Погана здатність протистояти спокусливій калорійній їжі пов’язана зі зміненим балансом між нервовими

Цінхуа Хе

Факультет психології Південно-Західного університету, м. Бейбей, Чунцин, Китай

Інститут мозку та творчості та кафедра психології Університету Південної Каліфорнії, Лос-Анджелес, Каліфорнія, США

Лінь Сяо

Гуй Сюе

Національна ключова лабораторія когнітивної нейронауки та навчання та IDG/Інститут досліджень мозку імені Макговерна, Пекінський нормальний університет, Пекін, Китай

Савіо Вонг

Департамент спеціальної освіти та консультування Гонконгського інституту освіти, Гонконг, Китай

Сьюзен Л Еймс

Школа громадського та глобального здоров’я, Вищий університет Клермонта, Клермонт, Каліфорнія, США

Сьюзен М Шембре

Департамент поведінкових наук, Техаський університет, Центр раку імені Андерсона, Х'юстон, штат Техас, США

Антуан Бечара

Анотація

Передумови

Втрата самоконтролю або нездатність протистояти спокусливій/нагородній їжі та розвиток менш здорових харчових звичок можна пояснити трьома ключовими нейронними системами: (1) гіперфункціонуюча система смугастого тіла, керована зовнішніми винагороджуючими сигналами; (2) гіпо-функціонуюча система прийняття рішень та управління імпульсами; та (3) змінена система островів, що бере участь у перекладі гомеостатичних та інтероцептивних сигналів у самосвідомість та те, що суб'єктивно може відчуватися як почуття.

Методи

У цьому дослідженні вивчалася активність у двох із цих нервових систем, коли суб'єкти піддавалися впливу висококалорійних та низькокалорійних продуктів харчування за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI), і пов'язувала цю активність із споживанням їжі, оціненою за 24-годинним відкликанням . Тридцять молодих людей (середній ІМТ = 23,1 кг/м 2, діапазон = 19,1 - 33,7; вік = 19,7 років, діапазон = 14 - 22) були проскановані за допомогою фМРТ під час виконання специфічних для їжі завдань go/nogo.

Результати

Поведінково учасники легше натискали кнопку відповіді, коли пробні випробування складалися з висококалорійних харчових сигналів (завдання HGo), і менш охочі натискали кнопку відповіді, коли пробні випробування складалися з низькокалорійних харчових сигналів (завдання LGo). Ця звична реакція на висококалорійні харчові ознаки була більшою для осіб з більш високим ІМТ та осіб, які, як повідомляється, споживають більше калорійних продуктів. Інгібування реакції на висококалорійні харчові сигнали було найскладнішим для людей з більш високим ІМТ та осіб, які, як повідомляється, споживають більше калорійних продуктів. Результати фМРТ підтвердили наші гіпотези про те, що (1) "звична" система (правий смугастий кіст) активізувалася більше у відповідь на висококалорійні харчові сигнали під час випробувань, ніж низькокалорійні харчові випробування, і її активність корелювала з ІМТ учасників, а також споживання ними висококалорійної їжі; (2) префронтальна система була більш активною в nogo-випробуваннях, ніж go-trial, і ця активність була обернено корельована з ІМТ та споживанням висококалорійної їжі.

Висновки

Використовуючи дизайн поперечного перерізу, наші висновки допомагають глибше зрозуміти нервову основу втрати здатності самоконтролю, стикаючись із спокусливими харчовими сигналами. Незважаючи на те, що конструкція не дозволяє робити висновки щодо того, чи є дефіцит гальмівного контролю та гіпервідчутливість регіонів винагороди індивідуальними факторами вразливості до переїдання або результатами звичного переїдання.

Електронний додатковий матеріал

Інтернет-версія цієї статті (doi: 10.1186/1475-2891-13-92) містить додаткові матеріали, доступні для авторизованих користувачів.

Передумови

Надмірна вага та ожиріння, виражені як нормальний індекс маси тіла (ІМТ> 24,9 кг/м 2), є проблемою охорони здоров'я у всьому світі. У США майже 70% дорослих мають надлишкову вагу або страждають ожирінням [1]. Надмірна вага та ожиріння пов'язані з підвищеним ризиком серцево-судинних/метаболічних захворювань, а також деяких видів раку [2]. Хоча немає чіткого пояснення основної причини надмірної ваги та ожиріння, надмірне збільшення ваги є відомим результатом хронічного позитивного енергетичного дисбалансу, що сприяє споживанню калорій над витраченими калоріями [3]. Таким чином, важливо визначити основні механізми, які пов’язані з поведінкою, пов’язаною з надмірним споживанням енергії, з метою боротьби з епідемією ожиріння. На сьогоднішній день багато досліджень досліджували основні впливи генетичних, гормональних та метаболічних механізмів, пов’язаних із ожирінням та споживанням їжі [4–9]. Менше досліджень прагнуло зрозуміти основні та потенційно модифікуються нейронні механізми, що спонукають приймати рішення про те, що і скільки їсти [10–19].

У цьому дослідженні використовувались методи функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI) для дослідження мозкової діяльності, пов’язаної з нервовими системами, описаними вище, під час конкретних харчових завдань go/nogo, що складаються з висококалорійних та низькокалорійних харчових сигналів. Зокрема, ми перевірили гіпотези, пов’язані з діяльністю імпульсивної (смугастої) та відбивальної (префронтальної) нервових систем у відповідь на зображення висококалорійних та низькокалорійних харчових сигналів, і пов’язали цю діяльність із споживанням їжі. Учасниками були підлітки та молоді люди, які представляють інтригуючу групу для вивчення, враховуючи відносно уповільнене дозрівання префронтальної кори [66–68], і, як результат, потенціал для вибору невигідного харчування. Дійсно, це населення має тенденцію робити менш корисний вибір їжі [69], і такий вибір полегшується шкільним середовищем та університетськими містечками, де доступ до дуже смачних, висококалорійних варіантів їжі є відносно необмеженим.

Методи

Учасники

Таблиця 1

Описова статистика всіх показників поведінки та дієтичного споживання

MeanSDRangeGender різниця

ІМТ (кг/м 2 )	23.1	3.0	19,1-33,7	t = 1,67, p = .11
IQ	117,5	9.5	103-136	t = .85, p = .40
СОПТ	65.1	3.5	56-70	t = .31, p = .76
Голодний рейтинг	2.6	2.0	1-4	t = .86, p = .40
Низькокалорійні продукти NDSR	2.4	1.6	.1-7,5	t = 2,76, р 1 А). Під час першого візиту учасників (і батьків для тих, хто не досягнув 18 років) попросили заповнити та підписати бланки згоди, а також виконати SCID та поведінкові завдання. Потім було заплановано повернення учасників на сеанс сканування fMRI. Двадцять шість суб'єктів завершили сканування вранці між годиною з 10 ранку до 11 ранку, і лише 4 суб'єкти були скановані в другій половині дня через обмеження планування. Учасників попросили утриматись від будь-яких інтенсивних фізичних навантажень до сканування протягом 24 годин. Учасників просили їсти нормально та їсти звично до того, як вони прибудуть на сеанс фМРТ. До сканування фМРТ за допомогою стандартних процедур оцінювали зріст та вагу, проводили 24-годинне відкликання дієти, і учасники оцінювали рівень голоду за шкалою від 1 (зовсім не голодний) до 10 (дуже голодний), щоб забезпечити що учасник не перебував у знедоленому стані. Суб'єктів, які дали оцінку голоду> 5, попросили перенести сканування та повернутися після того, як вони спожили звичайну їжу. Таким чином, усі обстежені учасники оцінили свій голод як ≤ 4 із середнім балом 2,6.