Biolpsykiatri. Författarmanuskript; tillgängligt i PMC 2014 Maj 1.
Publicerad i slutredigerad form som:
Biol Psykiatri. 2013 Maj 1; 73 (9): 877 – 886.
Publicerad online 2013 Feb 23. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.014
PMCID: PMC3686098
NIHMSID: NIHMS466498
Abstrakt
Bakgrund
Ett viktigt steg i fetmaundersökningen innebär att identifiera neurobiologiska underlag för icke-livsmedel belöning bearbetning unik för specifika undergrupper av feta individer.
Metoder
Nitton feta individer som söker behandling för binge ätstörning (BED) jämfördes med 19 icke-BED feta individer (OB) och 19 magra kontrollpersoner (LC) medan de utförde en monetär belönings / förlustuppgift som analyserar förutseende och resultatkomponenter under funktionell magnetisk resonans avbildning. Skillnader i regional aktivering undersöktes i BED-, OB- och LC-grupper under belöning / förlustutsikter, förväntan och anmälan.
Resultat
I förhållande till LC-gruppen visade OB-gruppen ökad ventral striatal och ventromedial prefrontal cortexaktivitet under förväntade faser. Däremot visade BED-gruppen i förhållande till OB-gruppen minskad bilateral ventral striatal aktivitet under förväntad belöning / förlustbehandling. Inga skillnader observerades mellan BED- och LC-grupperna i det ventrala striatum.
Slutsatser
Heterogenitet existerar bland överviktiga individer med avseende på neuralkorrelaterade belönings- / förlustbehandling. Neurala skillnader i separerbara grupper med fetma antyder att flera, varierande ingrepp kan vara viktiga för att optimera förebyggande och behandlingsstrategier för fetma.
Neurala belöningssystem - genom deras reglering av aptit, viktreglering och behandlingsrespons - har varit inblandade i fetma (1-3). Studier i överviktiga populationer har emellertid visat både hyper- och hyporesponsivitet belöna neurocircuitry som svar på matkoder (4-8). Dessa till synes diskordanta fynd kan relatera till heterogenitet bland feta individer (9). Fetma är förknippat med olika former av ostört ätbeteende. Till exempel skiljer sig grupper med fetma och binge ätstörningar (BED) från de med icke-binge-relaterad fetma på många beteendemässiga och psykologiska dimensioner (10). En aktuell debatt existerar om tillämpningen av ”matberoende” på ätbeteenden; även om vissa utredare hävdar brist på bevis (11) föreslår andra att konstruktionen verkar särskilt relevant för vissa feta undergrupper, till exempel BED (12,13).
Till synes ojämnbara resultat kan också återspegla misslyckanden med att tillräckligt otvetydiga faser relaterade till förutseende och resultatbehandling (14). Förväntning av belöning är kopplat till ventral striatal (VS) -aktivitet, medan större mediala prefrontala cortexaktivitet är förknippad med belöningsmeddelande eller utfallsfasen av belöningsbearbetning (15-18). Livsmedelsstudier som gör förutseende-fullbordande distinktioner rapporterar större förutsägbar respons på VS, mellanhjärnan, amygdala och talamus i förhållande till fullbordande faser av belöningsbearbetning hos friska individer (19,20). Välsmakande matkonsumtion är förknippad med ökad aktivitet i orbitofrontal cortex (OFC) och insula, med ökad responsivitet observerad hos överviktiga individer (19,21,22). Vid fetma är den förväntande-fulländande skillnaden särskilt viktig, eftersom energiintaget verkar starkt påverkat av föregripande signalering snarare än av den faktiska livsmedelsförbrukningen (23). Förhöjd förväntan på belöning av livsmedel uppfattas som en trigger för överätande hos överviktiga individer (20,24).
Hittills har neuroimaging-studier som särskiljer förutseende / fullbordad behandling i populationer med ostört ätande komplexa resultat. Feta, relativt mager, individer uppvisar ökad aktivitet i insula och inferior frontal gyrus (IFG) under matförväntan (22). Emellertid i bulimia nervosa, en störning som kännetecknas av binge äta, är matförväntning förknippad med minskad prefrontal- och insulaaktivitet, i förhållande till individer som inte är ätliga (25). Striatal aktivitet är associerad med belöningsbearbetningsuppgifter (15-18,26,27) och förändrade striatala svar är associerade med fetma och viktökning; även om vissa studier visar minskad aktivitet efter smakligt födaintag hos överviktiga individer, rapporterar andra ökat striatal svar (6,22,28,29).
På liknande sätt inkluderar beroendelitteraturen till synes tvetydiga fynd i belöningsbearbetning, även när man förutser förväntande / fulländande komponenter. Till exempel har ökad striatal aktivitet rapporterats vid kokainberoende under förväntad bearbetning (30), medan minskade förväntade VS-svar har noterats i alkoholberoende (31) och patologiskt spelande (32). Dessa skillnader kan relatera till specifika störningar, metodologiska / analytiska överväganden, behandlingssökande status eller anatomiska avgränsningar av VS; ytterligare skillnader kan relatera till typer av förstärkare (t.ex. beroende-relaterade / icke-relaterade).
Även om många neuroimaging-studier undersöker belöningsprocesser relaterade till livsmedelsparadigmer i överviktiga populationer, finns det en brist på undersökningar om belöningsprocesser som inte är livsmedel vid fetma (33,34). Att förstå generaliserad belöningsbearbetning vid fetma är viktigt, eftersom förändringar i belöningskretsar kan representera sårbarheter för ostört ätande. Den aktuella studien använde funktionell magnetisk resonansavbildning (fMRI) för att undersöka monetär belöningsbearbetning under förväntan och mottagande av vinster / förluster hos överviktiga individer med och utan BED och en tunn jämförelse (LC) -grupp. Binge ätstörning skiljer sig väsentligt från andra former av fetma och ätstörningar i många beteendemässiga, kroppsbild, psykologiska och psykiatriska markörer (10,35,36). Hittills har emellertid endast två neuroimaging-studier undersökt bio-beteendekorrelaten för denna störning relativt andra feta tillstånd. De första observerade skillnaderna i överviktiga BED-deltagare i förhållande till överviktiga och magra grupper utan BED i svar från den ventromediala prefrontala cortex (vmPFC) på matkoder (37). Nyligen observerade vi skillnader i hjärnaktivering mellan feta individer med och utan BED under en kognitiv kontrolluppgift, där BED-gruppen visade relativt minskad aktivering i IFG, vmPFC och insula (38).
För att undersöka ytterligare skillnader hos överviktiga individer med och utan BED, använde vi en allmänt använd monetär incitamentfördröjningsuppgift (MIDT) för att undersöka belöning / förlustbehandling (16,17,32,39,40). Vi ansåg att BED-gruppen skulle visa minskat svar i VS under förväntade faser, medan OB-gruppen skulle visa ökad VS-aktivitet i förhållande till LC-gruppen. Vi antog att i överensstämmelse med fMRI-studier i bulimi (25), under utfallsfasen skulle BED-gruppen visa minskad vmPFC-, insula-, thalamus- och IFG-aktivitet i förhållande till icke-BED-grupperna. Likheter i BED- och OB-grupper undersöktes med tanke på möjliga likheter mellan feta individer i de neurala korrelaten för belöningsprocessen.
Metoder och material
Deltagare
Deltagarna inkluderade 57 vuxna 19 – 64 års ålder (medelålder: 38.9, 34 kvinnlig), där 64.9% (n = 37) identifierad som kaukasisk, 29.0% (n = 17) identifierad som afroamerikan, 5.3% (n = 3) identifierade som indianer och 1.8% (n = 1) identifierad som asiatamerikansk; 5.3% (n = 3) identifierade sig som latinamerikanska och 94.7% (n = 54) identifierad som icke-spansktalande. Demografisk information finns i Tabell 1 och tillägg 1. Ålder inkluderades som kovariater i alla gruppkontrastanalyser, med tanke på gruppskillnader i ålder och för kontroll av potentiella åldersrelaterade effekter. Kroppsmassaindex (BMI) i BED-gruppen varierade från 30.1 till 44.1. OB-gruppen inkluderade 19 individer med en BMI som sträckte sig från 30.4 till 41.6 och LC-gruppen bestod av 19 individer med BMI som sträckte sig från 20.4 till 24.6. BED- och OB-grupperna skilde sig inte åt i genomsnitt BMI, och som förväntat hade dessa grupper högre BMI än LC-gruppen.
Den överviktiga BED-gruppen bestod av 19-behandlingssökande deltagare som deltog i en randomiserad placebokontrollerad studie som testade 4-månaders behandlingar av sibutramin och kognitiv beteende-självhjälpsinsatser, ensamma eller i kombination. Efter baslinjeåtgärder som beskrivs här genomgick deltagarna fMRI-protokollet innan behandlingarna startades, som levererades under 4 månader. De föreslagna DSM-5-kriterierna för BED (www.dsm5.org) användes för att verifiera att alla individer i BED-gruppen uppfyllde kriterier, men inga individer i OB- eller LC-grupperna hade en historia eller aktuellt uttryck för binge äta eller annat ostört ätbeteende.
åtgärder
MIDT
Alla deltagare slutförde MIDT; uppgiften och experimentella metoder beskrivs någon annanstans (32,39) och i avsnittet Metoder i tillägg 1.
fMRI Förvärv och analys
Bilder erhölls med Siemens TIM Trio 3T MRI-system (Siemens, Malvern, Pennsylvania). Metoder för bildförvärv och analys beskrivs i tillägg 1. Funktionella bilder förbehandlades med SPM5 (Welcome Functional Imaging Laboratory, London, Storbritannien), normaliserades till Montreal-Neurological-Institute-mallen och jämnades ut med en 6-mm-kärna med full bredd-till-halv-maximum. Modellering på första nivån genomfördes med robust regression (41) för att minska påverkan av utdelare (42). Rörelse- och högpassfilterparametrar inkluderades som ytterligare regressorer utan intresse. Neuroelf-analyspaketet (www.neuroelf.net) användes för andra nivå slumpmässiga effekter analys. Korrigering för flera jämförelser utfördes med Monte-Carlo-simulering (t.ex. AlphaSim), med kombinerade voxel-kloka och klustertrösklar för att resultera i en familjevis-felfrekvens på 5%. För att undersöka uppgiftsrelaterade hjärnaktiveringar kontrasterade vi: 1) förväntan på monetär vinst jämfört med förväntan på inget monetärt resultat för utsikterna (A1) och förväntan på anmälningsfaserna (A2) (A1Win respektive A2Win); 2) förväntan på monetära förluster jämfört med förväntan på inget monetärt utfall för A1- och A2-faserna (A1Loss respektive A2Loss); 3) “Win” kontra “Neutral” utfallsförsök (OCWin); och 4) ”Förlust” kontra ”neutrala” utfallsförsök (OCLoss). Se tillägg 1 för mer information och Balodis et al,. (32) som visar rättegångsstruktur. För att undersöka skillnader mellan grupper jämförde vi aktivitet i BED-, OB- och LC-grupper under A1Win, A2Win, OCWin, A1Loss, A2Loss och OCLoss i parvis t tester. Förutom kontraster av hela hjärnan utfördes 2-regioner av intresse-analyser. Dessa analyser fokuserade på VS, med koordinater från en metaanalys av hjärnkretsar rekryterade under förväntan på monetära incitament (Figur 2) (43) och koordinater som omfattar nucleus accumbens (Figur 3) (26).
Resultat
Resultaten av A1 och beteendemässiga och affektiva svar finns i tillägg 1, givna utrymmesbegränsningar och relevansen av A2- och OC-faserna för beroendeframkallande processer. Dessutom listas en konjunktionsanalys med överlappande aktiveringar över feta grupper (BED + OB-grupper kombinerade) i Tabell S2 i tillägg 1. Alla gruppskillnader listas i Tabell 1. I det följande visar resultaten och beskriver gruppskillnader relaterade till våra hypoteser (dvs. fronto-striatal områden). Resultaten av regioner av intresse-analyser visas i Figurer 2 och and33.
OB Versus LC
A2Win
Under A2Win visade OB-LC-kontraster ökad aktivitet i höger IFG som sträckte sig medialt till OFC och i den bilaterala talamusen som sträckte sig till höger caudat, VS (Figur 2C, Figur 3C) och hypotalamus.
A2Loss
Under A2Loss visade OB – LC-kontraster ökad aktivitet i vänster IFG som sträcker sig bilateralt till höger IFG, OFC och vmPFC; höger medial frontal gyrus som sträcker sig i sidled till mitten frontal gyrus och IFG; och vänster mellanhjärn substantia nigra som sträcker sig medialt till röd kärna och linsformad kärna.
OCWin
Under OCWin visade OB – LC-kontraster relativt minskad aktivitet i den vänstra precentrala gyrusen som sträckte sig dorsalt till mitten av frontal och postcentral gyrus.
OCLoss
Under OCLoss visade OB – LC-kontraster minskad aktivitet i den vänstra precentrala gyrusen som sträcker sig till medial frontal och postcentral gyrus.
BED kontra LC
A2Win
Under A2Win demonstrerade BED – LC-kontraster relativt ökad aktivitet i ryggkudat som sträcker sig till mittre frontala gyrus, insula och claustrum och i vänster cingulat gyrus som sträcker sig till caudat (Figur 2D). Minskad aktivitet observerades i dorsal medial frontal gyrus.
A2Loss
Under A2Loss visade BED – LC kontraster relativt ökad aktivitet i höger caudat som sträcker sig till IFG. Relativt reducerad aktivitet observerades i höger frontal gyrus som sträckte sig dorsalt till medial frontal gyrus.
OCWin
Under OCWin demonstrerade BED – LC-kontraster relativt minskad aktivitet i höger överlägsen temporär gyrus som sträcker sig till insula, cingulat gyrus och posterior cingulat; vänster inferior parietal lobule som sträcker sig till insula, posterior cingulat, överlägsen / mellanliggande temporär gyrus, VS, caudat, postcentral gyrus, precuneus, cuneus, överlägsen / mellersta occipital gyrus och kulmen; bilaterala främre cingulat som sträcker sig i sidled till höger IFG, caudate och claustrum; bilateral medial frontal gyrus; och höger VS.
OCLoss
Under OCLoss visade BED – LC-kontraster relativt minskad aktivitet i vänster precentral gyrus som sträcker sig till höger cingulat gyrus, bilateral anterior cingulat, vänster paracentral lobule, höger postcentral gyrus och höger paracentral lobule; höger överlägsen temporär gyrus som sträcker sig till tvärgående temporär gyrus, postcentral gyrus och insula; vänster insula som sträcker sig till precentral gyrus och postcentral gyrus; vänster posterior cingulat som sträcker sig till språklig gyrus, bilateral precuneus och cuneus; och höger mellanhjärna som sträcker sig till thalamus och culmen.
BED kontra OB
A2Win
Under A2Win visade BED – OB-kontraster relativt minskad aktivitet i lentiformkärnan som sträcker sig bilateralt till VS (Figur 2B, Figur 3B), hypothalamus, thalamus, caudate, putamen, och röd kärna i mitten av hjärnan; i den högra cingulerade gyrusen som sträcker sig bilateralt till den mediala / överlägsna frontala gyrusen; höger insula som sträcker sig till den överlägsna temporala gyrusen; och i vänster precentral gyrus som sträcker sig till IFG.
A2Loss
Under A2Loss, demonstrerade BED – OB-kontraster relativt minskad aktivitet i röd kärnan i mellanhålet som sträcker sig till thalamus, bilateral VS och substantia nigra; medial frontal gyrus som sträcker sig till postcentral gyrus, cingulat gyrus, inferior parietal lobule, postcentral gyrus och överlägsen frontal gyrus; vänster insula som sträcker sig till överlägsen temporal gyrus; mittre främre gyrus som sträcker sig till främre cingulat och medial frontal gyrus; och vänster precentral gyrus som sträcker sig till den postcentrala gyrusen.
OCWin
Under OCWin demonstrerade BED – OB-kontraster relativt minskad aktivitet i insula, lentiform kärna, para-hippocampal gyrus, cuneus, thalamus och överlägsen temporär gyrus; höger överlägsen temporär gyrus som sträcker sig till insula, precentral gyrus och IFG; höger medial frontal gyrus som sträcker sig till främre cingulat, bilateral VS och caudat; och lämnade caudate.
OCLoss
Under OCLoss visade BED – OB-kontraster inga gruppskillnader i fronto-striatala regioner (Tabell 1 listar alla gruppskillnader).
Diskussion
Betydande skillnader observerades mellan BED-, OB- och LC-grupper på sätt som delvis bekräftade våra hypoteser: signifikanta förväntade skillnader i VS observerades under A2 vinst / förlustfaser i BED – OB (men inte BED – LC) kontraster; BED – OB-jämförelser under dessa faser avslöjade minskade förväntade VS-svar i BED, medan OB – LC-kontraster visade ökade VS-svar i OB. Dessa mönster gällde också för gruppskillnader i mellanhjärnan, thalamus och amygdala, vilket tyder på differentiell rekrytering av affektiva och / eller motiverande kretsar (44,45). Resultatbearbetning i BED-deltagare var associerad med minskad prefrontal- och insulaaktivitet relativt båda icke-BED-grupper. De biologiska och kliniska implikationerna diskuteras här med avseende på skillnader mellan gruppkontraster under förväntande och utfall belöningsfaser.
Behandling av förväntningar
I överensstämmelse med våra hypoteser var förberedande bearbetning förknippad med minskad bilateral VS-aktivitet i BED relativt OB-deltagare. Omvänt avslöjade OB – LC-kontraster ökad bilateral VS-rekrytering under denna fas hos OB-deltagare. Dessutom visades divergerande BED – OB-signalering i mellanhinnan, amygdala och thalamus - områden som tidigare identifierats i livsmedelsparadigmer som mer lyhörda under förväntan relativt till fullbordande belöningsprocesser (19,20). Dessa resultat ger därför en viss förtydligande av till synes tvetydiga hypo- och hyperaktivitetsbelöningsbearbetningsresultat vid fetma och understryker vikten av att skilja mellan fetmaundertyper och belöningsfaser för förväntat resultat. VS, särskilt nucleus accumbens, har varit starkt involverat i belöningsbearbetning, särskilt när det gäller förändringar i affektivt tillstånd och målstyrd beteende (46-48). Våra resultat av minskat striatal-svar i BED-gruppen, relativt OB-gruppen, över A2-vinst / förlustfaser överensstämmer med MIDT-fynd i andra populationer som kännetecknas av problem med impulskontroll, inklusive de med patologiskt spel, uppmärksamhetsunderskott / hyperaktivitetsstörning , alkoholberoende och positiv familjehistoria för alkoholism (31,32,39,49,50). Liknar patologiska spelrelaterade fynd (37), relativ frontostriatal hypoaktivitet hos BED-deltagare var mindre fasspecifik än hypotes. Den relativt minskade fronto-striatala aktiviteten inträffade i både förväntande och utfallsfaser och vinst- och förlustförhållanden (Figur 1), vilket i BED anger ett generaliserat mönster av minskad fronto-striatal bearbetning av belöningar och förluster. Dessutom producerade BED – LC och BED – OB kontraster ett liknande mönster av skillnader mellan utfallsfaserna på MIDT, särskilt i isolerade och striatala regioner. Några skillnader i fronto-striatala regioner under förväntningsfasen i BED – LC-kontraster tyder emellertid på att BED-gruppen bäst kan kännetecknas av förändringar under utfallsfas, medan OB-gruppen kännetecknas av hyperaktivitet under förväntade faser.
Relevans för missbruksteorier
Minskad förväntad behandling kan utgöra en viktig föregångare i utvecklingen av BED. ”Belöningsbristsyndrom” uppger att individer med låg baslinje belöner neurokretsverksamhet kan konsumera mat eller delta i beroendeframkallande beteenden i kompensationsinsatser för att stimulera aktivitet i dessa områden (51). Förändrade mittenhjärnsvar som omfattar substantia nigra i både A2W- och A2L-faserna i BED-OB- och OB – LC-kontrasterna tyder på förändringar i dopaminerga nervvägar. Faktum är att VS, hypothalamus, thalamus och prefrontal cortex representerar dominerande projektionsområden för det mesocorticolimbic dopaminsystemet, i överensstämmelse med denna neurotransmitters roll i belöningsprocessen (52,53). Även om fMRI definitivt inte kan relatera aktivitetsförändringar till dopamin, visar fogade fMRI- och positronemissionstomografistudier ökad dopaminergisk aktivitet i prefrontala kortikala områden eftersom individer förväntar sig och får monetära belöningar (54). Dopaminerga förändringar noteras i BED (55-57), och striatal frisättning av dopamin under livsmedelsstimulering är positivt förknippad med kostbegränsning (58). Icke desto mindre kan en BED-hypoaktiv / OB-hyperaktiv dopaminergisk modell överförenkla underliggande processer; förändringar kan relatera till specifika störningsstadier, så att den initiala överkänsligheten för detta system kan bli nedreglerad med intermittent överätning av livsmedel med hög fetthalt eller socker (59-61). I överensstämmelse med incitament-salience-teorin kan den hedoniska inverkan (dvs. "gilla") av fulländad bearbetning minska efter överkonsumtion, medan incitament-salience (dvs. "vill") komponenten höjs. I den aktuella studien visade BED-deltagare minskad förväntad bearbetning relativt OB-gruppen till monetära ledtrådar; det är möjligt att exponering för matkoder (dvs disordspecifika stimuli) kan öka aktiviteten i fronto-striatala nätverk (37).
I motsats till BED-gruppen, var skillnaderna i OB – LC-gruppen oftast inne i de förväntade faserna. Fynd i OB-gruppen (i förhållande till LC) av ökad medial / lateral OFC, striatum, amygdala och hippocampal aktivering under förväntad bearbetning överensstämmer med liknande svarmönster som noterades under presentation av matkoder (7) och stödja idén om större belöningsförväntning i denna grupp.
Resultatbehandling
I överensstämmelse med våra hypoteser visade BED-deltagare relativt minskad aktivitet i prefrontala och isolerade regioner under utfallsfaser, relativt både OB- och LC-grupper. Dessa fynd överensstämmer med rapporter i bulimi med fullständig och undertröskel, där individer visar minskad aktivitet i vänster mellersta främre gyrus, insula och höger precentral gyrus under smakrik matkonsumtion (25). Dessutom är vmPFC och höger insulaatrofi kopplade till tvångsmässig binge-ätande etiologi (62). I både BED – OB- och BED – LC-kontraster är minskad bilateral insuleaktivitet som sträcker sig till IFG tydlig hos BED-deltagare. Insula utgör den primära smakbarken men är också inblandad i homeostatisk signalering (63-65). Därför stöder resultaten idén om förändrad generaliserad belöningsbearbetning i BED. Förändrad interoceptiv medvetenhet genom trubbig insulaaktivitet, speciellt under resultatbehandlingen, antyder en försämrad förmåga att integrera belöningsinformation relaterad till individens nuvarande tillstånd. Dessutom impliceras IFG i interaktionen mellan kognitiv och motiverande behandling under hämmande kontroll (66-68); därför minskade kollektiva IFG och insulasignaler kan ha konsekvenser för mätning av hunger / mättnadssignaler.
Styrkor, begränsningar och framtida riktningar
Så vitt vi vet är den aktuella studien den första fMRI-undersökningen av generaliserad belöningsbearbetning över distinkta belöningsfaser och mellan fetmaundergrupper, inklusive de med BED. Tillämpningen av ett belöningsbearbetningsparadigm i feta grupper som visar olika ätbeteenden ger större insikt i potentiella biomarkörer för varje fenotyp. På detta sätt analyserar den aktuella studien specifika neurala korrelationer relaterade till ätbeteendemönster från de som är förknippade med fetma. Dessutom ger fMRI-uppgiften möjlighet att undersöka neurofunktionella mönster förknippade med belönings- / förlustprocesser som kan främja specifika ätningsmönster.
Den aktuella studien är begränsad av flera faktorer. Det låga antalet manliga deltagare i BED-gruppen förhindrade en undersökning av könsskillnader; administration av frågeformulär i alla grupper kan också ha identifierat andra viktiga ätegenskaper. Tidigare studier har rapporterat skillnader relaterade till BED-svårighetsgraden i kliniska och samhällsprover (69); därför är det möjligt att den behandlingssökande naturen skiljer BED från OB- och LC-grupperna. En del av fynden av hela hjärnan överlever inte en konservativ Bonferroni-korrigering för flera jämförelser relaterade till de sex faserna i MIDT och de tre undersökta diagnostiska grupperna.
Framtida forskning kan ytterligare undersöka gemensamheter mellan BED- och OB-grupper; i den aktuella studiekonjunktionsanalyserna identifierades överlappning i mer rygg- och bakre områden (Tabell S2 i tillägg 1). Dessutom observerades liten överlappning mellan överviktiga grupper i BED – LC- och OB – LC-kontrasterna. Konkordanta områden uppträdde mest under utfallsfaser och i mer rygg posterior regioner, inklusive minskad posterior cingulat, precuneus och precentral gyrusaktivitet under båda utfallsfaserna. Dessa områden är involverade i belöningsförväntningar och kontroll av uppmärksamhet; till exempel tillskrivs det bakre cingulatet en roll vid signalering av miljöförändringar, inklusive belöningsresultat, med ökad aktivitet som motsvarar förändringar i internt tillstånd eller miljövariabler (70). Minskad aktivitet i dessa områden i de överviktiga grupperna föreslår förändringar i uppmärksamhet och motivation under feedback i utfallsfaserna.
Framtida studier bör också undersöka möjliga skillnader relaterade till kön, rökningsstatus och behandlingssökande beteenden hos överviktiga individer. Ett annat viktigt steg innebär att förstå hur dessa neurala system interagerar med homeostatiska mekanismer (71,72) och relaterar dessutom till kroniken / varaktigheten av fetma och / eller BED. Longitudinella studier kan ytterligare ge temporära kopplingar mellan viktförändringar och belöningssystembearbetning och identifiera biologiska markörer relaterade till livsmedelsintag som föregick utvecklingen av fetma. Även om den nuvarande experimentella designen inte kan skilja på huruvida dessa skillnader är en orsak eller en följd av fetma eller binge ätande, har de ändå betydande konsekvenser för behandlingen av fetma. Terapier fokuserade på att stimulera kortikostriatal limbisk aktivitet kan representera viktiga behandlingsstrategier för BED. Mer allmänt tyder dessa fynd på den potentiella relevansen av hälsopolitiken för att reglera livsmedel med högt sockerhalt med mycket socker som kan förändra belöningsansvaret hos dem som är utsatta för ätande och fetma (73).
Slutsatser
Den aktuella studien representerar ett viktigt steg för att undersöka grupper av personer med övervikt och hjärnkorrelat för icke-livsmedelsbelöning. Upptäckter av minskad kortikostriatal behandling i BED-deltagare över förutseende och utfall belöningsfaser relativt OB- och LC-grupper tyder på minskad rekrytering av nätverk involverade i belöningsbearbetning och självreglering. Dessa data ger också bevis på liknande förändringar i neurokretsar som förmedlar belöningsbearbetning vid andra störningar av impulskontroll, såsom patologiskt spel och alkoholberoende. Införandet av både BED- och OB-grupper representerar ett viktigt steg för att överväga hur komplexa beteenden bidrar till fetma. Sammantaget tyder de nuvarande resultaten på divergerande neurala underlag i abstrakt belöningsbearbetning som skiljer specifika undergrupper av överviktiga individer. Dessa data kan ge insikt i till synes tvetydiga resultat av VS-aktivitet inom fetmaundersökningar.
Erkännanden
Stöd beviljades av följande bidrag: National Institute of Health (NIH) bidrag R01-DA019039, P20-DA027844, P50-AA012870, R01-DA020908, R01-AA016599, RL1-AA017539, RXNXXXXXXXX och 12K00167 DK01. Vi tackar Scott Bullock, Jessica Montoya, Naaila Panjwani, Monica Solorzano, Jocelyn Topf, Katie VanBuskirk, Rachel Barnes och Robin Masheb för deras hjälp med projektet. Innehållet i manuskriptet är enbart författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis officiella åsikter från någon av finansieringsorganen.
Dr Potenza har rådfrågat och rådgivit Boehringer Ingelheim; konsulterat och har ekonomiska intressen i Somaxon; fick forskningsstöd från NIH, Veterans Administration, Mohegan Sun Casino, National Center for Responsible Gaming och dess anslutna institut för forskning om spelstörningar, Forest Laboratories, Psyadon, Ortho-McNeil, Oy-Control / Biotie och GlaxoSmithKline läkemedel; deltagit i undersökningar, utskick eller telefonkonsultationer relaterade till narkotikamissbruk, impulskontrollstörningar eller andra hälsoämnen; konsulteras för advokatbyråer och den federala försvarskontoret i frågor relaterade till impulskontrollstörningar; tillhandahåller klinisk vård i Connecticut Department of Mental Health and Addiction Services Problem Gambling Services Program; genomförde bidragsgranskningar för NIH och andra byråer; hållit akademiska föreläsningar i stora omgångar, fortsatta medicinska utbildningsevenemang och andra kliniska eller vetenskapliga arenor; och genererade böcker eller bokkapitel för utgivare av texter om psykisk hälsa.
fotnoter
Alla andra författare rapporterar inga biomedicinska ekonomiska intressen eller potentiella intressekonflikter.
Tilläggsmaterial som citeras i denna artikel finns tillgängligt online på http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.01.014.
Referensprojekt