Front Psychol. 2014; 5: 852.
Publicerad online 2014 Aug 27. doi: 10.3389 / fpsyg.2014.00852
PMCID: PMC4146395
Amy C. Reichelt,1,2,* Margaret J. Morris,1,* och RF Westbrook2
Författarinformation ► Artikelnoter ► Upphovsrätt och licensinformation ►
Abstrakt
En rad data från djur och människor visar att överdriven konsumtion av välsmakande mat leder till neuroadaptiva svar i hjärnans kretsar som ligger bakom belöning. Obegränsad konsumtion av välsmakande mat har visat sig öka matens förstärkande värde och försvaga den hämmande kontrollen; huruvida det påverkar de sensoriska representationerna av välsmakande lösningar har dock inte formellt testats. Dessa experiment försökte avgöra om exponering för en kafeteriadiet bestående av välsmakande fettrik mat påverkar råttors förmåga att lära sig om matrelaterade ledtrådar och de sensoriska egenskaperna hos intagna livsmedel. Vi fann att råttor som matades med en cafeteriadiet i 2 veckor var försämrade i kontrollen av Pavlovian-svar i enlighet med incitamentvärdet av välsmakande resultat associerade med hörselsignaler efter devalvering av sensorisk specifik mättnad. Sensorisk specifik mättnad är en mekanism genom vilken en diet som innehåller olika livsmedel ökar intaget i förhållande till en diet som saknar variation. Att välja att konsumera större mängder av en rad olika livsmedel kan därför bidra till den nuvarande förekomsten av fetma. Vi observerade att råttor som matades med en cafeteriadiet i 2 veckor visade nedsatt sensorisk specifik mättnad efter konsumtion av en högkalorilösning. Underskottet i uttryck av sensorisk specifik mättnad var också närvarande 1 vecka efter tillbakadragandet av cafeteriamat. Exponering för fetma dieter kan således påverka neurokretsar som är involverade i motiverad kontroll av beteendet.
INLEDNING
Tillgång till mycket välsmakande och kaloririka livsmedel är en viktig bidragande faktor till den ökande andelen fetma över hela världen (Caballero, 2007). Att äta är viktigt för att överleva och underbyggs av det grundläggande fysiologiska behovet av att konsumera energi. Men våra grundläggande krav på näringsämnen och energi för att upprätthålla fysiologisk homeostas överskrids ofta av en riklig källa av lättillgängliga och bekväma källor till mat och dryck. Konsumtion utöver grundläggande homeostatiska behov, enbart baserad på de givande egenskaperna hos välsmakande livsmedel, föreslås vara en central bidragsgivare till den nuvarande världsomspännande fetmaepidemin (Berthoud, 2004).
En rad data från djur och människor visar att överdriven konsumtion av välsmakande mat leder till förändringar i känsligheten hos hjärnans belöningskretsar. Dessa belöningsvägar är mycket bevarade över arter och har associerats med förändrad lyhördhet för belöning (t.ex. mat) vid fetma. Studier har visat minskad lyhördhet för att utföra matmotiverade beteenden och belöna intrakraniell självstimulering hos feta råttor (Volkow och Wise, 2005; la Fleur et al., 2007; Pickering et al., 2009; Johnson och Kenny, 2010) och minskad känslighet för belöning (mätt genom betyg av motivation och nöje som härrör från att engagera sig i givande beteenden) hos överviktiga människor (Davis et al., 2004).
Belöningsbaserad matning, eller att äta för nöjes skull, kan fås genom att lära sig att vissa mycket välsmakande livsmedel är förknippade med diskreta signaler. Studier som använder funktionell hjärnavbildning hos överviktiga personer visar att välsmakande mat och matrelaterade signaler ökar aktiviteten i kortikala regioner som är förknippade med motivationskontroll och belöningsbaserad matning inklusive orbitofrontal cortex (OFC), insula, amygdala, hypotalamus, striatum och mellanhjärnan. inklusive det ventrala tegmentala området (VTA; Wang et al., 2001; Stice et al., 2008; Martin et al., 2010).
Det har föreslagits att känsligheten för signaler som förutsäger matbelöning ökar vid fetma (Stice et al., 2008), och kan modulera de associativa egenskaperna hos matrelaterade ledtrådar, framkalla sug efter speciell mat, utlösa överkonsumtion (Meule et al., 2012; Jastreboff et al., 2013; Meule et al., 2014). Att minska incitamentvärdet för ett visst livsmedel som är förknippat med ett operant svar eller en betingad stimulans (CS) genom litiuminducerad devalvering, eller förmatning till mättnad minskar prestandan hos vissa svar (Dickinson et al., 1996; Balleine och Dickinson, 1998; Reichelt et al., 2011, 2013). Nyligen visade sig råttor som fick i sig en sackaroslösning eller en lösning med hög fetthalt/hög socker uppvisa försämringar i resultatdevalvering i en operant miljö (Kendig et al., 2013; Furlong et al., 2014), vilket indikerar att konsumtion av livsmedel med hög energi kan inducera skillnader i belöningsorienterat instrumentellt beteende. Denna värdestyrda kontroll av att svara har också observerats i en Pavlovisk miljö, där råttor kommer att minska födosökande beteenden (målspårning eller tidskriftsnärming) i samband med presentation av en CS vars associerade ovillkorliga stimulans (US) har devalverats separat (Pickens et al., 2003, 2005; Ostlund och Balleine, 2007; Johnson et al., 2009; Lelos et al., 2011). Dessa resultat tyder på att det motiverande värdet av ett välsmakande resultat kan styra prestandan för matsökningsbeteenden och om dessa associationer är felaktigt anpassade kan signaler främja respons oavsett om maten värderas, vilket framkallar överätande. En annan föreställning är att fetma kan öka motståndskraften mot mättnad (Morgan, 1974; Capaldi et al., 1981), varvid ett mättat djur kommer att fortsätta att utföra ett instrumentellt svar för att få matbelöning även när incitamentvärdet för mat är lågt. Detta koncept har många likheter med vanemässigt svar, varvid ett väl utövat beteende kan framkallas genom närvaron av enbart en stimulans (Dickinson et al., 1995; Killcross och Coutureau, 2003).
Förutom matrelaterade ledtrådar som främjar konsumtion, har variationen av livsmedel i dieter också visat sig påverka konsumtionen. Djur- och humanstudier visar att matkonsumtionen ökar när det finns mer variation i en måltid eller kost och att större kostvariation är förknippad med ökad kroppsvikt och fett. Presentationen av ett brett utbud av livsmedel framkallar överätande, känd som "bufféeffekten" (Rolls et al., 1981; Rolls, 1984). Detta överätande spelar en viktig roll vid val av mat och måltidsavbrott, och kan utgöra en av de mekanismer som bidrar till fetma. Denna förbättring av matkonsumtion när den presenteras med en mängd tillgängliga livsmedel kan ha en evolutionär fördel, potentiellt för att förhindra näringsbrister (Rolls, 1981). TOmvändningen till sorteffekten är den sänkta konsumtionen när kosten är oförändrad. Denna depression beror sannolikt på sensorisk specifik mättnad, som har definierats som minskningen av den hedoniska behagligheten hos ett livsmedel efter att det har ätits (Snoek et al., 2004). Denna minskning av smakligheten hos en konsumerad mat flyttar preferensen mot andra livsmedel, vilket resulterar i deras konsumtion (Rolls, 1981). Efter mättnad på en mat väljer möss, råttor och primater också att äta en alternativ mat (Rolls et al., 1989; Dickinson et al., 1996; Balleine och Dickinson, 1998; Ahn och Phillips, 1999; Reichelt et al., 2011, 2013; Ahn och Phillips, 2012).
Djur går snabbt upp i vikt när de förses med en mängd olika livsmedel (kafeteriat) jämfört med en diet med bara ett foder (Rolls et al., 1981) vilket tyder på att matvariation inte bara kan påverka kroppsmassan som en faktor för ökad konsumtion utan också kan påverka sensorisk specifik mättnad. Således kan en kost med hög variation påverka nedvärderingen av en viss mat som är associerad med en CS, och även begränsa beteendekontroll baserat på incitamentvärde.
Effekter av matvariation på sensorisk specifik mättnad har inte undersökts mycket, särskilt i djurmodeller. I denna studie försökte vi fastställa effekten av en gnagarmodell av dietinducerad fetma som använder en diet som återspeglar en modern fetma diet (Hansen et al., 2004; Martire et al., 2013) på CS-outcome associationer och uttryck för specifik mättnad.
MATERIAL OCH METODER
EXPERIMENT 1A – PÅVERKAN AV RESULTATNEVVÄRDERINGEN PÅ PAVLOVIANSK KONDITIONERAD METOD
Ämnen
Försökspersonerna var 32 experimentellt naiva Sprague-Dawley-hanråttor erhållna från Animal Resources Center (Perth, WA, Australien). Råttorna var 6 veckor gamla vid ankomsten och vägde 230–270 g. De hölls i grupper om fyra i plastburar (36 cm breda × 26 cm höga × 62 cm djupa) belägna i ett temperatur- och fuktighetskontrollerat rum (medeltemperatur 20 ± 2°C, luftfuktighet 50 ± 5%) på en 12 timmars ljus: 12 timmars mörkercykel (ljus tänds kl. 07:00). Testning utfördes under cykelns lätta fas, mellan 08:00 och 13:00. Under testningen var råttor vattenbegränsade (2 timmars tillgång per dag mellan 13:00 och 15:00). Mat var tillgänglig ad lib under hela testningen; i kontrolldiettillståndet var detta standardlaboratoriemat och i kafeteriadiettillståndet var detta laboratoriefoder kompletterat med en rad olika livsmedel som åts av människor (se nedan). Under beteendeträning begränsades vattentillgången i hemmaburarna till 3 timmar per dag efter träningspass. Alla experimentella procedurer godkändes av Animal Care and Ethics Committee vid University of New South Wales och var i enlighet med National Institutes of Health Guidelines for the Care and Use of Laboratory Animals (reviderad 1996).
Diet
Råttor hanterades dagligen och fick acklimatisera sig till bostäder under en vecka. Standard labbmat och vatten var tillgängligt ad lib. Efter denna acklimatisering tilldelades råttor slumpmässigt till antingen standardlabbmat (Group Chow) eller ett tillstånd med hög fetthalt cafeteria (Group Cafeteria) (N = 16 per grupp). Standardmat gav 11 kJ/g, 12 % energi som fett, 23 % protein och 65 % som kolhydrat (Gordon's Specialty Stockfeeds, NSW, Australien). Kafeteriadieten bestod av labbmat kompletterat med fyra kommersiellt tillgängliga livsmedel. Råttor fick ett standardiserat urval av livsmedel varje dag som tidigare studier från vårt laboratorium visar är lika väl att föredra; varje dag bestod maten av två salta föremål (t.ex. pajer, dim sims) och två söta föremål (t.ex. kakor, kakor, kex). Denna diet gav i genomsnitt 13.8 kJ/g, 33 % energi som fett, 11 % protein och 56 % som kolhydrat, utöver det som tillhandahålls av standardlaboratoriemat. Råttor som konsumerar denna kafeteriadiet får ungefär fyra gånger så mycket energi och har en fettmassa som är 2.5 gånger större än kontrollråttor som matas med standard laboratoriefoder (Martire et al., 2013). Kafeteriadieten presenterades i hemburarna dagligen kl. 13:00; cafeterian livsmedel var tillgängliga AD libitum och byts dagligen för att tillåta mätningar av energiintaget och förhindra förstörelse. Vatten fanns tillgängligt AD libitum. Energiintag och kroppsvikt mättes en gång i veckan. På intagsmätningsdagarna var maten konsekvent över veckorna, råttor fick nötpaj (8.55 kJ/g, Coles, Australien), Dim Sims (7.9 kJ/g, Coles, Australien), syltrulle (14.9 kJ/g, Coles, Australien). ), lamingtonkakor (13.8 kJ/g, Coles, Australien) förutom standardlabbmat (11 kJ/g). Mängden som konsumerades var skillnaden mellan vikten av maten som tilldelades en bur och den som återstod 24 timmar senare. Energiintaget för varje bur beräknades med hjälp av det kända energiinnehållet (kJ/g) och innehållet av makronäringsämnen (% protein, kolhydrater och fett) i varje foder. Detta delades mellan antalet råttor i buren (N = 4) för att få medelenergiförbrukning per råtta. Råttor exponerades för kafeteriadieten i 2 veckor före Pavlovian-konditionerad inriktningsträning.
Apparater
Råttor fick Pavlovsk träning i fyra kammare (30 cm breda, 21 cm höga och 24 cm djupa) placerade i ljuddämpande lådor (Med Associates, St Albans, VT, arrangerade i en två-och-två-uppsättning i ett rum som stod kvar mörkt under hela experimentet. Varje kammare bestod av tre väggar och ett tak, med dörren som den fjärde väggen. Taket, dörren och bakväggen var gjorda av klar plexiglas och vänster och höger väggar gjorda av rostfritt stål. Golvet av varje kammare bestod av stavar av rostfritt stål (4.8 mm i diameter, med ett avstånd på 16 mm från varandra). Varje kammare belystes av en 3W huslampa placerad överst i mitten av en vägg och en högtalare monterades i denna vägg. De motsatta väggarna på kamrarna var försedda med ett försänkt magasin med två metallpipar för att möjliggöra separat leverans av lösningar via pumpar. Lösningarna som användes var 10 % (vikt/volym) sackaros smaksatt med 0.05 % (vikt/volym) cherry Kool Aid och 10 % (vikt/volym) w/v) maltodextrin smaksatt med 0.05 % (w/v) druva Kool Aid.
En infraröd kamera placerad i den ljuddämpande lådan gjorde det möjligt att spela in beteendet på DVD för efterföljande poängsättning av magasininmatningsbeteende. En dator utrustad med MED-PC-programvara (version IV; Med Associates Inc.) kontrollerade stimulansen och resultatpresentationerna. Stimulierna bestod av en 2 kHz 78 dB ren ton och ett 75 dB vitt brus uppmätt med en ljudnivåmätare (Dick Smith Electronics, Australien).
Tillvägagångssätt
Pavlovsk konditionering. Råttor tränades att konsumera lösningarna från tidningen under en 30 minuters session, upprepad under 2 dagar. Pavlovsk träning genomfördes under 12 dagar (en session per dag) under vilka två urskiljbara auditiva stimuli (CS): vitt brus eller ton – presenterade 10 gånger vardera i en randomiserad ordning varje session i 15 sekunder. Varje CS (brus eller ton; balanserad över råttor) följdes konsekvent av presentation av en av lösningarna, t.ex. ton följt av 0.1 ml körsbärssmaksatt sackaros [utfall 1 (O1)] och brus följt av 0.1 ml druvsmaksatt maltodextrin [utfall 2 (O2)] som visas i Figur Figure1A1A. Varje stimuluspresentation separerades av ett variabelt inter-försöksintervall (ITI; medelvärde 90 s) och en PreCS (15 s).
Resultatdevalvering. Devalveringen bestod i att råttorna fick dricka till mättnad en av lösningarna (O1 eller O2). Råttor placerades i individuella plastburar (30 cm breda, 25 cm höga, 45 cm djupa) med ett trådnätstak och ett sågspånstäckt golv. Råttor gavs antingen 50 ml druvmaltodextrin eller körsbärssackaroslösning i en mätrörsflaska med en drickspip med kullager. Ena hälften av råttorna devalverades med resultatet O1, den andra hälften med O2. Därför devalverades varje råtta med ett resultat associerat och inte associerat med varje auditiv signal. Råttor återfördes till sina hemburar i 2 timmar och testades sedan.
Test. Tidningsaktiviteten mättes genom att huvudet gick in i det försänkta magasinet under icke-förstärkta auditiva CS-presentationer. Det fanns tre randomiserade presentationer av det vita bruset och av tonen, varje presentation var 15 s lång och varje presentation separerade av en variabel stimulansfri period ITI (medelvärde = 90 s) och 15 s PreCS. Två observatörer, "blinda" med avseende på tilldelningen av grupper, poängsatte hur lång tid varje råtta gick in i tidningen under varje CS-presentation. Korrelationen mellan deras poäng var hög, r = 0.82.
EXPERIMENT 1B – SENSORISK SPECIFIKATION I CAFETERIA DIET EXPONERAD RÅTTOR
Ämnen och apparater
Råttor från experiment 1A testades för konsumtion i individuella plastburar (30 cm breda, 25 cm höga, 45 cm djupa) med ett trådnätstak och ett sågspånstäckt golv 1 vecka efter avslutad experiment 1A. Två välsmakande lösningar användes såsom beskrivits i experiment lA; 1 % (vikt/volym) sackaros smaksatt med 10 % (vikt/volym) körsbär Kool Aid och 0.05 % (vikt/volym) maltodextrin smaksatt med 10 % (vikt/volym) druva Kool Aid löst i kranvatten. Dessa lösningar matchades för energiinnehåll (0.05 kJ per 1680 ml) och har tidigare visat sig vara lika föredragna och urskiljbara (Reichelt et al., 2013). Råttorna gavs 50 ml av lösningarna i en plastflaska för mätrör med en drickspip med kullager.
Tillvägagångssätt
Som visas i Figur Figure1B1B råttor bekantades med lösningarna i de individuella testkamrarna under en 2-dagarsperiod. Råttor fick en flaska med kulsprutor innehållande 50 ml av varje lösning separat i en 20 minuters session under de 2 dagarna. Råttor fick två tester på varandra följande dagar. Råttor placerades i testkamrarna och fick fritt konsumera en lösning under 20 min. Denna lösning var körsbärssmaksatt sackaros för hälften av råttorna och druvsmaksatt maltodextrin för resten. De återfördes sedan till sin hembur i 2 timmar. Råttorna återfördes sedan till de individuella testkamrarna under 10 min och presenterades med två flaskor; en innehållande lösningen som råttorna hade druckit 2 timmar tidigare och den andra flaskan innehållande den andra lösningen. Förbrukade volymer registrerades som ml. På dag 1 exponerades råttorna för en lösning (t.ex. körsbärssackaros) och testades sedan med båda lösningarna presenterade samtidigt (körsbärssackaros och druvmaltodextrin). På dag 2 exponerades råttor för den alternativa lösningen (druvamaltodextrin) och testades sedan med båda lösningarna samtidigt. Således skulle en jämförelse inom ämnet kunna göras på ett helt uppvägt sätt.
EXPERIMENT 2 – UTTRYCK AV SENSORSPECIFIK MÄTTSTÄNDIGHET EFTER BEGRÄNSAD FÖRE EXPONERINGSVOLYM
Ämnen
Försökspersonerna var 24 naiva vuxna Sprague-Dawley-hanråttor erhållna från Animal Resources Center (Perth, Western Australia). De vägde mellan 435–510 g och inhystes på det sätt som tidigare beskrivits med AD libitum tillgång till vatten och standardmat.
Apparater
Individuella konsumtionsburar var identiska med de som beskrivs i experiment 1. De två lösningarna som användes i detta experiment var 10 % (vikt/volym) sackaros och 14 % (vikt/volym) vanilj Sustagen (Nestle) löst i kranvatten. Dessa lösningar användes i experiment 2 och 3 för att bedöma tillförlitligheten av effekter som observerades med körsbärssmaksatt sackaros och druvsmaksatt maltodextrinlösning. Lösningar matchades för energiinnehåll på 1680 kJ per 100 ml; Pilotstudier visade att lösningarna var lika föredragna och urskiljbara.
Tillvägagångssätt
Råttorna blev bekanta med dessa lösningar i en 2-dagars pilotstudie, där råttorna exponerades för en lösning (t.ex. sackaros) på dag ett och den andra lösningen (t.ex. vanilj Sustagen) på dag två. En vecka senare fick de ett test av sensorisk specifik mättnad. Råttorna fick konsumera en begränsad volym av ett resultat under förexponering för att bedöma om den mindre volymen som konsumerades av råttor som matades med kafeteriadiet kunde inducera sensorisk specifik mättnad. Råttorna fick 10 ml av endera lösningen under förexponering i 20 minuter. Råttor återfördes till sina hemburar under 120 min. Vid testet presenterades råttor med ett tvåflaskvalstest som beskrivits tidigare.
EXPERIMENT 3 – SENSORSPECIFIK MÄTTSTÄNDIGHET I CAFETERIA DIET UTDRAGNA RÅTTOR
Ämnen och kost
Vuxna hanråttor Sprague-Dawley (N = 24), erhållna från Animal Resources Center (Perth, Western Australia), användes som försökspersoner och inhystes såsom beskrivits ovan. Hälften av råttorna (N = 12) hölls på cafeteriadieten som beskrivits tidigare i 10 veckor, och resten matades med standardmat. Efter 10 veckor drogs kafeteriadieten bort från råttorna och ersattes med standardfoder under 1 vecka före testning.
Apparater
De två lösningarna som användes i detta experiment var 10 % (vikt/volym) sackaros och 14 % (vikt/volym) vanilj Sustagen (Nestle) löst i kranvatten (som experiment 2). Råttor gavs 50 ml av lösningarna i en plastflaska för mätrör med en drickspip med kullager. Råttor testades för konsumtion i de individuella plast- och trådburar som beskrivits tidigare.
Tillvägagångssätt
Råttorna var redan bekanta med dessa lösningar från en pilotstudie som testade om konsumtionen av de två lösningarna var jämförbar mellan dietgrupper över en 2-dagarsperiod där råttorna exponerades för en lösning (t.ex. sackaros) på dag ett, och den andra lösning (t.ex. vanilj Sustagen) på dag två, så båda grupperna matchades i sin historia av att konsumera var och en av testlösningarna. Råttor testades en vecka senare för specifik mättnad under en 2-dagarsperiod såsom beskrivits i experiment IB.
Statistisk analys
Resultaten uttrycks som medelvärde ± SEM. Data analyserades med IBM SPSS Statistics 22 och GraphPad Prism 6. Data analyserades med användning av variansanalys med upprepade mått (ANOVA), analys av kovarians (ANCOVA) eller oberoende t-testa vid behov. Post hoc tester utfördes där signifikanta interaktioner observerades och kontrollerades av Bonferroni-korrigering. Det kritiska F valdes för att bibehålla felfrekvensen typ 1 på mindre än 0.05.
RESULTAT
EXPERIMENT 1A – EFFEKTEN AV RESULTAT-DEVALUERING PÅ KONTROLL AV PAVLOVIAN SVAR
Kroppsvikt
Råttor som exponerats för kafeteriadieten i 14 dagar hade betydligt högre kroppsvikter än djur som utfodras med chow (Figur Figure2A2A). Detta bekräftades genom upprepade åtgärder ANOVA med mellan ämnesfaktorer för dieten (kafeteria, chow) och inom ämnesfaktorn för dietexponering (dagar). Detta avslöjade en betydande huvudeffekt av dietexponering, F(4,120) = 1003.9, p < 0.001, ingen huvudeffekt av kosten, F(1,30) = 2.0, p = 0.165, och en signifikant interaktion mellan dietexponering × diet, F(4,120) = 21.9, p < 0.001. Inspektion av de enkla huvudeffekterna visade att alla råttor ökade i vikt vid exponering för kafeteria- och chow-dieter, (Fs > 141.1, p < 0.001). Men råttor som utfodrats med kafeteriadiet var signifikant högre i kroppsmassa efter 14 dagars exponering, F(1,30) = 13.2, p = 0.001.
Energiförbrukning
Råttor som matades med kafeteriadieten förbrukade i genomsnitt 2.5 gånger mer energi (som kJ) än råttor som matades med chow, som visas i Figur Figure2B2B. Upprepade mätningar ANOVA mellan ämnesfaktorer i kosten (kafeteria, chow) och inom ämnesfaktorn för dietexponering (vecka) visade en signifikant huvudeffekt av kosten, F(1,3) = 433.4, p < 0.001, ingen signifikant huvudeffekt av dietexponering, F(2,6) = 3.5, p = 0.097, och ingen signifikant interaktion mellan diet och exponering, F <1. Som visas i Figur Figure2C2C, råttor som matades med cafeteriadieten förbrukade betydligt mer energi (kJ) som protein, (t = 8.4, df = 6, p < 0.001), kolhydrat, (t = 8.0, df = 6, p < 0.001), och fett, (t = 21.7, df = 6, p < 0.001), än råttor som utfodras med chow.
Utbildning
Som illustreras i Figur Figure3A3A, både kafeteriadiet och råttor som utfodrats med chow fick lära sig om relationerna mellan CS och USA, vilket framgår av % tid som ägnats åt tidningssvar under 15 s CS-presentationer på den sista utbildningsdagen i förhållande till PreCS. Detta bekräftades av ANOVA med inom-subjektsfaktorer av CS (brus, ton) och mellan-subjektsfaktorer av dieten (cafeteria, chow), vilket avslöjade en signifikant huvudeffekt av CS [F(1,27) = 8.5, p < 0.01] och kost [F(1,27) = 13.4, p < 0.01], vilket indikerar att chow-råttorna tillbringade en större % av tiden i tidningen under CS-presentationerna, och att dessa råttor svarade mer på ljudet än på tonerna. Det fanns inga statistiskt signifikanta tvåvägsinteraktioner mellan CS × diet (F < 1). Råttor som utfodrats med chow och cafeteria svarade lika under PreCS-perioderna (medelvärde för PreCS-tidningens svar: chow = 8.1 (±2.2), cafeteria = 10 (±3.6), oberoende prover t-testa t < 1. Dessutom fanns det ingen skillnad mellan att svara på CS baserat på dess associerade resultatparning, bekräftad av ANOVA som inte visar någon signifikant huvudeffekt av motbalansering [F(1,25) = 1.8, p = 0.197]. Inga interaktioner var signifikanta (Fs < 4.03).
Resultatdevalvering
Tre råttor uteslöts från den statistiska analysen (två från foder och en från kafeteriadiettillstånd) på grund av att de inte konsumerade lösningen under resultatdevalveringen eller misslyckades med att lämna tidningssvar under utrotningstestet. Chow-matade råttor konsumerade en signifikant större volym av det devalverade resultatet under förexponering [Medelvärde (±SEM): Cafeteria = 8.93 ml (0.79 ml), Chow = 14.1 ml (0.85 ml); oberoende prover t-testa t = 4.44, df = 27, p <0.001].
Testa
Testsessionen var uppdelad i tre tidpunkter, som var och en bestod av en presentation av CS associerat med det devalverade resultatet och CS associerat med det icke-devalverade resultatet. Som visas i Figur Figure3B3B, chow-matade råttor svarade i allmänhet mer på CS associerat med det icke-devalverade resultatet, medan cafeteria-matade råttor svarade mer på CS associerat med det devalverade resultatet under de första 2 CS-presentationerna (tidpunkt 1 som inkluderar CS associerat med devalverade och icke- nedvärderat resultat). Analys av % tidskrift som svarar över de tre tidpunkterna (CS associerad med devalverat och icke-devalverat resultat) genom upprepade mätningar ANCOVA med inom ämnena faktorer för devalvering (devalverad, icke-devalverad) och tidpunkt (1–3), mellan ämnesfaktor kost (kafeteriadiet, chow) och kovariat av volym som konsumerades under resultatdevalvering (konsumtion) visade signifikant huvudeffekt av tidpunkt [F(2,44) = 4.287, p < 0.001] och devalvering [F(1,22) = 6.3, p < 0.05], men ingen signifikant huvudeffekt av kosten [F(1,22) = 2.73, p = 0.113] eller förbrukning [F(1,22) = 1.16, p = 0.29]. Signifikanta interaktioner observerades mellan devalvering × diet [F(1,22) = 8.66, p < 0.01], tid × devalvering [F(1,22) = 3.97, p < 0.05], tid × devalvering × förbrukning [F(2,44) = 3.86, p < 0.05] och tid × devalvering × diet [F(2,44) = 3.29, p < 0.05], inga andra interaktioner var signifikanta (Max F = 3.37). Enkla huvudeffekter användes för att bryta ned devalveringen × kostinteraktionen. Som visas i Figur Figure3C3C, ingen signifikant effekt av devalvering observerades hos råttor som utfodrats med kafeteria (F < 1), dock observerades en signifikant effekt av devalvering hos råttor som utfodrats med foder [F(1,26) = 8.662, p <0.01].
EXPERIMENT 1B – SENSORSPECIFIK MÄTTSTÄNDIGHET I CAFETERIA DIET EXPONERADE RÅTTOR
Kroppsvikt
Råttor som tilldelats cafeterian och chow-dieter fortsatte att exponeras för den tilldelade kosten under träning och testning. Vid testet var råttor i cafeteriadietgruppen signifikant tyngre än råttor som fick foder [Medelvärde (±SEM): Cafeteria = 530 g (13.5 g), chow = 457.9 g (7.8 g), t = 4.6, df = 30, p <0.001].
SENSORSPECIFIK MÄTTHETSPROV
förtrogenhet
Som visas i Figur Figure4A4A, chow-utfodrade råttor konsumerade en större volym än cafeteria-diet-matade råttor, men båda grupperna drack liknande mängder av båda lösningarna. Dessa observationer bekräftades av en upprepad mätning av ANOVA med inom ämnet lösningsfaktorer (körsbärssackaros, druvmaltodextrin) och mellan ämnesfaktorn i kosten (kafeteria, chow), vilket avslöjade en signifikant huvudeffekt av kosten [F(1,30) = 13.6, p < 0.001, men ingen signifikant huvudeffekt av lösning (F < 1) eller lösning × dietinteraktion (F <1).
Pre-exponering
Råttor konsumerade liknande volymer av varje lösning, och råttor som fick foder konsumerade en större volym än råttor som fick mat i kafeteria som visas i Figur Figure4B4B. Denna observation bekräftades av ANOVA med inom ämnet lösningsfaktorer (körsbärssackaros, druvmaltodextrin) och mellan ämnesfaktorn i kosten (kafeteria, chow), vilket avslöjade en signifikant huvudeffekt av lösning [F(1,30) = 6.2, p < 0.05], vilket berodde på större intag av körsbärssackaros än druvan maltodextrin, en betydande huvudeffekt av kosten [F(1,30) = 102.6, p < 0.001], och ingen signifikant lösningsdiet × interaktion (F <1).
Två flaskor val test
Råttor som matades med chow konsumerade en större volym av den icke-förexponerade lösningen, vilket indikerar sensorisk specifik mättnad, medan råttor med kafeteriadiet konsumerade liknande volymer av både den förexponerade och icke-förexponerade lösningen, vilket indikerar frånvaron av sensorisk specifik mättnad, som visas i Figur Figure4C4C. Denna observation bekräftades av en upprepad mätning av ANCOVA med exponeringsfaktorer inom ämnet (förexponerad, icke-förexponerad), mellan ämnesfaktor för dieten (kafeteria, chow) och samvariat av volym som konsumerades under förexponering, vilket avslöjade en betydande huvudeffekt av exponering [F(1,29) = 4.598, p < 0.05], ingen signifikant huvudeffekt av kosten [F(1,29) = 3.233, p = 0.083], ingen signifikant effekt av volym före exponering [F(1,29) = 1.468, p = 0.235]. En signifikant exponering × dietinteraktion observerades [F(1,29) = 11.777, p < 0.01], men ingen signifikant interaktion mellan exponering och volym förbrukad under förexponering (F < 1). Enkel huvudeffektanalys av lösningsexponeringen × dietinteraktion visade att det inte fanns någon effekt av exponering hos råttor som matades med kafeteriadieten (F < 1), men en signifikant effekt av exponering hos råttor som utfodras med chow [F(1,29) = 40.107, p < 0.001]. Således behandlade råttor som utfodrats med kafeteriadiet de förexponerade och icke-förexponerade lösningarna som likvärdiga, vilket tyder på nedsatt sensorisk specifik mättnad.
Preferensen mellan de två lösningarna som konsumerades vid testet var likvärdiga, vilket indikeras av liknande konsumerade volymer [Chow-diet – medelvärde (±SEM): körsbärssackaros = 11.4 ml (0.78 ml), druvmaltodextrin = 10.3 ml (0.89 ml). Kafeteriadiet – Medel (±SEM): körsbärssackaros = 6.6 ml (0.97 ml), druvmaltodextrin = 5.6 ml (0.58 ml)]. Denna observation bekräftades genom upprepade åtgärder ANOVA med inom ämnet lösningsfaktor (körsbärssackaros, druvmaltodextrin) och mellan ämnesfaktor i kosten (kafeteria, chow), utan någon signifikant huvudeffekt av lösning [F(1,30) = 1.569, p = 0.22], en signifikant huvudeffekt av kosten [F(1,30) = 31.2, p < 0.001], och ingen signifikant lösning × dietinteraktion (F <1).
EXPERIMENT 2 – UTTRYCK AV SENSORSPECIFIK MÄTTSTÄNDIGHET EFTER BEGRÄNSAD FÖRE EXPONERINGSVOLYM
Pre-exponering
Råttor konsumerade lika stora volymer av varje lösning [medelvärde (±SEM) = sackaros 9.41 ml (0.36 ml), vanilj 9.16 ml (0.37 ml), oberoende prover t-testa: t <1].
Två flaskor val test
Råttor som utfodrats åt en större volym av den icke-förexponerade lösningen, vilket tyder på intakt sensorisk specifik mättnad [Medel (±SEM): förexponerad lösning = 3.87 ml (0.69 ml), icke-förexponerad lösning = 10 ml (0.78 ml), parade prover t-testa: t = 4.95, df = 23, p < 0.001]. Således visade råttor som förexponerats för en begränsad volym på upp till 10 ml intakt sensorisk specifik mättnad. Det kan därför föreslås att en mindre volym lösning under förexponering var tillräcklig för att producera sensorisk specifik mättnad vid test hos råttor som utfodras med chow.
EXPERIMENT 3 – SENSORSPECIFIK MÄTTSTÄNDIGHET I CAFETERIA DIET UTDRAGNA RÅTTOR
Kroppsvikt
Vid testet var råttor som tagits bort från cafeteriadieten fortfarande betydligt tyngre än råttor som endast fick foder [Medelvärde (±SEM): Ex-Cafeteria = 696.7 g (11 g), foder = 582.3 g (10.9 g), t = 7.419, df = 22, p <0.001].
Pre-exponering
Råttor konsumerade liknande volymer av varje lösning och råttor som fick foder åt en större volym än råttor som tidigare utfodrats med kafeteria (Mean (±SEM) Ex-Cafeteria = sackaros 16 ml (0.83 ml), vanilj 16.08 ml (1.4 ml), Chow = sackaros 21.08 ml (1.05 ml), vanilj 18.42 ml (1.07 ml) Denna observation bekräftades av ANOVA med lösningsfaktorer inom försökspersonerna (sackaros, vanilj) och mellan försökspersonernas dietfaktor (ex-cafeteria, chow), som avslöjade ingen betydande huvudeffekt av lösning [F(1,22) = 1.4, p = 0.257], en signifikant huvudeffekt av kosten [F(1,22) = 11.1, p < 0.01], och ingen signifikant lösning × dietinteraktion [F(1, 22) = 1.0, p = 0.497].
Två flaskor val test
Råttor som endast matats med chow konsumerade en större volym av den icke-förexponerade lösningen, vilket tyder på sensorisk specifik mättnad, medan råttor som tagits bort från cafeteriadieten och matad chow konsumerade liknande volymer av både de förexponerade och icke-förexponerade lösningarna, indikerar frånvaron av sensorisk specifik mättnad, som visas i Figur Figure55. Denna observation bekräftades av ANCOVA med exponeringsfaktorer inom ämnet (förexponerad, icke-förexponerad), mellan ämnesfaktor för dieten (ex-cafeteria, chow) och en kovariat av förbrukad volym före exponering (förexponering) som inte visade någon signifikant huvudeffekt av exponering (F < 1), en betydande huvudeffekt av kosten [F(1,21) = 3.56, p < 0.05], och en signifikant exponering × dietinteraktion [F(1,21) = 13.97, p = 0.001]. Det fanns ingen huvudeffekt av preexponeringsvolymen som en kovariat [F(1,21) = 3.56, p = 0.073], eller exponering x interaktion före exponering (F < 1). Den enkla analysen av huvudeffekter visade att det inte fanns någon effekt av exponering i råttor som matades med kafeteriadieten (F < 1), men det fanns en signifikant effekt av exponering hos råttor som fick foder [F(1,21) = 32.564, p < 0.001]. Således uppvisade råttor som tidigare konsumerat en cafeteriadiet fortfarande nedsatt sensorisk specifik mättnad 1 vecka efter att kafeteriadieten tagits bort, vilket tyder på en förlängd effekt av cafeteriadieten.
Dessutom fanns det ingen preferens mellan de två olika lösningarna som konsumerades vid testet. ANOVA, med inom ämnesfaktorer av lösning (sackaros, vanilj) och mellan ämnesfaktor i kosten (fd cafeterian, chow), bekräftade att det inte fanns någon signifikant huvudeffekt av lösning [F(1,22) = 1.6, p = 0.22], kost [F(1,22) = 3.6, p = 0.072], och ingen signifikant lösning × dietinteraktion (F <1).
DISKUSSION
TResultaten av de aktuella experimenten visar att råttor som matades med en kafeteriadiet, innehållande mat som äts av människor, var försämrade i både den värdedrivna vägledningen av matsökningssvar genom signaler associerade med välsmakande lösningar och i uttrycket av sensorisk specifik mättnad. Dessutom var denna försämring av uttrycket av sensorisk specifik mättnad bland råttor som matades med cafeteriadieten också närvarande när denna diet togs bort och ersattes med standardmat under 1 vecka. Slutligen verkade denna försämring inte bero på skillnader mellan mängderna som konsumerades av den förexponerade lösningen, eftersom råttor som utfodrats med chow uppvisade sensorisk specifik mättnad oberoende av mängderna som konsumerades av den förexponerade lösningen, vilket framgår av vår analys av kovarians.
Neuroimagingstudier på människor och icke-mänskliga primater kopplar OFC till hedonisk bearbetning och anpassningen av att äta med värdet av ett livsmedel (Kringelbach et al., 2003; Kringelbach, 2005). Vidare indikerade primatstudier att konsumtion av ett livsmedel till mättnad minskade neurala känslighet i OFC, och denna känslighet återställs vid presentationen av ett nytt livsmedel (Rolls et al., 1990). Således har OFC varit inblandad som en nyckel neural region i utvärderingen av de njutbara aspekterna av välsmakande livsmedel och i kodningen av de sensoriska attributen för dessa värden. I ljuset av observationen att sensorisk specifik mättnad är försämrad hos råttor som matats med en cafeteriadiet, och bevis på att OFC är en kritisk region involverad i att integrera en uppdaterad värdebaserad information om belöningsprediktiva signaler (Delamater, 2007; Ostlund och Balleine, 2007; Clark et al., 2012), vi föreslår att resultat-värde-kodningssystemen störs efter exponering för välsmakande livsmedel i kafeteriadieter. En implikation av detta förslag är att presentation av ett nytt foder för råttor som matas med kafeteria skulle misslyckas med att återställa neurala svar i OFC och att detta kan störa valet av ett annat foder vid sensorisk specifik mättnad och uppdateringen av stimulansvärdet av ett matresultat till direkt betingad respons.
Råttor som fick en cafeteriadiet svarade på två signaler som förutsäger separat välsmakande belöning under träning. Efter devalvering av ett av dessa resultat genom specifik mättnad, modulerade råttor som matades av kafeteria inte tidningens svar i enlighet med resultatets incitamentvärde. Våra resultat indikerar att chow-råttor var känsliga för devalvering, men kafeteriadietråttor var inte det när analys utfördes i alla försök. Det är dock värt att notera att omfattningen av devalveringseffekten förändrades över försök. Detta indikerar att konsumtion av en obesogen cafeteriadiet kan påverka hjärnregioner som är involverade i bildandet av stimulans-resultatassociationer och incitamentsvärde, såsom basolateral amygdala (BLA), striatum och OFC, som beskrivits tidigare. Johnson et al. (2009) rapporterade att BLA spelar en avgörande roll i devalveringsprestanda efter Pavlovian-konditionering med flera förstärkare. Dock, Johnson et al. (2009) använde smakaversion i motsats till specifik mättnad för att modulera värdet av de aptitliga resultaten, och visade också att BLA-lesioner efter träning störde uttrycket av incitamentvärdekontrollerade beteenden. Liknande, Balleine et al. (2011) och Ostlund och Balleine (2007) hittade det OFC-lesioner störde påverkan av Pavlovian-stimuli under resultatspecifik Pavlovian-instrumentell överföring. TInverkan av resultatrelaterade stimuli på val involverar en större krets inklusive OFC, striatum och amygdala. I synnerhet har den centrala kärnan i amygdala visat sig vara nödvändig för betingad inställning till ledtrådar mätta med teckenspårningsbeteenden (Gallagher et al., 1990; Parkinson et al., 2000); dessutom störs sensorisk specifik mättnad genom övergående inaktivering av amygdalas centrala kärna (Ahn och Phillips, 2002). Därför kan vår observation av nedsatt sensorisk specifik mättnadskänsla och cue-outcome-associationer tyda på att cafeteriadieten också påverkade centrala amygdalafunktionen.
Misslyckandet att upptäcka en effekt av det devalverade resultatet på tidningens reaktioner som framkallats av dess CS-medarbetare överensstämmer med humana neuroimagingstudier som visar differentiell aktivering av belöningsneurokretslopp (särskilt det mesokortikolimbiska dopaminsystemet) av matrelaterade signaler hos överviktiga personer (Stoeckel et al., 2008, 2009; Jastreboff et al., 2013). Tidigare devalveringsstudier på råttor har visat att BLA har en grundläggande roll i upprätthållandet av detaljerade sensoriska specifika resultatrepresentationer, vilket möjliggör integration av ny information om resultatvärde i befintliga associativa strukturer (Ostlund och Balleine, 2007). Dessutom, regioner av striatum, särskilt den ventrolaterala (Lelos et al., 2011), dorsomedial och dorsolateral striatum (Corbit och Janak, 2010), har varit inblandade i Pavlovs resultatdevalvering, liksom NAc-kärnan och skalet (Corbit et al., 2001). OFC- och BLA-lesioner har dock inga detekterbara effekter på bildandet eller flexibel användning av sensoriska specifika smak-näringsämnesföreningar i en devalveringsuppgift (Scarlet et al., 2012), eller förbrukningstester efter devalvering (Corbit et al., 2001; Corbit och Janak, 2010; Lelos et al., 2011). Spå liknande sätt har NAc-kärnan och skalet visat sig vara nödvändiga för kontroll av Pavlovian-konditionerad respons efter devalvering av LiCl-inducerat illamående (Singh et al., 2010). TDessa data tyder på att NA-kärna och skal är en del av en krets som är nödvändig för användning av cue-framkallad information om förväntade utfall för att styra beteende, särskilt involverande regioner som OFC och BLA som projekterar till NAc.
Detta är den första studien som visar försämring av uttrycket av sensorisk specifik mättnad hos råttor som matats med en cafeteriadiet, vilket kan underbygga missanpassade ätbeteenden vid fetma. Studier som undersöker om fetma påverkar sensorisk specifik mättnad hos människor har rapporterat blandade resultat. Tey et al. (2012) fann att personer med högre kroppsmassaindex och fettmassa visade minskad sensorisk specifik mättnad vid baslinjen. Denna studie visade också att personer som regelbundet konsumerade samma tre energitäta snacks visade en minskning av sensorisk specifik mättnad över tiden, så att äta av dessa snacks blev mindre påverkad av den tidigare konsumerade maten. Däremot resulterade en begränsning av utbudet av tillgängliga snacks i minskade hedoniska värderingar av snacks och minskat intag hos både normalviktiga och överviktiga vuxna deltagare, vilket tyder på långvarig sensorisk specifik mättnad (Raynor et al., 2006). Däremot visade en tidigare studie med överviktiga och normalviktiga deltagare inga skillnader i känslighet för sensorisk specifik mättnad (Snoek et al., 2004).
I denna studie observerade vi att kafeteriadietråttor konsumerade lika volymer av de förexponerade och icke-förexponerade lösningarna. Detta är en spännande observation, eftersom råttor som utfodrats med kafeteriadiet misslyckats med att konsumera mer av den nya lösningen kan tolkas som ett skydd mot överätande och därmed långsiktig viktökning. Konsumtion av en varierad kost av välsmakande livsmedel som verkar störa uttrycket av sensorisk specifik mättnad kan därför resultera i en minskad känslighet för variationseffekten. Detta indikerar att råttor som matats med kafeteriadiet kan misslyckas med att "hämma" fulländade reaktioner när de ges tillgång till ett sortiment av nya, välsmakande livsmedel. Detta i motsats till litteratur som beskriver "bufféeffekten" där kostvariation främjar överkonsumtion genom att byta till intag av nya livsmedel (Rolls, 1981). Våra data tyder på att dieter med hög variation kan åsidosätta sensorisk specifik mättnad och främja konsumtion i allmänhet.
I föreliggande experiment konsumerade råttor som matades med kafeteriadieten mindre av de välsmakande lösningarna än råttorna som matades med chow. Det minskade intaget av välsmakande lösningar beror kanske på större mängder fukt i cafeteriadieten, så att den fysiologiska effekten av vattenbegränsning kan minska, eller på ett lägre hedoniskt värde som tillkommer lösningarna efter konstant exponering för en mycket välsmakande diet i jämförelse. till laboratorie chow diet. Ett annat alternativ är att den minskade konsumtionen hos råttor som matats med kafeteriadiet berodde på metabolisk mättnad, och att de minskade volymerna som konsumerades vid testet återspeglar detta i motsats till nedsatt specifik mättnad. Men vår analys stod för volym som förbrukades under förexponering som en kovariatfaktor, vilket indikerar att uttrycket av specifik mättnad inte påverkades av den förbrukade volymen. Dessutom, även om vi visade att en begränsad pre-exponeringsvolym på 10 ml var tillräcklig för att framkalla sensorisk specifik mättnad hos råttor som matades med chow, testade vi inte mindre volymer, eftersom kafeteriadietråttor konsumerade mellan 5–7 ml under förexponering. Dessutom, efter dietabstinenser ex-cafeteriadiet matade råttor konsumerade lika stora volymer totalt av lösningarna vid testet, men uppvisade ändå en uttalad försämring av sensorisk specifik mättnad, vilket tyder på att denna observation inte berodde på metabolisk mättnad.
Dessa data tyder på att råttor som matats med kafeteriadiet kan misslyckas med att behålla kortsiktig information om nyligen konsumerad välsmakande mat (Henderson et al., 2013), och därför misslyckas med att uppvisa sensorisk specifik mättnad. Minnesbrist och hippocampus dysfunktion har associerats med dietinducerad fetma (Greenwood och Winocur, 1990; Baybutt et al., 2002; Davidson et al., 2005; Granholm et al., 2008; Kanoski och Davidson, 2010, 2011; Darling et al., 2013), och dessa kan bidra till överkonsumtion. I denna modell uppstår en ond cirkel av fetma och underskott i hippocampus-beroende processer av högre ordning – inklusive episodiskt minne (dvs. att komma ihåg vad vi har ätit) och vår känslighet för inre hunger- och mättnadssignaler (Davidson et al., 2007; Francis och Stevenson, 2011). Tdet leder till försämringar i att hämma återhämtningen av minnet av de aptitliga konsekvenserna efter förtäring av energiintag av miljörelaterade livsmedelsrelaterade signaler, vilket ökar sannolikheten för att dessa signaler skulle framkalla ytterligare aptitretande beteender (Davidson et al., 2005). Det har dock visat sig att hippocampusskador inte påverkar sensorisk specifik mättnad eller incitamentsvärdekontrollerad instrumentell respons hos råttor (Reichelt et al., 2011).
Tillvänjningsteorin beskriver att sensoriska stimuli påverkar faktorer relaterade till intagsbeteende, varvid reaktionsförmågan förändras för mat och matrelaterade stimuli som upprepas under en måltid (Epstein et al., 1992, 2009; Raynor och Epstein, 2001). När människor äter samma mat under en måltid blir de vana vid matens motiverande egenskaper och minskar sin konsumtion. Sålunda, när de presenteras med en rad olika livsmedel under måltiderna ökar mängden som konsumeras, troligen för att tillvänjning är stimulusspecifik och eftersom variation kan medföra vanvänjningseffekter (Raynor och Epstein, 2001). Eexponering för cafeteriadieten som innehåller en mängd olika livsmedel som byts dagligen kan ha förändrat tillvänjningen till dessa livsmedel och därmed underbygga det observerade underskottet i uttrycket av sensorisk specifik mättnad.
Dopamin föreslås spela en roll i motiverade beteenden, och fynd av Ahn och Phillips (1999) indikerade att det NAc- och PFC-dopaminutflödet kan bilda en viktig signal som kodar för den relativa incitamentframträdandet av livsmedel och därmed fungera som en avgörande faktor för beteendemönstret som observeras vid sensorisk specifik mättnad. Thus, vår observation av nedsatt sensorisk specifik mättnad i en råttmodell av dietfetma kan vara en beteendemässig manifestation av mesokortikolimbiskt dopaminsystems dysfunktion. Effekten av dietinducerad fetma kan ha effekter på flera hjärnregioner, vilket kan påverka nivåerna av opioider (Woolley et al., 2007a,b) och/eller dopaminerg överföring (Ahn och Phillips, 1999, 2002; Johnson och Kenny, 2010; Kenny et al., 2013).
SLUTSATS
Våra aktuella fynd visar att exponering för obesogena "cafeteriadieter" stör både uttrycket av sensorisk specifik mättnad och stimulans-utfallsassociationer. Dessa observationer är av betydelse för förståelsen av hur fetma kan påverka bearbetningen av aptitliga resultat och associerade stimuli, och även för hur maladaptiva associationer kan kontrollera matsökningsbeteende i frånvaro av fysiologiska och homeostatiska krav. Framtida studier bör utöka våra nuvarande observationer, ytterligare reducera volymen före exponeringen och undersöka den bestående karaktären hos det sensoriska specifika mättnadsunderskottet vi observerade efter 1 veckas dietavdrag, och även om cue-devalveringseffekten kvarstår efter dietabstinens.
Intresseanmälan
Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.
Erkännanden
Detta arbete stöddes av NHMRC-projektanslag 1023073 tilldelat Margaret J. Morris och RF Westbrook. Amy C. Reichelt är mottagare av ett Australian Research Council Discovery Early Career Research Award (projektnummer DE140101071). Författarna vill tacka Miss Jessica Beilharz för hennes hjälp med beteendepoäng.
REFERENSER
- Ahn S., Phillips AG (1999). Dopaminerga korrelat av sensorisk specifik mättnad i den mediala prefrontala cortex och nucleus accumbens hos råttan. J. Neurosci. 19 RC29. [PubMed]
- Ahn S., Phillips AG (2002). Modulering av centrala och basolaterala amygdalära kärnor av dopaminerga korrelat av matning till mättnad i råttkärnan och mediala prefrontala cortex. J. Neurosci. 22 10958-10965 [PubMed]
- Ahn S., Phillips AG (2012). Upprepade cykler av begränsat födointag och hetsätning stör sensorisk specifik mättnad hos råttan. Behav. Brain Res. 231 279–285 10.1016/j.bbr.2012.02.017 [PubMed] [Cross Ref]
- Balleine BW, Dickinson A. (1998). Målstyrd instrumentell åtgärd: oförutsedda och incitamentinlärning och deras kortikala substrat. Neuro 37 407–419 10.1016/S0028-3908(98)00033-1 [PubMed] [Cross Ref]
- Balleine BW, Leung BK, Ostlund SB (2011). Den orbitofrontala cortex, förutsagt värde och val. Ann. NY Acad. Sci. 1239 43–50 10.1111/j.1749-6632.2011.06270.x [PubMed] [Cross Ref]
- Baybutt RC, Rosales C., Brady H., Molteni A. (2002). Dietfiskolja skyddar mot lung- och leverinflammation och fibros hos monokrotalinbehandlade råttor. Toxikologi 175 1–13 10.1016/S0300-483X(02)00063-X [PubMed] [Cross Ref]
- Berthoud HR (2004). Sinne kontra metabolism i kontroll av födointag och energibalans. Physiol. Behav. 81 781–793 10.1016/j.physbeh.2004.04.034 [PubMed] [Cross Ref]
- Caballero B. (2007). Den globala epidemin av fetma: en översikt. Epidemiol. Varv. 29 1–5 10.1093/epirev/mxm012 [PubMed] [Cross Ref]
- Capaldi ED, Davidson TL, Myers DE (1981). Resistens mot mättnad: Förstärkande effekter av mat och att äta under mättnad. Lära sig. Motiv. 12 171–195 10.1016/0023-9690(81)90017-5 [Cross Ref]
- Clark AM, Bouret S., Young AM, Richmond BJ (2012). Skärningspunkten mellan belöning och minne i apans rhinal cortex. J. Neurosci. 32 6869-6877 10.1523 / JNEUROSCI.0887-12.2012 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Corbit LH, Janak PH (2010). Posterior dorsomedial striatum är avgörande för både selektiv instrumentell och Pavlovisk belöningsinlärning. Eur. J. Neurosci. 31 1312–1321 10.1111/j.1460-9568.2010.07153.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Corbit LH, Muir JL, Balleine BW (2001). Nucleus accumbens roll i instrumentell konditionering: bevis på en funktionell dissociation mellan accumbens kärna och skal. J. Neurosci. 21 3251–3260 10.1016/j.nlm.2009.11.002 [PubMed] [Cross Ref]
- Darling JN, Ross AP, Bartness TJ, Parent MB (2013). Förutsäga effekterna av en energirik kost på fettlever och hippocampus-beroende minne hos hanråttor. Fetma (Silver Spring) 21 910–917 10.1002/oby.20167 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Davidson TL, Kanoski SE, Schier LA, Clegg DJ, Benoit SC (2007). En potentiell roll för hippocampus i energiintag och kroppsviktsreglering. Curr. Opin. Pharmacol. 7 613–616 10.1016/j.coph.2007.10.008 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Davidson TL, Kanoski SE, Walls EK, Jarrard LE (2005). Minneshämning och energireglering. Physiol. Behav. 86 731–746 10.1016/j.physbeh.2005.09.004 [PubMed] [Cross Ref]
- Davis C., Levitan RD, Muglia P., Bewell C., Kennedy JL (2004). Beslutsunderskott och överätande: en riskmodell för fetma. Obes. Res. 12 929 – 935 10.1038 / oby.2004.113 [PubMed] [Cross Ref]
- Delamater AR (2007). Den orbitofrontala cortexens roll i sensorisk specifik kodning av associationer i pavlovisk och instrumentell konditionering. Ann. NY Acad. Sci. 1121 152–173 10.1196/annals.1401.030 [PubMed] [Cross Ref]
- Dickinson A., Balleine B., Watt A., Gonzalez F., Boakes RA (1995). Motivationskontroll efter utökad instrumentell träning. Anim. Lära sig. Behav. 23 197–206 10.3758/BF03199935 [Cross Ref]
- Dickinson A., Campos J., Varga ZI, Balleine B. (1996). Dubbelriktad instrumentell konditionering. QJ Exp. Psychol. B 49 289-306 [PubMed]
- Epstein LH, Rodefer JS, Wisniewski L., Caggiula AR (1992). Tillvänjning och dishabituering av mänsklig salivrespons. Physiol. Behav. 51 945–950 10.1016/0031-9384(92)90075-D [PubMed] [Cross Ref]
- Epstein LH, Temple JL, Roemmich JN, Bouton ME (2009). Tillvänjning som en avgörande faktor för människors födointag. Psychol. Varv. 116 384 – 407 10.1037 / a0015074 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Francis HM, Stevenson RJ (2011). Högre rapporterat intag av mättat fett och raffinerat socker är associerat med minskat hippocampus-beroende minne och känslighet för interoceptiva signaler. Behav. Neurosci. 125 943 – 955 10.1037 / a0025998 [PubMed] [Cross Ref]
- Furlong TM, Jayaweera HK, Balleine BW, Corbit LH (2014). Hetsliknande konsumtion av välsmakande mat påskyndar vanemässig kontroll av beteendet och är beroende av aktivering av dorsolaterala striatum. J. Neurosci. 34 5012-5022 10.1523 / JNEUROSCI.3707-13.2014 [PubMed] [Cross Ref]
- Gallagher M., Graham PW, Holland PC (1990). Amygdalas centrala kärna och aptitlig Pavlovsk konditionering: lesioner försämrar en klass av betingat beteende. J. Neurosci. 10 1906-1911 [PubMed]
- Granholm AC, Bimonte-Nelson HA, Moore AB, Nelson ME, Freeman LR, Sambamurti K. (2008). Effekter av en diet med mättat fett och högt kolesterol på minne och hippocampus morfologi hos medelålders råtta. J. Alzheimers Dis. 14 133-145 [PMC gratis artikel] [PubMed]
- Greenwood CE, Winocur G. (1990). Inlärnings- och minnesstörning hos råttor som utfodrats med en diet med högt mättat fett. Behav. Neural Biol. 53 74–87 10.1016/0163-1047(90)90831-P [PubMed] [Cross Ref]
- Hansen MJ, Jovanovska V., Morris MJ (2004). Adaptiva svar i hypotalamisk neuropeptid Y inför långvarig fettrik matning hos råtta. J. Neurochem. 88 909–916 10.1046/j.1471-4159.2003.02217.x [PubMed] [Cross Ref]
- Henderson YO, Smith GP, Parent MB (2013). Hippocampus neuroner hämmar måltidsdebut. hippocampus 23 100–107 10.1002/hipo.22062 [PubMed] [Cross Ref]
- Jastreboff AM, Sinha R., Lacadie C., Small DM, Sherwin RS, Potenza MN (2013). Neurala korrelat av stress- och matinducerad matbegär vid fetma: samband med insulinnivåer. Diabetes Care 36 394–402 10.2337/dc12-1112 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Johnson AW, Gallagher M., Holland PC (2009). Den basolaterala amygdala är avgörande för uttrycket av pavloviska och instrumentella resultatspecifika förstärkardevalveringseffekter. J. Neurosci. 29 696-704 10.1523 / JNEUROSCI.3758-08.2009 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Johnson PM, Kenny PJ (2010). Dopamin D2-receptorer i missbruksliknande belöningsdysfunktion och tvångsmässigt ätande hos överviktiga råttor. Nat. Neurosci. 13 635-641 10.1038 / nn.2519 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Kanoski SE, Davidson TL (2010). Olika mönster av minnesstörningar åtföljer kort- och långtidsunderhåll på en energirik diet. J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Bearbeta 36 313 – 319 10.1037 / a0017228 [PubMed] [Cross Ref]
- Kanoski SE, Davidson TL (2011). Västerländsk kostkonsumtion och kognitiv funktionsnedsättning: länkar till hippocampus dysfunktion och fetma. Physiol. Behav. 103 59–68 10.1016/j.physbeh.2010.12.003 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Kendig MD, Boakes RA, Rooney KB, Corbit LH (2013). Kroniskt begränsad tillgång till 10 % sackaroslösning hos ungdomar och unga vuxna råttor försämrar det rumsliga minnet och förändrar känsligheten för devalvering av resultat. Physiol. Behav. 120 164–172 10.1016/j.physbeh.2013.08.012 [PubMed] [Cross Ref]
- Kenny PJ, Voren G., Johnson PM (2013). Dopamin D2-receptorer och striatopallidal överföring vid missbruk och fetma. Curr. Opin. Neurobiol. 23 535-538 10.1016 / j.conb.2013.04.012 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Killcross S., Coutureau E. (2003). Koordinering av handlingar och vanor i den mediala prefrontala cortex hos råttor. Cereb. Bark 13 400-408 10.1093 / cercor / 13.4.400 [PubMed] [Cross Ref]
- Kringelbach ML (2005). Den mänskliga orbitofrontala cortex: kopplar belöning till hedonisk upplevelse. Nat. Rev. Neurosci. 6 691-702 10.1038 / nrn1747 [PubMed] [Cross Ref]
- Kringelbach ML, O'doherty J., Rolls ET, Andrews C. (2003). Aktivering av den mänskliga orbitofrontala cortex till en flytande föda stimulans är korrelerad med dess subjektiva behaglighet. Cereb. Bark 13 1064-1071 10.1093 / cercor / 13.10.1064 [PubMed] [Cross Ref]
- la Fleur SE, Vanderschuren LJ, Luijendijk MC, Kloeze BM, Tiesjema B., Adan RA (2007). En ömsesidig interaktion mellan matmotiverat beteende och dietinducerad fetma. Int. J. Obes. (Lond) 31 1286–1294 10.1038/sj.ijo.0803570 [PubMed] [Cross Ref]
- Lelos MJ, Harrison DJ, Dunnett SB (2011). Nedsatt känslighet för Pavlovian stimulus-resultatinlärning efter excitotoxisk lesion av ventrolateral neostriatum. Behav. Brain Res. 225 522–528 10.1016/j.bbr.2011.08.017 [PubMed] [Cross Ref]
- Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, Bruce AS, Brooks WM, Zarcone JR, et al. (2010). Neurala mekanismer associerade med matmotivation hos överviktiga och hälsosamma vuxna. Fetma (Silver Spring) 18 254–260 10.1038/oby.2009.220 [PubMed] [Cross Ref]
- Martire SI, Holmes N., Westbrook RF, Morris MJ (2013). Förändrade matmönster hos råttor som exponerats för en välsmakande cafeteriadiet: ökat mellanmål och dess konsekvenser för utveckling av fetma. PLoS ONE 8: e60407 10.1371 / journal.pone.0060407 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Meule A., Lutz A., Vogele C., Kubler A. (2012). Kvinnor med förhöjda symtom på matberoende visar påskyndade reaktioner, men ingen försämrad hämmande kontroll, som svar på bilder av kaloririka livsmedel. Äta. Behav. 13 423–428 10.1016/j.eatbeh.2012.08.001 [PubMed] [Cross Ref]
- Meule A., Lutz AP, Vogele C., Kubler A. (2014). Impulsiva reaktioner på matsignaler förutsäger efterföljande matbegär. Äta. Behav. 15 99–105 10.1016/j.eatbeh.2013.10.023 [PubMed] [Cross Ref]
- Morgan MJ (1974). Motstånd mot mättnad. Anim. Behav. 22 449–466 10.1016/S0003-3472(74)80044-8 [Cross Ref]
- Ostlund SB, Balleine BW (2007). Orbitofrontal cortex förmedlar resultatkodning i Pavlovisk men inte instrumentell konditionering. J. Neurosci. 27 4819-4825 10.1523 / JNEUROSCI.5443-06.2007 [PubMed] [Cross Ref]
- Parkinson JA, Robbins TW, Everitt BJ (2000). Dissocierbara roller för den centrala och basolaterala amygdala i aptitlig emotionell inlärning. Eur. J. Neurosci. 12 405–413 10.1046/j.1460-9568.2000.00960.x [PubMed] [Cross Ref]
- Pickens CL, Saddoris MP, Gallagher M., Holland PC (2005). Orbitofrontala lesioner försämrar användningen av cue-outcome associationer i en devalveringsuppgift. Behav. Neurosci. 119 317–322 10.1037/0735-7044.119.1.317 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Pickens CL, Saddoris MP, Setlow B., Gallagher M., Holland PC, Schoenbaum G. (2003). Olika roller för orbitofrontal cortex och basolateral amygdala i en förstärkardevalveringsuppgift. J. Neurosci. 23 11078-11084 [PubMed]
- Pickering C., Alsio J., Hulting AL, Schioth HB (2009). Återkallelse från fritt val med hög fetthalt och hög sockerdiet inducerar sug endast hos fetmabenägna djur. Psykofarmakologi (Berl) 204 431–443 10.1007/s00213-009-1474-y [PubMed] [Cross Ref]
- Raynor HA, Epstein LH (2001). Kostvariation, energireglering och fetma. Psychol. Tjur. 127 325–341 10.1037/0033-2909.127.3.325 [PubMed] [Cross Ref]
- Raynor HA, Niemeier HM, Wing RR (2006). Effekt av begränsning av snacksvariation på långvarig sensorisk specifik mättnad och monotoni under fetmabehandling. Äta. Behav. 7 1–14 10.1016/j.eatbeh.2005.05.005 [PubMed] [Cross Ref]
- Reichelt AC, Killcross S., Wilkinson LS, Humby T., Good MA (2013). Transgent uttryck av FTDP-17 tauV337M-mutationen i hjärnan dissocierar komponenter av exekutiv funktion hos möss. Neurobiol. Lära sig. Mem. 104 73–81 10.1016/j.nlm.2013.05.005 [PubMed] [Cross Ref]
- Reichelt AC, Lin TE, Harrison JJ, Honey RC, Good MA (2011). Hippocampus olika roll i respons-resultat och kontext-resultatinlärning: bevis från selektiva mättnadsprocedurer. Neurobiol. Lära sig. Mem. 96 248–253 10.1016/j.nlm.2011.05.001 [PubMed] [Cross Ref]
- Rolls BJ, Rowe EA, Rolls ET, Kingston B., Megson A., Gunary R. (1981). Variation i en måltid ökar födointaget hos människan. Physiol. Behav. 26 215–221 10.1016/0031-9384(81)90014-7 [PubMed] [Cross Ref]
- Rolls ET (1981). Centrala nervmekanismer relaterade till matning och aptit. Br. Med. Tjur. 37 131-134 [PubMed]
- Rolls ET (1984). Utfodringens neurofysiologi. Int. J. Obes. 8 (Suppl. 1), 139–150 [PubMed]
- Rolls ET, Sienkiewicz ZJ, Yaxley S. (1989). Hunger modulerar svaren på smakstimuli från enstaka neuroner i den caudolaterala orbitofrontala cortex av makakapan. Eur. J. Neurosci. 1 53–60 10.1111/j.1460-9568.1989.tb00774.x [PubMed] [Cross Ref]
- Rolls ET, Yaxley S., Sienkiewicz ZJ (1990). Smaksvar av enstaka neuroner i den caudolaterala orbitofrontala cortexen hos makakapan. J. Neurophysiol. 64 1055-1066 10.1523 / JNEUROSCI.0430-05.2005 [PubMed] [Cross Ref]
- Scarlet J., Delamater AR, Campese V., Fein M., Wheeler DS (2012). Differentiell involvering av den basolaterala amygdala och orbitofrontala cortex i bildandet av sensoriska specifika associationer i betingade smakpreferenser och tidningsmetoder. Eur. J. Neurosci. 35 1799–1809 10.1111/j.1460-9568.2012.08113.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Singh T., Mcdannald MA, Haney RZ, Cerri DH, Schoenbaum G. (2010). Nucleus accumbens kärna och skal är nödvändiga för förstärkande devalveringseffekter på pavlovisk betingad respons. Främre. Integr. Neurosci. 4:126 10.3389/fnint.2010.00126 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Snoek HM, Huntjens L., Van Gemert LJ, De Graaf C., Weenen H. (2004). Sensorisk specifik mättnad hos feta och normalviktiga kvinnor. Am. J. Clin. Nutr. 80 823-831 [PubMed]
- Stice E., Spoor S., Bohon C., Veldhuizen MG, Small DM (2008). Relation mellan belöning från matintag och förväntat matintag till fetma: en funktionell magnetisk resonanstomografistudie. J. Abnorm. Psychol. 117 924 – 935 10.1037 / a0013600 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Stoeckel LE, Kim J., Weller RE, Cox JE, Cook EW, 3rd, Horwitz B. (2009). Effektiv anslutning av ett belöningsnätverk hos överviktiga kvinnor. Brain Res. Tjur. 79 388–395 10.1016/j.brainresbull.2009.05.016 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
- Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE (2008). Utbredd aktivering av belöningssystem hos överviktiga kvinnor som svar på bilder av kaloririk mat. NeuroImage 41 636 – 647 10.1016 / j.neuroimage.2008.02.031 [PubMed] [Cross Ref]
- Tey SL, Brown RC, Grey AR, Chisholm AW, Delahunty CM (2012). Långtidskonsumtion av högenergitäta snacks på sensorisk specifik mättnad och intag. Am. J. Clin. Nutr. 95 1038–1047 10.3945/ajcn.111.030882 [PubMed] [Cross Ref]
- Volkow ND, Wise RA (2005). Hur kan drogberoende hjälpa oss att förstå fetma? Nat. Neurosci. 8 555-560 10.1038 / nn1452 [PubMed] [Cross Ref]
- Wang GJ, Volkow ND, Logan J., Pappas NR, Wong CT, Zhu W., et al. (2001). Hjärndopamin och fetma. Lansetten 357 354–357 10.1016/S0140-6736(00)03643-6 [PubMed] [Cross Ref]
- Woolley JD, Lee BS, Kim B., Fields HL (2007a). Motsatta effekter av intra-nucleus accumbens mu och kappa opioidagonister på sensorisk specifik mättnad. Neuroscience 146 1445-1452 10.1016 / j.neuroscience.2007.03.012 [PubMed] [Cross Ref]
- Woolley JD, Lee BS, Taha SA, Fields HL (2007b). Nucleus accumbens opioidsignalering ger kortsiktiga smakpreferenser. Neuroscience 146 19-30 10.1016 / j.neuroscience.2007.01.005 [PubMed] [Cross Ref]
;