă a fost identificată între scoruri de foame și densitatea curentului de bandă gamma în rACC care se extinde în cortexul prefrontal medial dorsal (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (Fig. 2J). Nu a fost identificat niciun efect semnificativ pentru benzile de frecvență delta, theta, alpha1, alpha2, beta1, beta2 și beta3. Nu au existat corelații semnificative între activitatea creierului și scalele foamei, plenitudinii și conștientizării.

Grup de dependență de alcool

O corelație semnificativă a fost identificată între scorurile dorinței de alcool și densitatea curentului de bandă gamma pentru rACC care se extinde în dmPFC (r = 0.72, p = 0.002) (Fig. 3).

  

Figura 3

Analiza corelației dintre scorurile dorinței de alcool și densitatea curentului de bandă gamma (r = 0.72, p = 0.002).

Analiza de conjunctură

O analiză de conjuncție a activității stării de repaus între grupurile YFAS ridicate și scăzute arată activitatea beta2 în sgACC, pgACC, zona parahippocampală, parietala inferioară dreaptă și zonele midtemporal (Z = 1.99, p = 0.023) (Fig. 4A) și activitatea gamma în PCC care se extinde în precuneus și cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (Fig. 4B). Activitatea anti-corelată în frecvența beta2 a fost identificată în zonele rACC / dmPFC între grupurile YFAS ridicate și cele mici YFAS (Z = −2.03, p = 0.021) (Fig. 4A).

  

Figura 4

(A) Analiza de conjuncție a activității de stare de repaus a benzii beta2 între persoanele obeze dependente de alimente (YFAS ridicate) și persoanele obeze fără dependență de alimente (YFAS scăzute). Roșul reprezintă o abatere semnificativă de la controale sănătoase slabe și non-dependente comune pentru ambele persoane obeze ...

O analiză de conjuncție între grupul obez YFAS ridicat și grupul de dependență de alcool a arătat un efect semnificativ pentru banda de frecvență alpha1 în ACC / dmPFC și precuneus (Z = 2.24, p = 0.013) (Fig. 4C) și pentru activitatea alfa2 în sgACC și cortexul orbitofrontal (OFC), precum și lobul temporal (zona fusiformă / parahippocampală) (Z = 2.78, p = 0.003) (Fig. 4D). Nu a fost observat niciun efect semnificativ între grupurile scăzute de YFAS și grupul de dependență de alcool.

Discuție

Aceste rezultate sugerează că un scor YFAS ridicat reprezintă o stare de dependență. Analiza de conjuncție a demonstrat că grupul YFAS ridicat și grupul de dependență de alcool au o activitate cerebrală patologică comună, neprezentată în grupul scăzut de YFAS. Substratul neuronal vizualizat este considerat patologic, deoarece este controlat atât în ​​grupurile cu dependență mare de YFAS, cât și de alcool, prin scăderea activității creierului de la o grupă de control sănătoasă fără dependență. Această „activitate cerebrală de dependență” implică cortexul cingulat anterior / cortexul prefrontal median dorsal, cortexul cingulat anterior pregenal care se extinde în cortexul orbitofrontal medial (mOFC), zona parahippocampală și precuneus, zone cerebrale care pot fi modulate prin tratamente de dependență bazate pe farmacologie sau cognitive⁴¹. Un studiu fMRI anterior a arătat că scorurile YFAS s-au corelat cu activitatea evocată cue în rACC și mOFC⁷ ceea ce sugerează că aceste zone ale creierului răspund la indicii alimentare. Rezultatele noastre indică faptul că sunt, de asemenea, mai active în starea de repaus, spre deosebire de un studiu anterior de stare de repaus LORETA EEG⁹. Astfel, dependența de alcool și de alimente ar putea, în afară de aspectele celulare, genetice și comportamentale³, de asemenea, împărtășește un substrat neurofiziologic comun la nivel de activitate a creierului macroscopic.

Ambele grupuri YFAS au, însă, un fenotip comun, obezitatea și nu pot fi separate pe baza analizei biochimice, a semnelor vitale, a greutății și a altor măsuri antropometrice, incluzând compoziția de grăsime corporală, cheltuielile energetice de odihnă și nici scorurile de rating legate de alimente, cu excepția percepției de plenitudine (Tabelul 2). Tasemănarea sa clinică este reflectată în „obezitatea creierului” obișnuită comună neurobiologic comună de grupurile YFAS joase și mari. O analiză de conjuncție (controlată pentru slabă) a arătat o activitate beta patologică comună în subgenuală și pgACC, cu activitate gamma în PCC extinzându-se în precuneus și cuneus și combinată cu activitatea beta în zona parahippocampală și în zona parietală inferioară dreaptă și parțială. Aceste domenii constituie în esență rețeaua de mod implicit, care este implicată în procesarea informațiilor despre senzații corporale și autoreferențiale⁴². Cu toate acestea, este interesant faptul că diferite părți ale rețelei de mod implicit procesează informații la diferite frecvențe. S-a sugerat că rețeaua de mod implicită este formată din subrețele 3⁴³. O parte este formată din pgACC / vmPFC și este un element critic într-o rețea de zone care primesc informații senzoriale din lumea externă și corp, și acționează ca o legătură senzorial-visceromotorie în legătură cu comportamentul social, controlul dispoziției și motivația motivațională⁴³. Această parte la persoanele obeze oscilează la activitatea beta, care este implicată în predicțiile senzoriale⁴⁴ și procesarea status quo⁴⁵. Când se integrează acest lucru într-un concept dezvoltat recent de schimbări de comportament⁴⁶ în care pgACC calculează fiabilitatea comportamentului actual, acest lucru ipotetic ar putea sugera că la persoanele obeze, pgACC calculează că starea obeză este referința acceptată. PCC / Precuneus oscilează la activitatea gamma. Activitatea gamă a fost legată de erori de predicție sau, cu alte cuvinte, schimbări, iar PCC / precuneus este principalul hub din autoreferențial^47,48 rețea de mod implicit. Se poate ipoteza că PCC / Precuneus resetează referințele, adică controlează alostazia⁴⁹, prin resetarea de referință predictivă⁴⁹. Alastaza a fost implicată în dependență⁵⁰, precum și obezitatea (dependența de alimente)⁴⁹. În zona parahippocampală și în zona parietală inferioară dreaptă și midtemporală sunt prezente oscilații beta și gamma. Parahippocampal este implicat în procesarea contextuală^51,52, în timp ce zona parietală inferioară dreaptă este implicată în centrul de integrare senzorială multimodală⁵³. Cuplarea beta / gamma a fost legată de stimuli omisiți⁴⁴. S-ar putea specula că activitatea beta și gamma din aceste zone este legată de neprocesarea (omiterea stimulilor derivate din alimente) în zona senzorială multimodală și de a nu o pune într-un context. Astfel, la persoanele obeze, stimulii alimentari ar putea fi prelucrați ipotetic într-un cadru decontextualizat. adică indiferent de contextul alimentar poate fi apetisant. Pe de altă parte, au fost identificate și diferențe semnificative între grupurile YFAS joase și ridicate. Analiza de conjuncție între grupurile YFAS scăzute și grupurile YFAS ridicate a demonstrat o activitate beta patologic anti-corelat în stare de repaus în rACC / dmPFC. Această diferență este și mai accentuată în analizele de corelație cu foamea. Creșterea foamei este corelată cu creșterea activității gamma în rACC / dmPFC în grupul YFAS ridicat, similar cu zona rACC corelată cu creșterea poftei de dependența de alcool (Fig. 1 mijloc, S1C-D). Aceeași zonă este activată prin indicii alimentare, generatoare de dorință, la persoanele cu scoruri YFAS mai mari, într-un studiu RMN⁷. În schimb, în ​​grupul YFAS scăzut, foamea a demonstrat o corelație negativă cu activitatea din aceeași zonă rACC. Studii anterioare au arătat că CCR este implicat în pofta de alcool⁵⁴și atât pofta legală, cât și ilegală de droguri⁵⁵. Constatarea noastră sugerează că este implicată și în pofta alimentelor. Au fost raportate anterior diferențe, deși nesemnificative, în activitatea din ACC între indivizii obezi cu simptome mai mari (> 3) față de cele mai mici (≤2) de dependență alimentară⁹. Rezultatele acestui studiu pot explica de ce studii anterioare de neuroimagistică în obezitate au dat rezultate contradictorii.

ACC a fost inventat cea mai interesantă parte a creierului⁵⁶ datorită numeroaselor sale funcții propuse. Acestea includ atribuirea salanței⁵⁷, Procesarea erorilor de predicție bayesiană⁵⁸, reprezentarea cerințelor necesare pentru menținerea echilibrului homeostatic⁵⁹și conducerea răspunsurilor comportamentale adecvate⁶⁰. Acest studiu sugerează că, în grupul YFAS ridicat, există o creștere a sănătății legată de alimente, stimulând dorința de a mânca⁶⁰.

Foamea din grupul NFAO se corelează pozitiv cu creșterea activității theta în insula posterioară stângă, o zonă care procesează atât aportul senzorial somatosensorial cât și visceral, și partea caudală stângă a scoarței somatosenzoriale, care procesează gustul, precum și informațiile senzoriale intra-abdominale.^61,62. În schimb, foamea se corelează negativ cu activitatea beta în insula anterioară stângă, care este implicată în procesarea informațiilor afective din insula posterioară prin sistemul nervos autonom⁶². Acest lucru sugerează că prelucrarea senzorială și afectivă a informațiilor viscerale din insulă este disociată în acest grup. Este tentant să speculăm că rezistența la semnalele homeostatice ar putea fi responsabilă pentru acest efect. Sunt necesare studii suplimentare pentru a investiga această posibilitate.

Cum ar putea o activitate de stare de repaus patologic opusă în dACC să conducă la același fenotip obez? Chiar dacă nu există încă o explicație, este tentant să speculăm că ar putea fi implicat un mecanism cerebral Bayesian, deoarece această zonă a fost legată de învățarea Bayesiană și de procesarea erorilor de predicție^58,63. În grupul YFAS ridicat, o problemă de calcul al erorilor de predicție ar putea determina un impuls pentru consumul de alimente care duce la obezitate⁶⁴, analog cu ceea ce a fost sugerat pentru alcool și alte dependențe⁶⁵. Cu toate acestea, în grupul YFAS scăzut, ipotezăm semnale viscerale inadecvate care au ca rezultat un calcul de predicție eronat.

Se știe că dependența de alimente și alimentația cu binge se corelează foarte mult (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati et al. 2014) și faptul că asocierea dintre dependența de alimente și psihopatologie este mediată de alimentația cu chef la o populație clinică (Imperatori, Innamorati et al. 2014). Și într-adevăr vedem o corelație între scorurile YFAS și BES. Cu toate acestea, din cauza numărului redus de persoane dependente de alimente reale (n = 3) și de mâncătoarele reale (n = 2), acest studiu nu poate confirma această constatare atunci când este analizată în continuare. Într-adevăr, atunci când activitatea creierului a fost corelată cu scorul de foame, satisfacție, plinătate, apreciere și dorința de hrană, atât în ​​grupurile YFAS mici cât și înalte, aceste scoruri nu s-au corelat cu scorul BES. Aceasta este o slăbiciune a acestui studiu. Cu toate acestea, este de interes ca într-un grup fără psihopatologie diagnosticată să existe o diferență neurofiziologică între YFAS scăzută și mare, care nu este identificată în grupul intermediar. Acest lucru sugerează că, chiar dacă acest grup cu YFAS ridicat s-ar putea să nu reprezinte un eșantion reprezentativ de persoane dependente psihopatologic de alimente, că într-un grup fără boală psihiatrică diagnosticat există încă diferențe între YFAS scăzute și ridicate și că există un grup fără psihopatologie care încă are caracteristici electrofiziologice comune cu dependență tipică, în acest caz dependența de alcool.

O slăbiciune a studiului este că rezultatele EEG ar putea fi doar corelaționale. Cu toate acestea, pentru suprapunerea „activității neuronale a dependenței”, între alcool și dependența de alimente există câteva dovezi preliminare că rolul dACC în pofta ar putea fi cauzal. Într-adevăr, într-un raport de caz care utilizează un TMS cu con dublu care vizează dACC, s-a demonstrat că rTMS ar putea induce o reducere temporară (2-3 săptămâni) în pofta de alcool⁶⁶. Mai mult, într-un raport de caz ulterior, un electrod a fost implantat pe dACC a unui pacient dependent de alcool pentru o soluție mai permanentă pentru dependența de alcool, cu un rezultat pozitiv mai permanent⁶⁷. Acest lucru sugerează că dACC ar putea fi într-adevăr implicat în codificarea poftei în general, așa cum sugerează o metaanaliză anterioară care privește corelația neurală a poftei în diferite substanțe de abuz⁵⁵.

O altă slăbiciune a studiului este că doar o măsură indirectă pentru pofta alimentară specifică a fost folosită, adică dorința de mâncare (Ați dori să mâncați ceva chiar acum?). Chiar dacă pofta de alimente este o dorință intensă de a obține și consuma alimente, de obicei, pofta de alimente este o dorință intensă de a consuma un anumit aliment (de exemplu, foarte frecvent ciocolată) și este diferită de foamea normală.

O a treia limitare a acestui studiu este rezoluția scăzută a localizării sursei care rezultă în mod inerent dintr-un număr limitat de senzori (electrozi 19) și o lipsă de modele anatomice specifice subiectului. Acest lucru este suficient pentru reconstrucția sursei, dar are ca rezultat o incertitudine mai mare în localizarea sursei și o scădere a preciziei anatomice, astfel încât precizia spațială a prezentului studiu este considerabil mai mică decât RMN-ul funcțional. Cu toate acestea, tomografia sLORETA a primit o validare considerabilă din studii care combină LORETA cu alte metode de localizare mai consacrate, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN)^68,69, RMN structural⁷⁰, Tomografie cu emisie de pozitroni (PET)^71,72,73 și a fost utilizat în studiile anterioare pentru a detecta, de exemplu, activitatea în cortexul auditiv^74,75,76. Validarea suplimentară a sLORETA s-a bazat pe acceptarea ca adevăr de bază a rezultatelor localizării obținute de la electrozii invazivi, de adâncime implantati, caz în care există mai multe studii în epilepsie^77,78 și ERP-uri cognitive⁷⁹. Merită subliniat faptul că structurile profunde, cum ar fi cortexul cingular anterior⁸⁰, și lobi temporali mezali⁸¹ pot fi localizate corect cu aceste metode. Cu toate acestea, cercetările ulterioare ar putea îmbunătăți precizia și precizia spațială utilizând EEG de înaltă densitate (de exemplu, electrozi 128 sau 256) și modele de cap specifice subiectului și înregistrări MEG.

În concluzie, demonstrăm că la persoanele obeze, în ciuda caracteristicilor fenotipice identice, există cel puțin două mecanisme neurobiologice care sunt fiziopatologice. Cea mai importantă diferență între aceste două grupuri obeze se referă la activitatea opusă a dACC. Există, de asemenea, o asemănare izbitoare între grupurile dependente de alimente și alcool, care sugerează că un scor mare de YFAS indică o tulburare de dependență legată de alimente și cu procese neurobiologice similare cu dependența de alcool. Rezultatele noastre sugerează, de asemenea, că tratamentele pentru obezitate, cum ar fi medicația sau neuromodularea, ar trebui individualizate pe baza fiziopatologiei neurobiologice de bază.

informatii suplimentare

Cum se citează acest articol: De Ridder, D. et al. Creierul, obezitatea și dependența: un studiu de neuroimagistică EEG. Sci. Reprezentant. 6, 34122; doi: 10.1038 / srep34122 (2016).

Note de subsol

Referinte