Обработка денежного вознаграждения у лиц с ожирением с использованием и без расстройства пищевого поведения (2013)

, Авторская рукопись; доступно в PMC 2014 May 1.

Опубликовано в окончательной отредактированной форме как:

Biol Psychiatry. 2013 May 1; 73 (9): 877-886.

Опубликован онлайн 2013 Feb 23. DOI:  10.1016 / j.biopsych.2013.01.014

PMCID: PMC3686098

NIHMSID: NIHMS466498

Абстрактные

проверка данных

Важным шагом в исследовании ожирения является определение нейробиологических основ обработки непищевых вознаграждений, уникальных для конкретных подгрупп лиц, страдающих ожирением.

методы

Девятнадцать человек с ожирением, которые искали лечение расстройства пищевого поведения (BED), сравнивали с пациентами с ожирением (OB) и без XEUMX (OB) и 19 (LC) при выполнении задачи денежного вознаграждения / потери, которая анализирует компоненты упреждающего и конечного результатов во время функционального магнитного резонанса изображения. Различия в региональной активации были исследованы в группах BED, OB и LC во время перспективы вознаграждения / убытка, ожидания и уведомления.

Итоги

По сравнению с группой LC группа OB продемонстрировала повышенную вентральную полосатую и вентромедиальную активность перед префронтальной коры в течение фаз опережения. Напротив, группа BED по сравнению с группой OB продемонстрировала снижение двусторонней вентральной полосатой активности во время опережающей обработки вознаграждения / потери. Не наблюдалось различий между группами BED и LC в брюшном полосатом теле.

Выводы

Неоднородность существует среди людей с ожирением по отношению к нейронным коррелятам обработки вознаграждения / потери. Нейронные различия в сепарабельных группах с ожирением свидетельствуют о том, что для оптимизации стратегий профилактики и лечения ожирения могут иметь значение несколько различных вмешательств.

Ключевые слова: Нарушение расстройства пищевого поведения, fMRI, нижняя лобная извилина, инсула, ожирение, награда, вентральный стриатум

Системы нейронных вознаграждений - через их регулирование аппетита, регулирование веса и ответ на лечение - были вовлечены в ожирение (–). Тем не менее, исследования в тучных популяциях продемонстрировали как гипер-, так и гипоповерхность вознаграждают нейроциркуляцию в ответ на пищевые сигналы (–). Эти, казалось бы, несогласованные результаты могут относиться к неоднородностям среди людей с ожирением (). Ожирение связано с различными формами беспорядочного питания. Например, группы с ожирением и расстройством расстройства пищевого поведения (BED) отличаются от групп с ожирением, не связанным с выпивкой, по многочисленным поведенческим и психологическим измерениям (). Нынешняя дискуссия существует в отношении применимости «пищевой зависимости» к пищевому поведению; хотя некоторые исследователи утверждают отсутствие доказательств (), другие предполагают, что конструкция кажется особенно актуальной для некоторых ожиренных подгрупп, таких как BED (,).

По-видимому, несогласованные выводы могут также отражать сбои в адекватном устранении неоднозначности фаз, связанных с упреждающей и конечной обработкой (). Ожидаемое вознаграждение связано с вентральной полосатой (VS) активностью, тогда как более высокая медиальная активность префронтальной коры ассоциируется с уведомлением о награждении или фазой исхода обработки вознаграждения (–). Продовольственные исследования, в которых проводились опережающие-завершающие различия, сообщают о большей упреждающей реакции в ВС, среднем мозге, миндалине и таламусе относительно завершающих этапов обработки вознаграждения у здоровых людей (,). Потребление пищи в пищу связано с большей активностью в ортофронтальной коре (ОФК) и инсуле, причем повышенная отзывчивость наблюдается у людей с ожирением (,,). При ожирении особое значение имеет упреждающее-завершающее различие, поскольку потребление энергии, по-видимому, сильно зависит от опережающей сигнализации, а не от фактического потребления пищи (). Повышенное ожидание награды за питание считается триггером для переедания у людей с ожирением (,).

На сегодняшний день исследования нейровизуализации, отличающие упреждающую / завершающую обработку в популяциях с неупорядоченной едой, дают комплексные результаты. Ожирение, относительно худых, индивидуумов проявляет повышенную активность в insula и нижней лобной извилине (IFG) во время ожидания пищи (). Однако в нервной булимии, расстройстве, характеризующемся выпивкой, ожидание пищи связано с уменьшенной префронтальной и изоляционной активностью по сравнению с людьми, не принимающими пищу (например,). Струйная активность связана с задачами обработки вознаграждения (–,,), а измененные полосатые реакции связаны с ожирением и увеличением веса; однако, хотя в некоторых исследованиях отмечается снижение активности после приема пищи, потребляемой у людей с ожирением, другие сообщают об увеличении полосатого ответа (,,,).

Аналогичным образом, литература о наркомании включает в себя, казалось бы, неоднозначные выводы в обработке вознаграждения, даже если они различают упреждающие / завершающие компоненты. Например, повышенная полосатая активность была зарегистрирована в зависимости от кокаина во время предварительной обработки (), тогда как уменьшенные опережающие ответы VS были отмечены в зависимости от алкоголя () и патологической азартной игры (). Эти различия могут относиться к конкретным нарушениям, методологическим / аналитическим соображениям, статусу лечения или анатомическим разграничениям ВС; дополнительные различия могут относиться к типам арматуры (например, связанным с зависимостью / несвязанным).

Несмотря на то, что многие исследования нейровизуализации изучают процессы вознаграждения, связанные с парадигмами пищевого сигнала у людей с ожирением, есть недостаток в исследованиях по обработке непищевых лекарств при ожирении (,). Понимание обобщенной обработки вознаграждения при ожирении важно, потому что изменения в схеме вознаграждения могут представлять собой уязвимости для неупорядоченного питания. В текущем исследовании использовалась функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) для изучения обработки денежного вознаграждения во время предвидения и получения выигрышей / потерь у людей с ожирением с группой BED и без сравнения (LC). Расстройство пищевого поведения отличается от других форм ожирения и расстройств пищевого поведения в различных поведенческих, телесных, психологических и психиатрических маркерах (,,). Однако на сегодняшний день только два исследования нейровизуализации изучили биоповеденческие корреляты этого расстройства по сравнению с другими состояниями, страдающими ожирением. Первые наблюдали различия среди пациентов с избыточной массой тела по сравнению с избыточным весом и постными группами без BED в ответах на вентромедиальную префронтальную кору (vmPFC) на пищевые сигналы (). Недавно мы наблюдали различия в активации мозга между индивидуумами с ожирением с BED и без него во время задачи когнитивного контроля, при этом группа BED демонстрировала относительно уменьшенную активацию в IFG, vmPFC и insula ().

Чтобы исследовать дальнейшие различия в лицах с ожирением с BED и без него, мы использовали широко используемую задачу задержки с денежным стимулом (MIDT) для изучения обработки вознаграждения / потери (,,,,). Мы предположили, что группа БЭД продемонстрировала бы снижение ответа в ВС во время фаз опережающего периода, тогда как группа ОВ продемонстрировала бы увеличенную активность ВС относительно группы ЛК. Мы предположили, что в соответствии с исследованиями fMRI в булимии (), на этапе исхода группа BED продемонстрировала снижение активности vmPFC, insula, таламуса и IFG по сравнению с группами, не относящимися к BED. Сходства в группах BED и OB были исследованы с учетом потенциального сходства между индивидами с ожирением в нервных коррелятах обработки вознаграждения.

Методы и материалы

Участниками

Среди участников были взрослые 57 19-64 лет (средний возраст: 38.9, 34), где 64.9% (n = 37), обозначенный как Caucasian, 29.0% (n = 17), идентифицированный как афроамериканец, 5.3% (n = 3), идентифицированный как индейский, и 1.8% (n = 1), идентифицированный как азиатский американец; 5.3% (n = 3) идентифицировали себя как латиноамериканцы, а 94.7% (n = 54), обозначенный как не испаноязычный. Демографическая информация находится в Таблица 1 и Дополнение 1. Возраст включался как ковариат во всех групповых контрастных анализах, учитывая групповые различия в возрасте и контроль за потенциальными возрастными последствиями. Индекс массы тела (BMI) в группе BED варьировался от 30.1 до 44.1. Группа OB включала людей 19 с ИМТ от 30.4 до 41.6, а группа LC состояла из лиц 19 с ИМТ от 20.4 до 24.6. Группы BED и OB не отличались от среднего ИМТ, и, как ожидалось, эти группы имели более высокий ИМТ, чем группа LC.

Таблица 1 

Демографические данные участников и данные BMI

Группа пациентов с ожирением BED состояла из участников поиска лечения 19, участвовавших в рандомизированном плацебо-контролируемом испытании 4-месячных методов лечения сибутрамина и когнитивно-поведенческих самопомощи, отдельно или в сочетании. После описанных здесь базовых мер участники прошли протокол fMRI перед началом лечения, который был доставлен в течение 4 месяцев. Предлагаемые критерии DSM-5 для BED (www.dsm5.org) использовали для проверки того, что все индивидуумы в группе BED отвечали критериям, но ни у индивидуумов в OB, ни у LC-групп не было истории или текущего выражения выпивки или других расстройств пищевого поведения.

меры

MIDT

Все участники завершили MIDT; задача и экспериментальные методы описаны в другом месте (,) и в разделе «Методы» Приложения 1.

Приобретение и анализ fMRI

Изображения были получены с помощью систем Siemens TIM Trio 3T MRI (Siemens, Malvern, Pennsylvania). Методы получения и анализа изображений подробно описаны в приложении 1. Функциональные изображения были предварительно обработаны с помощью SPM5 (Welcome Functional Imaging Laboratory, London, UK), нормализованного к шаблону Монреаль-Неврологического института и сглаженного с помощью 6-мм ядра с полной шириной-на-половине максимума. Моделирование первого уровня проводилось с надежной регрессией (), чтобы уменьшить влияние выбросов (). Параметры фильтра движения и высокого фильтра были включены в качестве дополнительных регрессоров, которые не представляют интереса. Пакет анализа Neuroelf (www.neuroelf.net) использовался для анализа случайных эффектов второго уровня. Коррекция для множественных сравнений проводилась с использованием моделирования методом Монте-Карло (например, AlphaSim), с комбинированными пороками вокселей и кластеров, что приводило к частоте ошибок по семейству 5%. Для изучения связанных с задачами активизации мозга мы противопоставляли: 1) ожидание денежной выгоды в сравнении с ожиданием отсутствия денежных результатов для перспективы (A1) и ожиданием фаз уведомления (A2) (A1Win и A2Win соответственно); 2) ожидание денежных потерь по сравнению с ожиданием отсутствия денежных результатов для фаз A1 и A2 (соответственно A1Loss и A2Loss); 3) «Победить» против «Нейтральных» исходов (OCWin); и 4) «Потеря» по сравнению с «Нейтральными» результатами испытаний (OCLoss). Дополнительную информацию см. В приложении 1 и Balodis и др., (), изображающие пробную структуру. Чтобы изучить различия между группами, мы сравнивали активность в группах BED, OB и LC во время A1Win, A2Win, OCWin, A1Loss, A2Loss и OCLoss в пару t тесты. В дополнение к контрастам всего мозга были проведены анализы интереса в области 2. Эти анализы были сосредоточены на ВС, с координатами из метаанализа цепей мозга, набранных в ожидании денежных стимулов (Рисунок 2) () и координаты, охватывающие ядра accumbens (Рисунок 3) ().

Рисунок 2 

Корональное представление интересующих вентральных полосатых областей (ROI) с координатами, данными Кнутсоном и Гриром (). (A) Синие пятна показывают сферу 5-mm вокруг вентрального стриатума слева [-12, 10, -2] и правых [10, 8, 2] сторон. (B ...
Рисунок 3 

Корональный обзор вентральных полосатых ROI с координатами на основе результатов обработки вознаграждения от Breiter и др., (). (A) Синие пятна показывают сферу 6-mm вокруг вентрального стриатума слева (-12, 7, -10) и правого (12, 7, -10) ...

Итоги

Результаты сравнения A1 и поведенческих и аффективных ответов находятся в приложении 1, с учетом ограничений пространства и актуальности фаз A2 и OC для вызывающих зависимость процессов. Кроме того, анализ объединенного анализа, включающий перекрывающиеся активации в группах ожирения (группы BED + OB в сочетании), указан в Таблица S2 в приложении 1, Все групповые различия перечислены в Таблица 1, В дальнейшем результаты выделяют и описывают групповые различия, связанные с нашими гипотезами (т. Е. Области полосатых полос). Результаты анализа интересов региона представлены в Цифры 2 и and33.

OB против LC

Читать Рисунок 1A и Таблица 2.

Рисунок 1 

Групповые различия в задаче денежного стимулирования задержек в брюшных фронто-полосатых областях у людей с ожирением с расстройством расстройства пищевого поведения (BED) (n = 19), лица с ожирением без BED (OB) (n = 19) и худшее сравнение (LC) (n = 19) при z = -17, ...
Таблица 2 

Групповые различия во время MIDT

A2Win

Во время A2Win контрасты OB-LC продемонстрировали повышенную активность в правильной IFG, распространяющейся медиально на OFC, и в двустороннем таламусе, простирающемся до правого хвостата, VS (Рисунок 2C, Рисунок 3C) и гипоталамус.

A2Loss

Во время A2Loss контрасты OB-LC продемонстрировали повышенную активность в левом IFG, действующем на двусторонней основе, на правый IFG, OFC и vmPFC; правая медиальная лобная извилина, проходящая поперек к средней лобной извилине и IFG; и левой средней мозговой субстанции, простирающейся медиально до красного ядра и семяобразного ядра.

OCWin

Во время OCWin контрасты OB-LC демонстрировали относительно уменьшенную активность в левой предцентральной извилине, простирающейся дорзально до средней лобной и постцентральной извилины.

OCLoss

Во время OCLoss контрасты OB-LC демонстрировали уменьшенную активность в левой прецентральной извилине, распространяющейся на медиальную лобную и постцентральную извилину.

BED Versus LC

Читать Рисунок 1B и Таблица 2.

A2Win

Во время A2Win контрасты BED-LC демонстрировали относительно увеличенную активность в дорсальном хвостате, простирающемся до средней лобной извилины, insula и claustrum, а в левой изгибной извилине, простирающейся до хвостата (Рисунок 2D). Снижение активности наблюдалось в дорсальной медиальной лобной извилине.

A2Loss

Во время A2Loss контрасты BED-LC демонстрировали относительно высокую активность в правом хвостате, распространяясь на IFG. Относительно сниженная активность наблюдалась в правой средней лобной извилине, простирающейся дорзально до медиальной лобной извилины.

OCWin

Во время OCWin контрасты BED-LC демонстрировали относительно уменьшенную активность в правой верхней височной извилине, простирающейся до изолята, извилистой извилины и задней челюсти; левая нижняя теменная долька, простирающаяся до изолята, задняя челюсть, верхняя / средняя временная извилина, ВС, хвостатая, постцентральная извилина, предконечность, cuneus, верхняя / средняя затылочная извилина и кулмен; двусторонняя передняя поясница, проходящая поперечно к правой IFG, хвостат и клаустум; двусторонняя медиальная лобная извилина; и правым В.С.

OCLoss

Во время OCLoss контрасты BED-LC демонстрировали относительно сниженную активность в левой предцентральной извилине, простирающейся до правого поясничного извилины, двустороннего переднего пояса, левой парацентральной дольки, правой постцентральной извилины и правой парацентральной дольки; правая верхняя временная извилина, простирающаяся до поперечной височной извилины, постцентральной извилины и изолята; левая изоляция простирается до предцентральной извилины и постцентральной извилины; левый задний пояс, простирающийся до лингвальной извилины, двустороннего предна, и cuneus; и правый средний мозг распространяется на таламус и кульминаторы.

Кровать против OB

Читать Рисунок 1C и Таблица 2.

A2Win

Во время A2Win контрасты BED-OB показали относительно уменьшенную активность в lentiform ядре, простирающемся на двусторонней основе до VS (Рисунок 2B, Рисунок 3B), гипоталамус, таламус, хвостатый, путамен и красное ядро ​​среднего мозга; в правой изгибной извилине, простирающейся в двух направлениях до медиальной / верхней лобной извилины; правая изоляция, простирающаяся до верхней височной извилины; и в левой докритической извилине, распространяющейся на IFG.

A2Loss

Во время A2Loss контрасты BED-OB демонстрировали относительно уменьшенную активность в красном ядре среднего мозга, простирающемся до таламуса, двустороннего VS и субстанциального нигра; медиальная лобная извилина, простирающаяся до постцентральной извилины, извилистой извилины, нижней теменной дольки, постцентральной извилины и верхней лобной извилины; левая изоляция простирается до верхней временной извилины; средняя лобная извилина, простирающаяся до передней челюсти и медиальной лобной извилины; и оставил предцентральную извилину, простирающуюся до постцентрального извилина.

OCWin

Во время OCWin контрасты BED-OB демонстрировали относительно уменьшенную активность в insula, lentiform nucleus, par-гиппокампальной извилине, cuneus, thalamus и превосходной височной извилине; правая верхняя временная извилина, простирающаяся до изолята, предцентральной извилины и IFG; правая медиальная лобная извилина, простирающаяся до передней челюсти, двусторонняя ВС и хвостатая; и оставил хвостатым.

OCLoss

Во время OCLoss контрасты BED-OB продемонстрировали отсутствие различий между группами в области полосатых полос (Таблица 1 перечислены все групповые различия).

Обсуждение

Значительные различия наблюдались между группами BED, OB и LC способами, которые частично подтвердили наши гипотезы: значительные догоняющие различия в ВС наблюдались во время фаз победы / потери A2 в контрастах BED-OB (но не BED-LC); Сравнение BED-OB на этих фазах показало уменьшение ожидаемых ответов VS в BED, тогда как контрасты OB-LC показали повышенные VS-ответы в OB. Эти шаблоны также сохранялись для групповых различий в среднем мозге, таламусе и миндалине, что предполагает дифференциальный набор аффективных и / или мотивационных схем (,). Обработка результатов у участников BED была связана с уменьшенной префронтальной и изолированной активностью по отношению к обеим группам, не относящимся к BED. Биологические и клинические последствия обсуждаются здесь в отношении различий между групповыми контрастами во время фаз опережающего и конечного результата.

Обработка ожиданий

В соответствии с нашими гипотезами, предварительная обработка была связана с уменьшением двусторонней активности VS в BED по сравнению с участниками OB. Напротив, контрасты OB-LC выявили увеличение двустороннего набора ВС на этом этапе у участников ОВ. Кроме того, различная сигнализация BED-OB была подтверждена в средах среднего мозга, миндалины и таламуса, которые ранее были идентифицированы в парадигмах пищевых сигналов, как более отзывчивые во время опережающих относительно процессов завершающего вознаграждения (,). Эти результаты, таким образом, дают некоторое разъяснение кажущихся неоднозначных гипотез о гиперактивности при обработке результатов лечения ожирением и подчеркивают важность дифференциации подтипов ожирения и фаз вознаграждения с ожидающим результатом. VS, особенно ядро ​​accumbens, был сильно вовлечен в обработку вознаграждения, особенно в том, что касается изменений в аффективном состоянии и целенаправленном поведении (–). Наши результаты уменьшенного полосатого ответа в группе BED по сравнению с группой OB на фазах победы / потери A2 соответствуют результатам MIDT в других группах населения, которые характеризуются проблемами с импульсным контролем, в том числе с патологическими азартными играми, расстройством дефицита внимания / гиперактивности , алкогольной зависимости и положительных семейных историй для алкоголизма (,,,,). Подобно патологическим результатам, связанным с азартными играми (), относительная фронтотральная гипоактивность у участников БЭД была менее фазовой, чем предполагалось. Относительно уменьшенная фронто-полосатая активность происходила как в фазе опережающего, так и исхода, а также в условиях выигрыша и потери (Рисунок 1), указывая в BED обобщенную схему уменьшенной фронтальной полосатой обработки вознаграждений и потерь. Кроме того, контрасты BED-LC и BED-OB дали аналогичную картину различий на этапах результатов на MIDT, особенно в островных и полосатых регионах. Тем не менее, небольшое количество различий в области полосатых полос во время фазы ожидания в контрастах BED-LC свидетельствует о том, что группа BED лучше всего может характеризоваться изменениями в фазах исхода, тогда как OB-группа отличается повышенной гиперактивностью во время фаз опережения.

Релевантность к теориям зависимости

Уменьшенная упреждающая обработка может представлять собой важный предшественник в развитии BED. «Синдром дефицита вознаграждения» полагает, что люди с низкой базой компенсации нейроциркуляторной активности могут потреблять пищу или заниматься аддиктивным поведением в компенсационных усилиях по стимулированию активности в этих областях (). Измененные реакции среднего мозга, охватывающие субстанциальную нигру как на фазах A2W, так и на A2L в BED-OB и контрастах OB-LC, свидетельствуют об изменениях в дофаминергических нейронных путях. Действительно, VS, гипоталамус, таламус и префронтальная кора представляют собой преобладающие проекционные области мезокортиколимбической системы допамина, согласующиеся с ролью этого нейротрансмиттера в обработке вознаграждения (,). Хотя fMRI не может определенно связывать изменения активности с дофамином, совместные исследования МРТ и позитронно-эмиссионной томографии демонстрируют повышенную дофаминергическую активность в префронтальных областях коры, поскольку люди ожидают и получают денежные вознаграждения (). Допаминергические изменения отмечены в BED (–), и освобождение полосатого дофамина во время стимуляции пищи положительно связано с диетическим сдерживанием (). Тем не менее, BED-гипоактивная / OB-гиперактивная дофаминергическая модель может упростить основные процессы; изменения могут относиться к конкретным стадиям расстройства, таким образом, что первоначальная гиперчувствительность этой системы может стать пониженной регуляцией прерывистым перееданием высокожирных или сладких продуктов (–). В соответствии с теорией стимулов-значимости гедоническое воздействие (т. Е. «Симпатия») завершающей обработки может уменьшиться после чрезмерного потребления, тогда как компонент стимула-значимости (т.е. «желающий») усиливается. В текущем исследовании участники BED продемонстрировали уменьшенную опережающую обработку по отношению к группе OB к денежным репликам; возможно, что воздействие пищевых сигналов (т. е. расстройствоспецифических стимулов) может увеличить активность в лобно-полосатых сетях ().

В отличие от группы BED, групповые различия OB-LC в основном содержались в фазах опережающего периода. Выводы в группе OB (относительно LC) увеличенной медиальной / боковой OFC, стриатумной, амигдальной и гиппокампальной активации во время опережающей обработки согласуются с аналогичными образцами ответа, отмеченными при представлении пищей () и поддержать идею большего вознаграждения в этой группе.

Обработка результатов

В соответствии с нашими гипотезами участники BED продемонстрировали относительно уменьшенную активность в префронтальной и островной областях во время фаз исхода, относительно как OB, так и LC-групп. Эти данные согласуются с сообщениями в полном объеме и подпороговой булимией, где индивиды демонстрируют снижение активности в левой средней лобной извилине, изолинии и правую предцентральную извилину во время вкусного потребления пищи (). Кроме того, vmPFC и атрофия правой insula связаны с компульсивной этиологией выпивки (). В обоих контрастах BED-OB и BED-LC уменьшенная двусторонняя изоляционная активность, распространяющаяся на IFG, очевидна у участников BED. Insula представляет собой корку первичного вкуса, но также участвует в гомеостатической сигнализации (–). Таким образом, результаты поддерживают идею изменения обобщенной обработки вознаграждения в BED. Измененная интероцептивная осведомленность через затупленную деятельность insula, особенно во время обработки результатов, предполагает ограниченную способность интегрировать информацию о награждении, относящуюся к текущему состоянию индивидуума. Кроме того, IFG участвует во взаимодействии между когнитивной и мотивационной обработкой во время ингибирующего контроля (–); поэтому коллективные уменьшенные сигналы IFG и insula могут иметь последствия для измерения сигналов голода / насыщения.

Сильные стороны, ограничения и будущие направления

Насколько нам известно, текущее исследование является первым исследованием МРТ по обобщенной обработке вознаграждения на разных этапах награды и между подгруппами ожирения, в том числе с BED. Применение парадигмы обработки вознаграждения в группах страдающих ожирением, демонстрирующих различные виды поведения в еде, обеспечивает более глубокое понимание потенциальных биомаркеров каждого фенотипа. Таким образом, в настоящем исследовании анализируются специфические нейронные корреляты, связанные с схемами поведения при еде от тех, которые связаны с ожирением. Кроме того, задача fMRI дает возможность исследовать нейрофункциональные структуры, связанные с процессами вознаграждения / потери, которые могут способствовать конкретным схемам питания.

Текущее исследование ограничено несколькими факторами. Низкое количество участников мужского пола в группе BED препятствовало изучению гендерных различий; администрация питания вопросников по всем группам, возможно, также выявили другие важные характеристики питания. В предыдущих исследованиях сообщалось о различиях, связанных с выраженностью BED в клинических и обследованных образцах (); поэтому возможно, что природа, обращенная к лечению, отличала BED от OB и LC-групп. Некоторые результаты всего мозга не выдерживают консервативной коррекции Бонферрони для множественных сравнений, относящихся к шести фазам MIDT и трех диагностированных групп.

Будущие исследования могли бы дополнительно изучить общие черты между группами BED и OB; в текущем исследовании, проведенном совместным анализом, выявлено совпадение в более дорзальной и задней областях (Таблица S2 в приложении 1). Кроме того, наблюдалось небольшое перекрывание между группами с ожирением в контрастах BED-LC и OB-LC. Конкордантные области проявлялись главным образом во время фаз исхода и в более задних задних областях, включая уменьшенную заднюю цингулярную, предчелюстную и предцентральную извилистость во время обеих фаз исхода. Эти области связаны с ожиданием вознаграждения и контролем внимания; например, задняя челюсть приписывается роли в сигнализации об изменении окружающей среды, включая результат вознаграждения, с повышенной активностью, соответствующей изменениям внутреннего состояния или переменных окружающей среды (). Уменьшенная активность в этих областях в группах с ожирением предполагает изменение внимания и мотивации во время обратной связи в фазах исхода.

В будущих исследованиях также должны быть рассмотрены возможные различия, связанные с полом, курением и обращением с лечением у лиц, страдающих ожирением. Другим важным шагом будет понимание того, как эти нейронные системы взаимодействуют с гомеостатическими механизмами (,) и дополнительно связывают их с хроничностью / продолжительностью ожирения и / или BED. Продольные исследования могли бы дополнительно обеспечить временные связи между изменениями веса и обработкой системы вознаграждения и определить биологические маркеры, связанные с потреблением пищи, предшествующим развитию ожирения. Хотя нынешняя экспериментальная конструкция не может различать, являются ли эти различия причиной или последствием ожирения или выпивки, тем не менее они имеют значительные последствия для лечения ожирения. Терапия, направленная на стимулирование кортико-стриальной лимбической активности, может представлять собой важные стратегии лечения BED. В более широком плане эти результаты свидетельствуют о потенциальной релевантности политики здравоохранения в регулировании продуктов с высоким содержанием жиров и высоким содержанием сахара, которые могут повлиять на эффективность вознаграждения у лиц, которым грозит опасность выпивки и ожирения ().

Выводы

Нынешнее исследование представляет собой важный шаг в изучении групп людей с ожирением и корреляцией мозга обработки непищевых вознаграждений. Результаты сокращенной кортико-полосатой обработки у участников BED на этапах опережающего и конечного вознаграждения по сравнению с группами OB и LC свидетельствуют о сокращении набора сетей, участвующих в обработке вознаграждения и саморегуляции. Эти данные также свидетельствуют о сходных изменениях в нейросхемой, опосредующих обработку вознаграждения при других нарушениях импульсного контроля, таких как патологическая азартная игра и алкогольная зависимость. Включение групп BED и OB представляет собой ключевой шаг в рассмотрении того, как сложное поведение способствует ожирению. В целом, текущие данные свидетельствуют о расходящихся нейронных субстратах в абстрактной обработке вознаграждения, различая конкретные подгруппы тучных индивидуумов. Эти данные могут дать представление о кажущихся неоднозначными выводами о деятельности VS в исследованиях на ожирение.

 

Дополнительный материал

дополнительный материал

Благодарности

Поддержка была предоставлена ​​следующими грантами: Национальные институты здравоохранения (NIH) предоставляют R01-DA019039, P20-DA027844, P50-AA012870, R01-DA020908, R01-AA016599, RL1-AA017539, K12-DA00167, R01 DK073542, PL1-DA024859 , и 2K24 DK070052. Мы с благодарностью приветствуем Скотта Буллока, Джессику Монтойя, Наила Панджвани, Монику Солорцано, Джоселин Топф, Кэти ВанБускирк, Рэйчел Барнс и Робин Машеб за помощь в этом проекте. Содержание рукописи принадлежит исключительно авторам и не обязательно отражает официальные взгляды любого из финансирующих агентств.

Доктор Потенца консультировал и консультировал Boehringer Ingelheim; консультировал и имеет финансовые интересы в Somaxon; получил исследовательскую поддержку от NIH, Управления по делам ветеранов, казино Mohegan Sun Casino, Национального центра ответственной игры и входящего в его состав Института исследований азартных игр, Forest Laboratories, Psyadon, Ortho-McNeil, Oy-Control / Biotie и GlaxoSmithKline Pharmaceuticals; участвовали в опросах, рассылках или телефонных консультациях, связанных с наркозависимостью, нарушениями контроля над импульсами или другими вопросами здоровья; консультировал адвокатов и офис федерального общественного защитника по вопросам, связанным с нарушениями контроля над импульсами; оказывает клиническую помощь в Программе услуг по борьбе с игорными проблемами Департамента психического здоровья и наркозависимости штата Коннектикут; проводил обзоры грантов для NIH и других агентств; читал академические лекции в больших раундах, мероприятиях непрерывного медицинского образования и других клинических или научных местах; и генерировал книги или книжные главы для издателей текстов по психическому здоровью.

Сноски

 

Все остальные авторы не сообщают о каких-либо биомедицинских финансовых интересах или потенциальных конфликтах интересов.

 

 

Дополнительный материал, цитируемый в этой статье, доступен в Интернете по адресу: http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.01.014.

 

Рекомендации

1. Ди Чиара Г. Допамин в нарушениях поведения в отношении продуктов питания и наркотиков: случай гомологии? Physiol Behav. 2005; 86: 9-10. [PubMed]
2. Келли А.Е., Бальдо Б.А., Пратт МЭ, Уилл Мью. Corticostriatalhypothalamic схемы и продовольственная мотивация: интеграция энергии, действий и вознаграждения. Physiol Behav. 2005; 86: 773-795. [PubMed]
3. Нужен AC, Ahmadi KR, Spector TD, Goldstein DB. Ожирение связано с генетическими вариантами, которые изменяют доступность допамина. Ann Hum Genet. 2006; 70: 293-303. [PubMed]
4. DelParigi A, Chen K, Salbe AD, Reiman EM, Tataranni PA. Сенсорный опыт питания и ожирения: исследование позитронно-эмиссионной томографии областей мозга, пострадавших от дегустации жидкой муки после продолжительного быстродействия. Neuroimage. 2005; 24: 436-443. [PubMed]
5. Matsuda M, Liu Y, Mahankali S, Pu Y, Mahankali A, Wang J, et al. Измененная гипоталамическая функция в ответ на прием глюкозы у людей с ожирением. Сахарный диабет. 1999; 48: 1801-1806. [PubMed]
6. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, et al. Дифференциальная активация спинного полосатого тела высококалорийными визуальными пищевыми раздражителями у лиц с ожирением. Neuroimage. 2007; 37: 410-421. [PubMed]
7. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Широкая система активации вознаграждения у женщин с ожирением в ответ на фотографии высококалорийных продуктов. Neuroimage. 2008; 41: 636-647. [PubMed]
8. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, et al. Низкие дофаминовые полосатые рецепторы D2 связаны с префронтальным метаболизмом у пациентов с ожирением: возможные факторы. Neuroimage. 2008; 42: 1537-1543. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
9. Davis CA, Levitan RD, Reid C, Carter JC, Kaplan AS, Patte KA, et al. Допамин для «желающих» и опиоидов для «симпатии»: сравнение взрослых с ожирением с и без выпивки. Ожирение. 2009 (Silver Spring) 17: 1220-1225. [PubMed]
10. Allison KC, Grilo CM, Masheb RM, Stunkard AJ. Нарушение расстройства пищевого поведения и синдром ночного употребления: сравнительное исследование неупорядоченного питания. J Consult Clin Psychol. 2005; 73: 1107-1115. [PubMed]
11. Ziauddeen H, Farooqi IS, ПК Fletcher. Ожирение и мозг: Насколько убедительна модель зависимости? Nat Rev Neurosci. 2012; 13: 279-286. [PubMed]
12. Avena NM, Gearhardt AN, Gold MS, Wang GJ, Potenza MN. Вырывая ребенка с водой после кратковременного полоскания? Потенциальный недостаток уклонения от пищевой зависимости на основе ограниченных данных. Nat Rev Neurosci. 2012; 13: 514. [PubMed]
13. Gearhardt AN, White MA, Potenza MN. Нарушение расстройства пищевого поведения и пищевая зависимость. Curr Drug Abuse Rev. 2011; 4: 201-207. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
14. Berridge KC. Награда за питание: Мозговые субстраты желаний и симпатий. Neurosci Biobehav Rev. 1996; 20: 1-25. [PubMed]
15. Breiter HC, Aharon I, Kahneman D, Dale A, Shizgal P. Функциональная визуализация нейронных ответов на ожидаемые результаты и опыт денежных прибылей и убытков. Neuron. 2001; 30: 619-639. [PubMed]
16. Кнутсон Б, Адамс С.М., Фонг Г.В., Хоммер Д. Ожидание растущего денежного вознаграждения избирательно рекрутирует ядро. J Neurosci. 2001; 21 RC159. [PubMed]
17. Knutson B, Fong GW, Bennett SM, Adams CM, Hommer D. Область мезиальной префронтальной коры отслеживает денежные результаты: характеристики с быстрым связанным с событиями fMRI. Neuroimage. 2003; 18: 263-272. [PubMed]
18. McClure SM, York MK, Montague PR. Нейронные субстраты обработки вознаграждения у людей: современная роль ФМР. Невролог. 2004; 10: 260-268. [PubMed]
19. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Нейронные реакции во время предвкушения вознаграждения за первичный вкус. Neuron. 2002; 33: 815-826. [PubMed]
20. Пелхат М.Л., Джонсон А., Чан Р., Вальдес Дж., Рагланд Д.Д. Образы желания: активация пищи во время МРТ. Neuroimage. 2004; 23: 1486-1493. [PubMed]
21. Малый DM, Prescott J. Запах / интеграция вкуса и восприятие вкуса. Exp Brain Res. 2005; 166: 345-357. [PubMed]
22. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Small DM. Отношение вознаграждения от приема пищи и ожидаемого приема пищи к ожирению: исследование функционального магнитного резонанса. J Abnorm Psychol. 2008; 117: 924-935. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
23. Epstein LH, Temple JL, Neaderhiser BJ, Salis RJ, Erbe RW, Leddy JJ. Продовольственная арматура, генотип рецептора дофамина D2 и потребление энергии у людей с ожирением и небезопасными. Behav Neurosci. 2007; 121: 877-886. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
24. Roefs A, Herman CP, Macleod CM, Smulders FT, Янсен А. На первый взгляд: как сдерживаемые едоки оценивают вкусные жиры с высоким содержанием жира? Аппетит. 2005; 44: 103-114. [PubMed]
25. Bohon C, Stice E. Отклонения от нормы среди женщин с полной и субпороговой нервной булимией: исследование функционального магнитного резонанса. Int J Eat Disord. 2011; 44: 585-595. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
26. Breiter HC, Gollub RL, Weisskoff RM, Kennedy DN, Makris N, Berke JD, et al. Острые эффекты кокаина на активность и эмоции человека. Neuron. 1997; 19: 591-611. [PubMed]
27. Knutson B, Westdorp A, Kaiser E, Hommer D. FMRI визуализация активности мозга во время задачи задержки денежного стимулирования. Neuroimage. 2000; 12: 20-27. [PubMed]
28. Stoeckel LE, Kim J, Weller RE, Cox JE, Cook EW, 3rd, Horwitz B. Эффективная связь сети вознаграждений у женщин с ожирением. Brain Res Bull. 2009; 79: 388-395. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
29. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. Ответственность за ответную реакцию на питание предсказывает будущее увеличение массы тела: Модирующие эффекты DRD2 и DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618-1625. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
30. Jia Z, Worhunsky PD, Carroll KM, Rounsaville BJ, Stevens MC, Pearlson GD, et al. Первоначальное исследование нейронных ответов на денежные стимулы, связанные с исходом лечения в зависимости от кокаина. Biol Psychiatry. 2011; 70: 553-560. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
31. Beck A, Schlagenhauf F, Wustenberg T, Hein J, Kienast T, Kahnt T, et al. Вентральная полосатая активация во время предвкушения вознаграждения коррелирует с импульсивностью у алкоголиков. Biol Psychiatry. 2009; 66: 734-742. [PubMed]
32. Balodis IM, Kober H, Worhunsky PD, Stevens MC, Pearlson GD, Potenza MN. Уменьшенная фронтографическая активность при обработке денежных вознаграждений и потерь в патологической азартной игре. Biol Psychiatry. 2012; 71: 749-757. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
33. Carnell S, Gibson C, Benson L, Ochner CN, Geliebter A. Нейровизуализация и ожирение: современные знания и будущие направления. Obes Rev. 2011; 13: 43-56. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
34. Stice E, Spoor S, Ng J, Zald DH. Отношение ожирения к завершающему и опережающему продовольственному вознаграждению. Physiol Behav. 2009; 97: 551-560. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
35. Grilo CM, Hrabosky JI, White MA, Allison KC, Stunkard AJ, Masheb RM. Завышение формы и веса при расстройстве пищевого поведения и избыточном весе: Уточнение диагностической конструкции. J Abnorm Psychol. 2008; 117: 414-419. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
36. Grilo CM, Masheb RM, White MA. Значение завышения формы / веса при расстройстве пищевого поведения: сравнительное исследование с избыточным весом и нервной булимией. Ожирение. 2010 (Silver Spring) 18: 499-504. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
37. Schienle A, Schafer A, Hermann A, Vaitl D. Расстройство пищевого поведения: повышенная чувствительность и активация мозга к изображениям пищи. Biol Psychiatry. 2009; 65: 654-661. [PubMed]
38. Balodis IM, Molina ND, Kober H, Worhunsky PD, White MA, Sinha R, et al. Дивергентные нейронные субстраты ингибирующего контроля в расстройстве пищевого поведения по сравнению с другими проявлениями ожирения. Ожирение (Серебряная весна) в прессе [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
39. Andrews MM, Meda SA, Thomas AD, Potenza MN, Krystal JH, Worhunsky P, et al. Личные данные семейной истории, положительные для алкоголизма, показывают функциональные магнитно-резонансные томографические различия в чувствительности вознаграждения, которые связаны с факторами импульсивности. Biol Psychiatry. 2011; 69: 675-683. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
40. Wrase J, Schlagenhauf F, Kienast T, Wustenberg T, Bermpohl F, Kahnt T, et al. Дисфункция обработки вознаграждения коррелирует с потреблением алкоголя у детоксифицированных алкоголиков. Neuroimage. 2007; 35: 787-794. [PubMed]
41. Кобер Х, Менде-Сидлецки П., Кросс Э.Ф., Вебер Дж., Мишель Ш, Харт К.Л. и др. Префронтально-полосатый путь лежит в основе когнитивной регуляции тяги. Proc Natl Acad Sci US A. 107: 14811-14816. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
42. Wager TD, Keller MC, Lacey SC, Jonides J. Повышенная чувствительность к анализу нейровизуализации с использованием надежной регрессии. Neuroimage. 2005; 26: 99-113. [PubMed]
43. Кнутсон Б, Грир С.М. Прогнозирующий аффект: нейронные корреляции и последствия для выбора. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008; 363: 3771-3786. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
44. Кобер Х, Барретт Л.Ф., Джозеф Дж., Бласс-Моро Э, Линдквист К., Уагер ТД. Функциональная группировка и кортикально-подкорковые взаимодействия в эмоции: метаанализ исследований нейровизуализации. Neuroimage. 2008; 42: 998-1031. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
45. Chambers RA, Taylor JR, Potenza MN. Развивающая нейроциркуляция мотивации в подростковом возрасте: критический период уязвимости зависимости. Am J Psychiatry. 2003; 160: 1041-1052. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
46. Carlezon WA, Jr, Wise RA. Вознаграждение действия фенциклидина и связанных с ним лекарств в раковине прикуса и лобной коре. J Neurosci. 1996; 16: 3112-3122. [PubMed]
47. Хабер С.Н., Кнутсон Б. Цепочка вознаграждения: связывание анатомии приматов и изображений человека. Neuropsychopharmacology. 2010; 35: 4-26. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
48. Ито Р, Роббинс Т.В., Эверитт БД. Дифференциальный контроль над кокаиноподобным поведением ядра и оболочки ядра. Nat Neurosci. 2004; 7: 389-397. [PubMed]
49. Scheres A, Milham MP, Knutson B, Castellanos FX. Вентральная полосатая гиперпотенция во время предвидения предвидения при нарушении внимания / гиперактивности. Biol Psychiatry. 2007; 61: 720-724. [PubMed]
50. Strohle A, Stoy M, Wrase J, Schwarzer S, Schlagenhauf F, Huss M и др. Ожидание ожиданий и результаты у взрослых мужчин с расстройством дефицита внимания / гиперактивности. Neuroimage. 2008; 39: 966-972. [PubMed]
51. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, et al. Мозговое допамин и ожирение. Ланцет. 2001; 357: 354-357. [PubMed]
52. Fiorillo CD, Tobler PN, Schultz W. Дискретное кодирование вероятности вознаграждения и неопределенности с помощью дофаминовых нейронов. Наука. 2003; 299: 1898-1902. [PubMed]
53. Роббинс Т.В. Химическая нейромодуляция лобно-исполнительных функций у людей и других животных. Exp Brain Res. 2000; 133: 130-138. [PubMed]
54. Dreher JC, Meyer-Lindenberg A, Kohn P, Berman KF. Агрессивные изменения в дофаминергической регуляции среднего мозга системы вознаграждения человека. Proc Natl Acad Sci US A. 2008; 105: 15106-15111. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
55. Шинохара М., Мидзусима Х., Хирано М., Сиое К., Накадзава М., Хидзима Ю. и др. Расстройства пищевого поведения с перееданием связаны с s-аллелем 3'-UTR-полиморфизма VNTR гена переносчика дофамина. J Psychiatry Neurosci. 2004. 29: 134–137. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
56. Davis C, Levitan RD, Kaplan AS, Carter J, Reid C, Curtis C, et al. Чувствительность вознаграждения и ген рецептора дофаминового D2: исследование состояния расстройства пищевого поведения. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2008; 32: 620-628. [PubMed]
57. Davis C, Levitan RD, Kaplan AS, Carter J, Reid C, Curtis C, et al. Ген транспортера допамина (DAT1), связанный с подавлением аппетита к метилфенидату в случае контроля расстройства пищевого поведения в случае болезни. Neuropsychopharmacology. 2007; 32: 2199-2206. [PubMed]
58. Volkow ND, Wang GJ, Maynard L, Jayne M, Fowler JS, Zhu W, et al. Дофамин мозга связан с поведением пищи у людей. Int J Eat Disord. 2003; 33: 136-142. [PubMed]
59. Davis C, Strachan S, Berkson M. Чувствительность к награде: последствия для переедания и избыточного веса. Аппетит. 2004; 42: 131-138. [PubMed]
60. Avena NM, Bocarsly ME, Hoebel BG, Gold MS. Перекрытия в нозологии злоупотребления психоактивными веществами и переедания: трансляционные последствия «пищевой зависимости». Curr Drug Abuse Rev. 2011; 4: 133-139. [PubMed]
61. Гарбер А.К., Лустиг Р.Х. Быстрое питание вызывает привыкание? Curr Drug Abuse Rev. 2011; 4: 146-162. [PubMed]
62. Woolley JD, Gorno-Tempini ML, Seeley WW, Rankin K, Lee SS, Matthews BR, et al. Выпивка связана с правильной орбитофронтально-островной-полосатой атрофией при лобно-височной деменции. Neurology. 2007; 69: 1424-1433. [PubMed]
63. Паулюс М.П. Дискуссии по принятию решений при психиатрической перестройке гомеостатической обработки? Наука. 2007; 318: 602-606. [PubMed]
64. Паулюс М.П., ​​Рогальский С., Симмонс А., Фейнштейн И.С., Штейн М.Б. Повышенная активация в правильной изоляции при принятии решения о риске связана с предотвращением вреда и невротизмом. Neuroimage. 2003; 19: 1439-1448. [PubMed]
65. Маленький DM. Вкусное представление в человеческой инсуле. Brain Struct Funct. 2010; 214: 551-561. [PubMed]
66. Роббинс Т.В. Сдвиг и остановка: фронтально-полосатые субстраты, нейрохимическая модуляция и клинические последствия. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2007; 362: 917-932. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
67. Диллон Д.Г., Пиццагалли Д.А. Ингибирование действия, мысли и эмоций: выборочный нейробиологический обзор. Appl Prev Psychol. 2007; 12: 99-114. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
68. Падмала С., Пессоа Л. Взаимодействие между познанием и мотивацией во время торможения ответа. Neuropsychologia. 2010; 48: 558-565. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
69. Grilo CM, Lozano C, Masheb RM. Этничность и смещение выборки в расстройстве пищевого поведения: черные женщины, которые обращаются за лечением, имеют разные характеристики, чем те, кто этого не делает. Int J Eat Disord. 2005; 38: 257-262. [PubMed]
70. Pearson JM, Heilbronner SR, Barack DL, Hayden BY, Platt ML. Задняя челюстная кору: адаптация поведения к изменяющемуся миру. Тенденции Cogn Sci. 2011; 15: 143-151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
71. Jastreboff AM, Potenza MN, Lacadie C, Hong KA, Sherwin RS, Sinha R. Индекс массы тела, метаболические факторы и стриатальная активация во время стрессовых и нейтрально-расслабляющих состояний: исследование FMRI. Neuropsychopharmacology. 2011; 36: 627-637. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
72. Jastreboff AM, Sinha R, Lacadie C, Hong KA, Sherwin RS, Potenza MN. Инсулинорезистентность у индивидуумов, страдающих ожирением, усиливает кортиколимбические ритмальные реакции на сигналы желаемой пищи. Уход за диабетом. 2013; 36: 394-402. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
73. Gearhardt AN, Grilo CM, DiLeone RJ, Brownell KD, Potenza MN. Может ли еда быть захватывающей? Проблемы общественного здравоохранения и политики. Зависимость. 2011; 106: 1208-1212. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]