Možgani, debelost in zasvojenost: študija EIZ za nevroznanitev slik (2016)

Pojdi na:

Minimalizem

Debelost in z njo povezane pridružene bolezni so velik javnozdravstveni izziv, s katerim se sooča sodobni svet. Približna razširjenost prekomerne teže in debelosti po vsem svetu znaša 50% in 20%¹. To je povezano z velikimi stroški, povezanimi z zdravstvenim varstvom, za katere v ZDA računajo, da presegajo 215 milijard USD letno¹. Doslej so strategije javnega zdravja neuspešne pri preprečevanju hitrega naraščanja stopnje debelosti², kar kaže na nujno potrebo po razvoju učinkovitih ukrepov tako na prebivalstvu kot na ravni posameznika.

Debelost velja za zapleteno motnjo, pri kateri vsi genetski, fiziološki, psihološki in okoljski dejavniki vplivajo na nastanek debelih fenotipov. Vendar je patofiziološke podskupine znotraj debelih populacij težko prepoznati. Verjetno bo tudi učinkovito zdravljenje izvedeno le s prilagojenimi načini zdravljenja, usmerjenimi na specifične patofiziološke nepravilnosti. Čeprav je že dolgo priznano, da imajo homeostatski centri v možganih ključno vlogo pri uravnavanju telesne teže, so v zadnjem času možganska območja, podobna tistim, ki sodelujejo pri odvisnosti od drog, vpletena v uživanje hrane³.

Obstajajo velike polemike glede tega, ali je koncept odvisnosti od hrane verodostojen, z argumenti v prid in proti^3,4. V enem pogledu je debelost posledica odvisnosti od hrane⁵, ki predlaga, da so nekatera živila (tista z veliko maščob, soli in sladkorja) podobna zasvojenostim snovem, če vključujejo možganske sisteme in proizvajajo vedenjske prilagoditve, primerljive s tistimi, ki jih povzročajo zlorabe drog^4,5. Drugi pogled je, da je zasvojenost s hrano vedenjski fenotip, ki ga opazimo v podskupini ljudi z debelostjo in je podoben odvisnosti od drog^3,5. Ta pogled temelji na vzporednicah med merili DSM-IV za sindrom odvisnosti od snovi in ​​opaženimi vzorci prenajedanja, kot na primer pri pojedu⁴. Klinične podobnosti so pripeljale do ideje, da lahko debelost in odvisnost od alkohola delita skupne mehanizme na molekularni, celični in sistemski ravni³. Argumenti v prid vezi odvisnost od hrane in alkohola so bili že obravnavani^3,4. Obstaja (1) klinično prekrivanje med debelostjo in odvisnostjo od drog; (2) skupna ranljivost za debelost in zasvojenost s snovmi s pomočjo Taq1A manjšen (A1) alel dopaminskega receptorja D2 (DRD2) gen, ki je bil povezan z alkoholizmom; motnje zlorabe snovi, vključno s kokainom, kajenjem in odvisnostjo od opioidov ter debelostjo (3) Opisane so analogne spremembe nevrotransmiterjev, ki sestojijo iz nižjih ravni strijatalnih receptorjev dopamina pri debelih in odvisnikih, pa tudi (4) obstajajo različni možganski odzivi na hrano oz. sorodni dražljaji pri debelih osebah v primerjavi z debelimi kontrolami v študijah funkcionalnega slikanja.

Vsi ti argumenti so bili kritizirani, ko navajajo, da velika večina ljudi s prekomerno telesno težo ni pokazala prepričljivega vedenjskega ali nevrobiološkega profila, ki spominja na zasvojenost, in da ogromna nedoslednost, ki izhaja iz pregleda literature o nepredstavljivih slikah, kaže na to, da je debelost zelo heterogena motnja⁴.

Tako se postavlja vprašanje, ali res obstaja skupina debelih ljudi, ki so zasvojeni s hrano. To razumevanje bi lahko privedlo do razvoja možgansko utemeljenih patofizioloških zdravljenj za podskupine debelih bolnikov. Nedavno je bil razvit kvantitativni in potrjeni psihometrični ukrep odvisnosti od hrane, lestvica Yale s odvisnostjo od hrane (YFAS)⁶. Vsebina Yale lestvice odvisnosti od hrane (YFAS) je sestavljena iz vprašanj, ki temeljijo na merilih odvisnosti od snovi v DSM-IV-TR in lestvicah, ki se uporabljajo za ocenjevanje vedenjskih odvisnosti, kot so igre na srečo, vadba in seks, vključno z igralniškim zaslonom South Oaks , lestvica odvisnosti od vadbe in Carnesovo orodje za odkrivanje spolnih odvisnosti⁶. Za diagnozo zasvojenosti s hrano, ki je podobna diagnozi odvisnosti od snovi, so bila upoštevana merila, če so udeleženci potrdili tri ali več od sedmih meril DSM-IV-R, pa tudi vsaj eno od dveh točk kliničnega pomena (oslabitev oz. stiska)⁶. Ta merila so (1) Snov, vzeta v večji količini in dlje časa, kot je bilo predvideno, (2) Vztrajna želja ali ponavljajoči se neuspešni poskusi nehanja, (3) Veliko časa / aktivnosti za pridobitev, uporabo, obnovitev, (4) Pomembno družabno, poklicne ali rekreacijske dejavnosti, ki so bile odpuščene ali zmanjšane, (5) Uporaba se nadaljuje kljub znanju škodljivih posledic (npr. neizpolnjevanje obveznosti vlog, uporaba kadar je fizično nevarna, (6) toleranca (izrazito povečanje količine; izrazito zmanjšanje učinka), (7) Karakteristični odtegnitveni simptomi; snov, uporabljena za lajšanje odtegnitve.

Nevronske korelate za zasvojenost s hrano na podlagi meril YFAS so v evociranem okolju preučevali s pomočjo fMRI, pri čemer so gledali, kako se možgani odvisnikov od hrane, ki so odvisni od hrane, razlikujejo od vitkega nadzora v odzivu na živčni dražljaj (čokoladni milkshake)⁷. Udeleženci z višjimi in nižjimi ocenami odvisnosti od hrane so pokazali večjo aktivacijo v dorsolateralnem prefrontalnem korteksu in kudatu kot odgovor na pričakovano prejemanje hrane, manj pa aktivacijo v lateralni orbitofrontalni skorji kot odziv na prejem hrane. Poleg tega so v korelacijski analizi ocene odvisnosti od hrane usklajene z večjo aktivacijo prednjega cingulatskega korteksa, medialnega orbitofrontalnega korteksa in amigdale kot odgovor na pričakovano prejemanje hrane⁷. Ta študija je pokazala, da so podobni vzorci nevronske aktivacije vpleteni v odvisnost od prehranjevalnega vedenja in odvisnosti od snovi⁷. Dejansko je bilo ugotovljeno večjo aktivacijo nagradnega vezja kot odziv na prehranske napotke in zmanjšano aktiviranje zaviralnih regij kot odziv na vnos hrane⁷.

Spremembe možganov, povezane s hrepenenjem, so raziskovali s tehniko izzivov, pa tudi s fMRI. Dejavnosti, povezane s hrepenenjem, so bile ugotovljene v hipokampusu, izoli in hudodelu, tri področja, o katerih so poročali, da so vključena tudi v hrepenenje po drogah, podpirajo skupno hipotezo o substratu za hrano in droge⁸.

V nedavni raziskavi, ko so bolniki s tremi ali več simptomi odvisnosti od hrane pokazali povečanje delta moči v desni sredini, so v nevronskih korelatih odvisnosti od hrane v mirovanju z izvorno lokaliziranim EEG, pet minut po enem samem okusu čokoladnega mlečnega kolača frontalni gyrus (Brodmann Area [BA] 8) in v desnem precentralnem gyrusu (BA 9), theta moč pa v desni insuli (BA 13) in v desnem spodnjem čelnem girusu (BA 47). Poleg tega so v primerjavi s kontrolo pri bolnikih s tremi ali več simptomi odvisnosti od hrane pokazali povečanje funkcionalne povezanosti na fronto-parietalnih območjih tako v theta kot v alfa območju. Povečanje funkcionalne povezanosti je bilo pozitivno povezano tudi s številom simptomov odvisnosti od hrane⁹. Ta študija je pokazala, da ima zasvojenost s hrano podobne nevrofiziološke korelate drugih oblik povezanih s snovmi in odvisnostnih motenj, kar kaže na podobne psihopatološke mehanizme⁹.

Namen te študije je bil raziskati, ali imajo debeli ljudje z zasvojenostjo s hrano in brez nje "debelost nevronske možganske aktivnosti " kakor tudi, ali je na podlagi prejšnje literature mogoče ugotoviti skupno "nevronsko možgansko aktivnost" med odvisniki od alkohola in odvisniki od hrane.

Metode

Vedenjski in laboratorijski ukrepi

Vprašalniki

Lestvica odvisnosti od hrane Yale

Vsak udeleženec je izpolnil lestvico odvisnosti od hrane v Yaleu, ki je standardiziran vprašalnik, ki je samoodjavljen, in temelji na kodah DSM-IV za merila odvisnosti od snovi, da bi opredelil osebe z velikim tveganjem za odvisnost od hrane, ne glede na telesno težo^6,10,11. Medtem ko zaenkrat še ni uradne diagnoze "zasvojenosti s hrano", je bil YFAS ustvarjen za prepoznavanje oseb, ki so kazale simptome odvisnosti od določenih živil. Živila z zasvojenostjo, ki jih YFAS še posebej prepozna, vključujejo živila z veliko maščob in sladkorja. YFAS je psihometrično preverjeno orodje, sestavljeno iz vprašanj 27, ki prepoznavajo vzorce prehranjevanja, ki so podobni vedenju, ki ga opažamo na klasičnih področjih odvisnosti (2). Z uporabo lestvice neprekinjenega točkovanja smo izračunali rezultat YFAS od 7 za vsakega udeleženca (2). Za diferenciacijo skupin debelosti so na YFAS uporabili srednjo delitev. Udeleženci z oceno, ki je bila enaka mediani (= 3), so bili izključeni iz analize. Udeleženci z oceno nižjo od mediane so bili razvrščeni v skupino z nizko koncentracijo YFAS, tj. V skupini z debelostjo, ki ni odvisna od živil (NFAO), medtem ko so bili tisti z oceno višjo od mediane razvrščeni v visoko skupino YFAS, tj. Odvisniki s hrano debelostna skupina (FAO).

Številčne lestvice (NRS) od 0 do 10 merjenje lakote (Kako lačni se počutite?); zadovoljstvo (kako zadovoljni se počutite?); polnost (kako polni se počutite?); spoštovanje (koliko mislite, da lahko zdaj jeste?); in želja po hrano / hrepenenje (Bi radi kaj pojedli zdaj?).

BIS / BAS

Lestvice inhibicijskega sistema za vedenje / sistem vedenjskega pristopa (BIS / BAS) so bile razvite za oceno posameznih razlik v občutljivosti dveh splošnih motivacijskih sistemov, na katerih temelji vedenje¹². BIS naj bi urejal averzivne motive, pri katerih je cilj odmakniti se od nečesa neprijetnega. Verjame se, da BAS ureja apetitivne motive, pri katerih je cilj premakniti se k nečemu želenemu.

DEBQ

Udeleženci so izpolnili kopijo nizozemskega vprašalnika o prehranjevalnem vedenju (DEBQ), tako da so navedli, v kakšni meri jedo zaradi čustvenih razlogov, zunanjih razlogov in zadrževanja¹³.

BES

Bingejeva lestvica prehranjevanja (BES) je vprašalnik, v katerem se oceni prisotnost določenega načina prenajedanja, ki lahko kaže na motnjo prehranjevanja¹⁴.

Ozaveščenost o hrani

Zavedanje o hrani se količinsko opredeli s podkalkolo vprašalnika o premišljenem prehranjevanju¹⁵ ter meri afektivno občutljivost notranjih stanj in organoleptično zavedanje (tj. zavestno ocenjevanje učinkov hrane na vsako od čutov).

Laboratorijske in obiskovne meritve

Venske vzorce krvi so poslali v laboratorij Javne bolnišnice Dunedin na merjenje glukoze, lipidov in delovanja jeter s standardnimi metodami. Sestavo telesa smo izmerili z analizo bioelektrične impedance (BIA) (Tanita MC-780 Multifrekvenčni segmentacijski telesni sestavek). Porabne izdatke za energijo smo merili z indirektno kalorimetrijo (Fitmate, COSMED).

Skupinske primerjave

Za diferenciacijo skupin debelosti so na YFAS uporabili srednjo delitev. Osem udeležencev je imelo oceno enako mediani (= 3) in so bili izključeni iz analize. Udeleženci z oceno nižjo od mediane so bili razvrščeni v skupino z nizko koncentracijo YFAS, tj. V skupini z debelostjo, ki ni odvisna od živil (NFAO), medtem ko so bili tisti z oceno višjo od mediane razvrščeni v visoko skupino YFAS, tj. Odvisniki s hrano debelostna skupina (FAO). Tehnično gledano so samo udeleženci 3 resnično izpolnjevali merila za zasvojenost s hrano, tj. Tri ali več od sedmih meril DSM-IV-R ter vsaj enega od dveh točk kliničnega pomena (okvara ali stiska) (Gearhardt, Corbin et al.⁶).

Za različne vprašalnike z uporabo MANOVA smo primerjali med vitkimi, nizkimi YFAS in visokimi YFAS skupinami. Kot odvisne spremenljivke so bili vsi vprašalniki vključeni v en sam model, kot je navedeno v Tabela 1. Neodvisna spremenljivka je bila skupina (vitka, nizka YFAS in visoka YFAS). Za primerjavo med tremi različnimi skupinami smo uporabili popravek za več primerjav z uporabo Bonferronijeve korekcije (p <0.05). Spremenljivo starost smo vključili kot kovariato za nadzor naših ugotovitev glede starosti.

  

Tabela 1

Demografski, antropometrični in laboratorijski ukrepi za vitke in debele skupine.

Izvedli smo študijo, ki je analizirala biokemične in klinične podatke, pa tudi vprašalnike v zvezi s hrano in debelostjo (glej Tabele 1 in In2) 2), ki ga dopolnjuje aktivnost EEG možganov v mirovanju pri skupini debelih (ITM> 30 kg / m²) ljudje (n = 38) z nizkimi (n = 18) in visokimi (n = 20) rezultati YFAS in jih primerjali s skupino vitkih ne-odvisnih kontrol (n = 20) z uporabo lokaliziranih EEG posnetkov.

  

Tabela 2

Analiza vprašalnika: Srednje ocene in standardni odkloni.

Poleg tega smo za preverjanje, ali visok rezultat YFAS resnično odraža zasvojenost s fenotipom, primerjali visoke in nizke skupine YFAS s skupino ljudi, ki so odvisni od alkohola (n = 13), in iskali skupno mrežo nevronske odvisnosti, pa tudi nevronsko substrati hrepenenja po hrani in alkoholu.

Rezultati

Vedenjski ukrepi

YFAS

Primerjava med vitkim, nizkim in visokim YFAS kaže bistveno razliko (F = 104.18, p <0.001), kar kaže, da se vitka skupina in nizka YFAS med seboj ne razlikujeta, ampak da se obe skupini razlikujeta od skupine z visokim YFAS (Tabela 3). Ko gledamo različne podkalcele YFAS, prekomerno uživanje hrane, čas, porabljen za hrano, socialni umik, simptomi odtegnitve in povezana s hrano, so podkategorije, ki ločujejo visoko koncentracijo YFAS od oseb z nizko stopnjo YFAS. Kljub temu pa se visoka skupina YFAS ne razlikuje od nizke YFAS in vitke skupine za vztrajno uporabo podskupin kljub škodljivosti in strpnosti. V nobenem od podskupov se nizki predmeti YFAS ne razlikujejo od vitkih. Tabela 3 ponuja podroben pregled.

  

Tabela 3

YFAS podcelice za vitke in debele skupine.

Povezava med odvisnostjo od hrane in uživanjem popivanja

Ocena YFAS za celotno skupino je bila korelirana z oceno BES (r = 0.50, p <0.01) (Tabela 4). Za skupino z nizko YFAS niso ugotovili pomembne korelacije (r = 0.18, p <0.05) (Tabela 4), je bila za skupino z visoko YFAS ugotovljena pomembna korelacija (r = 0.56, p <0.05) (Tabela 4).

  

Tabela 4

Pearson Korelacija med različnimi vprašalniki.

Demografski, antropometrični in laboratorijski ukrepi

Primerjava med nizko in visoko skupino YFAS kaže na skupen fenotip. Obe skupini ni mogoče ločiti na podlagi biokemijske analize (F = 0.89, p = 0.572), vitalni znaki (F = 0.75, p = 0.532), teža in drugi antropometrični ukrepi (F = 1.17, p = 0.342) vključno s sestavo telesne maščobe (F = 0.66, p = 0.684), poraba energije v mirovanju (F = 0.77, p = 0.387). Obe debeli skupini sta se bistveno razlikovali od vitke skupine. Bolniki, odvisni od alkohola, imajo normalno telesno težo, višino in ITM. Njihova ocena hrepenenja je bila 8.32 / 10, test ugotavljanja motenj uživanja alkohola (revizija) pa 36.21 (normalno <20). Glej Tabela 2 za pregled.

Vprašalniki

Tako nizka kot visoka skupina YFAS poročata, da imata manj lakote kot vitka skupina. Visoka skupina YFAS poroča, da se počutijo polnejše od skupine z nizko YFAS in vitko skupino. Za zadovoljstvo, hvaležnost in željo po hrani niso bile ugotovljene bistvene razlike. V vprašalniku BIS / BAS visoka skupina YFAS poroča o višjem rezultatu kot nizka YFAS in vitka skupina na BIS, ne pa tudi na BAS. Na treh različnih podskupih DEBQ je bil dosežen pomemben učinek. Za podkalno lestvico sta "nizko YFAS" in visoka skupina YFAS poročala višji rezultat v primerjavi s vitko skupino, vendar se med seboj ne razlikujeta. Podrazred "zunanji" pomeni, da imajo visoki preiskovanci YFAS višjo oceno kot pri nizkih YFAS in vitkih osebah, da pa ima skupina z nizko YFAS nižjo oceno kot vitka in visoka skupina YFAS. "Čustvena" podkalcela kaže razliko med visoko skupino YFAS in obema nizkim YFAS in vitkimi osebami. Poleg tega ima visoka skupina YFAS v primerjavi z nizko YFAS in vitko skupino višji rezultat glede uživanja hrane in napitkov o hrani. Za ozaveščenost o hrani je bila ugotovljena tudi pomembna razlika med nizko skupino YFAS in vitko skupino. Tabela 3 prikazuje povzetek rezultatov. Poleg tega Tabela 4 prikazuje povezavo med različnimi vprašalniki za celotno debelo skupino, nizko in visoko YFAS, ločeno.

Električno nevrografiranje

Korelacijske analize

Cela skupina

Celotna analiza korelacij možganov in YFAS sta odkrila pomembno pozitivno korelacijo z rostralno anteriorno cingulatno skorjo (rACC) za theta (r = 0.23, p = 0.041) in beta3 (r = 0.22, p = 0.041) frekvenčni pasovi (Slika 1).

  

Slika 1

Celotna možganska korelacijska analiza in YFAS sta odkrila pomembno pozitivno korelacijo z (A) rostralno anteriorno cingulatno skorjo (rACC) za theta (r = 0.23, p = 0.041) in (B) beta3 (r = 0.22, ...

Nizka skupina YFAS

Primerjalna analiza za celotne možgane in ocena lakote razkrila pomemben učinek tako za theta kot beta1 kot za frekvenčni pas beta2. Rezultati lakote so v korelaciji z aktivnostjo EEG v stanju mirovanja v zadnjični insuli kot tudi v levi somatosenzorni skorji (r = 0.69, p = 0.0007) (Slika 2A) in negativno korelira z aktivnostjo EEG beta v mirovanju beta1 v hrbtni zadnjični cingulatni skorji (dACC) (r = −0.49, p = 0.019) (Slika 2B). Negativna korelacija EEG aktivnosti beta2 v mirovanju v skorji rostralnega prednjega cingulata (rACC) in leve insule (r = −0.48, p = 0.022) najdemo tudi (Slika 2C). Pomembnih učinkov ni bilo za delte, alfa1, alpha2, beta3 in gama frekvenčni pas. Pozitivna korelacija je bila dosežena med zaznavanje polnosti in beta 3 aktivnost v zadnjični cingulatni skorji (PCC), ki se razširi na prekuneus in somatosenzorno skorjo (r = 0.52, p = 0.013) (glej Slika 2D) in z gama aktivnostjo v pregenualni prednji cingulatni skorji (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (Slika 2E). Pozitivna korelacija je bila med zavedanje hrane in theta aktivnost v rACC in somatosenzorni skorji (r = 0.44, p = 0.034) (Slika 2F). Negativna korelacija je bila pridobljena z aktivnostjo beta1 v pgACC (r = −0.90, p <0.00001) (Slika 2G). Poleg tega je bila dokazana negativna korelacija z aktivnostjo beta2 v dACC in subgenualnem prednjem cingulatskem korteksu (sgACC), ki sega v amigdalo (r = −0.73, p = 0.0003) (Slika 2H). Poleg tega je bila ugotovljena negativna povezava (modra) z gama aktivnostjo v dACC in PCC (r = −0.61, p = 0.004) (Slika 2I). Drugi pomembni učinki niso bili doseženi. Med možgansko aktivnostjo in lakoto lestvice za nizko skupino YFAS ni bilo ugotovljenega učinka.

  

Slika 2

(A) Korelacijska analiza pri debelih ljudeh, ki niso odvisni od hrane. Rezultati lakote so v korelaciji s aktivnostjo EEG v stanju mirovanja v zadnjični insuli in levi somatosenzorni skorji (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Korelacija ...

Visoka skupina YFAS

Med njimi je bila ugotovljena pomembna povezava ocene lakote gostota toka gama v rACC, ki sega v dorzalno medialno predfrontalno skorjo (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (Slika 2J). Za frekvenčne pasove delta, theta, alpha1, alpha2, beta1, beta2 in beta3 ni bil ugotovljen pomemben učinek. Med možgansko aktivnostjo in lestvico lakote, polnosti in ozaveščenosti ni bilo pomembnih korelacij.

Skupina za zasvojenost z alkoholom

Ugotovljena je bila pomembna povezava med rezultati hrepenenja po alkoholu in gostoto toka gama pasu za rACC, ki sega v dmPFC (r = 0.72, p = 0.002) (Slika 3).

  

Slika 3

Korelacijska analiza rezultatov hrepenenja po alkoholu in gostote toka gama (r = 0.72, p = 0.002).

Analiza vezja

Analiza konjunkcije v stanju počitka v stanju med visokimi in nizkimi YFAS skupinami prikazuje aktivnost beta2 v sgACC, pgACC, območju parahippokampala, desnem inferiornem parietalnem in srednjetemporalnem območju (Z = 1.99, p = 0.023) (Slika 4A) in gama aktivnost v PCC, ki se razširi v precuneus in cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (Slika 4B). Anti-korelirana aktivnost v frekvenci beta2 je bila ugotovljena na območjih rACC / dmPFC med visokimi skupinami YFAS in nizkimi YFAS (Z = −2.03, p = 0.021) (Slika 4A).

  

Slika 4

(A) Analiza povezave med aktivnostmi, ki so v stanju počitka beta2, med odvisnimi od hrane, ki so odvisni od debelosti (visok YFAS), in debelo zasvojenimi s hrano, ki ni odvisna od hrane (nizek YFAS). Rdeča predstavlja občutno odstopanje od pusto zdravih kontrolnikov, ki niso zasvojeni, skupnih za obe debelosti ...

Analiza konjunkcije med visoko debelo skupino YFAS in skupino odvisnosti od alkohola je pokazala pomemben učinek na frekvenčni pas alfa1 v ACC / dmPFC in precuneusu (Z = 2.24, p = 0.013) (Slika 4C) in za aktivnost alpha2 v sgACC in orbitofrontalni skorji (OFC), kot tudi v temporalnem reženju (fusiform / parahippocampalno območje) (Z = 2.78, p = 0.003) (Slika 4D). Med nizkimi skupinami YFAS in skupino odvisnosti od alkohola ni bilo opaziti pomembnega učinka.

Razprava

Ti rezultati kažejo, da visok rezultat YFAS resnično predstavlja zasvojenost. Analiza konjunkcije je pokazala, da imata visoka skupina YFAS in skupina odvisnosti od alkohola skupne patološke možganske aktivnosti, ki niso prisotne v skupini z nizkim YFAS. Vizualiziran nevronski substrat velja za patološki, saj ga nadziramo tako v skupinah z visoko koncentracijo YFAS kot alkoholom z odvzemom možganske aktivnosti od vitke zdrave kontrolne skupine, ki ne zasvoji. Ta patološka „možganska aktivnost zasvojenosti“ vključuje prednjo cingulatno skorjo / dorzalno medialno predfrontalno skorjo, pregenualno prednjo cingulatno skorjo, ki sega v medialno orbitofrontalno skorjo (mOFC), parahippocampalno območje in prekuneus, možganska območja, ki jih lahko moduliramo s farmakološkimi ali kognitivnimi zdravljenjem odvisnosti⁴¹. Prejšnja študija fMRI je pokazala, da so rezultati YFAS korelirali z izzvano aktivnostjo v rACC in mOFC⁷ kar kaže na to, da so ta področja možganov odzivna na prehranske napotke Naši rezultati kažejo, da so tudi bolj aktivni v stanju počitka, za razliko od predhodne študije stanja počitka LORETA EEG⁹. Tako bi odvisnost od alkohola in hrane lahko razen celičnega, genetskega in vedenjskega vidika³, imajo tudi skupni nevrofiziološki substrat na ravni makroskopske aktivnosti možganov.

Obe skupini YFAS pa imata skupni fenotip, debelost in jih ni mogoče ločiti na podlagi biokemijske analize, vitalnih znakov, teže in drugih antropometričnih ukrepov, vključno s sestavo telesne maščobe, porabo energije za počitek niti z oceno ocene hrane, razen zaznavanja polnosti (Tabela 2). Tnjegova klinična podobnost se kaže v skupni nevrobiološki "možganski aktivnosti za debelost", ki jo delijo nizke in visoke skupine YFAS. Analiza konjunkcije (nadzorovana vitkost) je pokazala skupno patološko beta aktivnost v subgeneraciji in pgACC, pri čemer se gama aktivnost v PCC-ju razširi v prekuneus in cuneus ter jo kombinira z beta aktivnostjo v območju parahippocampala in desnega inferiornega parietalnega in srednjetemporalnega območja. Ta področja v bistvu predstavljajo privzeto omrežje, ki je vključeno v obdelavo podatkov o samih referencah in telesnih občutkih⁴². Zanimivo pa je, da različni deli omrežja privzetega načina obdelajo informacije na različnih frekvencah. Predlagano je, da omrežje privzetega načina sestoji iz podomrežij 3⁴³. En del je sestavljen iz pgACC / vmPFC in je kritičen element v mreži področij, ki sprejemajo senzorične informacije iz zunanjega sveta in telesa, in deluje kot senzorično-visceromotorna povezava, povezana s socialnim vedenjem, uravnavanjem razpoloženja in motivacijskim nagonom⁴³. Ta del pri debelih ljudeh niha pri beta aktivnosti, ki je vključena v senzorične napovedi⁴⁴ in obdelavo statusa quo⁴⁵. Pri vključevanju tega v nedavno razvit koncept vedenjskih sprememb⁴⁶ v katerem pgACC izračuna zanesljivost trenutnega vedenja, bi to hipotetično lahko nakazalo, da pgACC pri debelih ljudeh izračuna, da je debelo stanje sprejeta referenca. PCC / Precuneus niha pri aktivnosti gama. Gama dejavnost je bila povezana z napovednimi napakami ali z drugimi besedami, spremembami, PCC / precuneus pa je glavno vozlišče samoreferenčne^47,48 omrežje privzetega načina. Lahko domnevamo, da PCC / Precuneus ponastavi reference, torej nadzoruje alostazo⁴⁹, s prediktivno ponastavitvijo referenc⁴⁹. Alostaza je vpletena v odvisnost⁵⁰, pa tudi debelost (odvisnost od hrane)⁴⁹. Na območju parahippokampala in desnega inferiornega parietalnega in srednjetemporalnega območja so prisotna beta in gama nihanja. Parahippocampal je vključen v kontekstualno obdelavo^51,52, ker je desno inferiorno parietalno območje vključeno v multimodalni senzorni integracijski center⁵³. Beta / gama sklop je povezan z izpuščenimi dražljaji⁴⁴. Lahko bi ugibali, da je aktivnost beta in gama na teh območjih povezana z neobdelavo (izpuščenih dražljajev, pridobljenih s hrano) v multimodalnem senzoričnem območju, in ne s postavljanjem tega v kontekst. Tako bi lahko pri debelih ljudeh hrana dražljaje hipotetično predelala v dekontekstualiziranem okviru. tj. ne glede na kontekst je hrana lahko privlačna. Po drugi strani so bile ugotovljene tudi pomembne razlike med nizkimi in visokimi skupinami YFAS. Analiza konjunkcije med nizkimi YFAS in visokimi YFAS skupinami je pokazala patološko anti-korelirano beta aktivnost mirovanja v rACC / dmPFC. Ta razlika je še toliko bolj izrazita v korelacijskih analizah z lakoto. Povečanje lakote je povezano s povečanjem gama aktivnosti v rACC / dmPFC v visoki skupini YFAS, podobno kot območje rACC, povezano s povečanjem hrepenenja pri odvisnosti od alkohola (Slika 1 sredina, S1C-D). Enako območje aktivirajo prehranjevalne tablete, pri katerih domnevno ustvarjajo hrepenenje pri ljudeh z višjimi rezultati YFAS v študiji fMRI⁷. Nasprotno pa je lakota v skupini z nizko YFAS pokazala negativno povezanost z aktivnostjo na istem območju rACC. Prejšnje študije so pokazale, da je rACC vpleten v hrepenenje po alkoholu⁵⁴ter zakonsko in nezakonito hrepenenje po drogah⁵⁵. Naše ugotovitve kažejo, da je vključena tudi v hrepenenje po hrani. Pred tem so že poročali o razlikah v aktivnosti ACC med debelimi posamezniki z višjimi (> 3) v primerjavi z nižjimi (≤2) simptomi odvisnosti od hrane.⁹. Ugotovitve te študije lahko pojasnijo, zakaj so prejšnje nevro-slikarske študije pri debelosti dale nasprotujoče si rezultate.

ACC je skoval najzanimivejši del možganov⁵⁶ zaradi številnih predlaganih funkcij. Vključujejo atribucijo vidnosti⁵⁷, Obdelava napak Bayesove napovedi⁵⁸, reprezentacija potreb, potrebnih za vzdrževanje homeostatskega ravnovesja⁵⁹ter usmerjanje ustreznih vedenjskih odzivov⁶⁰. Ta študija kaže, da je pri visoki skupini YFAS hrano povečana strjenost, ki spodbuja hrano pojesti⁶⁰.

Lakota v skupini NFAO pozitivno korelira s povečanjem theta aktivnosti v levi zadnjični izoli, območju, ki obdeluje tako somatosenzorni kot visceralni senzorični vložek, in levem kaudalnem delu somatosenzorične skorje, ki predela okus in tudi trebušne informacije znotraj trebuha.^61,62. V nasprotju s tem lakota negativno korelira z aktivnostjo beta v levi sprednji izoli, ki je vključena v obdelavo afektivnih informacij iz zadnje posteljice prek avtonomnega živčnega sistema⁶². To kaže, da je senzorna in afektivna obdelava visceralnih informacij v izoli ločena v tej skupini. Ugotoviti je, da bi za ta učinek lahko bila odpornost na homeostatske signale. Za preučitev te možnosti so potrebne dodatne študije.

Kako lahko nasprotna patološka aktivnost počitka v DACC povzroči enak debeli fenotip? Čeprav še ni nobene razlage, je skušnjava, da bi lahko sodeloval bajezijski možganski mehanizem, saj je bilo to področje povezano z bajezijsko obdelavo in napovedovanjem napak^58,63. V visoki skupini YFAS lahko težava pri izračunavanju napak pri napovedovanju povzroči potrebo po vnosu hrane, kar vodi do debelosti⁶⁴, analogno tistemu, kar je bilo predlagano za alkohol in druge odvisnosti⁶⁵. Vendar v nizki skupini YFAS domnevamo, da neustrezni visceralni signali povzročijo napačen izračun napovedi.

Znano je, da zasvojenost s hrano in prehranjevanje s popivanjem močno korelirata (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati et al. 2014) in da je povezava med zasvojenostjo s hrano in psihopatologijo posredovana s prenajedanjem v klinični populaciji (Imperatori, Innamorati et al. 2014). In resnično vidimo korelacijo med rezultati YFAS in BES. Vendar pa zaradi majhnega števila ljudi, odvisnih od hrane (n = 3) in pravih jedcev piv (n = 2), ta študija ne more potrditi te ugotovitve, ko bi jo nadalje analizirali. Ko so bile možganske aktivnosti povezane s lakoto, zadovoljstvom, polnostjo, spoštovanjem in oceno po želji po hrani, tako v skupinah z nizkim kot visokim številom YFAS ti rezultati niso v skladu z oceno BES. To je slabost te študije. Zanimivo pa je, da je v skupini brez diagnosticirane psihopatologije mogoče najti nevrofiziološko razliko med nizkim in visokim YFAS, ki v vmesni skupini ni identificiran. To kaže, da čeprav ta skupina z visokim YFAS morda ne predstavlja reprezentativnega vzorca ljudi, odvisnih od hrane s psihopatološko hrano, da v skupini brez diagnosticirane psihiatrične bolezni še vedno obstajajo razlike med nizkim in visokim YFAS ter da obstaja skupina brez psihopatologije, ki še vedno obstaja ima skupne elektrofiziološke značilnosti s tipično zasvojenostjo, v tem primeru odvisnosti od alkohola.

Slabost študije je, da so lahko rezultati EEG zgolj korelacijski. Toda za prekrivanje "nevronske aktivnosti odvisnosti" med odvisnostjo od alkohola in hrane obstaja nekaj predhodnih dokazov, da je lahko vloga dACC pri hrepenenju vzročna. Dejansko je v poročilu o primeru z uporabo TMS z dvojnim stožcem, usmerjenim na dACC, pokazano, da lahko rTMS povzroči začasno (2 – 3 tedne) zmanjšanje hrepenenja po alkoholu⁶⁶. Poleg tega je bila v kasnejšem poročilu o primeru vsadljena elektroda na dACC pacienta, odvisnega od alkohola, za trajnejšo rešitev njegove odvisnosti od alkohola, s trajnejšim pozitivnim rezultatom⁶⁷. To kaže, da bi lahko dACC resnično sodeloval pri kodiranju hrepenenja na splošno, kot predlaga prejšnja metaanaliza, ki je preučila nevralni korelat hrepenenja po različnih zlorabah⁵⁵.

Druga pomanjkljivost študije je ta, da je bil uporabljen le posreden ukrep za specifično hrepenenje po hrani, to je želja po hrani (Bi radi kaj pojedli zdaj?). Čeprav je hrepenenje po hrani intenzivna želja po pridobivanju in uživanju hrane, je običajno hrepenenje po hrani intenzivna želja po uživanju določene hrane (npr. Zelo pogosto čokolade) in je drugačna od običajne lakote.

Tretja omejitev te študije je nizka ločljivost lokalizacije vira, ki je sama po sebi posledica omejenega števila senzorjev (19 elektrode) in pomanjkanja anatomskih modelov naprej. To zadostuje za rekonstrukcijo vira, vendar ima za posledico večjo negotovost pri lokalizaciji vira in zmanjšano anatomsko natančnost, zato je prostorska natančnost te študije bistveno manjša kot pri funkcionalni MRI. Kljub temu je tlografija sLORETA dobila veliko potrditev iz študij, ki so kombinirale LORETA z drugimi bolj uveljavljenimi metodami lokalizacije, kot je funkcionalna slika z magnetno resonanco (fMRI)^68,69, strukturna MRI⁷⁰, Pozitronska emisijska tomografija (PET)^71,72,73 in je bil uporabljen v prejšnjih raziskavah za odkrivanje na primer aktivnosti v slušni skorji^74,75,76. Nadaljnja validacija sLORETA temelji na sprejemanju lokalizacijskih ugotovitev iz invazivnih, implantiranih globinskih elektrod kot temeljne resnice, v tem primeru je več študij epilepsije^77,78 in kognitivne ERP⁷⁹. Velja poudariti, da so globoke strukture, kot je sprednja cingulatna skorja⁸⁰in mesial temporal lobes⁸¹ lahko s temi metodami pravilno lokaliziramo. Vendar pa bi lahko nadaljnje raziskave izboljšale prostorsko natančnost in natančnost z uporabo EEG z visoko gostoto (npr. Elektrode 128 ali 256) in modelov glave, specifičnih za predmet, ter posnetkov MEG.

V zaključku pokažemo, da pri debelih osebah kljub identičnim fenotipskim lastnostim obstajata vsaj dva nevrobiološka mehanizma, ki sta patofiziološka. Najbolj opazna razlika med tema dvema debelima skupinama se nanaša na nasprotno aktivnost DACC. Prav tako je presenetljiva podobnost med skupinami, ki uživajo hrano in alkohol, kar kaže, da visok rezultat YFAS kaže na zasvojenost z motnjo, povezano s hrano, in s podobnimi nevrobiološkimi procesi kot z odvisnostjo od alkohola. Naši rezultati kažejo tudi, da je treba zdravljenje debelosti, na primer zdravila ali nevromodulacijo, individualizirati na podlagi osnovne nevrobiološke patofiziologije.

Dodatne informacije

Kako citirati ta članek: De Ridder, D. et al. Možgani, debelost in zasvojenost: EEG študija nevrografiranja. Sci. Rep. 634122; doi: 10.1038 / srep34122 (2016).

Opombe

Reference