Biol Psychiatry, Autorský rukopis; k dispozícii v PMC 2014 mája 1.
Publikované v konečnom upravenom formulári ako:
Biol Psychiatry. 2013 May 1; 73 (9): 877-886.
Publikované online 2013 Feb 23. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.014
PMCID: PMC3686098
NIHMSID: NIHMS466498
abstraktné
pozadia
Dôležitým krokom vo výskume obezity je identifikácia neurobiologických základov nepotravinárskeho odmeňovania, ktoré sú jedinečné pre špecifické podskupiny obéznych jedincov.
Metódy
Devätnásť obéznych jedincov, ktorí hľadali liečbu porúch príliš veľkej poruchy príjmu potravy (BED), bolo porovnávaných s obéznymi jedincami (OB) a 19 s kontrolnými jedincami 19 (LC) pri vykonávaní úlohy peňažnej odmeny / straty, ktorá analyzuje predvídateľné a výsledné zložky počas funkčnej magnetickej rezonancie imaging. Rozdiely v regionálnej aktivácii boli skúmané v skupinách BED, OB a LC počas vyhliadky, očakávania a oznámenia.
výsledky
Vzhľadom na skupinu LC skupina OB preukázala zvýšenú ventrálnu striatálnu a ventromedálnu aktivitu prefrontálneho kortexu počas predvídateľných fáz. Naproti tomu skupina BED v porovnaní s OB skupinou preukázala zníženú bilaterálnu ventrálnu striatálnu aktivitu počas predvídateľného odmeňovania / straty. Neboli pozorované žiadne rozdiely medzi skupinami BED a LC v ventrálnom striate.
Závery
Medzi obéznymi jednotlivcami existuje heterogénnosť, pokiaľ ide o neurálne koreláty spracovania odmeňovania / straty. Neurálne rozdiely v oddeliteľných skupinách s obezitou naznačujú, že pri optimalizácii preventívnych a liečebných stratégií pre obezitu môže byť dôležitá viacnásobná intervencia.
Systémy neurálnej odmeny - prostredníctvom regulácie chuti do jedla, regulácie hmotnosti a reakcie na liečbu - sa podieľali na obezite (1-3). Štúdie s obéznymi populáciami však preukázali ako neodpovedajúcu neurocirkuláciu odozvu hyper- a hyporesponsivity v reakcii na indikácie potravín (4-8). Tieto zdanlivo nezhodujúce nálezy sa môžu týkať heterogénnosti u obéznych jedincov (9). Obezita je spojená s rôznymi formami poruchového stravovacieho správania. Napríklad skupiny s obezitou a poruchou príjmu potravy (BED) sa líšia od skupín s obezitou, ktorá nie je spojená s kŕčom, na početné behaviorálne a psychologické rozmery (10). Existuje súčasná diskusia o uplatniteľnosti "potravinovej závislosti" na stravovacie správanie; hoci niektorí vyšetrovatelia argumentujú nedostatkom dôkazov (11), iní navrhujú, aby sa konštrukcia javila ako zvlášť dôležitá pre určité obézne podskupiny, ako je BED (12,13).
Zjavne nesúhlasné zistenia môžu tiež odrážať nedostatky v primeranej disambiguácii fáz súvisiacich s predbežným spracovaním a spracovaním výsledkov (14). Predvídanie odmeňovania súvisí s ventrálnou striatálnou (VS) aktivitou, zatiaľ čo väčšia aktivita mediálneho prefrontálneho kortexu je spojená s oznámením o odmene alebo výslednou fázou spracovania odmeny (15-18). Štúdie s potravinami, ktoré robia očakávané konzumatívne rozdiely, poukazujú na väčšiu anticipačnú schopnosť reagovať na VS, stredný mozog, amygdala a talamus v porovnaní s konzumačnými fázami spracovania odmeny u zdravých jedincov19,20). Chutná konzumácia potravy je spojená s vyššou aktivitou v orbitofronálnej kôre (OFC) a na ostrove, s vyššou citlivosťou pozorovanou u obéznych jedincov (19,21,22). Pri obezite je rozdiel medzi očakávaním a konzumáciou obzvlášť dôležitý, pretože prínos energie sa zdá byť silne ovplyvnený skôr predbežnou signalizáciou než skutočnou spotrebou potravín (23). Zvýšené očakávanie odmeny za potravu sa považuje za spúšť pre prejedanie u obéznych jedincov (20,24).
Doteraz neuroimagingové štúdie rozlišujúce predbežné / konzumné spracovanie u populácií s poruchou stravovania poskytujú komplexné zistenia. Obézni, v porovnaní s chudobnými jedincami, prejavujú zvýšenú aktivitu na ostrove a nižšej frontálnej gyre (IFG) počas očakávania potravy (22). V prípade bulímie nervóznej, poruchy charakterizovanej nadmernou konzumáciou, je očakávanie potravy spojené so zníženou prefrontálnou a insulárnou aktivitou v porovnaní s jednotlivcami, ktorí nie sú biednymi (25). Striatálna činnosť je spojená s úlohami pri spracovaní odmeny (15-18,26,27) a zmenené striatálne odpovede sú spojené s obezitou a prírastkom hmotnosti; napriek tomu, že niektoré štúdie preukázali zníženú aktivitu po chutnom príjme potravín u obéznych jedincov, iné hlásia zvýšené reakcie striatal6,22,28,29).
Podobne, literatúra o závislostiach zahŕňa zdanlivo nejednoznačné nálezy v odmeňovaní, aj keď rozlišujú predpokladané / konzumujúce zložky. Napríklad zvýšená striatálna aktivita bola zaznamenaná v závislosti od závislosti od kokaínu počas predvídateľného spracovania (30), zatiaľ čo znížené predvídateľné reakcie VS sa zaznamenali pri závislosti od alkoholu (31) a patologické hazardné hry (32). Tieto rozdiely sa môžu týkať špecifických porúch, metodických / analytických úvah, statusu hľadania liečby alebo anatomických vymedzení VS; ďalšie rozdiely sa môžu týkať typov posilňovačov (napr. súvisiacich s príbuznými / nesúvisiacich).
Hoci mnohé neuroimagingové štúdie skúmajú odmeňovacie procesy súvisiace s paradigmami stravovacích návinov u obéznych populácií, existuje nedostatok vyšetrovaní v oblasti spracovania odmien za nepotravinárske účely pri obezite (33,34). Pochopenie všeobecného odmeňovania pri obezite je dôležité, pretože zmeny obvodov odmeňovania môžu predstavovať zraniteľnosť pre neusporiadané stravovanie. Súčasná štúdia používala funkčné zobrazovanie pomocou magnetickej rezonancie (fMRI), aby preskúmala spracovanie peňažnej odmeny počas očakávaní a získania výhier / strát u obéznych jedincov s BED a bez skupiny BED a štíhlej porovnávacej skupiny (LC). Porucha príjmu potravy s prehnaným praním sa výrazne odlišuje od iných foriem obezity a porúch príjmu potravy v mnohých behaviorálnych, telesných, psychologických a psychiatrických markeroch (10,35,36). Doteraz však iba dve neuroimagingové štúdie skúmali biologickú koreláciu tejto poruchy v porovnaní s inými obéznymi stavmi. Prvé pozorované rozdiely u účastníkov s nadváhou BED v porovnaní s nadváhou a štíhlymi skupinami bez BED v odpovediach ventromediálnej prefrontálnej kôry (vmPFC) na indikácie potravín (37). Nedávno sme zaznamenali rozdiely v aktivácii mozgu medzi obéznymi jedincami s BED a bez neho počas kognitívnej kontrolnej úlohy, pričom skupina BED demonštrovala relatívne zníženú aktiváciu v IFG, vmPFC a na ostrove (38).
S cieľom preskúmať ďalšie rozdiely u obéznych jedincov s BED a bez neho sme použili široko používanú meškanú stimulačnú oneskorenú úlohu (MIDT) na preskúmanie spracovania odmeny / straty (16,17,32,39,40). Predpokladali sme, že skupina BED by mala vykazovať zníženú odpoveď vo VS počas očakávaných fáz, zatiaľ čo OB skupina by demonštrovala zvýšenú aktivitu VS v porovnaní s LC skupinou. Predpokladali sme, že v súlade so štúdiami fMRI v bulimii (25), v priebehu výslednej fázy by skupina BED preukázala zníženie aktivity vmPFC, insulácie, thalamu a IFG v porovnaní so skupinami, ktoré nie sú BED. Podobnosti v skupinách BED a OB boli vyšetrené vzhľadom na potenciálne podobnosti medzi obéznymi jednotlivcami v neurálnych korelátoch odmeňovania.
Metódy a materiály
účastníci
Účastníci zahŕňali vek 57 dospelých 19-64 (priemerný vek: 38.9, 34 žena), kde 64.9% (n = 37) označené ako belošský, 29.0% (n = 17) identifikovaný ako africký Američan, 5.3% (n = 3) označené ako pôvodné americké a 1.8% (n = 1) identifikovaný ako ázijský Američan; 5.3% (n = 3) sa identifikovali ako hispánci a 94.7% (n = 54) identifikovaných ako ne-hispánski. Demografické informácie sú v systéme Tabuľka 1 a doplniť 1. Vek bol zahrnutý ako kovariáty vo všetkých skupinových kontrastných analýzach, vzhľadom na vekové rozdiely v skupinách a na kontrolu možných účinkov súvisiacich s vekom. Index telesnej hmotnosti (BMI) v skupine BED sa pohyboval od 30.1 po 44.1. OB skupina zahŕňala jedincov s 19 s BMI v rozmedzí od 30.4 po 41.6 a skupina LC pozostávala z jedincov 19 s BMI od 20.4 po 24.6. Skupiny BED a OB sa nelíšili v priemernom BMI a podľa očakávania mali tieto skupiny vyššie BMI ako skupina LC.
Obézna skupina BED pozostávala z účastníkov hľadajúcich liečbu 19, ktorí boli zaradení do randomizovanej, placebom kontrolovanej skúšobnej štúdie s 4-mesačnou liečbou sibutramínu a kognitívnymi behaviorálnymi a svojpomocnými zásahmi, samostatne alebo v kombinácii. Po vykonaní základných opatrení popísaných tu účastníci podstúpili protokol fMRI pred začiatkom liečby, ktoré boli doručené za 4 mesiace. Navrhované kritériá DSM-5 pre BED (www.dsm5.org) bola použitá na overenie toho, že všetci jedinci v skupine BED spĺňajú kritériá, ale žiadni jedinci v skupinách OB alebo LC nemali históriu alebo súčasný prejav nadmerného stravovania alebo iného nesprávneho stravovacieho správania.
Opatrenia
MIDT
Všetci účastníci dokončili MIDT; úloha a experimentálne metódy sú popísané inde (32,39) a v časti Metódy doplnku 1.
Získanie a analýza fMRI
Obrázky boli získané pomocou systémov Siemens TIM Trio 3T MRI (Siemens, Malvern, Pennsylvania). Metódy získania a analýzy obrazu sú uvedené v doplnku 1. Funkčné obrázky boli predbežne spracované pomocou SPM5 (Welcome Functional Imaging Laboratory, Londýn, Veľká Británia), normalizované do šablóny Montreal-Neurological-Institute a vyhladené s jadrom 6-mm s plnou šírkou-polovičné maximum. Modelovanie na prvom stupni sa uskutočnilo so silnou regresiou (41) na zníženie vplyvu extrémnych hodnôt (42). Parametre pohybu a vysokopriepustného filtra boli zahrnuté ako ďalšie regresory bez záujmu. Balík analýzy Neuroelf (www.neuroelf.net) bola použitá na analýzu náhodných efektov druhej úrovne. Oprava s viacerými porovnaniami bola vykonaná s Monte-Carlo simuláciou (napr. AlphaSim), s kombinovanými prahmi voxel a clusteru, čo malo za následok mieru 5% pre rodinu-múdrosť. Na skúmanie úloh súvisiacich s aktiváciou mozgu sme porovnali: 1) predvídanie peňažného zisku versus predvídanie žiadneho menového výsledku pre prospekt (A1) a fázy predvídania oznamovania (A2) (A1Win a A2Win); 2) predvídanie peňažných strát v porovnaní s očakávaním žiadneho menového výsledku pre fázy A1 a A2 (A1Loss a A2Loss); 3) Výsledky "Win" versus "Neutrálne" (OCWin); a 4) skúšky výsledkov "strata" versus "neutrálne" (OCLoss). Pozri doplnok 1 pre viac informácií a Balodis et al, (32) znázorňujúce skúšobnú štruktúru. Na preskúmanie rozdielov medzi skupinami sme porovnávali aktivitu v skupinách BED, OB a LC počas A1Win, A2Win, OCWin, A1Loss, A2Loss a OCLoss v pároch t Testy. Okrem kontrastov celého mozgu boli vykonané analýzy 2 oblasti záujmu. Tieto analýzy sa sústredili na VS s súradnicami z metaanalýzy mozgových obvodov prijatých počas očakávania peňažných stimulov (Obrázok 2) (43) a súradnice zahŕňajúce jadro accumbens (Obrázok 3) (26).
výsledky
Kontrast A1 a výsledky správania a emocionálnej odpovede sú umiestnené v doplnku 1, vzhľadom na obmedzenia priestoru a relevantnosť fáz A2 a OC k návykovým procesom. Okrem toho sa uvádza kombinácia, ktorá obsahuje zoznam prekrývajúcich sa aktivácií v obéznych skupinách (kombinovaná skupina BED + OB) Tabuľka S2 v doplnku 1, Všetky rozdiely v skupinách sú uvedené v Tabuľka 1, V ďalšom texte výsledky zdôrazňujú a opisujú rozdiely v skupinách, ktoré súvisia s našimi hypotézami (tj s fronto-striatálnymi oblasťami). Výsledky analýz oblasti záujmu sú zobrazené v tabuľke Obrázky 2 a and33.
OB Versus LC
Vidieť Obrázok 1A a Tabuľka 2.
A2Win
Počas kontrastu A2Win, kontrasty OB-LC preukázali zvýšenú aktivitu v správnom IFG rozšírenom mediálne na OFC a v bilaterálnom talamu siahajúcom do pravého caudátu, VSObrázok 2C, Obrázok 3C) a hypotalamus.
A2Loss
Počas A2Lossu, kontrasty OB-LC preukázali zvýšenú aktivitu v ľavom IFG, ktorý sa rozširuje bilaterálne na pravú IFG, OFC a vmPFC; pravá mediálna čelná gyrus, ktorá sa rozprestiera bočne až na stredný čelný gyrus a IFG; a ľavého stredného mozgu substantia nigra, ktorý sa mediálne rozširuje na červené jadro a lentiformné jadro.
OCWin
Počas OCWinu vykazovali kontrasty OB-LC relatívne zníženú aktivitu v ľavom precentralizovanom gyre, ktorý sa rozšíril dorzálne na stredný frontálny a postcentrálny gyrus.
OCLoss
V priebehu OCLossu vykazovali kontrasty OB-LC zníženú aktivitu v ľavom precentralizovanom gyre predlžujúcom sa na mediálny frontálny a postcentrálny gyrus.
BED Versus LC
Vidieť Obrázok 1B a Tabuľka 2.
A2Win
Počas kontrastu A2Win, kontrasty BED-LC preukázali relatívne zvýšenú aktivitu chrbtového chvosta rozšíreného na stredný frontálny gyrus, ostrovček a klaustr a v ľavom cingulátovom gyre sa rozprestierajúca sa do kaudátu (Obrázok 2D). Znížená aktivita sa pozorovala v dorzálnom mediálnom čelnom gyre.
A2Loss
Počas A2Lossu, kontrasty BED-LC preukázali relatívne zvýšenú aktivitu v správnom caudate rozšírením na IFG. Relatívne znížená aktivita sa pozorovala v pravej strednej čelnej gyrusovej oblasti, ktorá sa rozšírila dorzálne na strednú čelnú gyrus.
OCWin
V priebehu OCWin kontrasty BED-LC preukázali pomerne zníženú aktivitu v pravom hornom časovom gyre, ktorý sa rozprestieral na ostrovčeku, gyrus cingulate a zadný cingulát; ľavá dolná parietálna laloka, ktorá sa rozprestiera na ostrov, zadný cingulát, horný / stredný temporálny gyrus, VS, chvost, postcentrálny gyrus, precuneus, cuneus, horný / stredný okcipitálny gyrus a vrchol; dvojitý predný cingulát, ktorý sa rozprestiera bočným smerom do pravého IFG, caudate a claustrum; bilaterálny mediálny čelný gyrus; a pravá VS.
OCLoss
V priebehu OCLossu BED-LC kontrasty preukázali relatívne zníženú aktivitu v ľavom precentralizovanom gyre s rozšírením na pravý cingulárny gyrus, obojstranný predný cingulát, ľavý paracentrálny lalok, pravý postcentrálny gyrus a pravý paracentrálny lalok; pravý horný časový gyrus sa rozkladá na priečny časový gyrus, postcentrálny gyrus a ostrov; ľavá ostrovná sa rozširuje na precentrálny gyrus a postcentrálny gyrus; ľavý zadný cingulát sa rozprestiera na lingvický gyrus, bilaterálny precuneus a cuneus; a pravý stredný mozog siahajúci do talamu a vrcholov.
BED Versus OB
Vidieť Obrázok 1C a Tabuľka 2.
A2Win
Počas kontextu A2Win kontrasty BED-OB ukázali relatívne zníženú aktivitu vo forme ltiformového jadra, ktoré sa rozširujú bilaterálne na VS (Obrázok 2B, Obrázok 3B), hypotalamus, thalamus, caudate, putamen a stredné mozo červené jadro; v pravom cingulárnom gyre, ktorý sa rozprestiera bilaterálne na stredný / horný frontálny gyrus; pravá ostrovná, ktorá sa rozprestiera do horného časového gyru; a v ľavom precentrálnom gyre sa rozprestiera na IFG.
A2Loss
Počas kontrastu A2Loss, BED-OB kontrasty preukázali relatívne zníženú aktivitu v strednom mozgu červenom jadre rozšírením na talamus, bilaterálne VS a substantia nigra; stredná predná gyrus rozšírená na postcentrálny gyrus, cingulárny gyrus, dolný parietálny lalok, postcentrálny gyrus a horný frontálny gyrus; ľavá ostrovná sa rozkladá na hornú časovú gyrus; stredný čelný gyrus sa rozširuje na predný cingulový a mediálny čelný gyrus; a ľavý precentrálny gyrus sa rozširuje na postcentrálny gyrus.
OCWin
Počas OCWinu ukázali kontrasty BED-OB relatívne zníženú aktivitu na ostrove, lentiformnom jadre, para-hippocampal gyrus, cuneus, thalamus a hornom časovom gyre; pravý horný časový gyrus prechádzajúci na ostrov, precentrálny gyrus a IFG; pravý mediálny čelný gyrus sa rozširuje na predný cingulát, bilaterálny VS a kaudát; a zanechal caudate.
OCLoss
Počas kontrakcie OCLoss, kontrasty BED-OB nepreukázali žiadne skupinové rozdiely vo fronto-striatálnych oblastiach (Tabuľka 1 uvádza všetky rozdiely v skupinách).
Diskusia
Významné rozdiely boli pozorované medzi skupinami BED, OB a LC spôsobom, ktorý čiastočne potvrdil naše hypotézy: významné predvídateľné rozdiely vo VS boli pozorované počas fáz výhry / straty A2 v kontrastoch BED-OB (ale nie BED-LC); Porovnanie BED-OB počas týchto fáz odhalilo znížené očakávané VS reakcie v BED, zatiaľ čo OB-LC kontrasty ukázali zvýšené VS reakcie v OB. Tieto vzory tiež zahŕňali skupinové rozdiely v strednom mozgu, talamu a amygdáli, čo naznačuje diferenciálny nábor afektívnych a / alebo motivačných obvodov (44,45). Spracovanie výsledkov u účastníkov BED bolo spojené so zníženou prefrontálnou a insulačnou aktivitou v porovnaní so skupinami, ktoré nie sú BED. Biologické a klinické dôsledky sú tu diskutované s ohľadom na rozdiely medzi skupinovými kontrastmi počas fázy predvídateľných a výsledných odmien.
Predbežné spracovanie
V súlade s našimi hypotézami bolo predbežné spracovanie spojené so zníženou bilaterálnou aktivitou VS v BED vo vzťahu k účastníkom OB. Naopak, OB-LC kontrasty odhalili zvýšenú bilaterálnu nábor VS počas tejto fázy u účastníkov OB. Navyše, rozdielna signalizácia BED-OB bola dokázaná v oblastiach stredného mozgu, amygdaly a talamu, ktoré boli predtým identifikované v paradigme potravín, pretože boli citlivejšie počas očakávaní v porovnaní s procesmi odmeňovania (19,20). Tieto výsledky preto poskytujú určité objasnenie zdanlivo nejednoznačných hypovolýznych nálezov spracovania odmien za hyperaktivitu pri obezite a zdôrazňujú dôležitosť rozlišovania medzi podtypmi obezity a fázami odmeňovania s predstihom. VS, najmä jadro accumbens, je silne zapojený do procesu odmeňovania, najmä preto, že sa týka zmien afektívneho a cieľovo orientovaného správania (46-48). Naše zistenia o zníženej striatálnej odpovedi v skupine BED vo vzťahu k skupine OB v celej fáze výhry / straty A2 zodpovedajú zisteniam MIDT v iných populáciách charakterizovaných problémami s kontrolou impulzov vrátane tých s patologickým hazardom, poruchou pozornosti / hyperaktivity , závislosť od alkoholu a pozitívna rodinná história alkoholizmu (31,32,39,49,50). Podobne ako nálezy súvisiace s patologickým hazardom (37) bola relatívna hypoaktivita frontostriatalu u účastníkov BED menej špecifická pre fázu ako hypotéza. Relatívne znížená fronto-striatálna aktivita sa vyskytla v predbežných aj výsledných fázach a v podmienkach výhry a straty (Obrázok 1), čo naznačuje v generálnom zozname zovšeobecnený vzor zmenšeného front-striatal spracovania odmien a strát. Navyše BED-LC a BED-OB kontrasty vytvorili podobný rozdiel vo výsledných fázach na MIDT, najmä v ostrovných a striatálnych oblastiach. Avšak málo rozdielov v fronto-striatálnych oblastiach počas očakávanej fázy kontrastov BED-LC naznačuje, že skupina BED by mohla byť najlepšie charakterizovaná zmenami v priebehu výsledných fáz, zatiaľ čo skupina OB sa vyznačuje hyperaktivitou počas predvídateľných fáz.
Relevancia k teóriám závislostí
Znížené predbežné spracovanie môže predstavovať dôležitý predchodca vo vývoji BED. "Syndróm nedostatku odmeňovania" predpokladá, že osoby s nízkou východiskovou neurosurčivou aktivitou môžu konzumovať potravu alebo sa podieľať na návykovom správaní v kompenzačnom úsilí stimulovať činnosť v týchto oblastiach (51). Zmenené odozvy stredného mozgu zahŕňajúce substanciu nigra v fázach A2W aj A2L v BED-OB a OB-LC kontrastoch naznačujú zmeny v dopaminergných neurálnych dráhach. VS, hypotalamus, talamus a prefrontálna kôra skutočne predstavujú prevládajúce plochy projekcie mezokortiko-limimbického dopamínového systému, čo je v súlade s úlohou tohto neurotransmitera v procese odmeňovania (52,53). Hoci fMRI nemôže jednoznačne súvisieť so zmenami aktivity dopamínu, súhrnné štúdie fMRI a pozitrónovej emisnej tomografie ukazujú na zvýšenú dopaminergnú aktivitu v prefrontálnych kortikálnych oblastiach, pretože jednotlivci predvídajú a dostávajú peňažné odmeny (54). Dopaminergické zmeny sú uvedené v BED (55-57) a uvolnenie striatálneho dopamínu počas stimulácie potravy je pozitívne spojené s diétnym obmedzením (58). Napriek tomu by BAD-hypoaktívny / OB-hyperaktívny dopaminergný model mohol zjednodušiť základné procesy; zmeny sa môžu týkať špecifických štádií porúch, takže počiatočná precitlivenosť tohto systému by mohla byť znížená reguláciou s prerušovaným prejedaním potravín s vysokým obsahom tuku alebo cukru (59-61). V súlade s teóriou motivačných poznatkov môže hedonický dopad (tj "lákať") konzumného spracovania po nadmernej spotrebe klesať, zatiaľ čo zložka motivácie (pozitívna) je zvýšená. V súčasnej štúdii účastníci BED preukázali znížené očakávané spracovanie v pomere k skupine OB k peňažným bodom; je možné, že expozícia indikáciám potravín (tj špecifické stimuly) môže zvýšiť aktivitu v sieťach front-striatal (37).
Na rozdiel od skupiny BED boli rozdiely v skupine OB-LC väčšinou obsiahnuté v očakávaných fázach. Zistenia v skupine zvýšenej mediálnej / laterálnej OFC, striatum, amygdaly a hippocampu v OB (relatívne k LC) skupine počas predbežného spracovania sú konzistentné s podobnými vzormi odpovedí zaznamenanými počas prezentácie indikácií potravín (7) a podporiť myšlienku väčšieho očakávania odmeňovania v tejto skupine.
Spracovanie výsledkov
V súlade s našimi hypotézami ukázali účastníci BED relatívne zníženú aktivitu v prefrontálnych a ostrovných regiónoch počas fáz výstupu v porovnaní s OB a LC skupinami. Tieto zistenia sú v súlade s hláseniami v plnej a podtvrzovej bulímií, kde jedinci vykazujú zníženú aktivitu v ľavej strednej čelnej gyrus, na ostrove a pravom precentrálnom gyrus počas chutnej konzumácie potravy (25). Okrem toho vmPFC a pravá atrofia insulácie sú spojené s kompulzívnou etiológiou (62). V oboch kontrastoch BED-OB a BED-LC sa u účastníkov BED zrejme znižuje bilaterálna aktivita inzulínu, ktorá sa rozširuje na IFG. Insula predstavuje primárnu chuťovú kôru, ale je tiež zapojená do homeostatickej signalizácie (63-65). Preto výsledky podporujú myšlienku zmeneného generalizovaného odmeňovacieho spracovania v BED. Zmenená informovanosť o interocepcii prostredníctvom slabej insulárnej aktivity, najmä počas spracovania výsledkov, naznačuje narušenie schopnosti integrovať informáciu o odmeňovaní týkajúcu sa aktuálneho stavu jednotlivca. Okrem toho sa IFG zúčastňuje interakcie medzi kognitívnym a motivačným spracovaním počas inhibičnej kontroly (66-68); preto kolektívne zmenšené signalizácie IFG a insulácie môžu mať dôsledky na meranie signálov hladu / sytosti.
Silné stránky, obmedzenia a budúce smerovanie
Podľa našich vedomostí je súčasnou štúdiou prvé vyšetrovanie fMRI o všeobecnom odmeňovaní v rôznych fázach odmeňovania a medzi podskupinami obezity vrátane tých, ktoré majú BED. Aplikácia modelu odmeňovania v obéznych skupinách, ktoré vykazujú rôzne stravovacie správanie, poskytuje väčší pohľad na potenciálne biomarkery každého fenotypu. Týmto spôsobom súčasná štúdia analyzuje špecifické neurálne koreláty súvisiace s modelmi správania pri jedení od tých, ktoré súvisia s obezitou. Okrem toho úloha fMRI poskytuje príležitosť na preskúmanie neurofunkčných vzorcov spojených s procesmi odmeňovania / straty, ktoré môžu podporiť špecifické stravovacie vzorce.
Súčasná štúdia je obmedzená niekoľkými faktormi. Nízky počet mužských účastníkov v skupine BED zabránil preskúmaniu rodových rozdielov; správa stravovacích dotazníkov vo všetkých skupinách by mohla tiež určiť iné dôležité stravovacie charakteristiky. Predchádzajúce štúdie zaznamenali rozdiely týkajúce sa závažnosti BED v klinických vzorkách oproti komunitným vzorkám (69); preto je možné, že pri hľadaní liečby sa BED odlíšila od skupín OB a LC. Niektoré zo zistení z celého mozgu neprežívajú konzervatívnu korekciu Bonferroni pre viacnásobné porovnania týkajúce sa šiestich fáz MIDT a troch vyšetrovaných diagnostických skupín.
Budúci výskum by mohol ďalej skúmať spoločné vzťahy medzi skupinami BED a OB; v súčasnej štúdii spojených analýz sa zistilo, že prekrývanie sa v oblastiach zadnej a zadnej časti (Tabuľka S2 v doplnku 1). Okrem toho sa pozorovalo malé prekrytie medzi obéznymi skupinami v kontrastoch BED-LC a OB-LC. Súbežné oblasti sa objavili väčšinou počas fáz výstupu a vo viac zadných zadných oblastiach, vrátane zníženej aktivity zadného cingulátu, precuneu a precentrálnej gyru počas obidvoch výsledných fáz. Tieto oblasti sa podieľajú na očakávaní odmien a kontrole pozornosti; Napríklad zadný cingulát sa pripisuje úlohe pri signalizácii zmeny životného prostredia vrátane výsledku odmeny so zvýšenou aktivitou zodpovedajúcou zmenám vnútorných stavov alebo environmentálnych premenných (70). Znížená aktivita v týchto oblastiach v obéznych skupinách naznačuje zmenu pozornosti a motiváciu počas spätnej väzby vo výsledných fázach.
Budúce štúdie by mali tiež preskúmať možné rozdiely týkajúce sa pohlavia, štádia fajčenia a správania pri hľadaní liečby u obéznych jedincov. Ďalším dôležitým krokom bude pochopenie toho, ako tieto nervové systémy interagujú s homeostatickými mechanizmami (71,72) a navyše ich vzťahujú na chronickosť / trvanie obezity a / alebo BED. Dlhodobé štúdie by mohli ďalej poskytnúť časové prepojenie medzi zmenami hmotnosti a spracovaním systému odmeňovania a identifikovať biologické markery súvisiace s príjmom potravy predchádzajúcemu vývoju obezity. Hoci súčasná experimentálna konštrukcia nedokáže rozlíšiť, či sú tieto rozdiely príčinou alebo dôsledkom obezity alebo návyku, majú významné dôsledky pre liečbu obezity. Terapie zamerané na stimuláciu kortikostriatálnej limbickej aktivity môžu predstavovať dôležité stratégie liečby pre BED. Tieto zistenia v širšom zmysle naznačujú potenciálny význam zdravotníckych politík pri regulácii vysoko tučných potravín s vysokým obsahom cukru, ktoré by mohli zmeniť odpoveď odmeňovania na tých, ktorým hrozí riziko nadmerného stravovania a obezity (73).
Závery
Súčasná štúdia predstavuje dôležitý krok pri skúmaní skupín ľudí s obezitou a mozgových korelátov spracovania odmien za nepotravinárske účely. Zistenia o znížení kortiko-striatálneho spracovania u účastníkov BED v porovnaní s fázami odmeňovania očakávaní a výsledkov vo vzťahu k skupinám OB a LC naznačujú zníženie náboru sietí zapojených do procesu odmeňovania a samoregulácie. Tieto údaje tiež poskytujú dôkaz o podobných neurocirketovaných zmenách sprostredkujúcich spracovanie odmeny pri iných poruchách impulznej kontroly, ako je patologická hazardná hra a alkoholová závislosť. Začlenenie skupín BED aj OB predstavuje kľúčový krok pri posudzovaní toho, ako komplexné správanie prispieva k obezite. Súčasné zistenia naznačujú odlišné neurálne substráty v abstraktnom odmeňovaní, ktoré rozlišujú špecifické podskupiny obéznych jedincov. Tieto údaje by mohli poskytnúť prehľad o zdanlivo nejednoznačných zisteniach aktivity VS pri výskume obezity.
Poďakovanie
Podpora bola poskytnutá z nasledujúcich grantov: Národné inštitúty zdravotníctva (NIH) poskytuje R01-DA019039, P20-DA027844, P50-AA012870, R01-DA020908, R01-AA016599, RL1-AA017539, K12-DA00167, R01 DK073542, PL1-DA024859 a 2K24 DK070052. Vďaka vďaka za pomoc pri realizácii projektu vďačíme za pozornosť Scottovi Bullockovi, Jessice Montoyovej, Naaile Panjwaniovej, Monice Solorzanovi, Jocelyn Topfovej, Katie VanBuskirkovej, Rachel Barnesovej a Robinovi Mashebovi. Obsah rukopisu je výhradne zodpovednosťou autorov a nemusí nevyhnutne predstavovať oficiálne názory ktorejkoľvek z finančných agentúr.
Dr. Potenza konzultoval a radil Boehringer Ingelheim; konzultovaný pre Somaxon a má finančné záujmy; získal podporu výskumu od NIH, Veterans Administration, Mohegan Sun Casino, National Center for Responsible Gaming a jeho pridruženého Inštitútu pre výskum porúch hazardných hier, Forest Laboratories, Psyadon, Ortho-McNeil, Oy-Control / Biotie a GlaxoSmithKline pharmaceuticals; zúčastňovali sa prieskumov, poštových zásielok alebo telefonických konzultácií týkajúcich sa drogovej závislosti, porúch kontroly impulzov alebo iných zdravotných tém; konzultované pre právne kancelárie a úrad federálneho verejného ochrancu v otázkach týkajúcich sa porúch kontroly impulzov; poskytuje klinickú starostlivosť v odbore služieb duševného zdravia a návykových služieb v Connecticute; vykonalo kontroly grantov pre NIH a ďalšie agentúry; veľké akademické prednášky, ďalšie vzdelávacie podujatia a iné klinické alebo vedecké podujatia; a generované knihy alebo kapitoly v knihách pre vydavateľov textov o duševnom zdraví.
poznámky pod čiarou
Všetci ostatní autori neuvádzajú žiadne biomedicínske finančné záujmy ani potenciálne konflikty záujmov.
Doplnkový materiál uvedený v tomto článku je k dispozícii online na adrese http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.01.014.
Referencie
;