Večja kortikolimbična aktivacija do visokokaloričnih prehranjevalnih znamenj po zaužitju pri odraslih (normalna telesna masa) (2012)

Apetit. 2012 Feb;58(1):303-12. doi: 10.1016 / j.apet.2011.10.014.

Dimitropoulos A1, Tkach J, Ho A, Kennedy J.

Minimalizem

Cilj te raziskave je ugotoviti nevronski odziv na nagrajevanje prehranjevalnih namigov pred in po jedi pri odraslih s prekomerno telesno težo / debelostjo (OB) in normalno telesno maso (NW). Glede na predhodno literaturo smo pričakovali večjo diferencialno aktivacijo do živilskih znamenj in objektov za OB v primerjavi s NW udeleženci pred jedjo in po zaužitju tipičnega kosila. Dvaindvajset bolnikov s prekomerno telesno težo / debelost (moški 11) in 16 (moški 6 moški) so sodelovali v funkciji slikanja z magnetno resonanco, pri čemer so preučevali živčni odziv na vidne znake visoko in nizkokalorične hrane pred in po jedi.

TOB skupina je pokazala povečan neuralni odziv na visoko in nizko kalorično hrano po jedi v primerjavi s SZ udeleženci v frontalni, časovni in limbični regijis.

Poleg tega je bila večja aktivacija v kortikolimbičnih regijah (lateralna OFC, kaudatna, anteriorna cingulacija) do visoko kaloričnih prehranjevalnih namigov očitna pri udeležencih OB proti NW po jedi.

Te ugotovitve kažejo, da za posameznike OB visokokalorični napitki kažejo na trajni odziv v regijah možganov, ki so vključeni v nagrajevanje in zasvojenost tudi po jedi. Poleg tega namigov za hrano ni povzročil podobnega odziva možganov po jedi v skupini SZ, kar kaže na to, da se živčna aktivnost kot odziv na prehrambene znake zmanjšuje z zmanjšano lakoto za te posameznike.

Oglejte si druge članke v PMC quote objavljeni članek.
ključne besede: fMRI, debelost, sistem nagrajevanja, kortikolimbični, OFC, visoko kalorična hrana

Na vnos hrane pri ljudeh vplivajo različni dejavniki, ki presegajo homeostatski nadzor. Razpoložljivost, senzorični namigi (npr. Aroma, vizualna privlačnost, okus) in užitek so dejavniki, ki vplivajo na to, kaj in koliko ljudje jedo tudi po tem, ko so bili nasiti. Glede na trenutno stanje debelosti v Ameriki in po svetu je razumevanje, kako ti dejavniki vplivajo na vnos hrane, bistvenega pomena za zdravstvene, socialne in ekonomske razloge (Rigby, Kumanyika in James, 2004). V zadnjem desetletju so bili živalski modeli živilske motivacije dopolnjeni z neinvazivnimi človeškimi raziskavami sistema prehranjevanja in nagrajevanja. Obe neurejeni (Dimitropoulos & Schultz, 2008; Farooqi et al., 2007) in nevrotipične populacije (Gautier et al., 2000; Goldstone et al., 2009; Killgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Tataranni et al., 1999; Wang, Volkow, Thanos in Fowler, 2004) so bile preučene z uporabo nevroznanstvenih tehnik, ki so namenjene nadaljnjemu razumevanju nevronskih mehanizmov, ki so vključeni med lakoto in sitosti ter kako se nanašajo na debelost in neurejeno prehranjevanje.

Dosedanje raziskave kažejo, da vizualne prehranske vrednosti aktivirajo motivacijo za hrano in nagrajujejo živčna vezja (npr. Prefrontalni korteks [PFC], orbitofrontalni skorji [OFC], amigdala, dorzalni in ventralni striatum, hipotalamus, insula), kadar so lahki in da je visoko kalorična hrana izzivi v teh regijah v primerjavi z nizko kaloričnimi živilskimi podobami (\ tKillgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Wang et al., 2004). Nevronski odziv na vidne prehrambene znake v nagradnih regijah je viden pri normalnih telesnih masah in debelih posameznikih ter med različnimi časi posta. Vpliv prehranjevalnih znakov na nevronski odziv po sitosti je bil prav tako pregledan, čeprav manj pogosto, z različnimi rezultati po študijah. Na primer, raziskave so pokazale, da imajo posamezniki z normalno telesno maso zmanjšano aktivacijo na živila po jedi. LaBar et al. (2001) Ugotovili so, da so slike živil, ki so bile predstavljene med funkcijskim slikanjem z magnetno resonanco (fMRI), sprožile večjo aktivacijo v amigdali, parahipokampalnem girusu in desnem fusiformnem gyrusu, ko so bili udeleženci lačni v primerjavi s tistim, ko so bili zadovoljni z obrokom po lastni izbiri. Poleg tega Goldstone in sodelavci (2009) po zajtrku niso poročali o pomembni diferencialni aktivaciji v apetitivnih in nagrajevalnih regijah za hrano z visoko ali nizko kalorično vrednostjo. V nasprotju s tem pa raziskave s prekomerno telesno težo in debelimi osebami kažejo, da se živilski odziv po jedi še naprej spodbuja. Natančneje, Martin in sodelavci (2010) Ugotovljeno je bilo, da je bila aktivnost možganov večja kot odziv na napotke hrane v primerjavi z objektom v medialnem prefrontalnem korteksu, repnem predelu, višjem frontalnem gyrusu in hipokampusu, ko so debeli udeleženci zaužili 500-kalorični obrok. Raziskave, ki uporabljajo druge modalitete (npr. Sledenje živilskih namigov), so skladne z delom fMRI, ki kaže na ohranitev pomembnosti prehranjevalnih namigov po zaužitju tekočega obroka med debelimi posamezniki (Castellanos et al., 2009).

Neposredne primerjave debelih z normalno telesno težo so pokazale tudi drugačen odziv na napotke o hrani, povezane s statusom teže (Bruce et al., 2010; Geliebter et al., 2006; Martin et al., 2010; Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Skupaj študije kažejo, da debeli posamezniki kažejo večjo aktivacijo na prehranjevalne indikatorje v primerjavi z normalnimi udeleženci v več možganskih regijah, vključno z regijami sistema nagrajevanja. Večja aktivacija hrane in predmetov med debelimi udeleženci v primerjavi s kontrolami je bila opažena pri PFC, OFC, sprednji cingulati, insuli, amigdali in striatumu med lakoto (Stoeckel et al., 2008), v PFC, caudate, hipokampusu in časovnem režnju takoj po jedi (Martin et al., 2010) in v striatumu, insuli, hipokampusu in parietalnem režnju v nevtralnem apetitivnem stanju (niti lačni niti zasičeni) (Rothemund et al., 2007). Poleg tega so po debelem in normalno težjem posamezniku po postu in med nevtralnim apetitivnim stanjem preučevali diferencialno aktivacijo za vrste hrane (visoko kalorična, nizkokalorična, popivanje hrane). Na primer, debeli posamezniki kažejo večji odziv na visoke in nizke kalorične znake kot tisti z normalno težo v regijah, kot je putamen (Rothemund et al., 2007), stranski OFC, medialni PFC, insula, striatum in amigdala (Stoeckel et al., 2008). Obstaja nekaj dokazov o večjem odzivu nevronov na napotke za hrano med normalno telesno maso v primerjavi s skupinami s prekomerno telesno težo / debelostjo, kot je na primer v medialni PFC (Stoeckel et al., 2008) in časovne regije (Martin et al., 2010), vendar večina poročanih rezultatov o neposrednih primerjavah med skupinami normalne telesne teže in debelimi skupinami / prekomerno telesno težo kaže na večjo aktivacijo prehranjevalnih znakov med predebelimi / debelimi posamezniki.

Doslej je v literaturi o živčnem slikanju, ki je povezana z živili, uporabljena dolga obdobja izgubljanja kalorij za preučevanje živčnega odziva med lakoto (npr. 8 – 36hrs; Gautier et al., 2000; Gautier et al., 2001; Goldstone et al., 2009; Karhunen, Lappalainen, Vanninen, Kuikka in Uusitupa, 1997; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Tataranni et al., 1999) z nekaterimi izjemami (Killgore et al., 2003; Martin et al., 2010). Ni jasno, ali trajanje posta vpliva na živčno odzivnost, ker se študije dramatično razlikujejo v slikovnem protokolu, predkonstrukcijskih postopkih in statističnih metodah (npr. Majhni korekciji volumna za nepopravljene analize celotne možgane), kjer se lahko analizira stroga merila ali regija interesa (ROI). vplivajo na poročanje rezultatov. Cilj predstavljenega dela je razširiti obstoječe raziskave z opredelitvijo nevralnega odziva na nagrajevanje živil med normativno kalorično deprivacijo, ki se pojavi med obroki. Naš cilj je bil preučiti bolj naturalistično lakoto in zasičenost, ki se pojavi v običajnem dnevu v zahodnjaški družbi. Natančneje, želeli smo preučiti odzivnost živcev, ki so jo povzročili visokokalorični prehrambeni nameni pri normalnih telesnih masah in prekomerno telesno težo / debelih osebah pred in po jedi. Na podlagi dosedanje literature smo pričakovali večjo diferencialno aktivacijo do živilskih znamenj in objektov za prekomerno telesno težo / debelost v primerjavi z udeleženci z normalno telesno težo pred prehranjevanjem in po zaužitju tipičnega kosila. Najbolj nas je zanimalo, kako nevroni odziv je značilen za visoko in nizko kalorično hrano, saj ta literatura manjka in menimo, da lahko osvetli nadaljnji vpliv zelo zaželene hrane po jedi. Domnevali smo, da bi nagrajevanje (visokokaloričnih) živil povzročilo večjo odzivnost živcev v več regijah možganov, vključno s sistemom kortikolimbike (OFC, sprednji cingulat, insula, ventralni striatum in amigdala; Berthoud & Morrison, 2008; Kringelbach, 2004) tudi po zaužitju kaloričnega obroka 750 za vzorec prekomerno težkih in debelih udeležencev (v nadaljevanju debelih) v primerjavi z udeleženci z normalno težo. V nasprotju s tem smo na podlagi prejšnje literature pričakovali, da bodo udeleženci normalne telesne teže pokazali manj nevralnega odziva v regijah možganov, vključno s kortikolimbiji, na prehranjevalne znake (ne glede na vrsto kalorij) v primerjavi z debelimi udeleženci pred in po jedi.

Metode

udeleženci

V tej raziskavi je sodelovalo 22 debelih (OB) (BMI: SDN): 31.6 (4.5)] in 16 (normalnih telesnih) (NW) oseb (glej Tabela 1 za značilnosti skupine). Ti posamezniki so bili izbrani iz oglasov v univerzi Case Western Reserve University. Udeleženci so bili v dobrem zdravstvenem stanju, imeli so normalen do popravljen normalen vid in so bili upravičeni do MRI skeniranja (tj. Brez feromagnetnih vsadkov). Posamezniki, ki so poročali o anamnezi psihiatričnih ali nevroloških težav, hujšanju ali povečanju telesne mase v preteklih 6 mesecih ali poškodbi glave z izgubo zavesti, niso bili upravičeni do sodelovanja. Vsi udeleženci so podali pisno soglasje in so bili finančno kompenzirani za njihovo sodelovanje. To raziskavo je odobril univerzitetni odbor za klinično preiskavo pri bolnišnicah.

Tabela 1 

Značilnosti udeležencev

Postopek

Udeleženci so bili skenirani med 12 in 2pm za zaporedno in postmealno skeniranje. Kot del večjega projekta, ki primerja normalne telesne mase in prekomerno telesno težo / debelost posameznikov z redko motnjo (Prader-Willijev sindrom; PWS), je bilo skeniranje omejeno s parametri študije glede posameznikov s PWS. Torej, skeniranje v ločenih dneh (in posledično kot protiutež preliminarnemu in postmealnemu stanju) ni bilo izvedljivo. Udeležencem smo morali pred zajtrkom na dan skeniranja jesti lahek zajtrk pred zdravilom 8: 00am in se vzdržati prehranjevanja, dokler poskusni postopek ni zaključen. Petnajst udeležencev v vsaki skupini je poročalo o zajtrku [postne ure - OB: 6.2 (.68)] obseg = 5 – 8hrs, NW: 5.6 (1.1) obseg = 3 – 7hrs, t= −1.79, p = .08]. Poročilo o vsebnosti zajtrka je bilo zabeleženo in ocenjeno za vnos kalorij; to se ni razlikovalo med skupinami (OB: kalorij 372.1 (190); NW: kalorije 270 (135), t= -1.6, p = 12, n = 15 na skupino). Osem udeležencev (OB: n = 7; SZ: n = 1) je poročalo, da ne jedo zajtrka, saj običajno ne jedo zajtrka. Da bi ugotovili, ali se udeleženci, ki so zaužili zajtrk, razlikujejo od udeležencev, ki niso, so med obema skupinama primerjali podatke o fMRI pred skeniranjem (p <.05, nepopravljeno). Dve skupini se nista razlikovali v odzivu na znake hrane glede na kakršne koli zanimive kontraste (npr. Visokokalorična v primerjavi z nizkokalorično). Skupine se prav tako niso razlikovale glede ocene lakote pred in po preiskavi pred obrokom (lakota pred preiskavo: t= .43, p = .67; po pregledu pred obrokom: t= .39, p = .69) ali porabljenih kalorij za kosilo (t= .41 p = .68). Nadaljnja potrditev je bila zagotovljena z izvajanjem analiz fMRI, pri čemer so ostali samo tisti, ki so jedli zajtrk (n = 15 na skupino) in ključne ugotovitve so ostale enake. Zato vse analize, opisane v nadaljevanju, ne upoštevajo stanja porabe zajtrka.

Pred skeniranjem so bili udeleženci podvrženi nevropsihološkemu testiranju (kot del večje študije, o kateri tukaj ni bilo govora) in usposabljanju o funkcionalnih nalogah. V tem času so bili pridobljeni tudi višina, teža in ocena preferenc v hrani. Preverjanje preferenc v hrani je bilo izvedeno, da bi dobili merilo za visoko in nizko kalorično hrano za vsakega udeleženca. Ocenjevanje je zahtevalo, da udeleženci ocenijo kartice s flash fotografij hrane 74 (7 × 6; PCI Educational Publishing, 2000), ki je vključevala sladice, meso, sadje, zelenjavo, prigrizke, kruh in testenine na lestvici Likert iz točke 5 od "ne maram" za "všeč". Fotografije za oceno preferenc v hrani so se razlikovale od slik, ki so bile uporabljene v nalogi fMRI. Visokokalorične (npr. Torte, piškoti, čips, hrenovke) in nizkokalorične (npr. Sadje in zelenjava) ocene preferenc v hrani se niso razlikovale znotraj ali med skupinami (glej Tabela 1).

Po predobročnem pregledu so udeleženci dobili obrok, ki ga je pripravila enota za klinične raziskave Dahms v univerzitetnih bolnišnicah, standardizirano tako, da zagotavlja približno 750 kalorij in je sestavljeno iz sendviča (izbira purana, pečene govedine ali vegetarijanske hrane), škatle z mlekom in porcije sadje in bodisi stran zelenjave ali skute. Izbira menija je bila uravnotežena glede vsebnosti makrohranil. Udeležencem je bilo naročeno, naj jedo do sitosti, preostalo hrano pa stehtajo, da se oceni število zaužitih kalorij. Skeniranje po obroku se je običajno začelo v 30 minutah po prenehanju obroka. Udeleženci so tik pred in po preiskavah pred in po obroku odgovorili na vprašanje: "Kako lačni ste zdaj?" na lestvici od 0–8, pri čemer 0 „sploh ni lačen“ do 8 - „zelo lačen“. Treba je opozoriti, da medtem ko so udeleženci dobili navodilo, naj jedo, dokler se ne nasitijo, ni bila uporabljena neposredna mera sitosti, ampak je bila posredno sklepana s spremembo stanja lakote.

Oblikovanje nalog fMRI

Spremembe kontrasta, ki je odvisen od ravni kisika v krvi (BOLD), so bile merjene v nalogi zaznavne diskriminacije bloka. Udeleženci so s pritiskom na gumb označili, ali so bile barvne slike visokokalorične hrane (npr. Torte, krofi, krompirjev čips, pomfri), nizkokalorične hrane (sveža zelenjava ali sadje) ali predmeti (pohištvo) »Isti« ali »drugačni« predmet. Slike so bile spremenjene za dosledno velikost, svetlost in ločljivost. Vsaka slika je bila predstavljena samo enkrat med postopkom fMRI. Isti / različni parametri naloge so bili izbrani, da bi zagotovili, da udeleženci obiskujejo dražljaje. Slike so bile predstavljene v blokih, ki ustrezajo tipom slik 3: visoko kalorična hrana, nizkokalorična hrana in pohištvo. Ta paradigma je pokazala, da aktivira lateralno OFC, insula, hipotalamus, talamus in amigdalo kot odziv na prehrambene znake (Dimitropoulos & Schultz, 2008). Vse funkcionalne proge so bile sestavljene iz blokov 8 (vsaka 21 sekund, s počitkom 14-drugi med bloki), z bloki slik 6 na blok. Trajanje stimulusa je bilo nastavljeno na 2250 ms in interstimulus interval (ISI) na 1250 ms. Vsak tek je predstavljal bloke pohištva, visoko kalorično hrano in nizkokalorično hrano v uravnovešenem redu. Med vsakim skeniranjem (pred obrokom in po obroku) sta bili predstavljeni dve funkcionalni poteki.

fMRI Pridobivanje podatkov

Vse skeniranje je bilo opravljeno v Centru primerov za raziskave slik. Slikovni podatki so bili pridobljeni na 4.0T Bruker MedSpec MR skenerju z uporabo 8-kanalskega faznega niza sprejemne glave. Gibanje glave je bilo zmanjšano z namestitvijo penaste blazinice okoli glave. Funkcionalne slike so bile pridobljene z enostopenjskim zaporedjem eho z enim posnetkom gradient-echo nad sosednjimi aksialnimi rezinami 35, poravnanimi vzporedno z ravnino AC-PC z ravninsko ločljivostjo 3.4 X 3.4 X 3 mm (TR = 1950, TE = 22 ms, flip kot = 90 stopinj). BOLD aktivacijski podatki so bili pridobljeni med dvema zagonoma (5: 01 minut, 157 EPI volumni / meritve) na seji MRI. Vizualni dražljaji so bili projicirani nazaj na prosojni zaslon, ki je bil nameščen blizu konca magnetnoresonančnega skenerja in gledan skozi ogledalo, nameščeno na glavi tuljave. 2D T1-utežene strukturne podobe (TR = 300, TE = 2.47ms, FOV = 256, matrika = 256 × 256, flip angle = 60 stopinj, NEX = 2), debeline 3mm, postavljene v isti ravnini in rezinah kot eho -planarni podatki za registracijo v ravnini in visoki strukturni volumen 3D (3D MPRAGE, sosednja, sagitalna pridobitev, rezina 176 izbira particije, vsaka z izotropnimi vokseli 1 mm, TR = 2500, TE = 3.52ms, TI = 1100, FOV = 256, matrix = 256 × 256, flip angle = 12 stopinj, NEX = 1) so bili zbrani med začetno (predizbirno) sejo.

fMRI Predobdelava podatkov in analiza

Obdelava slik, analize in testi statistične pomembnosti so bili izvedeni z uporabo Brainvoyager QX (Brain Innovation, Maastricht, Nizozemska); Goebel, Esposito in Formisano, 2006). Koraki predobdelave so vključevali trilinearno tridimenzionalno korekcijo gibanja, prostorsko glajenje z Gaussovim filtrom s pol-največjo vrednostjo polne širine 7 mm in linearno odstranjevanje trenda. V matriko zasnove so bili dodani parametri korekcije gibanja in gibanje> 2 mm vzdolž katere koli osi (x, y ali z) je povzročilo zavržitev teh podatkov (<1% zavrženih za ta vzorec). Podatki za vsakega posameznika so bili za prikaz in lokalizacijo usklajeni z 2D in 3D anatomskimi slikami visoke ločljivosti. Posamezni nabori podatkov so bili delno linearno preoblikovani v sorazmerno 3D mrežo, določeno z Talairach in Tournoux (1988) in so bili vgrajeni z nizom podatkov 3D visoke ločljivosti in ponovno združeni v 3 mm3 vokslov. Normalizirani nabori podatkov so bili vneseni v analizo druge stopnje, v kateri so funkcionalno aktivacijo preučevali z analizo splošnega linearnega modela naključnih učinkov (GLM) za preglede pred obroki in za posnetke po obroku. Za vsako od časovnih obdobij (pred obrokom / po obroku) so bili primerjani naslednji kontrasti med debelimi osebami in osebami z normalno težo: visokokalorična hrana, nizkokalorična hrana, vsa hrana (visoko- in nizkokalorična skupaj) in predmeti . Nastali statistični zemljevidi so bili popravljeni za več primerjav z uporabo korekcije pragov na osnovi grozdov (na podlagi Monte Carlo simulacij, izvedenih v Brain Voyager). Začetni prag p-vrednosti p <.01 in minimalni sosednji popravek grozda, uporabljen za vsako kontrastno karto v razponu od 7–12 vokslov (189–324 mm3) je družinsko popravil p <.05.

Analiza medsebojne interakcije skupine (OB proti NW) s kontrastnim stanjem (hrana proti objektu; visoko-kalorični in nizkokalorični; visoko-kalorični nasproti objekt; nizkokalorični proti predmetu) je bila izvedena za vsako lakoto država. Za vizualizacijo učinkov interakcije so bile opravljene post-hoc analize na grozdih z najbolj izrazitimi razlikami po skupinah in stanju ter za grozde v kortikolimbičnih sistemih nagrajevanja (OFC, sprednji cingulat, insula, ventralni striatum in amigdala). Natančneje, za post-hoc analize je bil izločen obseg aktiviranja BOLD signala (beta vrednosti) za vsakega posameznika. SPSS (verzija 17; SPSS, Inc; Chicago, IL) je bila uporabljena za izvedbo post-hoc analiz (t-testov) in za potrditev ugotovitev Brain Voyager. Po ekstrakciji so bili izračunani kontrasti beta za vsako kalorično stanje v primerjavi z neprehrambenimi predmeti v vsakem stanju lakote (visokokalorični objekt, prehodno stanje, nizkokalorični objekt, prehodno stanje, visoko kalorični objekt, postmolekularni objekt, nizkokalorični objekt , postnealnem stanju). Nato so bili izvedeni post-parovani študentski t-testi za identifikacijo razlik med visokimi in nizkimi kontrasti za vsako stanje obroka posebej za vsako regijo v posamezni skupini.

Rezultati

Vedenjski podatki

Lakota

Ocene na lestvici lakote pred vsakim skeniranjem so se bistveno razlikovale med preliminarnimi in postmealnimi stanjami, pri čemer so udeleženci v obeh skupinah pokazali večjo lakoto pred seanso pred preiskavo: predbelo skeniranje OB srednja vrednost (SD) = 4.72 (1.5), NW = 4.59 (1.5), NW = 45 (85), NW = 44 (81) ); postmeal scan- OB = .XNUMX (.XNUMX) NW = .XNUMX (.XNUMX). Skupine se niso razlikovale glede statusa lakote v obroku (t= -. 266, p = .79) ali posnetki po zakolu (t= - 06, p = .95). Ti podatki kažejo, da je bila manipulacija s hrano učinkovita, pri čemer sta obe skupini poročali, da sta zmanjšali lakoto od semen preroka do postmala.

Natančnost opravil

Natančnost opravil med funkcionalnimi vožnjami (ista / različna naloga) je bila večja od 90% za sejo optičnega branja: srednji odstotek premera = 97.3 (.03); postmeal = 99.0 (.02), za prehrambene in neprehrambene pogoje: celotna hrana = 93.8 (2.9); skupna neprehrambena = 94.5 (1.7) (t= −1.42, p = .16) in za vsako skupino: OB = 99.1 (.02), NW = .97.8 (.02). Točnost med skupinami se ni razlikovala (t= −1.68, p = .11).

Zaužite kalorije

V povprečju so udeleženci OB porabili kalorije 591 (SD = 68.4), NW pa so porabili kalorije 607 (SD = 116.1), t= .91, p = .37. Med kalorijami 750, ki so bile na voljo v obroku, so bili najpogostejši izdelki, ki ostanejo nepojedeni, vključeni deli začimb (majoneza in / ali gorčica) in zelenjavna priloga.

Podatki fMRI

Predhodni odziv: interakcija med skupino × stanje

Za proučitev skupinskih razlik v predhodnem stanju so bili preučeni naslednji kontrasti: OB> SZ [(i) hrana> predmet, (ii) visokokalorična> nizkokalorična, (iii) visokokalorična> objekt, (iv) nizka -kalorija> objekt], NW> OB [(v) hrana> objekt, (vi) visokokalorična> nizkokalorična, (vii) visokokalorična> objekt, (viii) nizkokalorična> objekt].

V stanju pred obrokom je debela skupina pokazala bistveno večjo aktivnost kot skupina z normalno težo na hrano v primerjavi s predmeti in na visokokalorične dražljaje v primerjavi s telesnimi dražljaji na primarnih prefrontalnih področjih skorje, vključno z dvostransko prednjo predfrontalno skorjo (aPFC) (x, y , z = 23, 58, 0; −34, 63, 2). OB je pokazal večjo aktivacijo kot kontrast nizkokaloričnih kontrastov v aPFC, pa tudi v zgornjem čelnem girusu (BA6; -3, 11, 60) in malih možganih (47, -57, -33). V nasprotju s tem je skupina SZ pokazala večjo aktivnost kot skupina OB v pogojih s hrano v primerjavi s predmeti, predvsem v bolj posteriornih regijah, vključno s parietalnimi (-46, 0, 7), srednjicami (-14, -9, 42; -23, -26, 44) in temporalni reženj (-34, -1, -28; -43, -30, 17). Vključena so vsa pomembna aktivacijska območja med skupinami (p <.05, popravljeno) Tabela 2.

Tabela 2 

Področja možganov, ki so se razlikovala po kontrastu med skupino in vidom med predčasnim in postmejnim pregledom

Nevronski odziv pri udeležencih v normalni telesni masi je pokazal večjo razliko med visoko in nizko kalorično hrano v primerjavi z debelimi udeleženci. Med preliminarnim zdravljenjem skupina OB ni pokazala večjih odzivov na visoko- in nizkokalorično hrano kot skupina NW. V nasprotju s tem je skupina NW pokazala večji odziv na visoke in nizko kalorične prehranske napake kot OB v postcentralnem gyrusu leve hemisfere (BA43; −55, −12, 15), insula (−40, −2, 15). , parahipokampalni gyrus (−23, −12, −15) (glej Tabela 2/Slika 1) in dvostransko v cerebelumu (45, −50, −34; −16, −65, −19).

Slika 1 

Normalna teža v primerjavi z debelim. Levo: Rezultati pregleda pred obrokom. Povečana aktivacija skupine z normalno telesno maso na visoko kalorično in nizkokalorično hrano v času predhodnega obolenja pri A) postcentralni gyrus / BA43, B) insula / BA13 in C) parahipokampalni girus / BA28. Pomembno aktiviranje ...
Post-hoc analize

Post-hoc analize so bile opravljene na pomembnih regijah v SZ> OB visoko proti. nizkokalorični kontrast za potrditev ugotovitev BV in osvetlitev razlik znotraj skupine. Poleg kortikolimbičnih regij (insula) so bile izbrane tudi druge regije, ker je kontrast z visoko ali nizko kalorično vsebnostjo pokazal najpomembnejše razlike med skupinami. Ugotovitve malih možganov so bile izključene iz post-hoc analiz, ker so v tej regiji opazili aktivacijo kot odziv na nizkokalorične in predmetne znake v kontrastu OB> SZ (glej Tabela 2). Za udeležence severovzhodnega severa med skeniranjem predobroka je bil večji odziv na visokokalorične znake hrane v primerjavi z nizkokaloričnimi znaki hrane v postcentralnem girusu (BA43; p <.05; Slika 1a). Tudi odziv udeležencev OB se je bistveno razlikoval (p <.05) z visokokalorično hrano, ki je v postcentralnem girusu povzročila večjo deaktivacijo kot nizkokalorična hrana med skeniranjem pred obrokom. Pri parahipokampalnem girusu (BA28) je bil odziv na visokokalorične znake bistveno večji (p <.05) kot nizkokalorični znaki med predobročno skeniranjem za udeležence SZ (Slika 1b). Poleg tega se je pri udeležencih na SZ aktivacija parahipokampala znatno zmanjšala (p <.05) s preiskave pred obroki na preiskave po obroku kot odziv na visokokalorične namige hrane (Slika 1b). Visokokalorične prehranske vrednosti so pokazale diferencialni odziv v insuli po obroku za obe skupini (Slika 1c). Za udeležence severovzahodnega severa je bila aktivacija bistveno večja (p <.05) kot odziv na visokokalorične znake kot nizkokalorične med skeniranjem pred obrokom. Nasprotno pa so pri udeležencih OB visokokalorični znaki v izoli povzročili večji odziv kot nizkokalorični znaki med skeniranjem po obroku (p <.05).

Postmolatni odziv: interakcija med skupino × stanje

Za proučitev skupinskih razlik v stanju po obroku so bili preučeni naslednji kontrasti: OB> SZ [(i) hrana> predmet, (ii) visokokalorična> nizkokalorična, (iii) visokokalorična> objekt, (iv) nizka -calorie> objekt], NW> OB [(v) hrana> objekt, (vi) visokokalorična> nizkokalorična, (vii) visokokalorična> objekt, (viii) nizkokalorična> objekt].

V postlealnem stanju je debela skupina pokazala večji odziv v primerjavi s skupino normalnih teles proti kontrastom hrane in objektov v več regijah, vključno s frontalnimi področji [dorsolateral PFC (BA9; 0, 53, 21), lateralni OFC (BA47; 29) , 25, −9) in nadrejeni frontalni gyrus (BA6; 17, 15, 48)], pa tudi časovne in posteriorne regije, kot so zadnji postni del (18, −46, 0) in entorinalni korteks (29, 6) , −9). Večji odziv je bil prikazan med OB v primerjavi s NW udeleženci za visokokalorični in objektni kontrast v več regijah, ki so del kortikolimbičnih sistemov nagrajevanja: lateralni OFC (32, 29, −3), anteriorni cingulat (-4, 16, - 15), preloma (8, 7, 14) (glej Tabela 2; Slika 2), in druge frontalne regije, vključno s PFC (BA8; 4, 23, 51) in medialno frontalno gyrus (BA6; 2, 47, 37). Nizko-kalorični nasproti kontrastu objektov je prinesel večji odziv med OB-ovci kot na NW v frontalnih območjih [aPFC (−16, 59, 3), dorsolateralni PFC (0, 52, 24) in boljši frontalni gyrus (BA6; 3, 11)], področja časovnega režnja [sprednji časni režanj (60, 45, −4; –13, 50, −18], temporalni supramarginalni gyrus (BA13; −40, −57, 50) in srednji temporalni gyrus ( 20, -53, 63)], caudate (−24, 2, 22) in posteriorni cingulat (3, -21, 48). Skupina SZ ni pokazala večjega odziva kot OB skupina v kateremkoli kontrastu med post-postnim stanjem. Poleg tega skupina OB ni podobno kot pretežno stanje pokazala večji odziv kot skupina NW na visoko-kalorični in nizkokalorični kontrast. Glej Tabela 2 za vsa aktivacijska območja med skupinami, ki so dosegla pomembnost (p <.05, popravljeno).

Slika 2 

Debelost proti normalni teži. Levo: Rezultati pregleda po obroku. Povečana debelostna aktivacija skupine do visoko kaloričnih in objektnih indikatorjev med postmealnim stanjem v A) lateralnem OFC / BA47, B) anteriornem cingulatu / BA25 in C) Caudateu. Pomembno aktiviranje na visoko kalorično ...
Post-hoc analize

Za post-hoc analize so bile izbrane pomembne kortikolimbične regije v OB> NW z visokim in neživilskim kontrastom za potrditev ugotovitev BV in osvetlitev razlik znotraj skupine (glej Slika 2). Za udeležence OB med post-obrokom so visokokalorični znaki hrane povzročili večji odziv v lateralnem OFC (BA47; p <.05) kot nizkokalorični znaki (Slika 2a). Podobno se je tudi odziv v kavdatih znatno razlikoval pri udeležencih OB (p <.05) pri visokokalorični hrani, ki je med skeniranjem po obroku povzročila večjo aktivacijo kot pri nizkokalorični hrani (Slika 2c).

Razprava

Ta študija je uporabila fMRI za preučevanje razlik v nevralnem odzivu na prehranjevalne znake med debelimi in normalnimi telesi pred in po jedi. Naši podatki razširjajo literaturo o živilski sliki z zagotavljanjem dokazov o večji aktivaciji živilskih namigov (tako visoko-in nizkokaloričnih) po uživanju med debelimi v primerjavi z normalno telesno težo. Prefrontalne in kortikolimbične regije, vključno z OFC, kaudatnim in anteriornim cingulom, so pokazale bistveno večji odziv na visoko kalorične prehrambene znake glede na predmete po uživanju debelih udeležencev v primerjavi s skupino z normalno težo. Te regije možganov so bile vpletene v hedonični odziv, obdelavo nagrad in zasvojenost. Ugotovitve so še posebej zanimive, ker so udeleženci pojedli večji obrok in poročali o zmanjšani lakoti neposredno pred skeniranjem, kar kaže na nadaljnji učinek visoko kaloričnih prehranjevalnih namigov na vezavo možganov po uživanju debelih udeležencev. Poleg tega namigov za hrano ni povzročil podobnega odziva možganov po jedi pri osebah z normalno telesno maso, kar kaže, da se živčna aktivnost kot odziv na napotke za hrano zmanjšuje z zmanjšano lakoto.

Predhodni odgovor

Naše ugotovitve kažejo povečano sprednjo aktivacijo prefrontalnega korteksa pri debelih v primerjavi z udeleženci z normalno telesno maso kot odziv na kombinirano prehransko stanje in obe vrsti prehranskih napotkov posebej. Vendar pa smo ugotovili tudi, da so po kontrastnem tipu (npr. Visoko kalorični nasproti predmetu itd.) Posamezniki z normalno težo pokazali večjo aktivacijo v več regijah v primerjavi z debelo skupino, z izjemo odziva na nizkokalorično hrano. Dejstvo je, da so se kontrasti v primerjavi z nizko-kalorijskimi skupinami dramatično razlikovali od skupine z normalno težo, ki je pokazala večjo aktivacijo v insuli, postcentralni gyrus, parahipokampalni gyrus in cerebelum in debela skupina niso pokazali večje diferencialne aktivacije na visoko- v primerjavi s skupino z normalno težo.

Te ugotovitve so bile na prvi pogled nekoliko presenetljive in nepričakovane na podlagi prejšnje literature. Več študij je pokazalo večjo aktivacijo na prehranjevalne znake za debelost in normalne teže med postom in še posebej za visoko- in nizkokalorične znake (Martin et al., 2010; Stoeckel et al., 2008) in tako smo napovedali podobne ugotovitve. Vendar pa so v teh ugotovitvah dve zanimivi točki. Prvič, večja je aktivacija v prednjih prednjih predelih možganov v debelih skupinah v primerjavi s skupino za normalno telesno težo za prehrambeno hrano in visoko-kalorične nasproti kontrastom objektov. Prejšnje raziskave so pokazale večji odziv PFC na živilske znake pri tistih z neurejenim prehranjevanjem v primerjavi s skupino z normalno težo (Holsen et al., 2006); in je bila vpletena v zasvojenost, ki se ukvarja z aktivacijo kot odziv na slike, povezane z alkoholom, pri alkoholikih (George et al., 2001; Grusser et al., 2004). Drugič, za skupino z normalno težo se zdi, da nizko kalorična hrana ne vključuje živčnih sistemov podobno kot visokokalorični, kar kaže velika razlika med visoko in nizko kalorično aktivacijo za to skupino. Post-hoc pregled vrednosti beta v insuli, rezultatih po centralnem girusu in parahipokampalnem girusu (Slika 1) kažejo, da so razlike v skupinah predvsem posledica povečane aktivacije v teh regijah na visoko kalorično hrano v skupini z normalno težo, v primeru post-centralnih gyrusov in regij insule pa tudi deaktiviranje do visoko kalorične hrane za debela skupina. Te regije igrajo vlogo pri senzorični obdelavi okusa in vonja. Izkazalo se je, da se insula aktivira na vidne indikatorje hrane in da so raziskave primatov pokazale, da se primarni skorje okusa nahaja znotraj insule (Pritchard, Macaluso in Eslinger, 1999). Postcentralni gyrus (BA43) je bil vpleten v zaznavanje okusa (ki se nahaja znotraj somatosenzorične regije, ki je najbližje jeziku) in pokazali so se, da aktivacija te regije že obstaja (Frank et al., 2010; Haase, Green in Murphy, 2011; Killgore et al., 2003; Wang et al., 2004). Podobno, čeprav je parahipokampalni gyrus najbolj znan po kodiranju spominov in iskanju spomina, se zdi, da je vključen v obdelavo vizualnih namigov za hrano, kot se je večkrat pokazalo, da se različno odzivajo na napotke hrane in predmetov v prejšnjih raziskavah (Berthoud, 2002; Bragulat et al., 2010; Haase et al., 2011; Killgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Tataranni et al., 1999). Poleg tega je bilo ugotovljeno, da stimulacija parahipokampalnega girusa povečuje avtonomne in endokrine učinke, kot je izločanje želodca (Halgren, 1982). Zdi se, da nizkokalorična živila izzovejo večji nevralni odziv, kot smo pričakovali pri debeli skupini, kar kažejo rezultati visokega in nizkega kalorijskega kontrasta (kjer ni opaziti nobenih pomembnih aktivacij v primerjavi z normalno telesno maso) in pomembnih nizkokaloričnih ugotovitve objektov.

Postmodalni odziv

V nasprotju s predosnovnim stanjem rezultati postprandialnega učinka kažejo na večjo aktivacijo na visoko in nizko kalorično hrano med debelimi v primerjavi z normalnimi udeleženci. Pokazalo se je, da hrana proti objektu, visoko kalorični vs predmet ali nizko kalorični nasproti objektnim kontrastom izzovejo aktivacijo v frontalnih, časovnih in bolj posteriornih regijah. Kot je bilo pričakovano, udeleženci normalne telesne teže niso imeli večje aktivacije v nobeni od regij, kot so bili debeli udeleženci med postmolarno nalogo. Vendar pa ni bilo pomembnega skupnega učinka za visoke in nizko kalorične pogoje. Debela skupina je pokazala manj diferencialne aktivacije na visoko-nizko-kalorično hrano, kot smo predvidevali, kar kaže na večjo aktivacijo tako proti visokim kot objektnim in nizkim proti objektnim kontrastom.

Naše primarne ugotovitve kažejo na povečano aktivacijo na visoko kalorično hrano (v primerjavi s predmetom) po jedi pri debelih posameznikih. Prednje regije desne hemisfere (lateralna OFC, PFC / BA8 medialna frontalna gyrus / BA6) so pokazale večji odziv na visoko kalorično hrano v debeli skupini. Prefrontalne regije (BA6,8) so bile predhodno dokazano, da se odzivajo na namige hrane v debelih in normalno težkih vzorcih in zlasti na visoko kalorično hrano, medtem ko so lačni (Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Bočni OFC ima pomembno vlogo pri nevronskih vezjih, povezanih s hrano, in se odziva preferenčno na visoko kalorične prehrambene znake (Goldstone et al., 2009; Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Raziskave primatov so pokazale povezave s primarnim skorjim okusom v insuli in hipotalamusu ter ugotovile, da se sekundarni skorji okusa nahaja v lateralnem OFC (Baylis, Rolls in Baylis, 1995; Rolls, 1999). Pokazalo se je, da je aktivacija lateralnega OFC pozitivno povezana s subjektivnimi ocenami prijetnosti hrane posameznika, ki kažejo, da lahko zelo nagrajena živila aktivirajo to področje bolj kot manj zaželena živila (Kringelbach, O'Doherty, Rolls in Andrews, 2003). Naše ugotovitve kažejo, da območje OFC ne zmanjša odziva po uživanju debelih posameznikov (glej Slika 2). Podobna aktivacija OFC ni bila opažena v primerjalni skupini za normalno maso. Pokazalo se je tudi, da je lateralni OFC moduliran zaradi lakote z zmanjšanim nevronskim žganjem po zasićenju posebnega okusa (Critchley & Rolls, 1996). Zanimivo je, da obrok, ki je bil uporabljen za dosego sitosti v tej študiji, ne vključuje visoko vsebnih maščob / sladkih živil. Če so nevroni v lateralnem OFC podvrženi specifični prehranski sitosti, v tem, da zasičenost z eno določeno hrano ne zmanjša žganja kot odgovor na drugo vrsto hrane (Critchley & Rolls, 1996), to lahko podpira nadaljnjo aktivnost OFC, ki jo vidimo kot odziv na visoko kalorično hrano po jedi med debelimi udeleženci.

Anteriorni cingulat je pokazal tudi diferenciran odziv med skupinami po jedi, z večjim odzivom med debelimi skupinami na visoko kalorične nasproti predmetu. Prejšnje ugotovitve kažejo, da ACC kaže večjo aktivacijo na visoko- in nizkokalorično hrano, medtem ko je lačen in manjše zmanjšanje spremembe signala po jedi pri debelih osebah v primerjavi s kontrolami (Bruce et al., 2010; Stoeckel et al., 2008). ACC je sodeloval pri motivaciji za hrano, aktivira se kot odgovor na dajanje maščob in saharoze (De Araujo & Rolls, 2004), in kažejo povečano aktivacijo v zvezi z drogami med odvisniki (Volkow, Fowler, Wang, Swanson in Telang, 2007). Nedavne raziskave so pokazale, da resnost odvisnosti od hrane pozitivno korelira z aktivacijo v ACC med predvidevanjem okusne hrane (Gearhardt et al., 2011). Poleg tega so visoko kalorično hrano v primerjavi s predmetom pokazali večji odziv v prenapetostni regiji debele skupine. Za razliko od prejšnjih raziskav z uporabo PET, ki kaže zmanjšano aktivacijo v repu in putamenu po tekočem obroku (Gautier et al., 2000), naše ugotovitve kažejo nadaljevanje aktivacije striatuma na visoko kalorično hrano. To je skladno z dokazi iz živalske literature, ki kažejo, da nevroni, ki se razdelijo skozi nucleus accumbens, kaudate in putamen, posredujejo hedonični učinek živil z visoko vsebnostjo sladkorja / maščobe (Kelley et al., 2005).

Povzetek in sklepi

Naše ugotovitve kažejo, da se debelih in normalno težkih posameznikov bistveno razlikujejo v odzivu na možgane na živilske namige, zlasti po jedi. Medtem ko so lačni, predebeli posamezniki kažejo večji odziv na obe vrsti hrane v anteriornih prefrontalnih regijah, ki so vpleteni v odvisnost. V nasprotju s tem pa med preliminarnimi primerki posamezniki z normalno težo kažejo jasen preferenčni odziv na visoke in nizko kalorične znake v regijah, ki sodelujejo pri senzorični obdelavi - razlika, ki se ne vidi po postelji. Po prehranjevanju je učinek visoko kalorične hrane očiten pri debelih udeležencih, saj visokokalorični nameni še naprej izzovejo aktivacijo v možganskih predelih, ki sodelujejo pri obdelavi in ​​okusu nagrajevanja tudi po zmanjšani lakoti. Poleg tega nizko kalorična živila povzročajo večji odziv živcev po prehranjevanju med debelimi v primerjavi z udeleženci z normalno telesno maso, kar kaže na nadaljnjo odzivnost na te vrste prehranjevalnih namigov med debelimi posamezniki in zmanjšano aktivacijo med tistimi z normalno težo. Te ugotovitve so še posebej zanimive, saj je večina udeležencev doživela normativno kalorično deprivacijo pred jedjo, ki je te ugotovitve posplošila na naravne cikle poste / prehrane.

Ta študija ima več omejitev. Prvič, zaradi omejitev pri zbiranju podatkov kot del večjega projekta, nismo mogli izravnati posta in post-postnega stanja med posamezniki. Čeprav to ni idealno, ugotovitve pa je treba ponoviti s protiutežnimi postopki, so kratkotrajne in daljše (1 – 14 dni) študije test-retest fMRI pokazale dober test-retest zanesljivost v senzorimotornih opravilih (Friedman et al., 2008) in v striatnem odzivu med nalogami reaktivnosti alkohola (\ tSchacht et al., 2011). Pomanjkanje te uravnovešenosti otežuje interpretacijo znotraj skupine pred in po obroku, zato to tukaj ni glavni poudarek. Pomanjkanje protiutežja med obroki je zmanjšano v rezultatih med skupinami, saj sta obe skupini uvrščeni v postopek skeniranja. V prihodnjih študijah bi uravnoteženje omogočilo popolnejšo analizo medčasovne modulacije odziva na hrano znotraj skupine. Drugič, vključitev moških in žensk v ta vzorec ima lahko neznane učinke na podatke, ker se je pokazalo, da je zmožnost nagrajevanja pri ženskah odvisna od obdobja menstrualnega cikla (Dreher in sod., 2007), dejavnik, ki se v tem vzorcu ne upošteva glede na zahteve večjega projekta. Opozoriti je treba, da udeleženci niso imeli prednosti glede na določeno vrsto hrane na podlagi ocene preferenc v hrani; to je lahko posledica dajanja naloge neposredno pred pregledom na tešče, kar lahko odraža povečano okusnost med lakoto. Vendar, samo zato, ker bi lahko neko živilo visoko ocenili, to ne pomeni nujno, da bi ga raje izbrali za drugo okusno hrano, če bi imeli izbiro (npr. Avtor AD obožuje korenje, toda če izberete sladoled ali korenje, bo sladoled vedno zmaga). Ukrep odločanja o preferencialu hrane lahko prinese več diskriminatornih rezultatov glede na visoko ali nizko kalorično prednost. Kljub vedenjskim ocenam tako debeli kot normalni udeleženci kažejo diferencialno aktivacijo možganov po kalorični vrsti. Poleg tega bi morale prihodnje študije ponoviti te ugotovitve z vključitvijo boljših meritev sitosti. Čeprav so bile ocene za lakoto ocenjene v štirih časovnih točkah (pred in po vsakem pregledu) in so po jedi pokazale zmanjšano lakoto, niso bile dosežene neposredne ocene sitosti. Posredno smo sklepali o sitosti s spremembo statusa lakote. Končno, tega vzorca nismo omejili na udeležence z desno roko, saj so bili kot del večjega projekta ti udeleženci primerjani z redko populacijo, v kateri nismo mogli izbrati meril predajnosti. Čeprav ta študija ni brez svojih omejitev, te ugotovitve zagotavljajo preliminarne dokaze med debelimi za trajni odziv na napotke hrane v regijah možganov, povezanih z nagrajevanjem, tudi po jedi, v primerjavi z odzivom pri kontrolah normalne teže. Prihodnje delo bi se moralo razširiti na te ugotovitve s preučevanjem stopnje, do katere dieta in prehranjevalne navade vplivajo na odziv živcev na napotke za hrano.

Udeleženci te študije so pokazali le zmerno lakoto pred posnetkom na tešče. Tudi tisti, ki so preskočili zajtrk, so pred skeniranjem pokazali le zmerno lakoto. Velik del prejšnjih raziskav se je osredotočil na preučevanje živčnega odziva po dolgotrajnem, atipičnem hitro. Naše ugotovitve so zanimive, ker ekstremna lakota ni potrebna za izzivanje nevralnega odziva na napotke za hrano. Pravzaprav nam lahko razumevanje, kako se neuralni sistemi odzovejo med bolj značilno lakoto, da kritičen vpogled v mehanizme za prenajedanjem. Zanimivo je, da se nevronski odziv na napotke o hrani ni razlikoval med tistimi, ki so to storili, in tistimi, ki niso uživali zajtrka. To lahko nakazuje, da za posameznike, ki običajno preskočijo zajtrk, nagradni odziv na napotke za hrano ni bistveno drugačen od tistih, ki uživajo zajtrk. Zanimivo je tudi dejstvo, da je bila večina udeležencev, ki so preskočili zajtrk, debeli; to lahko kaže na slabši vnos hrane, ker so raziskave pokazale, da je zajtrk povezan z bolj zdravimi prehranjevalnimi navadami in zmanjšanim dnevnim vnosom hrane (de Castro, 2007; Leidy & Racki, 2010).

Tukaj smo pokazali, da pri debelih posameznikih visokokalorični prehrambeni znaki kažejo trajnostni odziv v regijah možganov, ki so vpleteni v nagrajevanje in zasvojenost tudi po zaužitju večjega obroka. Ta nadaljnji hedonični odziv po visoki kalorični obremenitvi je lahko ključnega pomena za razumevanje prenajedanja. Prihodnje delo, usmerjeno v obseg, v katerem dodajanje visoko kalorične sladke / slane hrane obroku omejuje nevralni odziv v sistemih nagrajevanja debelih posameznikov, je upravičen glede na sedanje ugotovitve.

  • Funkcionalna magnetna resonanca je bila uporabljena za pregled možganskega odziva na hrano pred in po jedi
  • Prekomerna telesna teža je pokazala večji odziv možganov na napotke o hrani po zaužitju kot normalna teža
  • Povečan odziv OFC, kaudat in anteriorni cingulat po uživanju debelih
  • Kortikolimbični odziv po jedi pomeni nadaljevanje visoko kalorične hrane
  • Dejavnost kot odziv na prehranjevalne znake pri normalni teži se zmanjšuje z zmanjšano lakoto

Priznanja

To delo so podprli štipendije RO3HD058766-01 in UL1 RR024989 iz Nacionalnih inštitutov za zdravje in ACES Opportunity Grant iz Nacionalne znanstvene fundacije. Zahvaljujemo se Centru za primere raziskav, Jacku Jesbergerju, Brianu Fishmanu in Angeli Ferranti ter Kelly Kanya za pomoč pri raziskavah; Jennifer Urbano Blackford in Elinora Price za koristne komentarje o rokopisu; in vsem posameznikom, ki so sodelovali.

Opombe

Omejitev odgovornosti založnika: To je PDF datoteka neurejenega rokopisa, ki je bil sprejet za objavo. Kot storitev za naše stranke nudimo to zgodnjo različico rokopisa. Rokopis bo podvržen kopiranju, stavljanju in pregledu dobljenega dokaza, preden bo objavljen v končni obliki. Upoštevajte, da se med proizvodnim procesom lahko odkrijejo napake, ki bi lahko vplivale na vsebino, in vse pravne omejitve, ki veljajo za revijo.

Navzkrižje interesov: Avtorji izjavljajo, da ni navzkrižja interesov.

Reference

  1. Baylis LL, Rolls ET, Baylis GC. Afferentne povezave kavdolateralne orbitofrontalne skorje okusa primata. Nevroznanost. 1995; 64 (3): 801-812. [PubMed]
  2. Berthoud HR. Več nevronskih sistemov, ki nadzorujejo vnos hrane in telesno težo. Nevroznanost in Biobehavioral Reviews. 2002; 26 (4): 393-428. [PubMed]
  3. Berthoud HR, Morrison C. Možgani, apetit in debelost. Letni pregled psihologije. 2008, 59: 55 – 92. [PubMed]
  4. Bragulat V, Dzemidzic M, Bruno C, Cox CA, Talavage T, Considine RV, et al. Senzorji vonja, povezani z vonjem po prehrani možganov med lakoto: pilotna študija FMRI. Debelost (Silver Spring, Md.) 2010, 18 (8): 1566 – 1571. [PubMed]
  5. Bruce AS, Holsen LM, Chambers RJ, Martin LE, Brooks WM, Zarcone JR, et al. Debeli otroci kažejo hiperaktivacijo na slike hrane v možganskih omrežjih, ki so povezani z motivacijo, nagrajevanjem in kognitivnim nadzorom. Mednarodni časopis za debelost (2005) 2010; 34 (10): 1494-1500. [PubMed]
  6. Castellanos EH, Charboneau E, Dietrich MS, Park S, Bradley BP, Mogg K, et al. Debeli odrasli imajo vidne predsodke za sliko hrane: Dokazi za spremenjeno funkcijo sistema nagrajevanja. Mednarodni časopis za debelost (2005) 2009; 33 (9): 1063-1073. [PubMed]
  7. Critchley HD, Rolls ET. Lakota in sitost spreminjata odzive vohalnih in vizualnih nevronov v orbitofrontalni skorji primata. Journal of Neurophysiology. 1996; 75 (4): 1673-1686. [PubMed]
  8. De Araujo IE, Rolls ET. Predstavitev v človeških možganih teksture hrane in ustne maščobe. Journal of Neuroscience: Uradni list Društva za nevroznanost. 2004; 24 (12): 3086-3093. [PubMed]
  9. de Castro JM. Čas dneva in delež zaužitih makrohranil je povezan s skupnim dnevnim vnosom hrane. British Journal of Nutrition. 2007; 98 (5): 1077-1083. [PubMed]
  10. Dimitropoulos A, Schultz RT. Nevrološka vezja, povezana s hrano, v Prader-Willijevem sindromu: odziv na visoko-nizko-kalorično hrano. Journal of Autism and Developmental Disorders. 2008; 38 (9): 1642-1653. [PubMed]
  11. Dreher JC, Schmidt PJ, Kohn P, Furman D, Rubinow D, Berman KF. Faza menstruacijskega ciklusa modulira nevronsko funkcijo, povezano z nagrado, pri ženskah. Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike. 2007; 104 (7): 2465-2470. [PMC brez članka] [PubMed]
  12. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, Fletcher PC. Leptin uravnava striatne regije in prehranjevalno vedenje ljudi. Science (New York, NY) 2007; 317 (5843): 1355. [PMC brez članka] [PubMed]
  13. Frank S, Laharnar N, Kullmann S, Veit R, Canova C, Hegner YL, et al. Obdelava slik hrane: Vpliv lakote, spola in vsebnosti kalorij. Raziskave možganov. 2010, 1350: 159 – 166. [PubMed]
  14. Friedman L, Stern H, Brown GG, Mathalon DH, Turner J, Glover GH, et al. Test-retest in zanesljivost med mesti v multicentrični študiji fMRI. Preslikava možganov. 2008, 29: 958 – 972. [PMC brez članka] [PubMed]
  15. Gautier JF, Chen K, Salbe AD, Bandy D, Pratley RE, Heiman M, et al. Diferencialni odzivi možganov na zasičenje pri debelih in vitkih moških. Diabetes. 2000; 49 (5): 838-846. [PubMed]
  16. Gautier JF, Del Parigi A, Chen K, Salbe AD, Bandy D, Pratley RE, et al. Vpliv sitosti na možgansko aktivnost pri debelih in vitkih ženskah. Raziskave debelosti. 2001; 9 (11): 676-684. [PubMed]
  17. Gearhardt AN, Yokum S, Orr PT, Stice E, Corbin WR, Brownell KD. Nevronske korelacije odvisnosti od hrane. Arhivi splošne psihiatrije. 2011; 68 (8): 808-816. [PMC brez članka] [PubMed]
  18. George MS, Anton RF, Bloomer C, Teneback C, Drobes DJ, Lorberbaum JP, et al. Aktivacija prefrontalnega korteksa in prednjega talamusa pri alkoholnih subjektih na izpostavljenosti značilnostim alkohola. Arhivi splošne psihiatrije. 2001; 58 (4): 345-352. [PubMed]
  19. Geliebter A, Ladell T, Logan M, Schneider T, Sharafi M, Hirsch J. Odzivnost na prehrambene dražljaje pri debelih in vitkih prenajedalcih z uporabo funkcionalnega MRI. Apetit. 2006; 46 (1): 31-35. [PubMed]
  20. Goebel R, Esposito F, Formisano E. Analiza podatkov o tekmovanju za analizo funkcionalne slike (FIAC) z Brainvoyagerjem QX: od analize posameznega subjekta do kortikalno poravnane skupne linearne modelne analize in samoorganizacijske analize neodvisnih komponent skupine. Preslikava možganov. 2006, 27: 392 – 401. [PubMed]
  21. Goldstone AP, de Hernandez CG, Beaver JD, Muhammed K, Croese C, Bell G, et al. Postovanje moti sisteme za nagrajevanje možganov do visoko kalorične hrane. European Journal of Neuroscience. 2009; 30 (8): 1625-1635. [PubMed]
  22. Grusser SM, Wrase J, Klein S, Hermann D, Smolka MN, Ruf M, et al. Cue-inducirana aktivacija striatuma in medialnega prefrontalnega korteksa je povezana s kasnejšo ponovitvijo recidiva pri abstinentnih alkoholikih. Psihofarmakologija. 2004; 175 (3): 296-302. [PubMed]
  23. Halgren E. Duševni pojavi, ki jih povzroča stimulacija v limbičnem sistemu. Človeška nevrobiologija. 1982; 1 (4): 251-260. [PubMed]
  24. Haase L, Green E, Murphy C. Moški in ženske kažejo diferencialno možgansko aktivacijo po okusu, ko so lačni in nasičeni v okusnih in nagrajenih območjih. Apetit. 2011; 57 (2): 421-434. [PMC brez članka] [PubMed]
  25. Holsen LM, Zarcone JR, Brooks WM, Butler MG, Thompson TI, Ahluwalia JS, et al. Nevronski mehanizmi, ki so osnova hiperfagije pri sindromu prader-willi. Debelost (Silver Spring, Md.) 2006, 14 (6): 1028 – 1037. [PMC brez članka] [PubMed]
  26. Karhunen LJ, Lappalainen RI, Vanninen EJ, Kuikka JT, Uusitupa MI. Regionalni cerebralni krvni pretok med izpostavljenostjo hrani pri debelih in normalno težkih ženskah. Brain: A Journal of Neurology. 1997, 120 (Pt 9) (Pt 9): 1675 – 1684. [PubMed]
  27. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE, Will MJ. Kortikostriatalno-hipotalamična vezja in motivacija hrane: Integracija energije, delovanja in nagrade. Fiziologija in vedenje. 2005; 86 (5): 773–795. [PubMed]
  28. Killgore WD, Young AD, Femia LA, Bogorodzki P, Rogowska J, Yurgelun-Todd DA. Kortikalna in limbična aktivacija med gledanjem visoko-nizko-kalorične hrane. NeuroImage. 2003; 19 (4): 1381-1394. [PubMed]
  29. Kringelbach ML. Hrana za misli: hedonistična izkušnja onstran homeostaze v človeških možganih. Nevroznanost. 2004; 126 (4): 807-819. [PubMed]
  30. Kringelbach ML, O'Doherty J, Rolls ET, Andrews C. Aktivacija človeške orbitofrontalne skorje na tekoči prehranski dražljaj je povezana s svojo subjektivno prijetnostjo. Možganska skorja (New York, NY: 1991) 2003; 13 (10): 1064–1071. [PubMed]
  31. LaBar KS, Gitelman DR, Parrish TB, Kim YH, Nobre AC, Mesulam MM. Lakota selektivno modulira kortikolimbično aktivacijo na prehrambene dražljaje pri ljudeh. Vedenjska nevroznanost. 2001; 115 (2): 493-500. [PubMed]
  32. Leidy HJ, Racki EM. Dodatek beljakovinsko bogatega zajtrka in njegovi učinki na akutni nadzor apetita in vnos hrane pri mladostnikih, ki preskočijo zajtrk. International Journal of Obesity (2005) 2010; 34 (7): 1125–1133. [PubMed]
  33. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, Bruce AS, Brooks WM, Zarcone JR, et al. Nevronski mehanizmi, povezani z motivacijo hrane pri debelih in zdravih odraslih. Debelost (Silver Spring, Md.) 2010, 18 (2): 254 – 260. [PubMed]
  34. Pritchard TC, Macaluso DA, Eslinger PJ. Zaznavanje okusa pri bolnikih z lezijami koralne skorje. Vedenjska nevroznanost. 1999; 113 (4): 663-671. [PubMed]
  35. Rigby NJ, Kumanyika S, James WP. Soočanje z epidemijo: Potreba po svetovnih rešitvah. Journal of Public Health Policy. 2004; 25 (3-4): 418-434. [PubMed]
  36. Rolls ET. Možgani in čustva. New York: Oxford University Press; 1999.
  37. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, et al. Diferencialna aktivacija dorzalnega striatuma z visoko kaloričnimi vizualnimi dražljaji pri debelih posameznikih. NeuroImage. 2007; 37 (2): 410-421. [PubMed]
  38. Schacht JP, Anton RF, Randall PK, Li X, Henderson S, Myrick H. Stabilnost fMRI striatnega odziva na alkoholne kazalce: Hierarhični pristop linearnega modeliranja. NeuroImage. 2011, 56: 61 – 68. [PMC brez članka] [PubMed]
  39. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Široko razširjena aktivacija sistema nagrajevanja pri debelih ženskah kot odziv na slike visoko kaloričnih živil. NeuroImage. 2008; 41 (2): 636-647. [PubMed]
  40. Talairach J, Tournoux P. Ko-planarni steriotaksični atlas človeških možganov. 3-dimenzionalni proporcionalni sistem: pristop k cerebralnemu slikanju. New York: Thieme Medical Publishers, Inc .; 1988.
  41. Tataranni PA, Gautier JF, Chen K, Uecker A, Bandy D, Salbe AD, et al. Nevroanatomske korelacije med lakoto in sitosti pri ljudeh z uporabo pozitronske emisijske tomografije. Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike. 1999; 96 (8): 4569-4574. [PMC brez članka] [PubMed]
  42. Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ, Swanson JM, Telang F. Dopamin pri zlorabi drog in zasvojenosti: rezultati slikarskih študij in posledic zdravljenja. Arhiv za nevrologijo. 2007; 64 (11): 1575-1579. [PubMed]
  43. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS. Podobnost med debelostjo in odvisnostjo od drog, ki jo ocenjuje nevrofunkcionalno slikanje: pregled koncepta. Journal of Addictive Diseases. 2004; 23 (3): 39-53. [PubMed]