Bull Res Bull. 2009 Agosti 14;79(6):388-95. doi: 10.1016/j.brainresbull.2009.05.016.
Stoeckel LE1, Kim J, Weller RE, Cox JE, Pika EW 3rd, Horwitz B.
abstract
Kurudishwa kwa usawa kwa cues za chakula katika wanawake feta kunaonekana kupatanishwa kwa sehemu na mfumo wa malipo ya hyperactive ambayo ni pamoja na mkusanyiko wa kiini, amygdala, na cortex ya obiti. Utafiti uliopo ulitumia uchunguzi wa nguvu wa uchunguzi wa macho (fMRI) ili kuchunguza ikiwa tofauti kati ya feta ya 12 na wanawake wenye uzito wa kawaida katika uanzishaji wa ubongo unaohusiana na thawabu kujibu picha za chakula inaweza kuelezewa na mabadiliko katika mwingiliano wa kazi kati ya mikoa muhimu ya ujira.
Mchanganuo wa njia ya hatua mbili / Njia ya Kielelezo cha Linear ilitumika kujaribu kuona ikiwa kuna tofauti za kikundi kwenye unganisho wa mtandao kati ya kipenyo cha madini, amygdala, na cortex ya orbitof mbeleal kujibu picha za juu na za chini za kalori. Kulikuwa na kuunganishwa isiyo ya kawaida katika kikundi cha feta kwa kukabiliana na chakula cha juu na cha chini cha kalori ikilinganishwa na udhibiti wa kawaida wa uzani.
Ikilinganishwa na udhibiti, kikundi cha wanene kilikuwa na upungufu wa jamaa katika muundo wa amygdala wa uanzishaji katika gamba la orbitofrontal na accumbens ya kiini, lakini ushawishi mkubwa wa moduli ya orbitofrontal cortex ya uanzishaji katika kiini accumbens. Makadirio ya upungufu kutoka kwa amygdala yanaweza kuhusishwa na moduli ndogo ya mambo ya kuathiri / ya kihemko ya thawabu ya chakula au ujasusi wa kuhimiza unaohusishwa, wakati kuongezeka kwa gamba la obiti la mbele kwa unganisho la kiini kunaweza kuchangia mwendo wa juu wa kula kwa kujibu chakula dalili.
Kwa hivyo, inawezekana kwamba sio tu uanzishaji mkubwa wa mfumo wa malipo, lakini pia tofauti katika mwingiliano wa mikoa katika mtandao huu inaweza kuchangia kwa kuongezeka kwa thamani ya vyakula katika watu feta.
Uwezo wa kunona huonekana kuelezewa, kwa sehemu, kwa kuzidisha nguvu kwa tabia zinazohusiana na vyakula, haswa kwa mafuta mengi, vyakula vyenye mnene (kwa mfano, [12]). Utaratibu wa uwekaji wa urefu wa uhamasishaji ulioinuliwa kwa watu walio feta inaweza kuwa mfumo wa malipo ya kuhangaika, ambayo ni pamoja na mkusanyiko wa kiini / ventral striatum (NAc), amygdala (AMYG), na cortex ya orbitof Pambal (OFC). Utafiti wa zamani wa uchunguzi wa akili wa fonimu (fMRI) uliyofanya kazi uliongeza kuongezeka kwa mikoa hii kwa kujibu picha za chakula zenye kalori nyingi katika hali ya feta ikilinganishwa na watu wa kawaida ([77]; Mtini. 1). Uchunguzi mwingine unaofafanua watu feta au wale walio na BMI kubwa juu ya hamu ya chakula pia walipata mifumo isiyo ya kawaida ya uanzishaji katika mikoa hii ([22], [23], [28], [43], [68]), na vile vile wengine [[40], [68]). Stimuli inayohusiana na vyakula vyenye kalori nyingi huweza kusababisha motisha kwa ulaji usio wa nyumbani wa aina hizi za vyakula ([10], [11], [53]). Hamu hii isiyo ya kawaida ya kula vyakula imekuwa ikiitwa uchochezi au "kutaka" na inaonekana kudhibitiwa sana kupitia mfumo wa dopamine ya mesocorticolimbic, ambayo ni pamoja na NAc, AMYG, na OFC (kwa mfano, [6]).
Masomo mengi ya binadamu ya fMRI hutumia mbinu ya uchambuzi wa takwimu isiyo na kifahari kutambua sifa za kazi za mkoa tofauti za ubongo wa macroscopic. Wakaguzi mara nyingi hujumuisha habari kuhusu utaalam wa utendaji wa kikundi cha mikoa kuelezea jinsi mikoa hii inavyoweza kuingiliana kufanya kazi fulani. Walakini, hitimisho halali halali la msingi linaloweza kutolewa kutoka kwa uchambuzi kama huu linahusiana na ukubwa na kiwango cha uanzishaji katika seti fulani ya mikoa ya ubongo, sio jinsi mikoa hii inavyoshirikiana. Mchanganuo wa uunganisho huruhusu wachunguzi kusoma jinsi mitandao ya maeneo ya ubongo inavyoingiliana kufanya kazi za utambuzi na tabia (kwa mfano, [34]). Ni muhimu kutambua kwamba maoni kutoka kwa masomo ya jadi ya uanzishaji hayahamishi moja kwa moja kwenye masomo ya kuunganishwa. Hiyo ni, kunaweza kuwa na vipimo tofauti katika ukubwa ya uanzishaji wa ubongo kati ya vikundi, lakini hakuna tofauti za kikundi kuunganishwa, na kinyume chake (kwa mfano, [52]).
Mchanganuzi wa njia, aina ya muundo wa muundo wa miundo, ni njia ya ujanibishaji, ya msingi wa nadharia inayotumika kwa neuroimury ya kazi ili kuchunguza uhusiano wa mwelekeo kati ya seti fulani ya mkoa uliounganika wa ubongo ([51]). Hii ni njia moja ya uchambuzi wa uunganisho mzuri, kwa hali hii inamaanisha mabadiliko katika uanzishaji wa mkoa mmoja wa ubongo kutokana na mabadiliko ya uanzishaji katika mkoa mwingine. Aina za njia huandaliwa kwa kuzingatia priori hypotheses na kudhani muundo wa causal, ambapo A → B inamaanisha mabadiliko katika mkoa A ni hypothesized kwa sababu mabadiliko katika mkoa B (kwa mfano, [69]). Mikoa ya ubongo katika mfano wa mtandao huchaguliwa kwa kawaida kulingana na masomo ya awali ya kazi, na miunganisho kati ya mikoa hii kawaida hufafanuliwa kulingana na unganisho unaojulikana wa neuroanatomical, haswa kutoka kwa fasihi ya wanyama, kwa kudhani Homology katika mikoa ya ubongo kati ya spishi (kwa mfano, [69]). Thamani ya paramu inayokadiriwa kuhesabiwa kwa uchambuzi wa njia inawakilisha upendeleo wa njia za mwelekeo kati ya mikoa kwenye mfano. Mchanganyiko wa njia hizi zinaweza kutumiwa kufanya kulinganisha kati ya viunganisho ndani ya masomo ili kukabiliana na mabadiliko katika hali ya kazi au kati ya masomo na vikundi vilivyo kwenye mfumo wa General Linear Model (GLM) (kwa mfano, [44], [64]).
NAc, AMYG, na OFC hufanya kazi pamoja kama sehemu ya mfumo wa ujira. Kuna uhusiano mkubwa wa anatomiki kati ya mikoa hii (tazama Mtini. 2; AMYG → OFC: [7], [16], [30], [38], [60], [65], [71], AMYG → NAc: [30], [38], [71], na OFC → NAc: [7], [16], [17], [30], [38], [56], [60], [65], [71]). Ijapokuwa ni wazi kuwa NAc, AMYG, na OFC zinaamilishwa kwa nguvu katika feta ikilinganishwa na udhibiti wa kawaida wa uzito wakati wa kutazama picha za chakula, haswa picha za chakula cha kalori kubwa ([77]), haijulikani ikiwa uanzishaji katika mikoa hii unahusiana na mchakato fulani wa kawaida wa malipo (kwa mfano, uhamasishaji wa motisha au msukumo wa kukaribia na kuchukua thawabu) au ikiwa kuna michakato tofauti (kwa mfano, hedonics au sehemu ya starehe ya malipo na / au kujifunza) akaunti hiyo ya muundo huu wa uanzishaji (ona [8] kwa majadiliano ya michakato hii tofauti ya malipo). NAc, AMYG, na OFC kila mmoja ana tabia nyingi za kufanya kazi. Muundo wa NAc / ventral striatum hufanya kazi kama kiunganishi kati ya usindikaji unaohusiana na thawabu, mifumo ya nyumbani, na matokeo ya gari (kwa mfano, [41]), lakini pia inaweza kuweka nambari ya dhamana ya malipo ([57]). OFC inaweza kusimba uwasilishaji wa hisia za multimodal za aina ya chakula na chakula ([10], [11]). Kwa pamoja, AMYG na OFC zinaweza kupatanisha michakato ya ushirika ambapo ushawishi unaohusiana na chakula hupata usisitizo wa motisha au mali zingine za motisha (kwa mfano, [6], [31]), lakini zote mbili zina nambari ya thamani ya hedonic, AMYG kupitia chini-juu na OFC kupitia michakato ya juu ([7]).
Katika utafiti huu, tulitumia data ya fMRI ya Stoeckel et al. [77] na uchambuzi wa njia ya hatua mbili pamoja na mbinu ya GLM ya kuchunguza mwingiliano wa miundo muhimu ya malipo (NAc, AMYG, na OFC) katika mtandao rahisi wa kuamua ikiwa muundo huu unafanya kazi kwa pamoja kujibu picha za vyakula vya juu na chini vya kalori. tofauti katika watu feta na wazani wa kawaida. Tulitarajia kupata uunganisho mzuri kati ya mikoa ya ubongo kama ilivyoainishwa katika mfano wetu katika udhibiti wa uzito wa kawaida kujibu picha za chakula cha juu na cha chini cha kalori. Kwa kuongezea, tulitarajia kupata viunganisho vingi vilivyobadilika katika kikundi chetu kinachoweza kusaidia kuelezea ni kwanini vyakula vimeongeza nguvu ya motisha kwa watu hawa.
Vifaa na mbinu
Takwimu zilizotumika kwa uchambuzi wa njia ilikuwa data ile ile iliyoripotiwa katika Stoeckel et al. [77]. Isipokuwa sehemu inayojadili njia za uchambuzi wa njia, habari hapa chini hutolewa kwa undani zaidi katika Stoeckel et al. [77].
Washiriki
Washiriki walikuwa wanene zaidi ya 12 (Kiwango cha Misa ya Mwili, BMI = 30.8 - 41.2) na uzani wa kawaida wa 12 (BMI = 19.7 - 24.5) wanawake wa mkono wa kulia walioajiriwa kutoka Chuo Kikuu cha Alabama katika jamii ya Birmingham (UAB). Hakukuwa na tofauti za kikundi juu ya umri wa wastani (feta: 27.8, SD = 6.2; kudhibiti: 28, SD = 4.4), kabila (feta: 7 Mwafrika-Mmarekani, 5 Mkaucasi; udhibiti: 6 Mwafrika-Mmarekani, 6 Caucasian), elimu (feta: miaka 16.7, SD = 2.2; kudhibiti: 17.2, SD = 2.8), au siku ya maana ya mzunguko wa hedhi (feta: siku 6.8, SD = 3.1, udhibiti: siku 5.7, SD = 3.3, yote katika awamu ya follicular ). Washiriki waliajiriwa na matangazo yaliyowekwa kwenye gazeti la UAB na vipeperushi vilivyowekwa katika maeneo anuwai kwenye kampasi ya UAB. Waliarifiwa kuwa lengo la utafiti huo ilikuwa kuangalia mifumo ya shughuli za ubongo kwa washiriki "wenye njaa" wa BMI tofauti kwa kujibu picha za kuona za vitu anuwai kama vile vyakula na picha za kudhibiti. Watu walitengwa kulingana na vigezo vingi vinavyohusiana na afya, pamoja na historia nzuri ya shida ya kula, kula chakula au kushiriki katika mpango wa kupunguza uzito, au uzito> pauni 305 (138 kg) na girth> inchi 64 (163 cm), mwisho kwa sababu ya mapungufu ya skana. Washiriki wote walitia saini idhini iliyoandikwa baada ya taratibu za utafiti na hatari zinazohusika kuelezewa. Taratibu zote zilikaguliwa na kupitishwa na Bodi ya Ukaguzi wa Taasisi ya Matumizi ya Binadamu huko UAB.
Uchochezi
Kichocheo kilichotumiwa wakati wa kikao cha kufikiria kilikuwa na picha za rangi ya 252, zote za ukubwa thabiti, azimio, na ufahamu ([77]). Picha za chakula za 168 ziligawanywa katika aina za kalori za chini na kalori kubwa, kila iliyo na picha za kipekee za 84. Picha za chakula cha chini cha kalori zilikuwa na vitu vya mafuta ya chini kama mboga za kukausha na samaki wa kuchemsha. Vyakula vyenye kalori nyingi walikuwa vitu vyenye mafuta mengi kama vile cheesecake au pizza. Kudhibiti kusisimua kulikuwa na picha za magari, ambazo zilitofautiana sana katika kutengeneza, mfano, umri, na rangi. Picha za gari zilikusudiwa kama kusisimua kwa kiasi cha kuvutia cha kuvutia ambacho kilifananisha picha za kalori ya chini juu ya kupendeza kulingana na matokeo kutoka kwa Stoeckel et al. [77], na vyakula vyenye kalori nyingi zilizo juu.
Utaratibu
Baada ya uchunguzi kamili ili kudhibitisha BMI na kuthibitisha vigezo vingine vya kusoma, washiriki walipangwa kwa kikao cha fMRI. Waliamriwa kula kiamsha kinywa cha kawaida kati ya 7-8 AM lakini waruke chakula cha mchana na ulaji wa maji tu kwa sababu walikuwa wamefunga kwa takriban 8-9 h kabla ya kuonyeshwa picha kati ya 3-5 PM Hakukuwa na tofauti za kikundi juu ya viwango vya njaa vya njaa.
Wakati washiriki walikuwa kwenye sumaku, uhamasishaji wa kuona uliwasilishwa katika muundo wa muundo wa block, na jumla ya 3 sita: Dakika za 09 huendesha kwa kikao cha kufikiria. Kila mbio ilikuwa na epochs mbili za 21 kila gari (C), vyakula vyenye kalori ndogo (LC), na vyakula vyenye kalori kubwa (HC) pseudorandomly iliyowasilishwa kwa washiriki. Katika kila kipindi cha 21 cha chakula au picha za gari, picha saba za kila mtu ziliwasilishwa kwa 2.5 s. Pengo la 0.5 s lilitenganisha picha, na pengo la 9 s lilitenganisha wakati huo. Mapengo yote yalikuwa na skrini ya kijivu tupu na msalaba wa fixation. Kila mbio ilikuwa na hesabu za 63 kwa jumla ya idadi ya 378 kwa run zote sita, ambazo viwango vya 84 zilipatikana wakati wa kila gari, chakula cha kalori ya chini, na utaftaji wa chakula cha kalori nyingi. Picha zilizoonekana ziliwasilishwa na kompyuta ya mbali inayoendesha programu ya VPM ([18]). Picha zilikamilishwa kwenye skrini nyuma ya kichwa cha mshiriki na kutazamwa kupitia kioo cha nyuma cha uso wa 45 ° kilichowekwa kwenye coil ya kichwa. Washiriki walipewa fidia ya kifedha kwa ushiriki wao. Taratibu zote zilipitiwa na kupitishwa na Bodi ya UAB ya Taasisi ya UAB kwa Matumizi ya Binadamu.
Upataji na usindikaji wa MRI
Takwimu za kazi za MRI zilipatikana kwa kutumia sumaku ya Philips Intera 3T Ultra fupi fupi iliyo na vifaa vya kichwa cha usikivu wa sauti (SENSE). Picha zilikusanywa kwa kutumia mlolongo wa pulse ya T2 moja-iliyo na uzani wa nguvu ya eci. Tulitumia TE = 30 msec, TR = 3 sec, na 85 ° blip angle kwa vipande vya 30 axial 4 mm nene na pengo la ndani la 1 mm, azimio la Scan ya 80 x 79, na upya na 128 x 128, na 230 × 149 × 230 mm FOV. Scan nne za kwanza zilitupwa ili kuruhusu sumaku kufikia umeme wa hali ya kawaida.
Takwimu zilishughulikiwa (marekebisho ya mwendo, kuhalalisha kwa MNI kuratibu mfumo kwa kutumia templeti ya SPM2 EPI, na kulainisha na kichungi cha 6 mm FWHM Gaussian) kwa kutumia kifurushi cha programu ya SPM2 (Wellcome Dept Imaging Neuroscience, London, UK). Hakuna seti za data zilizoshindwa kufikia vigezo vya ujumuishaji wa harakati, ambazo harakati hizo kabla ya kusahihisha zilikuwa <2 mm katika harakati za kutafsiri na <2 ° katika harakati za kuzunguka (maelezo katika [77]).
Uchambuzi wa data
data ya fMRI
Majibu ya tegemezi ya oksijeni ya damu ya kiwango cha oksijeni (BOLD) yalichambuliwa kwa muktadha wa Mfano wa Linear General kwa voxel kwa msingi wa voxel kama inavyotekelezwa katika SPM2 ([27]). Kozi ya wakati ya kuamilishwa kwa ubongo iliundwa na kazi ya boxcar iliyofungwa na kazi ya kujibu hemodynamic (HRF) na kazi ya muda mfupi. Takwimu hizo zilichujwa kwa kiwango cha juu (1 / 128 Hz) ili kuondoa msukumo wa chini wa mzunguko. Mfano wa kwanza wa kuorodhesha mgawanyiko pia ulitekelezwa ili kusahihisha uhusikaji wa hali ya alama kwa muda wa makosa ya mfano wa fMRI.
Utaratibu wa athari za bahati nasibu za hatua mbili zilitumika kwa uchambuzi wa takwimu kutoa hesabu kwa utaftaji wa ndani na wa kati ya somo. Kwanza, data ya fMRI kutoka kwa kila mshiriki mmoja mmoja ilitumiwa kutoa tofauti za takwimu za makadirio ya parokia ili kujaribu kutofautisha kati ya alama za wakati zinazohusiana na vyakula vya kalori ya juu na chini ya kalori. Matokeo ya utafiti uliopita ([77]) iligundua utofauti wa kikundi katika mifumo ya uanzishaji unaohusiana na malipo, na kundi la wanene zaidi linaonyesha uanzishaji mkubwa kwa vyakula vyenye kalori nyingi na udhibiti wa vyakula vyenye kalori ya chini. Tofauti ya vichocheo vya udhibiti wa chakula kisha ikaingizwa katika uchambuzi wa kiwango cha pili cha t-mtihani kwa kulinganisha ndani ya kikundi kuibadilisha maxima ya kikundi kwa mikoa yetu ya riba (ROI): NAc ya pande mbili, AMYG, na katikati ya OFC (p <.05, haijasahihishwa).
ROI ya AMYG na OFC ilifafanuliwa kwa kutumia WFU Pickatlas na AAL na Talairach Daemon atlases ([47], [49], [79]). Kwa sababu NAc haikuweza kupatikana katika maktaba hizi, tulichora kipenyo cha 6 mm kwa radius na WFU Pickatlas iliyo katika eneo la voxel lililodhamiriwa na vipimo vya eneo la voxel kutoka kwa masomo husika ya FMRI ([1], [54], [58]). Uainishaji wa eneo la kikanda la miiko iliyoamilishwa ilithibitishwa kwa kutumia WFU Pickatlas na ukaguzi wa kuona wa data hiyo kwa kutumia ateri ya ubongo wa binadamu ([48]).
Uchambuzi wa njia
Mchanganuo wa njia ulitumika kuamua nguvu na mwelekeo wa uhusiano (viunganisho bora) kati ya vijikizo vilivyoonekana (ROI), inakadiriwa kutumia hesabu za wakati huo huo wa upitishaji kupitia makadirio ya uwezekano mkubwa. Hii ni njia mojawapo ya mfano inayotumika kusoma unganisho bora ([69]). Tulitumia njia ya uchambuzi wa njia mbili / njia ya GLM, tukifuata njia sawa na Kim et al. [44]. Kwa kila mshiriki: (1) ROI walichaguliwa kujumuisha kwenye mfano, (2) data ya safu ya wakati iligawanywa katika vikundi viwili vinavyohusika na viwango vya hali ya kazi mbili (muhtasari wa kiwango cha juu na kalori), (3) data zilitolewa kwa kila hali kwa kila ROI, (4) mfano uliteuliwa ambao ulielezea mwingiliano wa ROI, (5) utofauti wa ujanibishaji (idadi ya hesabu za idadi ya X idadi ya ROIs) kwa kila hali ilihesabiwa, na (6) njia coefficients kwa miunganisho kati ya ROI katika mifano ilikadiriwa kupitia makadirio ya uwezekano mkubwa. Vipimo vya kurudiwa ANOVA wakati huo vilitumiwa kuamua ndani ya kikundi (yaani, hali) na tofauti kati ya kikundi kwenye unganisho la mfano kwa kutumia coefficients ya njia kutoka kwa mifano kwa kila mtu.
Uainishaji wa mfano
Mikoa iliyojumuishwa katika mfano (OFC, AMYG, na NAc) ni sehemu ya kile kinachoitwa "mzunguko wa nia" ([63]), ikihusisha mfumo wa dopamine ya mesocorticolimbic ([6], [36], [39], [45], [63], [66], [73], [80], [83]). Viunganisho kwenye mfano vilifafanuliwa kwa msingi wa kuunganika kwa anatomiki kwa miundo katika mtandao huu, lakini pia kuzingatia vizuizi vya kiufundi (kwa mfano, azimio la kidunia la fMRI na shida ya kitambulisho na aina zisizo za kujirudia kwa kutumia mfano wa muundo wa uundaji;7], [30], [38], [60], [65], [71]; Mtini. 2). Ili kukadiri maadili ya mgawo kamili, mtindo huo ulilazimishwa kujirudisha (yaani, hakuna njia za kurudishiwa zilizojumuishwa kwenye mfano).
Mfano huo huo wa njia ulijengwa kwa kila somo. Ili kuruhusu kutofautisha kati ya mada, tulielezea kuratibu halisi za kila mkoa kwa kila ulimwengu kutoka upeo wa karibu wa ramani ya kila mshiriki kati ya mm 12 ya upeo wa kikundi (ndani ya mkoa huo wa anatomiki) inayotokana na vyakula> tofauti za magari ( p <.05, haijasahihishwa;52]). Waratibu wa MNI wa mikoa walikuwa NAc, kushoto (x, y, z): −6, 10, −10 [udhibiti] na −10, 14, −6 [obese]; NAc kulia, (x, y, z): 6, 10, −10 [udhibiti] na 6, 12, −10 [obese]; AMYG, kushoto (x, y, z): −26, −2, −20 [udhibiti] na −20, 0, −24 [obese]; AMYG, kulia (x, y, z): 22, 0, −20 [udhibiti] na 24, 2, −24 [obese]; OFC, kushoto (x, y, z): −22, 36, −10 [udhibiti] na −22, 30, −14 [feta]; OFC, kulia (x, y, z): 26, 36, −14 [udhibiti] na 26, 30, −4 [obese]. Kwa kila mkoa, eneo kuu la msururu wa wakati lilitolewa kutoka kwa nyanja ya 4-mm iliyozingatia kiwango maalum cha eneo husika. Mkubwa (yaani, 1st) eigenvariate ni kipimo cha muhtasari, sawa na nguvu iliyojaa nguvu kwa wauzaji, kwa kuzingatia utofauti wa voxels zote zilizojumuishwa ndani ya nyanja ya 4 mm katika radius.
Takwimu za mfululizo wa wakati wa kikanda (maadili makuu ya eigenvariate) zilitengwa kwa seti mbili za data: nukta za muda zinazohusishwa na (1) vyakula vya kalori kubwa na (2) vyakula vya kalori ya chini. Kujiuliza kwa lagi ya hemodynamic, tulidhani kucheleweshaji kisaikolojia kwa 6 s (2 TR) kati ya mwanzo na ushuru wa hali zetu mbili na kurekebisha data tuliyopeana ipasavyo ([32]). Hii ilisababisha viwango viwili vya 84 (idadi ya idadi ya alama) X 6 (idadi ya ROI) matiti ya data kwa kila hali (vyakula vya juu na chini-kalori) kwa kila mshiriki.
Makadirio ya paramu ya njia
Mfano wa njia ulifaa kwa tumbo la data kwa vyakula vyote vyenye kalori nyingi na zenye kalori ya chini kwa kujitegemea kwa kila mshiriki. Coefficients ya njia ya bure ilikadiriwa kwa kupunguza tofauti kati ya tumbo la uwiano inayoonekana kutoka kwa data ya fMRI na tumbo la uwiano linalotabiriwa na mtindo kwa kutumia programu ya LISREL (Toleo la 8, Programu ya Sayansi ya SSI). Makadirio ya vigezo sanifu (sawa na urekebishaji wa β), au njia za njia, kwa kila unganisho (AMYG → OFC, OFC → NAc, na AMYG → NAc) ndani ya kila ulimwengu (kushoto na kulia) kutoka kwa mifano yote (ya juu na ya chini- vyakula vya kalori) kwa kila mshiriki viliingizwa katika SPSS kwa uchambuzi uliofuata. ANOVA ya aina ya mchanganyiko ilifanywa kwa kila moja ya viunganisho vitatu, ambavyo sababu zilikuwa kikundi (feta dhidi ya udhibiti), jamii ya chakula (high- against low calorie) na hemisphere. Kwa kuwa hii ilikuwa utafiti wa uchunguzi, tulijaribu umuhimu wa coefficients maalum ya njia maadamu mifano ya omnibus ilionyesha angalau athari za karibu (p <0.10). Kwa kila kikundi, sampuli moja t-vipimo vilitumika kujaribu ikiwa koefficients ya njia katika kiwango cha juu na cha chini cha kalori za vyakula zilikuwa tofauti sana na sifuri, ikionyesha muunganisho kama ilivyoainishwa. Ulinganisho wa jozi ulitumiwa kujaribu utofauti wa njia za njia kwa kila hemisphere (kushoto na kulia) kwa ndani ya kikundi (high-calorie vs. vyakula vyenye kalori ndogo) na kulinganisha kati ya kikundi (feta dhidi ya udhibiti wa kalori nyingi na chini vyakula vya kalori, kwa kujitegemea). Vipimo vya t-jozi vilitumika kwa kulinganisha ndani ya kikundi na sampuli huru t-vipimo vilitumiwa kwa kulinganisha kati ya kikundi.
Matokeo
Vipimo vyote vya makadirio ya njia vilikuwa tofauti sana na sifuri kwa kikundi cha wanene na udhibiti wa hemispheres zote katika modeli za chakula zenye kiwango cha juu na cha chini, sawa na mfano maalum wa uunganisho (maadili ya p <0.001; Meza 1).
Kati ya kikundi kulinganisha
OFC → NAc
Hakukuwa na athari kuu ya kikundi kwa muunganisho wa OFC → NAc, ingawa kulikuwa na mwenendo (F [1,22] = 3.70, p = 0.067), ikionyesha muunganiko mkubwa kwa kundi la wanene (0.53 ± 0.06) ikilinganishwa na udhibiti (0.41 ± 0.06). Hakukuwa na kikundi muhimu X kikundi au kikundi X kiingiliano mwingiliano wa baadaye, ingawa kulikuwa na mwelekeo kuelekea mwingiliano wa baadaye wa kikundi X (p = 0.059). Coefficients ya njia ya kushoto kutoka OFC → NAc walikuwa juu sana katika kikundi cha wanene kwa vyakula vyote vya juu na vya chini vya kalori (p maadili <.03; Mtini. 3).
AMYG → OFC
Kulikuwa na athari kuu ya kikundi kama kwamba muunganisho wa maana kutoka kwa AMYG → OFC ulikuwa chini kwa washiriki wanene (0.64 ± 0.07) ikilinganishwa na udhibiti (0.84 ± 0.07), ikionyesha uhusiano wa mwelekeo wenye nguvu katika uanzishaji wa ubongo kati ya miundo hii kwa kujibu vyakula katika udhibiti (F [1,22] = 4.46, p = 0.046). Hakukuwa na kikundi muhimu kwa kikundi au kikundi kwa mwingiliano wa baadaye, ingawa kulikuwa na mwelekeo (p = 0.066) kuelekea kikundi kwa mwingiliano wa kitengo X baadaye. Uchunguzi uliofuata ulionyesha kuwa coefficients ya njia zilikuwa kubwa zaidi katika udhibiti wa vyakula vyenye kalori nyingi na kutoka AMYG kulia → kulia kwa OFC kwa vyakula vyenye kalori ndogo (maadili ya p <.05; Mtini. 3).
AMYG → NAc
Kulikuwa na athari kuu ya kikundi kwa uhusiano wa AMYG → NAc kama kwamba kulikuwa na unganisho dhaifu kwa kundi la wanene (0.35 ± 0.05) ikilinganishwa na washiriki wa kudhibiti (0.49 ± 0.05; F [1,22] = 6.00, p = 0.023 ). Hakukuwa na kikundi muhimu X kikundi au kikundi X kiingiliano mwingiliano wa baadaye, ingawa kulikuwa na mwelekeo kuelekea mwingiliano wa baadaye wa kikundi X (p = 0.09). Ulinganisho wa Pairwise ulionyesha kuwa coefficients ya njia ya kushoto ilikuwa kubwa zaidi kwa udhibiti wa vyakula vyote vyenye kiwango cha juu na cha chini (p values <.05; Mtini. 3).
Ukilinganisha na kikundi cha hali ya juu ya chakula cha kiwango cha chini cha kalori
Njia coefficients kutoka AMYG → OFC mara mbili zilikuwa kubwa kwa kulinganisha kiwango cha vyakula vya kalori kubwa katika udhibiti (kushoto: p = 0.007, kulia: p = 0.002; ona Mtini. 4). Hakuna coefficients ya njia iliyotofautiana kati ya hali ya chakula cha juu na cha chini cha kalori ndani ya kundi la feta.
Majadiliano
Utafiti wa hapo awali umeonyesha kuwa vidokezo vya chakula, haswa vinavyohusishwa na vyakula vyenye kalori nyingi, husababisha athari kubwa katika mikoa ya ubongo ikiwa ni pamoja na NAc, AMYG, na OFC walidhani kupatanika au angalau nambari ya michakato ya motisha na kihemko katika watu feta (mfano, [68], [77]). Katika utafiti wa sasa, tulijaribu ikiwa kuna tofauti kati ya miunganisho ya mtandao kati ya NAc, AMYG, na OFC kujibu picha za chakula cha juu na cha chini cha kalori ndani na kati ya vikundi vya feta na vya kawaida. Ni muhimu kutambua kuwa huu ni utafiti wa kwanza wa kuunganika kwa binadamu kwa kutumia kazi ya kufanya kazi ili kupima mwingiliano wa mikoa ya ubongo kwenye mtandao wa thawabu. Tulipata uunganisho wa kawaida katika kundi la feta kwa kukabiliana na viwango vya chakula vya juu na vya chini vya kalori kulinganisha na udhibiti wa kawaida wa uzani. Hasa, inaonekana kwamba kundi la feta linayo upungufu katika uanzishaji ulioamilishwa wa AMYG wa OFC na NAc, lakini mwelekeo wa ushawishi mkubwa wa muundo wa OFC wa uanzishaji wa NAc. Kwa hivyo, inawezekana kwamba sio tu mkubwa uanzishaji wa mfumo wa malipo, lakini pia tofauti katika mwingiliano ya mikoa katika mtandao huu inaweza kuchangia kuongezeka kwa thamani ya vyakula katika watu feta.
Mfano wa malipo
Viunganisho vyote vya njia kati ya NAc, AMYG, na OFC vilikuwa muhimu kwa mifano ya chakula cha juu na cha chini cha kalori katika kundi zote za feta na udhibiti wa kawaida wa uzito, sanjari na unganisho unaojulikana wa anatomiki kati ya mikoa hii ([7], [16], [17], [30], [38], [56], [60], [65], [71]). Mtandao huu umeorodheshwa na eneo lenye mzunguko wa hewa, ambalo hutoa dopamine kwa mzunguko huu kujibu hafla za motisha ([9], [39], [71]). Walakini, makadirio kati ya NAc, AMYG, na OFC kama inavyoonyeshwa katika Mtini. 2 ni glutamatergic ([39], [71]).
Mtandao huu wa malipo ya NAc, AMYG, na OFC ni sehemu ndogo ya "mzunguko wa nia" kubwa inayofikiriwa kuamsha na kuelekeza tabia kujibu kichocheo kinachohusika na motisha ([39], [63]). NAc, AMYG, na OFC, haswa, zina kazi muhimu zinazohusiana na thawabu ambazo zinaweza kuchangia michakato yote ya jumla na maalum ya motisha ([6], [10], [11], [36], [39], [45], [63], [66], [73], [80], [83]). Striatum ya NAc / ventral imebadilishwa kuwa kiunganishi cha 'limbic-motor' (55]) na inaonekana kuhusika katika usindikaji unaohusiana na hali ya Pavlovia, usisitizo wa motisha, na kupatikana kwa malipo, thamani, na muktadha ([13], [15], [21]). Mkoa huu, kwa kushirikiana na pallidum ya ventral kupitia njia za upatanishi-unaopangwa, inaweza pia kuweka nambari ya thamani ya hedonic ([9], [10], [11], [74], [75]). Ripoti ya NAc / ventral pia inaonekana nambari kwa hali ya uhamasishaji ya jumla (kwa mfano, [14]), ambayo ingeruhusu shirika la uongozi wa ishara zinazoingia zinazohusiana na thawabu. Kwa thawabu ya chakula, kifurushi cha NAc / ventral kinaonyesha kuhusika kwa upendeleo katika usimbuaji wa vitu vinavyohusiana na vyakula (dhidi ya utumiaji wa chakula) na vinaweza kuunganisha ishara za nyumbani na zisizo za nyumbani ili kurekebisha hali ya uhamasishaji ([42], [76]). Mkoa huu unaweza pia kuweka nambari ya malipo ya thawabu ya malipo ya chakula inayopatikana ([57]). AMYG inaonekana kuhusika katika michakato inayohusika ya motisha ([61], [62]). Kwa kuongezea kuweka alama kwa mali zaidi ya ushirika na ya kuhamasisha, shughuli za AMYG zinaweza kuhusiana na mali maalum ya kuchochea yanayohusiana na chakula ([2]). OFC inaonekana kama mkoa muhimu wa kutafsiri thamani ya thawabu kuwa uzoefu wa hedonic ([46]), kushughulikia tabia za kidunia na za hakika za malipo ([14]), na inahusika katika michakato inayohusiana ya uhamasishaji kwa kushirikiana na AMYG ([24], [59]). OFC inaonyesha majibu anuwai kwa visa vya chakula ([67]) na imetajwa kama "eneo la ladha ya kiwango cha juu", kufuatia usindikaji wa gustatory katika cortex ya insular ([10], [11]).
Umuhimu wa tofauti za kikundi katika kuunganishwa
OFC → NAc
Wanawake walio feta walionyesha hemisphere kubwa ya kushoto ya OFC → Uunganisho wa NAc kuliko udhibiti ulifanywa kwa vyakula vya kiwango cha juu na cha chini cha kalori. Njia hii inaweza kuwa imeimarishwa katika kikundi cha feta na mchanganyiko wa kuongezeka kwa uanzishaji wa OFC na picha za chakula na kazi ya dopamine (DA) iliyoinuliwa ndani ya NAc kwa watu hawa. Horvitz [33] imependekeza kuwa DA ipigane na pembejeo za malipo ya lango la glutamatergic kutoka OFC hadi NAc. Kwa sababu ya upako huu, mbele ya kazi kubwa ya DA ndani ya NAc, viwango vya juu vya shughuli ndani ya OFC vinakuwa bora zaidi katika kuongeza shughuli za NAc. Ingawa jukumu la DA katika fetma ni utata ([20], [29], [81]), ushahidi usio wa moja kwa moja unaonyesha kazi ya juu ya DA ndani ya mfumo wa ujira wa upole kwa watu feta walio na kiwango kikubwa (kwa mfano, [20]), kama vile zile kwenye mfano wetu. Tunasema kuwa njia ya OFC → NAc inaweza kuwa ufunguo wa uhusiano mzuri uliopendekezwa kati ya reac shughuli ya chakula, ulaji zaidi, na BMI ya juu ([25], [78]) kwa sababu ya kuunganishwa kwa nguvu ya thamani ya ujazo wa ujazo wa chakula unaopatanishwa na OFC na njia za pato zilizopatikana na NAc. Mwishowe, kwa sababu ya kufanana kati ya fetma na madawa ya kulevya (kwa mfano, [82]), ni muhimu kukumbuka kuwa wachunguzi wa madawa ya kulevya wamependekeza kwamba PFC iliyoozwa (pamoja na OFC) → maambukizi ya glutamate ya NAc yanaelezea kuongezeka kwa motisha kwa madawa ili kujibu tabia zinazohusiana na dawa ([37], [39]).
AMYG → OFC na AMYG
Katika washiriki wa feta feta ikilinganishwa na udhibiti, tulipata mgawanyiko wa njia kutoka AMYG kwenda kwa OFC na NAc. Tofauti hizi zilikuwa muhimu kwa AMYG → OFC mara mbili kwa vyakula vyenye kalori nyingi na kwenye hemisphere inayofaa ya vyakula vyenye kalori ndogo. Uunganisho wa AMYG → NAc ulikuwa chini katika kundi la feta kwenye sehemu ya kushoto kwa vyakula vyenye kalori nyingi na chini. Ingawa umuhimu wa tofauti hizi za kikundi kwa ugonjwa wa kunenepa sana haueleweki, inawezekana kwamba upunguzaji wa kupunguzwa kutoka AMYG hadi miundo hii unaweza kudhoofisha kubadilika katika kusasisha kwa thamani ya thawabu. Kujifunza kwa msingi ambayo kuchochea kuhusishwa na thawabu ya msingi kupata thamani ya motisha kunaweza kutokea katika AMYG ([5]). Makadirio ya AMYG → OFC yanaweza kuhamisha habari ya msingi ya ushawishi kwa ushawishi kwa OFC, ambayo hutumia habari kutoka AMYG kuamua thamani ya ushawishi na ushawishi tabia ya uchaguzi ya chombo cha baadaye ([15]). Kama mfano wa umuhimu wa njia hii ya kurekebisha thamani ya malipo, Baxter na wenzake [3] iligundua kuwa macaques ya rhesus yalishindwa kubadilisha tabia yao wakati wa kazi ya kushuka kwa thawabu baada ya uhusiano kati ya AMYG na OFC kuvurugika. Katika dhana ya uchunguzi wa matokeo ya uchunguzi, Schoenbaum na wenzake [70] iligundua kuwa kuvuruga njia ya AMYG → OFC kupitia lesion kulisababisha kufyatua risasi kwa macho ya neuroni kwa kujibu hisia wakati wa mali ya ushirika ya cue. Kwa upande wa tabia ya kumeza, muunganisho duni wa AMYG → OFC katika washiriki wa feta inaweza kuonyesha uhamishaji mdogo wa thamani ya msingi ya kihemko / kihemko juu ya vyakula na vidokezo vya chakula muhimu kwa kusasisha thawabu ya malipo ya ujazo ya mila hizi ili kuwezesha kubadilika kwa tabia ya ulaji wa chakula. Ikilinganishwa na watu wenye uzito wa kawaida, thawabu ya thawabu ya vyakula na vitu vya chakula vinaweza kuendeshwa kwa nguvu zaidi na hali ya hisia ya vyakula na vidokezo vya chakula kwa watu feta. Kwa kuongezea, thamani ya thawabu inayopewa na hisia ya vyakula na chakula huweza kuwa duni kwa uso wa mabadiliko ya dharura ya malipo.
Sawa na unganisho la AMYG → OFC, unganisho upungufu katika feta kutoka AMYG → NAc inaweza kuonyesha ishara ya msingi ya hedonic ambayo hutumika kurekebisha moduli ya thawabu ya vyakula au vifungu vya chakula (AMYG) hazina uzani unaofaa na ishara zingine (mfano, motisha , homeostatic) kabla ya tabia nzuri ya kumeza imedhamiriwa [84]).
Mapungufu na mapango
- Kutaja mfano kutumia uchambuzi wa njia katika fMRI inaweza kuwa changamoto kwa sababu idadi na mchanganyiko wa miunganisho kati ya mikoa huongezeka sana na kila mkoa unaongezewa katika mfano, ambayo inafanya kukadiria mgawanyiko wa njia hizo kwa uaminifu na kutafsiri matokeo kuwa ngumu zaidi. Kwa mfano, katika utafiti huu na mikoa ya 3 kwa kila eneo (mikoa ya 6 jumla), kuna k = N(N + 1) / 2 = digrii 21 za uhuru kwa seti ya data (k = Digrii ya 42 ya uhuru kwa aina mbili zilizopimwa) zilizopangwa kukadiri athari za riba. Uhuru wa digrii kumi na mbili hutumiwa kukadiria tofauti zinazohusiana na kila mkoa katika aina zote mbili (Mikoa ya 6 kwa kila mfano wa mifano ya X 2). Na kima cha chini cha ya vidokezo vya data za 5 muhimu kukadiria maadili ya parameta ya kila njia katika mfano kwa kuaminika ([4]), hii inaacha upeo wa makadirio ya 30 ya mifano mbili na mikoa ya 6 kila moja (Njia za kukadiriwa za 15 kwa kila mfano). Hii inazuia ugumu wa mfano ambao unaweza kupimwa kwa kutumia uchambuzi wa njia na ni sababu moja tuliochagua kutojumuisha viunganisho vya mihemko katika mifano yetu.
- Tulichagua mbinu ya SEM / GLM ya hatua mbili ili kujaribu moja kwa moja kwa tofauti za kikundi kati ya viunganisho kwenye mfano wa hypothesized na hawakuwa na nia ya kulinganisha usawa wa mfano kati ya vikundi kwa kila sekunde. Njia hii ni tofauti na njia ya jadi ya fMRI na njia ya uchambuzi wa njia inaitwa "mbinu ya mfano" iliyofananisha mfano unaofaa kati ya kazi au vikundi ([50]). Walakini, Protzner na McIntosh [64] iliripoti hivi karibuni kuwa habari kamili ya mfano sio lazima ili kutoa makadirio ya parameta ya kuaminika kwa kutumia njia ya uchambuzi.
- Kizuizi kingine cha utafiti huu kinahusiana na nguvu ya kugundua utofauti kati ya mgawanyiko wa njia uliokadiriwa katika vielelezo vyetu kutokana na saizi ndogo za sampuli zinazotumiwa kwa kila kikundi. Na ukubwa wa kikundi kikubwa, matokeo ya kiwango cha matokeo yetu yangeweza kufikia umuhimu wa takwimu.
- Hatukuijumuisha eneo la eneo lenye mvutano (VTA), chanzo cha dopamini ndani ya mzunguko wa mesocorticolimbic iliyopendekezwa kuelekeza michakato mingi inayohusiana na thawabu ([26], [35], [72]), kwa mfano wetu kwa sababu ya mapungufu ya kiufundi yanayohusiana na BOLD fMRI ambayo hufanya ugunduzi katika maeneo ya mfumo wa ubongo kama VTA kuwa ngumu ([19]).
Hitimisho na Muhtasari
Kwa muhtasari, utafiti wetu wa neuroimaging ulipata kuunganishwa kwa mtandao wa tuzo kwa watu feta ikilinganishwa na udhibiti, na kuunganishwa kwa kupunguzwa kutoka AMYG hadi OFC na NAc na kuongezeka kwa kuunganishwa kwa OFC → NAc katika washiriki hawa. Matokeo haya yanaongeza kwenye ripoti za hapo awali katika kuonyesha kuwa sio tu uanzishaji wa mfumo wa tuzo unazidi kwa kukabiliana na vyakula, lakini pia mwingiliano usio wa kawaida kati ya mikoa kwenye mtandao huu kwa watu feta. Hasa, tunafikiria kupita kiasi kwa watu feta kunaweza kusukumwa na mifumo miwili: (1) kuunganishwa kwa OFC → NAc inaweza kuchangia kuiwezesha kuendesha gari kwa ulaji wa vyakula na (2) kuunganishwa kwa kutosha kutoka AMYG kunaweza kusababisha kuongezeka kwa kiwango kikubwa cha kuhusika au kihemko. huduma za dhamana ya malipo ya chakula au chakula. Bila habari inayofaa / ya kihemko kuashiria kupungua kwa vyakula au njia za chakula kufuatia ulaji wa chakula, gari lenye urefu linaweza kuzidisha mifumo ya nyumbani inayoongoza kwa hyperphagia na kuongezeka kwa uzito. Kwa kweli, tulijaribu mtandao wa tuzo rahisi. Masomo zaidi yanahitajika kuchunguza kuunganishwa katika mfumo wa thawabu na jinsi mikoa hii inavyoweza kuingiliana na mifumo ya majumbani katika hypothalamus na mfumo wa ubongo, na pia mifumo ya utambuzi wa udhibiti wa ulaji wa chakula kwenye gamba la utangulizi. Pia itakuwa ya kufurahisha kuamua jinsi tofauti za kibinafsi na mambo ya kufikiria na ya kutolea nje yanavyotengenezea mtandao huu wa tuzo ili kuelewa vizuri jinsi mifumo ya thawabu inashawishi tabia ya kujivinjari.
Shukrani
Iliungwa mkono na Mpango wa Utafiti wa ndani wa NIH-NIDCD, GCRC inapeana M01 RR-00032 kutoka Kituo cha Kitaifa cha Rasilimali za Utafiti, Procter na Gamble Co, na rasilimali za Kituo cha UAB cha Maendeleo ya Imaging Kazi.
Maelezo ya chini
Kanusho la Mchapishaji: Huu ndio faili ya PDF ya maandishi yasiyotarajiwa ambayo yamekubaliwa kwa kuchapishwa. Kama huduma kwa wateja wetu tunawasilisha toleo hili la awali la maandishi. Kitabu hiki kitashirikiwa kuchapishwa, kuchapisha, na kuchunguza uthibitisho uliofuata kabla ya kuchapishwa kwa fomu yake ya mwisho inayofaa. Tafadhali kumbuka kuwa wakati wa makosa ya mchakato wa uzalishaji yanaweza kugunduliwa ambayo yanaweza kuathiri maudhui, na kukataa kisheria kwa kila kisheria inayohusu.
Mgogoro wa Maslahi
Waandishi hutangaza kwamba hawana maslahi ya mashindano ya kifedha.
Marejeo
;