Abilitatea slabă de a rezista mâncărilor tentante bogate în calorii este legată de alterarea echilibrului dintre neuronale

Qinghua He

Facultatea de Psihologie, Universitatea Southwest, Beibei, Chongqing, China

Brain and Creativity Institute și Departamentul de Psihologie, Universitatea din California de Sud, Los Angeles, CA SUA

Lin Xiao

Brain and Creativity Institute și Departamentul de Psihologie, Universitatea din California de Sud, Los Angeles, CA SUA

Gui Xue

Laboratorul național cheie de neuroștiințe cognitive și învățare & IDG/Institutul McGovern pentru cercetarea creierului, Universitatea normală din Beijing, Beijing, China

Savio Wong

Departamentul Educație Specială și Consiliere, Institutul de Educație din Hong Kong, Hong Kong, China

Susan L Ames

School of Community and Global Health, Claremont Graduate University, Claremont, CA SUA

Susan M Schembre

Departamentul de Științe Comportamentale, Universitatea din Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, TX SUA

Antoine Bechara

Brain and Creativity Institute și Departamentul de Psihologie, Universitatea din California de Sud, Los Angeles, CA SUA

Abstract

fundal

Pierderea autocontrolului sau incapacitatea de a rezista mâncărilor tentante/recompensante și dezvoltarea unor obiceiuri alimentare mai puțin sănătoase pot fi explicate prin trei sisteme neuronale cheie: (1) un sistem de striat hiper-funcționare condus de indicii recompensatoare externe; (2) un sistem decizional și de control al impulsurilor care funcționează hipo; și (3) un sistem de insulă modificat implicat în traducerea semnalelor homeostatice și interoceptive în conștiință de sine și ceea ce poate fi experimentat subiectiv ca sentiment.

Metode

Prezentul studiu a examinat activitatea din două dintre aceste sisteme neuronale atunci când subiecții au fost expuși la imagini cu alimente bogate în calorii versus alimente cu conținut scăzut de calorii utilizând imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (IRMF) și a corelat această activitate cu aportul alimentar, evaluat prin rechemare de 24 de ore . Treizeci de tineri (IMC mediu = 23,1 kg/m 2, interval = 19,1 - 33,7; vârstă = 19,7 ani, interval = 14 - 22) au fost scanate utilizând RMN în timp ce efectuau sarcini go/nogo specifice alimentelor.

Rezultate

Din punct de vedere comportamental, participanții au apăsat mai ușor un buton de răspuns atunci când testele de mers au constat în repere alimentare cu conținut ridicat de calorii (sarcină HGo) și au apăsat mai puțin butonul de răspuns atunci când testele de probă au constat în repere alimentare cu conținut scăzut de calorii (sarcină LGo). Acest răspuns obișnuit la indicii cu alimente bogate în calorii a fost mai mare la persoanele cu IMC mai mare și la persoanele care ar fi consumat mai multe alimente bogate în calorii. Inhibarea răspunsului la indicii de alimente bogate în calorii a fost cea mai dificilă pentru persoanele cu un IMC mai mare și pentru persoanele care, după cum se spune, consumă mai multe alimente bogate în calorii. Rezultatele fMRI au confirmat ipotezele noastre că (1) sistemul „obișnuit” (striatul drept) a fost mai activat ca răspuns la indicii cu alimente bogate în calorii în timpul studiilor de mers decât studiile de alimentație cu conținut scăzut de calorii și activitatea sa corelată cu IMC-ul participanților, precum și consumul lor de alimente bogate în calorii; (2) sistemul prefrontal a fost mai activ în studiile nogo decât în ​​studiile go, iar această activitate a fost invers corelată cu IMC și consumul de alimente bogate în calorii.

Concluzii

Folosind un design transversal, descoperirile noastre contribuie la creșterea înțelegerii bazei neuronale a pierderii capacității de autocontrol în fața unor repere tentante de mâncare. Deși proiectarea nu permite inferențe cu privire la faptul că deficitele de control inhibitor și hiper-receptivitatea regiunilor de recompensă sunt factori individuali de vulnerabilitate pentru supraalimentare, sau rezultatele unei supraalimentări obișnuite.

Material suplimentar electronic

Versiunea online a acestui articol (doi: 10.1186/1475-2891-13-92) conține materiale suplimentare, care sunt disponibile utilizatorilor autorizați.

fundal

Supraponderalitatea și obezitatea, exprimate ca indice de masă corporală peste nivelul normal (IMC> 24,9 kg/m 2), reprezintă o provocare pentru sănătatea publică la nivel mondial. În Statele Unite, aproape 70% dintre adulți sunt supraponderali sau obezi [1]. Excesul de greutate și obezitatea sunt asociate cu un risc crescut de boli cardiovasculare/metabolice, precum și cu unele tipuri de cancer [2]. Deși nu există o explicație clară a cauzei principale a supraponderalității și a obezității, creșterea excesivă în greutate este rezultatul cunoscut al dezechilibrelor energetice pozitive cronice care favorizează caloriile consumate față de caloriile consumate [3]. Astfel, este important să se identifice mecanismele de bază care se referă la comportamentele asociate cu aportul excesiv de energie pentru a aborda obezitatea epidemică. Multe cercetări efectuate până în prezent au explorat influențele subiacente ale mecanismelor genetice, hormonale și metabolice legate de obezitate și aportul alimentar [4-9]. Mai puține studii au căutat să înțeleagă mecanismele neuronale care stau la baza, și potențial modificabile, care motivează deciziile cu privire la „ce” și „cât” să mănânce [10-19].

Prezentul studiu a folosit tehnici funcționale de imagistică prin rezonanță magnetică (fMRI) pentru a investiga activitatea creierului legată de sistemele neuronale descrise mai sus în timpul sarcinilor go/nogo specifice alimentelor, constând în indicii alimentare cu conținut ridicat și cu conținut scăzut de calorii. Mai exact, am testat ipoteze legate de activitățile sistemelor neuronale impulsive (striatum) și reflexive (prefrontale) ca răspuns la imagini cu indicii alimentare bogate în calorii versus calorii scăzute și am raportat aceste activități la aportul alimentar. Participanții au fost adolescenți și adulți tineri care reprezintă un grup interesant de studiat având în vedere maturarea relativ întârziată a cortexului prefrontal [66-68] și, ca urmare, potențialul de a face alegeri alimentare defavorabile. Într-adevăr, această populație are tendința de a face alegeri alimentare mai puțin sănătoase.

Metode

Participanți

tabelul 1

Statistici descriptive ale tuturor măsurilor de comportament și aportului alimentar

MeanSDRangeGifer diferență
IMC (kg/m 2 ) 23.13.019.1-33.7t = 1,67, p =, 11
IQ 117,59.5103-136t = .85, p = .40
SOPT 65.13.556-70t = .31, p = .76
Rating Foame 2.62.01-4t = .86, p = .40
Alimente cu conținut scăzut de calorii NDSR 2.41.6.1-7,5t = 2,76, p 1 A). În timpul primei vizite, participanților (și un părinte pentru cei sub 18 ani) li s-a cerut să completeze și să semneze formularul (formularele) de consimțământ și să completeze SCID și sarcinile comportamentale. Participanții au fost apoi programați să se întoarcă pentru sesiunea de scanare fMRI. Douăzeci și șase de subiecți și-au finalizat scanarea dimineața între ora 10 și 11 dimineața și doar 4 subiecți au fost scanați după-amiaza din cauza restricțiilor de programare. Participanții au fost rugați să se abțină de la orice activitate fizică intensă înainte de scanare timp de 24 de ore. Participanții au fost rugați să mănânce normal și să ia masa obișnuită înainte de a ajunge la sesiunea fMRI. Înainte de scanarea IRMF, înălțimea și greutatea au fost evaluate folosind proceduri standard, a fost efectuată o rechemare dietetică de 24 de ore, iar participanții și-au evaluat nivelul foamei pe o scară variind de la 1 (deloc flămând) la 10 (foarte flămând) pentru a se asigura că participantul nu se afla într-o stare privată. Subiecții care au acordat un rating de foame> 5 au fost rugați să își reprogrameze scanarea și să se întoarcă după ce au consumat pentru prima dată o masă normală. Astfel, toți participanții scanați și-au evaluat foamea ca ≤ 4, cu un scor mediu de 2,6.