食品奖励制度：当前的观点和未来的研究需求（2015）

米格尔 阿隆索，阿隆索， 斯蒂芬C。 伍兹， 玛西娅 Pelchat， 帕特里夏苏 Grigson， 埃里克 公正性， 萨达夫 法鲁基， Chor San 邱， 理查德D. 马特斯， 加里·K 比彻姆

作者： http://dx.doi.org/10.1093/nutrit/nuv002

首次在线发布：9 April 2015

抽象

本文回顾了当前关于动物和人类食物奖励神经科学的研究和跨学科观点，研究了食物成瘾的科学假设，讨论了方法论和术语挑战，并确定了知识差距和未来的研究需求。 本文讨论的主题包括奖励和享乐方面在调节食物摄入，神经解剖学和动物和人类奖励系统的神经生物学，大脑奖励系统对可口食物和药物的响应性，渴望与成瘾的翻译以及认知方面的作用。控制食物奖励。 内容基于国际生命科学研究院北美分部在2013举办的研讨会。

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  • 渴望
  • 定义
  • 食物奖励制度
  • 美味的食物
  • 翻译科学

引言

关于人类食物奖励制度在食物摄入调节中的作用的知识越来越多，以及食物奖励制度和成瘾之间的推测联系，促使科学界越来越感兴趣和研究。 许多常见的食物物质与人类通常滥用的药物相比，如尼古丁，酒精，大麻，甲基苯丙胺，可卡因和阿片类药物（图1）。 这些药物通常与习惯性使用相关，其特征在于反复的负面后果（滥用）和生理依赖性（耐受性）。 最近的问题集中在食物物质（例如，糖，甜味剂，盐和脂肪）是否可以引发类似的成瘾过程。 即使满足能量需求，食物的快感特性也可刺激喂养，从而导致体重增加和肥胖。1 美国最新的儿童和成人肥胖国家估计表明，在3数十年的增长之后，肥胖率在过去十年中趋于稳定。2 然而，肥胖的患病率仍然很高，使美国人面临各种健康问题的风险，并增加了国家的医疗成本。

图1

虐待的物质？ 科学尚未确定所有可能使食物与药物区别于渴望，依赖，耐受和滥用的行动机制。

药物和可口的食物有几个属性。 两者都具有强大的强化作用，其部分是由脑回报系统中突然的多巴胺增加所介导的.3 本综述着重于这些相似之处以及食物对食物的快感反应对摄食行为，能量摄入和肥胖的潜在影响。 讨论的主题包括对人类食物摄入调节的享乐贡献，神经解剖学和大脑奖励系统的一般原则，对食物的大脑奖励反应以及食物和药物之间的相似性，对暴饮暴食和肥胖的遗传贡献，食物奖励的认知控制，转化应用，以及在食物中定义“成瘾”的挑战。 尽管这项工作推进了对食物成瘾概念及其病因，表现和管理的澄清，但很明显，关于药物和食物物质之间的特定途径和平行线索反应以及它们对摄入行为的影响的关键问题仍未得到解决，需要未来的人类研究。

HEDONIC对人类食物摄入的调节作用

自1970晚期以来，美国的肥胖患病率和人均食物消费量急剧增加，4 强调需要更全面地了解食物摄入的神经元底物。 食物摄入的调节涉及稳态和非稳态因素之间的密切相互关系。 前者与营养需求相关并监测血液和脂肪储存中的可用能量，而后者被认为与营养或能量需求无关，尽管两种类型的因素在关键脑回路中相互作用。 保持恒定的能量平衡需要非常精确的控制水平：即使能量摄入和能量消耗之间的微妙但持续的不匹配也会导致体重增加。5 在每天的能量需求中，每天仅有11卡的热量（随着体重的增加而增加），或者每年约4000大卡，6 - 8 可能会使平均体重的人在一年中增加1磅的体重。 为了保持多年来的体重增长，必须保持正平衡，从而导致绝对摄入量的实质性增加（正如在一般人群中观察到的那样，在过去200年中，每日摄入量增加了35 kcal / d以上）； 但是，每天只需要少量的正余额即可。

在受控环境条件下的实验研究（例如，实验室环境中的动物）表明，存在使能量摄入与在长时间内精确控制体重所需的能量相匹配的稳态因子。9 相比之下，来自流行病学研究的人口数据表明人类体重增加的强烈趋势。 在过去30年，成人肥胖率增加了一倍以上，从15的1976％到35.7-2009的2010％。 今天美国成年人的平均体重比24高出1960磅，10 和68.7％的美国成年人超重或肥胖。11 平均重量的增加很可能反映了环境的变化。 它还表明，随着时间的推移，食物摄入的非均衡性贡献者可能比稳态食物更有影响力（图2).

图2 –调节食物摄入量的稳态和非稳态影响。 食物摄入量由复杂的稳态和非稳态对照之间的相互作用决定。 常见缩写： CCK，胆囊收缩素。

大多数非同质性机制与大脑的奖励系统有关。 了解他们的角色是这一研究领域的优先事项。 直到最近，大多数研究都集中在食欲调节和稳态信号的作用，如代谢激素和血液中营养素的可用性。12 然而，近年来，人们对了解动物和人类如何以不受管制的方式或超出代谢需要进食的兴趣已成为当务之急。12 接下来的部分将讨论神经递质多巴胺，它是在中脑产生并刺激边缘区域，如伏隔核。 多巴胺已经成为对食物摄入的主要非抑制性影响。

引发进餐的信号机制通常是非均衡的，而决定进餐量的那些通常是稳态的（即，影响何时进餐的因素与确定进餐何时结束的因素在质量上不同）。 预期的膳食之前是神经控制，协调的激素分泌，为消化系统提供预期的能量负荷13 并通过感知奖励，学习，习惯，便利，机会和社会因素进行调节。 相比之下，停止进食（即，膳食大小和饱腹感或饱食感）部分受来自胃肠道的信号控制（例如，胆囊收缩素，胰高血糖素样肽-1，生长素释放肽，载脂蛋白A-IV，肽YY）与摄入的营养成分成比例，部分与非恒定信号成比例。9 一些激素介质（例如，生长素释放肽和瘦蛋白）通过参与稳态和非稳态调节的大脑区域中的协调影响起作用。

食物摄入的稳态控制通常是非均衡控制的继发性控制，即使是用于确定一个人在任何给定膳食中会吃多少。 这些信号是概率性的，并且很容易被非稳态因子修改。 在过去的几十年中，能量密集和高度可口食物的不断增加的可用性证明了奖励相关信号可以发挥的影响。 基本上，与奖励相关的信号可以超越稳态信号，否则其将起到维持稳定体重的作用，从而导致暴饮暴食。13

药物和食物具有某些特征，但它们在定性和定量方面也有所不同。 滥用药物，如可卡因和安非他明，直接影响脑多巴胺回路; 其他药物会影响类似的大脑回路，并且可以直接，快速地进入大脑的奖励回路。 食物以两种间接方式影响同一回路。 第一种是通过从味蕾的神经输入到大脑中的多巴胺分泌神经元，第二种是通过激素传播的后期和由摄取食物的消化和吸收产生的其他信号。 然而，重要的一点是，对食物摄入的多样化影响及其经常引用的二分法（例如，稳态与非静态或食欲与奖赏）是误导的，因为控制在神经回路水平和特定水平都完全相互关联。涉及的神经递质。 未来的研究需要通过比较同一个体中药物或食物的作用来直接评估这些概念。 总体而言，需要更好的行为测量来研究人类食物摄入的调节。

脑奖励制度：神经病学和一般原则

人类经验中的任何事物都可以带来回报，使其具有上瘾的潜力，这在文化的内部和内部都很明显。 根据5th版本 美国精神病学协会 精神疾病诊断与统计手册 （DSM-5），14 成瘾的诊断至少需要以下两项：戒断，耐受，长时间使用大量物质，花费大量时间获取和/或使用该物质，反复尝试戒烟，放弃活动，尽管有不良后果，仍继续使用 (图3).14 因此，像任何其他刺激一样，食物是可疑的。

图3  DSM-5物质使用障碍的标准。 诊断分为轻度（2-3项目），中度（4-5项目）或严重（6或更多项目）。14

介导奖励体验的神经系统由大脑区域网络组成，研究表明这些大脑区域的数量和复杂性都在增长。15 中脑皮质激素途径是该系统的核心组成部分。 它起源于位于中脑腹侧被盖区的多巴胺能神经元，它将投射传递到边缘前脑的目标区域，特别是伏隔核以及前额叶皮层。16 反过来，前额叶皮层为伏隔核和腹侧被盖区提供下行投影。17 因此，这种中脑皮质边缘循环是最终共同途径中的关键参与者，其处理奖励信号并调节大鼠的动机行为，并且根据成像数据，在人类中。18

为支持中脑边缘通路的中心作用，研究表明接触食物后大鼠伏核中多巴胺水平升高，19 甜食，20 和性。21 自我给药的药物（例如，可卡因，吗啡和乙醇）也导致大鼠伏隔核多巴胺的升高。22 随着甜味浓度的增加，多巴胺水平也更高23 和大鼠的药物。22 最后，人体成像研究报告了纹状体对食物的反应，24 药物，25 钱，26 和浪漫的爱情。27

随着时间的推移，人类和动物不仅仅会获得奖励：他们会预期奖励。 作为学习过程的一部分，伏隔核中的多巴胺水平和伏隔核神经元的活动随着食物的提示而升高，28 甜食，29 性别，21 或毒品。30 伏隔核中的神经活动也响应于较大与较小奖励的线索而增加。29 与大鼠大脑一样，人类的大脑对食物，药物或酒精的提示也具有高度敏感性。3,31

在某些情况下，提示可能表示奖励的即时可用性。 在其他情况下，它可能表示奖励迫在眉睫，但主体需要等待访问。 虽然提示即时可获得奖励的线索会引起多巴胺水平升高，但那些发出等待信号的信号会导致大鼠伏核多巴胺水平降低。32 实际上，等待药物是大鼠和人类的不利状态，其发病与替代奖励的贬值有关。 不注意其他奖励是成瘾的标志。 因此，在等待自我施用可卡因的机会的同时，大鼠避免摄入其他可口的糖精提示。 味觉提示的避免越大，服用药物越强烈。33-35 同样地，等待吸烟的人表现出厌恶的情感行为，并且未能引起对赢钱和赔钱的正常纹状反应。 重要的是，这些结果与更多寻求卷烟和进行双选择测试有关。26,36,37 在这些条件下，服用该药物（啮齿类动物研究中的可卡因和人体研究中的尼古丁）是对条件厌恶状态的最佳校正，从而通过负强化加强（即“踩踏”）持续的吸毒行为。38

个体反应差异很大，有些人和动物比其他人更敏感。 因此，通过经验可以显着改变一个人对奖励的反应，特别是药物。 暴露于富含环境后，药物和酒精的摄入量大大减少39 并访问一个运行的轮子40 在大鼠中，或在人类接触运动后。41 相比之下，慢性睡眠剥夺显着增加了对人类食物刺激的反应和大鼠对可卡因的反应。42,43 同样地，在人类中，物质滥用和以去抑制饮食为特征的饮食失调之间存在高度共病。44 在老鼠中，可卡因的成瘾行为通过对脂肪的叮咬而增加（超过三倍），45 糖的暴食历史增强了对乙醇的响应。46

总之，多巴胺不仅追踪在大鼠和人类中测试的所有自然奖励和滥用药物，它还追踪这些物质的线索。 提示引起了对高度可口的甜味的期待47,48 或滥用药物26,49 导致较低奖励的贬值。 事实上，毒品的线索不仅会引起贬值，而且还会引发厌恶状态的发生，而不得不等待获得优先奖励。 该状态可能涉及条件性渴望和/或退出。 最近的数据显示，这种条件厌恶状态可以在单次药物暴露后发展，并且可以预测谁将服用药物，何时以及服用多少。50 即便如此，如前所述，大鼠和人类的个体脆弱性可以通过许多因素减少或增加，包括经验（例如，替代奖励的可用性，锻炼的机会，慢性睡眠剥夺或者结合的历史）关于脂肪）。

重要的是要注意，在人类行为的范围内，所有方式的刺激都可以变得有益（例如，日光浴，购物，赌博，刺穿，纹身，运动，食物，饮料，性和药物）。 反过来，这些刺激中的每一种都可以支持成瘾行为的发展，包括寻求，接受和/或参与，有时以高成本。 其中一些刺激可能比其他刺激更容易上瘾，有些人更容易受到伤害。 与任何其他有益的刺激一样，食物也有可能支持成瘾行为的发展。 另一方面，健康通过适度，替代奖励的可用性以及动机行为领域的平衡来促进。

通过对药物的奖励回应，对食物和平行的奖励回应

滥用药物和可口食物在动物和人类的奖励回路方面表现出相似之处。 首先，药物激活奖励学习区域和多巴胺信号传导51; 可口的食物摄入通过相同的途径进行。24 其次，由于多巴胺能系统的可塑性变化（D2受体的下调和D1受体的上调）引起的耐受，人们会增加药物的使用。52,53; 摄入可口的食物会产生类似的效果。54,55 第三，戒烟药物使用的困难与奖赏和注意力相关的大脑区域对药物提示的高反应性有关56,57; 当暴露于可口的食物提示时，肥胖受试者显示出类似的激活模式。58,59

慢性吸毒导致奖励回路中的神经适应，促使摄入量升级。 动物实验证明，习惯性摄入滥用药物会导致纹状体D2多巴胺受体和多巴胺水平降低。53 与对照动物相比，习惯摄入还导致奖励区域对实验动物的药物摄入和电刺激的敏感性降低。52,60 这些发现与横断面数据一致，表明相对于健康对照中的发现，药物依赖性个体显示较低的D2受体可用性和奖赏区敏感性，较低的药物释放多巴胺和减少的欣快感。61,62 同样，动物实验已经证明，过量喂养与非喂食条件的分配导致D2受体可用性降低，多巴胺可用性和营业额降低，以及奖励区域对食物摄入，药物施用和电刺激的响应性降低。54,63

上述数据与横断面证据一致，即肥胖人群比瘦人具有更少的D2受体，并且对可口的食物摄入具有减少的奖赏区域响应。64,65 此外，对人类的纵向研究表明，对食物的这种迟钝的大脑奖励反应可能是由暴饮暴食和体重增加引起的。66 这一结论得到了动物如啮齿动物和猪的肥胖实验诱导的支持。67 人类的进一步证据来自实验研究，其中参与者被随机分配以每天接受体重稳定或肥胖诱导的可口食物。 在后一组中，这导致对食物的喜爱减少，但增加了缺乏。68 最近的研究表明，人体功能磁共振成像（fMRI）观察到的纹状体迟钝的反应性具有很高的特异性。 报告经常摄入冰淇淋的受试者相对于仅少吃冰淇淋的青少年，对收到基于冰淇淋的奶昔的奖励区域响应较少; 其他能量密集型食品（如巧克力和糖果）的消费与奖励地区对冰淇淋收据的反应无关。69 这种选择性表明与药物成瘾中出现的耐受现象相似。

另一个感兴趣的领域涉及对未来体重增加的预测。 对有体重增加风险的年轻人进行的研究表明，激励显着性升高，表现为与奖励评估和​​注意力相关的大脑区域食物线索的高反应性，预示未来的体重增加。70-72 这可能是在一段暴饮暴食而非最初的脆弱性之后出现的维持因素。 激励致敏发展的潜在机制似乎与最初提高对可口食物的奖励反应和提高联想学习能力有关。73

T总之，累积的证据与动态脆弱性模型一致，当食物摄入的初始超奖励响应导致暴饮暴食，当纹状体D2受体密度和DA信号因食物摄入减少时，个体处于肥胖风险中，当出现以前馈方式编码食物线索的激励显着性的区域的超响应性时74 (图4).

图4    

肥胖的动态脆弱性模型. TaqIA 指的是单核苷酸多态性 ANKK1 基因（rs1800497），具有3等位基因变体： A1 / A1, A1 / A2及 A2 / A2。

在未来，使用重复测量设计的脑成像研究可能对测试动态漏洞假设很有用，例如对食物线索的响应能力是否会增加未来体重增加的风险。 基于神经科学的预防和治疗干预措施的调查（例如，纠正纹状体对食物的反应迟钝）将是至关重要的，对假设关系的实验证实也是如此。

暴饮暴食和药物使用的神经效应之间的相似之处是相似但不相同的。 滥用药物导致多巴胺信号传导的人工增强，这在食物的情况下不会发生。 尽管有这些和其他差异，但有足够的相似之处表明药物和可口食物能够以促进摄入量升级的方式参与奖励系统。 但是，确定某些食物是否会上瘾是没有用的; 只有少数尝试过愉快行为的人会上瘾。 相反，更有成效的途径是集中精力了解滥用药物和可口食物使大脑奖励系统接受升级消费的机制，并研究构成两个贡献过程的个体差异（对收到食物的反应迟钝或药物，以及由预期线索引发的奖励和注意力相关区域的超响应性。 最后，考虑食物“滥用”而不是食物“成瘾”（即暗示依赖性）的概念可能更有用，因为依赖的证据有些混杂和不确定，但大量研究清楚地证明肥胖导致消极健康和社会后果。

对遗传和肥胖的遗传贡献

最近的研究表明人类遗传学在确定食物奖励的大脑机制中起着至关重要的作用。 研究严重形式的肥胖与暴饮暴食的极端表型相关，为复杂的异质性疾病如肥胖和糖尿病提供了一种易处理的方法。 他们可以建立单一基因/途径的原理证据以及对调节体重和相关表型的机制的见解。 这种方法可以通过验证新旧目标并为分层医学奠定基础来推进药物发现。 它还可以通过诊断，咨询和干预措施的进步为患者带来益处。

双胞胎，家庭和收养研究表明，体重是高度可遗传的。 常见肥胖是多基因的，对个体间变异的遗传贡献估计为40％-70％。75 目前的分子遗传学已经确定了影响体重的常见DNA变体。 全基因组关联研究已经调查了全世界数十万人的遗传物质。 然而，迄今为止发现的所有遗传因素仅占体重指数（BMI）变异性的约5％。76 已经在严重肥胖患者中鉴定了几种罕见的高渗透性遗传变异体，并且脑回报系统中存在相关变化。

肽和激素，尤其是瘦蛋白，可以作为能量平衡的调节剂。 瘦素是通过影响食物奖励的大脑区域对人体能量平衡的关键调节器。 瘦素缺乏会增加食欲和食物摄入量。 这种激素也调节对食物的喜好，这与多巴胺激活伏隔核有关。 下丘脑中瘦蛋白 - 黑皮质素途径的已知突变导致饮食过多（图5）。 研究使用fMRI评估了瘦素缺乏患者的表型。 在一项开创性的研究中，Farooqi等人。77 评估先天性瘦素缺乏的2人类患者的脑反应。 在瘦素替代治疗的67天之前和之后的食物图像显示关键纹状体区域的神经活化减弱，表明该治疗减少了对食物奖励的感知，同时增强了对食物消耗期间产生的饱腹感信号的响应。77

图5  人体瘦素 - 黑皮质素途径的突变. 缩略语：ACTH，促肾上腺皮质激素; AgRP，Agouti相关肽; BDNF，脑源性神经营养因子; CB1，大麻素型1受体; 增加; LEP，瘦素; LEPR，瘦素受体; MCH，黑色素浓缩激素; MC4R，黑皮质素4受体基因; α-MSH，α-黑素细胞刺激素; NPY，神经肽Y; Ob-Rb，瘦蛋白受体，Ob-Rb同种型; PC1 / 3，激素原转化酶1 / 3; POMC，pro-opiomelanocortin; RQ，呼吸商; SIM1，一心一意的1; TRKB，酪氨酸激酶B.
 

黑皮质素4受体的突变（MC4R） 基因是人类肥胖最常见的遗传原因。78 已经在人类受试者中研究了几种治疗选择（例如，西布曲明，5-羟色胺和去甲肾上腺素摄取抑制剂）。 MC4R 突变。 然而，很少实现长期的体重维持。78 使用fMRI数据比较杂合子10患者的纹状体激活 MC4R 缺乏和20对照（10肥胖和10瘦）表明 MC4R 缺乏与纹状体激活和食物奖励的改变有关。79 这表明黑皮质素能张力可以调节随体重增加而发生的多巴胺能变化。

其他基因突变，特别是那些导致食欲过多以及自主神经功能障碍，情绪不稳定和自闭症行为的基因突变，最近与单一的1相关 - 一种参与室旁核发育和功能的基本螺旋 - 环 - 螺旋转录因子。下丘脑（图5).80

肥胖大脑奖赏途径的药理学操作使用fMRI研究来检查与西布曲明摄入后治疗结果相关的大脑奖励系统中的相关性81 或新的μ-阿片受体拮抗剂。82

与目前提出的相比，药物奖励与食物奖励相关的电路可能存在更多差异，这使得肥胖值得自行研究。 尝试将食物分类为上瘾通常是无益的。 相反，理解神经对不同表型的进食的贡献是在该领域取得进展的关键步骤。 需要开发工具以更敏感和客观的方式更好地定义行为异质性，以及理解潜在行为的生物学。

食品奖励的认知控制：翻译应用

在人类中，通过认知，特别是执行功能来调节可口食物的行为驱动力。 这些高级心理功能支持饮食行为的自我调节，并映射到包括大脑的外侧和背内侧区域的网络，例如背外侧前额叶皮层，背前扣带和顶叶皮层。 我们生活的环境挑战我们有限的生理资源以抑制食物摄入。 日常生活中的一个中心困境包括平衡一个人的内部目标（即用于指导行为的知识，原则或规范，例如吃得好以保持健康或控制体重）与消费开胃和立即可用的食物的后果。 这种冲突对于渴望或渴望的食物尤其具有挑战性; 认知和奖励之间的相互作用是人类食物摄入调节的基本组成部分。

最近对fMRI的研究表明了抑制食物奖赏效果的能力。 这些报告显示，当参与者被要求想象延迟食用图片中显示的可口食物或考虑不吃特定食物的长期益处时，招募与执行功能/认知控制相关的大脑区域。83 当男性被要求自愿抑制饥饿时，可以看到这些大脑区域的类似参与。84 还有证据表明食物渴望会干扰竞争性认知需求，因为认知资源会自动引导到与渴望相关的线索，85 因此，对不健康食品的注意偏差可以预测BMI随时间的增加。86

前额皮质的外侧部分的接合可以是补偿机制的神经特征，以克服个体过度饮食和体重增加的倾向。 观察性研究显示，在成功的减肥保持者和较不成功的肥胖受试者中，这些大脑区域的活化程度较高.87,88 这一发现与酗酒领域的观点有一些相似之处由于未受影响的酗酒者的一级亲属在休息时表现出强大的前额活动，甚至比健康个体更高。89 由于有限的纵向和实验数据，暴饮暴食/肥胖与认知之间的联系的具体方向性仅是部分已知的。 前瞻性研究报告指出，在测量执行功能，尤其是抑制性控制的测试中表现较差的个体，未来体重增加的可能性更大。90 但是，增加体重也会削弱或干扰这些补偿机制，从而形成恶性循环。 越来越多的横截面证据表明，肥胖（BMI> 30 kg / m2）与认知表现受损有关，包括执行功能，注意力和记忆力。91 即使在与执行功能相关的区域（例如扣带皮层），静息时脑灌注也与BMI呈负相关。92 这也见于实验性肥胖的动物模型中。67 体重减轻与肥胖（但不是超重）个体的执行功能和记忆的微小改善有关。93 来自神经认知测试和人格文献的累积证据表明，支持自我调节的侧前额区域以及与食物动机有关的纹状体区域是与饮食行为的个体差异和对肥胖易感性相关的关键神经系统。94

未来可以使用许多潜在的策略来增强与认知控制相关的大脑区域的活动，包括认知 - 行为疗法，认知训练，运动，非侵入性脑刺激，神经反馈，饮食调整和药物治疗。 虽然这个领域仍然很年轻，但某些食物或营养产品可能至少可以促进这种大脑变化。 神经科学技术可用于筛选潜在的化合物或干预措施，提供客观和敏感的信息。

最近的随机安慰剂对照研究报告，儿童8周摄入二十二碳六烯酸omega-3补充剂可增加侧前额区的激活，95 7天摄入健康老年人鸡精补品精华，96 和老年人的24小时高硝酸盐饮食（绿叶蔬菜和甜菜根汁）。97 这些结果说明了食物和营养素对大脑区域的潜在调节作用，可能有助于控制食物奖励。 相反，Edwards等人。98 据报道，在久坐不动的男性中，吃74天的高脂肪（7％kcal）饮食会削弱认知功能。 增强认知控制对食物摄入的贡献的替代策略包括认知训练和非侵入性脑刺激的组合。99

与认知，奖赏和体内平衡相关的大脑系统之间的相互作用不是孤立发生的; 相反，它们嵌入在环境中以及由此产生的环境因素中（图6).100 需要在生态有效的环境中进行更多的研究，以及能够整合与现实生活中的个体 - 食物相互作用相关的方面的研究。 例如，人们对文化价值如何塑造食物奖励系统知之甚少，这可能是通过认知的大脑底物发生的。 文化决定的对食物的态度和观点可能会影响食物奖励的处理和表达。

图6   

对食物奖励和环境影响的认知控制。 食物摄入的调节，特别是认知控制对食物奖励的调节作用，发生在多种环境影响的背景下。 根据Gidding等人的说法。 （2009），100 有4级别的影响：个人级别（级别1）嵌套在家庭环境中（级别2），并受到角色建模，喂养方式，提供和食物可用性等因素的影响; 微环境水平（3级）是指当地的环境或社区，包括当地的学校，游乐场，步行区和购物市场，这些都可以促进或阻碍健康的饮食行为; 宏观环境水平（4级）是指更广泛的区域，州，国家和国际经济和产业政策和法律，它们可能影响个人选择。 吉丁等人。 （2009）100 声明这个模型“认识到水平嵌套在水平之间的重要性以及水平之间的相互影响。”

 

总的来说，该领​​域需要进行方法学创新，以便将科学进步从实验室带到诊所。 这些包括新兴的神经技术，如便携式，非侵入性工具和计算机化评估，以检查饮食行为的关键神经认知成分。 这些方法可以帮助建立关于营养，食品和饮食对健康饮食和控制体重的影响的知识基础。

在食品案件中确定“成瘾”的挑战

许多常见混淆的来源与“成瘾”一词有关，并以以下四个词为中心：喜欢，奖励，缺乏和渴望。 喜欢被定义为刺激的快感反应或愉悦感。 奖励通常被认为是快乐的同义词，但是被行为主义者定义为增强其之前的行为的奖励。 因此，强化剂可以在没有意识觉醒或愉悦的情况下操作（例如，在后消化学习中的能量调节）。 想要等同于欲望。 在过渡到期望的过程中，一个对象被认为已经获得了激励显着性，这是由奖励与对象或线索的配对产生的。 渴望是一种非常强烈的欲望。

对食物的渴望（即强烈要求食用特定食物）非常普遍101 并不一定是病态的。 食物不一定要味道好吃。 食物渴望与高BMI以及可能导致体重增加的行为相关，包括增加零食，遵守饮食限制，以及暴食/贪食症。102,103 相比之下，许多人认为，渴望反映了“身体的智慧”（即营养需求）。 然而，在缺乏营养缺乏的情况下单调或限制也会带来渴望。 在Pelchat和Shaefer对年轻人的研究中，104 受试者报告在单调操作期间比在基线期间显着更多的渴望。

关于食物渴望的性质，食物的类型因文化而异。 目前尚不清楚是否存在导致渴望的关键食物特征（例如，适口性，能量，脂肪或含糖量），或者食物是否被消费的方式（例如，如果被认为是禁食的话，或者是否以间歇性，限制性方式消费）。 限制进入人类的作用刚刚开始通过实验评估。 例如，这种机制被用来解释日本女性对寿司渴望的兴起。105 解决这些问题尤其重要，可能会对政策产生影响（例如，是否应禁止含糖饮料或饮食）。

一项开创性研究使用fMRI检测诱导食物渴望期间的大脑活化。 Pelchat等。106 发现海马，脑岛和尾状核 - 3部位的变化发生在药物渴望中。 然而，在相同的大脑奖励底物中的激活是非常正常的并且可以观察到无害的愉快刺激，例如音乐。107 这种大脑激活模式并不意味着成瘾。 响应于食物的大脑奖赏途径中的激活是具有低特异性的敏感参数，因为许多快乐源和动机行为导致该系统的激活。 神经成像有助于理解机制; 然而，它本身并不是诊断成瘾的有效方法。

美国精神病学协会并未将食物成瘾视为饮食失调或药物滥用障碍。 然而，DSM标准被用作食物成瘾量表。108 要接受这一措施，有必要确定诊断是否对应于对所有食物或某种特定类型食物的无序反应。 同样不确定容忍和退出的概念对于食物的情况可能意味着什么。 功能障碍的阈值也不清楚，并且对于食物和药物来说是不确定的。 最终，食物成瘾将是基于适应不良行为的负面后果的诊断，但食物成瘾本身并不会导致任何事情。

结论

该评论揭示了几个主要发现。 首先，食物摄入的调节是复杂的，并且涉及通过环境线索和认知，感觉，代谢，内分泌和神经途径的多级控制。 食物的有益特性可以超越在稳态中心产生的基本饱食信号。 其次，食物和药物会引起重叠的大脑奖励途径，并引发多巴胺的释放。 但是，在定性和定量方面存在根本差异。 通常滥用的药物会人为地延长多巴胺信号，而摄入可口的食物则不会。 第三，成瘾取决于个人的主观经验。 一定量的多巴胺释放和脑奖励系统的激活不是成瘾的必要条件或充分条件。 最后，个体经历和遗传变异是大脑如何响应食物奖励特性的差异的基础。 在现实生活中，这些大脑反应受到其他因素的影响（例如，奖励替代，认知和环境影响）。

下面列出了几个已确定的研究需求，可以通过协作方法最好地解决。

  • 扩大范围。 食品奖励领域的研究范围应扩大到评估饮食行为表型及其大脑/神经认知基础和检查食物成瘾表型的特异性及其总体相关性/影响。

  • 食物与药物的成瘾机制。 可用信息应补充扩大关于成瘾和类似成瘾的食品和药物机制之间差异的研究。 与目前已知的相比，药物与食物相关的电路可能存在更多差异。

  • 食物奖励与内在个体脆弱性。 有益的食物属性的贡献需要从固有的个体脆弱性因素中解脱出来，确定2组分之间的相互作用和动态。 需要识别可能是奖励和成瘾行为的特定目标的食物或食物特征。 或者，任何食物或更可能的食物成分都可以“上瘾”吗？ 有什么背景和经历？

  • 人类的饮食行为。 需要开发新的方法和工具，以更好地定义和理解人类饮食行为的异质性和潜在的生物学，包括食物成瘾表型。 这些方法应该是可重复的和有效的，提供敏感和客观的信息。 具体而言，有必要识别和开发新的标记，这些标记可以区分在进食的情况下从冲动到强迫到成瘾行为的转变。

  • 澄清术语和指标。 需要更好地协调和统一用于描述人类饮食行为可变性的语义，定义和指标。 特别是，有必要澄清DSM-5中所示的成瘾概念和定义（图3)14 可以，甚至应该适用于食品。 在没有就经过验证的指标达成一致的情况下，这对于避免食品和/或其他物质的错误表征是必要的。 有必要确定DSM-5定义是否对应于对所有食物或某种特定类型的食物或成分的无序响应。 同样不确定在食品方面，容忍和退出的概念可能意味着什么。 功能障碍的阈值也不清楚和不明确，因为与健康后果（例如，肥胖）的联系。

  • 暴饮暴食的病因，因果关系和维持。 应该开展更多研究，以了解导致暴饮暴食的病因过程的因果关系以及维持人类维持过程的维持过程。 需要进一步研究以阐明多巴胺反应和脑奖励系统激活的精确时间过程。 实验研究，如随机对照试验，可以帮助确定食物成瘾和/或肥胖是否正在推动奖励价值的变化，反之亦然。

  • 食品奖励制度的演变。 需要在这种背景下更好地理解食物奖励的进化方面。 人类奖励制度是否发展为预测和应对食物，从而保持生存，或者是否已经被食物环境塑造/重塑，如果是这样，在多大程度上？

最后，总体上需要该领域的创新方法来更好地评估人类饮食行为的神经认知成分。 在这一领域开发新方法可以增强发现，并最终帮助建立关于营养，食品和饮食对大脑影响的知识基础。 它还可以为刺激抑制机制以及抑制激活机制的新方法提供基础，对食品和营养，医学和公共卫生领域具有潜在影响。

致谢

国际生命科学研究所北美分会（ILSI北美）于5月9，2013，华盛顿特区查尔斯萨姆纳学校博物馆和档案馆召集了“关于人类食品奖励制度当前前景的知识研讨会”。 。 本文总结了发言人的发言，每个发言的内容反映了各自作者的观点。 作者感谢Meg Bouvier医学写作的Rita Buckley，Christina West和Margaret Bouvier，他们为美国农业部/农业研究服务部提供编辑服务，并为研讨会计划规划委员会提供服务，并为David Klurfeld提供服务。 作者还感谢ILSI北美的Eric Hentges和Heather Steele的研讨会规划和对这项工作的评论。

资金。 该研讨会由美国农业部/农业研究局，ILSI北美，Monell化学感官中心和普渡大学摄入行为研究中心赞助。 ILSI北美公司为编辑服务和参加研讨会并为本文做出贡献的发言人提供了资金。

利益声明。 MA-A。 获得Ajinomoto和Rippe Lifestyle Institute的研究支持，并且是箭牌和ILSI北美的科学顾问。 GKB是ILSI北美董事会成员。

这是根据知识共享署名许可条款分发的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/），允许在任何媒介中不受限制地重复使用，分发和复制，只要正确引用原始作品。

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