elemeket

absztrakt

Az elhízott és normál testsúlyú egyének agyi struktúrájának különbségének, valamint a neuroanatómiai változások és az impulzivitási tulajdonságok közötti kapcsolat vizsgálatához ez a tanulmány egy voxel-alapú morfometriás módszert alkalmazott az impulzív személyiségjellemzőkkel összefüggő szürkeállomány-térfogat (GM) változások vizsgálatára. elhízott egyének.a normál testsúlyhoz képest. Nyolcvan felnőtt beteget elemeztek, akik befejezték az UPPS-P impulzus viselkedését. A GM térfogatának lehetséges változásait először az egész agy szintjén elemezték, majd megvizsgálták a GM térfogatának regionális különbségei és az UPPS-P pontszám közötti kapcsolatot a kiválasztott érdeklődési területeken. Csökkent GM szintet találtak az elhízott csoport elülső és limbikus területein a normál testsúlyú egyénekhez képest. A normál súlycsoportban az állóképesség hiánya korrelált a GM térfogatával az elülső cinguláris kéregben, a negatív sürgősség pedig izoláltan negatívan korrelált a GM térfogatával. Az elhízott csoportban negatív összefüggés volt a bal amygdala és a jobb pallidum GM térfogatával való korreláció érzésével. Ezek a megállapítások javíthatják az állóképesség hiánya, a negatív sürgősség, valamint a súlygyarapodás és ingadozások közötti kapcsolat megértését.

Az elhízás jelentős egészségügyi kockázatot jelent a modern társadalomban, és elősegíti a társbetegségeket 1, 2. Például egy 30-35 kg/m2 testtömeg-indexet (BMI) dokumentáltak, amelyek két-négy évvel csökkentik a várható élettartamot 3. A túlzott kalóriatartalmú ételek, a depresszió és a szorongás, a gyógyszer mellékhatásai vagy a genetika az elhízás okai lehetnek 4. Az impulzív személyiségjegyeket az elhízáshoz való hozzájárulásként is dokumentálják 5. Az ételekkel szembeni impulzivitást fokozott táplálékfelvétel jelezte elhízott embereknél, és úgy tűnik, hogy ez kifejezettebb a 2., 6., 6., 8. evészavarral küzdőknél. Az impulzív személyiség megjósolja a megnövekedett táplálékfelvételt és a testzsírt a nőknél 9, 10. A sürgősség a 11, 12 evés önkontrolljával függ össze. A negatív sürgősség közvetlenül kapcsolódik az ételfüggőséghez, és ez a kapcsolat felelős az ételfüggőség és a BMI kapcsolatáért 13. Az állóképesség hiánya a súly ingadozásával jár 12. A túlsúlyos és elhízott embereknél nagyobb a sürgősség, a kitartás hiánya és az érzésre irányuló erőfeszítés 14. A személyiség impulzív jellemzőinek neuroanatómiai vizsgálata az elhízás bemutatása során segíthet az impulzivitás idegi alapjainak megismerésében, és végső soron előnyös lehet az elhízás megelőzésében.

A neuro képalkotó vizsgálatok azt mutatják, hogy az impulzivitás olyan agyi területeket foglal magában, amelyek fontosak a jutalom fokozása és a válasz gátlása szempontjából. Az anatómiai agytanulmányok a szürkeállomány atrófiáját (GM) azonosították impulzív egyéneknél az orbitofrontális kéregben (OFC), az elülső cinguláris kéregben (ACC), a mediális prefrontális kéregben és az amygdalában 15. A tanulmány kimondja, hogy egészséges egyének alacsonyabb OFC-mennyisége magas impulzivitással jár 16. A funkcionális idegképalkotás bizonyítékai az agy több olyan területére is rámutatnak, amelyek megfelelnek az impulzivitásnak, beleértve az OFC-t, az alsó frontális gyrus-t, a ventrolaterális és a dorsolaterális prefrontális kéreget, az ACC-t, az amygdala, a ventral pallidumot, az insulát és a hippocampust 17, 18, 19, 20. Ezenkívül a pallidum aktiválása a jutalom előrejelzése során összefüggésbe hozható az alkoholisták impulzivitásával 21 .

A strukturális képalkotó vizsgálatok alacsonyabb össz GM mennyiségeket és alacsonyabb regionális GM mennyiségeket tártak fel az elhízott OFC-kben a lean kontrollokhoz képest 11, 12. Ezenkívül Yokum et al. megállapította, hogy a BMI korrelál a térfogat változásával a jutalomfeldolgozásban és a szomatoszenzoros feldolgozásban részt vevő agyi régiókban 22, míg a prefrontális kéregben a csökkent regionális GM mennyiségek korrelálnak a magasabb BMI növekedési rátákkal Az impulzivitás fontos szerepet játszik a súlygyarapodásban. Maayan és mtsai. számoltak be arról, hogy az elhízott egyénekre fokozott diszinhibíció és csökkent kognitív kontroll jellemző, és hogy mindkét jellemző korrelál az OFC 23 csökkent GM mennyiségével. Ralph és mtsai. elhízott egyéneknél fokozott amygdala volt megfigyelhető, ami jelezte a hedonikus hatás fontosságát az etetés szabályozásában. Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy az agy térfogatának mérése hasznos az elhízás neurobiológiai alapjainak jellemzésére, és hogy az agy szerkezeti térfogatai összefüggenek bizonyos betegségspecifikus jellemzőkkel (pl. BMI). A jelenlegi tanulmány összefüggésében van egy tudásbeli hiányosság az agy szerkezeti változásai és az impulzív jellemzők között a felnőttkori elhízás bemutatásakor.

A kutatás célja megvizsgálni az elhízott és normál testsúlyú egyének agyi struktúrájának különbségeit, valamint megvizsgálni a neuroanatómiai változások és az impulzivitás tulajdonságai közötti kapcsolatot. Úgy gondoljuk, hogy a kitartás hiányának, a negatív késztetésnek és az érzés keresésének más összefüggései vannak ezekkel a neuroanatómiai változásokkal a normális és elhízott csoportokban.

az eredmény

A résztvevők demográfiai jellemzői

A normál testsúlyú és elhízott csoportok demográfiai jellemzőit az 1. táblázat foglalja össze. A csoportokat összehasonlítottuk a nem, a rutin, a depresszió, a kognitív korlátozás és a kontroll disinhibíció szempontjából. Az elhízott személyek éhségértéke azonban magasabb volt, mint a normál súlycsoportnál. Annak a ténynek a következtében, hogy e két csoport életkora jelentősen különbözött, a további elemzés során kovarianciaként használták fel.

Asztal teljes méretben

Az intézkedés impulzivitási jellemzői

Nem voltak szignifikáns különbségek a csoport különbségei között az előre megfontoltság hiányában, a kitartás hiányában, az érzés érzésében, a negatív sürgősségben és a pozitív sürgősségben (1. táblázat).

MRI képalkotó elemzés

Az elhízott csoport GM-szintje szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a bal alsó elülső gyrus (BA 13), a bilaterális insula (BA 13), a bal piramis, az alsó holdizmok elődöntői és az agyi mandulák, a bilaterális anterior gyrus (BA 10) normál súlycsoportja. . ), a jobb elülső cingularis kéreg (BA 32), a bilaterális thalamus és a bal középső frontális gyrus (BA 6) (2. táblázat, 1. ábra). Másrészt az elhízott csoport szignifikánsan nagyobb GM térfogatot mutatott a bal alsó occipitalis gyrusban és a középső occipitalis gyrusban, mint a normál testsúlyú csoportban (2. táblázat, 1. ábra).

Asztal teljes méretben

különbségek

A vörös területek az elhízott GMV csökkenését jelentik a normál súlycsoporthoz képest. A kék területek az elhízottak GMV növekedését jelentik a normál súlycsoporthoz képest. Rövidítések: R. MedFG = jobb oldali média front Gyrus; R. ACC = Cingulate Cortex jobb elülső; L. MedFG = Bal oldali középső frontális Gyrus.

50). "Rel = nofollow> Teljes méretű kép

A GM és a személyiség közötti korrelációs elemzések

Az elégtelen állóképesség korrelált a GM térfogatával az elülső cingulatában a normál súlycsoportban (R = -0,372, p = 0,009), de az elhízás csoportban nem. A negatív sürgősség negatívan korrelált a GM térfogatával a szigetelésen belül a normál súlycsoportban (R =, 0, 364, p = 0,010), de az elhízás csoportban nem. Az észlelés keresése negatívan korrelált az elhízott csoportban a bal oldali amygdala (R = −0, 414, p = 0, 010) és a jobb pallidum (R = −0, 448, p = 0, 010) GM térfogatával.

vita

Jelen tanulmányban megvizsgáltuk az elhízott és normál testsúlyú egyének agyi struktúrájának különbségét, valamint megvizsgáltuk a neuroanatómiai változások és az impulzivitás tulajdonságai közötti kapcsolatot. A képalkotó elemzés szignifikáns csoportbeli különbséget talált az agy impulzivitást moduláló területein, mint például a ventromedialis prefrontális kéreg, az elülső cinguláris kéreg, az inzula és a thalamus. Az elülső cingularis kéreg és az izoláció, amelyek a kiemelkedések hálózatát alkotják, jelentős kapcsolatban vannak a normál csoport elégtelen állóképességével és negatív sürgősségével. Ezenkívül a bal amygdala és a jobb pallidum szoros kapcsolatot mutatott az elhízott csoportban végzett kereséssel. Ezek az eredmények eltérő összefüggést mutattak ezen neuroanatómiai különbségek és az impulzivitási tulajdonságok között normál testsúlyú és elhízott egyéneknél.

Jelen tanulmányban nem találtunk szignifikáns csoportbeli különbséget a kognitív károsodásban, a dezinhibícióban és a depressziós állapotban. Néhány tanulmány kimutatta, hogy az elhízott betegek gyenge kognitív kontrollja és magas diszinhibíciója volt 23. Egy másik tanulmány azonban azt is dokumentálta, hogy az elhízott egyének megpróbálhatják korlátozni a magas kalóriatartalmú ételek fogyasztását, mert tisztában vannak a súlygyarapodás hatásával 25. Vizsgálatunkban azonban 19 olyan beteg volt, akiknek BMI-je 30 és 35 között változott, 8 személy BMI-je 35 és 40 között változott, és négy személy BMI-je 40 és 43, 40 között változott. Jelentős csoport hiánya a kognitív károsodás és a dezinhibíció különbsége részben összefüggésben lehet az alacsony morbid elhízási rátával. Egy longitudinális tanulmány azt sugallta, hogy az elhízás növeli a depresszió kockázatát, és a depresszió elősegíti a túlsúly esélyét is 26. További információra van szükségünk egy olyan résztvevő előzményeiről, aki elhízott a depresszió és a súlyállapot magyarázatához. Ezt korlátozó szakaszokban tárgyaljuk.

A korábbi 27., 28., 29., 30., 31. vizsgálatokkal összhangban az elhízott csoport csökkent GM-szintet mutatott az elülső, a limbikus és az agykéregben. Egy korábbi tanulmány kimutatta, hogy a frontális szigetelés részt vesz az ételek ízének, illatának, állagának és zsírtartalmának feldolgozásában 27. Egy PET-tanulmány azt dokumentálta, hogy az elhízott emberek jobban reagálnak az étvágyra, mint a szegények. Az izola, az elülső cingularis kéreg és a középső frontális gyrus különféle információkat kap a homeosztatikáról és a sótartalomról. Egyes tanulmányok azt találták, hogy az ACC válasz negatívan korrelált a dezinhibícióval, és az elhízott egyének kevésbé aktiválódtak az ACC-ben, mint a normál testsúlyú résztvevők 29, 30. Felmerült, hogy a thalamus GM-térfogata negatívan kapcsolódik a test zsírtartalmához 31. Ezek a megállapítások azt mutatták, hogy elhízott egyéneknél csökkent az agyi struktúra, amely reagál az érzékszervi és a jelentős élelmiszer-feldolgozásra, ami összhangban volt a fizetéshiány elméletével .

Ebben a tanulmányban az ACC-ben a normál testsúlyú csoportban az állóképesség hiánya negatív volt. A kitartás hiánya arról szól, hogy ne foglalkozzunk nehéz vagy fárasztó feladatokkal 33. Döntő döntéshozatali kapcsolata van, például az alacsony állóképességű pontszámmal rendelkező alanyok lassabban tanulnak, amikor szerencsejáték közben jó csomagokból választanak 34. Az ACC részt vesz a figyelem ellenőrzésében és a döntéshozatalban 29, 35, 36. Kulcsfontosságú szerepet játszik a kognitív kontrollban és a fizetés elvárásában az étkezés során 37, 38. A perzisztencia hiánya és a géntechnológiával módosított mennyiség közötti negatív kapcsolat összhangban van a fenti tételekkel. Elhízott egyéneknél azonban ez a kötés megszakadhat, ami arra utal, hogy az elhízott emberek kognitív kontrolljának idegmechanizmusa megváltozik.

Az észlelés keresése negatívan korrelált az elhízott csoportban a bal amygdala és a jobb pallidum GM mennyiségével. Az érzés keresése olyan személyiségjegy, amely új tapasztalatokat és érzéseket keres. Ehhez kapcsolódik az a jutalom ételre gyakorolt ​​hatásának erősítése. A túlsúlyos és elhízott embereknél magasabb az érzésszint 14. Ez pozitívan kapcsolódott az egészségtelen ételek preferenciáihoz 45. Az Amygdala és a pallidum részt vesz az ételek jutalmazásában. Az amygdala részt vesz az ételre adott feltételes reakcióban, és a pallidum szelektíven reagál egy ingerre, amely megjósolja a jutalmak rendelkezésre állását 46. Egy korábbi tanulmánynak megfelelően megállapítottuk, hogy az elhízott 47 csoportban csökkent az amygdala és a pallidum GM mennyisége, ami arra utal, hogy az elhízott embereknél a feltételes táplálékreakció változásai modulálódnak. A szenzáció és a GM amygdala és pallidum térfogata közötti negatív kapcsolat arra utalhat, hogy az elhízott embereknél fontosabb a feltételes szabályozás.

korlátozások

Fontos figyelembe venni a tanulmány korlátait. Először is, ezt a tanulmányt arra tervezték, hogy összehasonlítsa a GM térfogatának változását elhízott alanyokban, és megvizsgálja a lehetséges változások és az impulzivitási tulajdonságok közötti kapcsolatot. Nincs csoportbeli különbség a kognitív károsodásban, a diszinhibícióban és a depressziós állapotban, ami részben alacsony morbid elhízási arányhoz és viszonylag kis mintamérethez köthető. A nagyobb tantárgycsoporttal végzett vizsgálatok növelik a statisztikai hatalmat. Keresztmetszeti javaslatként ez a tanulmány nem vonhatja le a GM térfogatának változásai és az impulzivitási tulajdonságok közötti összefüggések ok-okozati összefüggését, amelyek kétirányúak lehetnek, és összefüggésben lehetnek néhány látens változóval. További hosszú távú vizsgálatokra lehet szükség a GM térfogatának változásai és az impulzivitási tulajdonságok közötti kapcsolat megértésének javítása érdekében. Másodszor, jelentős a csoportok közötti életkori különbség. Egy korábbi tanulmány azt dokumentálta, hogy 48-ban az életkor különbsége volt az impulzivitási jellemzőkben. Bár az életkor kovarianciaként szerepel az elemzésben, az életkor potenciális hatását tovább kell megjegyezni. Például mi a kapcsolat a BMI és az impulzív változás között az életkor szerint? További információkra van szükségünk a kérdés megválaszolásához. További kérdésekre lehet szükség a kérdés megválaszolásához.

következtetés

Jelen tanulmányban megvizsgáltuk az elhízott és normál testsúlyú egyének agyi struktúrájának különbségét, valamint megvizsgáltuk a neuroanatómiai változások és az impulzivitás tulajdonságai közötti kapcsolatot. A normál testsúlykontrollhoz képest az elhízott egyének csökkent GM mennyiséget mutattak a kérgekben, amelyek reagáltak a kódolási jutalmakra és a megbánásra. Az impulzivitási jellemzők különböző összefüggéseket mutattak az agy területeivel az elhízott és a normális testsúlyt kontrolláló betegek között.

mód

Résztvevők és MRI felvétel

Az MRI-adatokat a Nathan S. Kline Institute Advanced Brain Imaging Center 49 által biztosított nyílt adatok weboldaláról (//fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/pro/nki.html) nyertük. A jelenlegi tanulmányban nyolcvan felnőtt (18-55 éves) képalkotó adatait elemezték. A résztvevőket eredetileg normál testsúlyú felnőtteknek (n = 49, átlagos BMI = 21, 87, SE = 0,29) és elhízottaknak (n = 31, átlagos BMI = 34, 38, SE = 0,69) sorolták BMI-jük szerint az International International Az elhízással foglalkozó munkacsoport (IOTF) 14., 15. kritériuma. Valamennyi betegnek korábban nem volt pszichiátriai vagy neurológiai rendellenessége. A képek beolvasása előtt tájékozott írásbeli beleegyezést kaptunk. A szkennelést a Nathan S. Kline Advanced Brain Imaging Intézet Intézményi Felülvizsgálati Testületének irányelveivel és a Helsinki Nyilatkozattal 49 összhangban végezték el. .

A résztvevőket 3,0 T MRI szkennerrel (Siemens MAGNETOM TrioTim Syngo MR) vizsgáltuk. T1-súlyozott 3D-térfogatot kaptunk minden résztvevő számára egy T1-súlyozott 3D-turbo-gradiens echo szekvencia alkalmazásával, szagittális irányban, 0,94 × 0,94 × 1,0 mm felbontással (200 keresztmetszet, FOV = 240 × 240 mm2, 256. mátrix). . × 256), TR = 2500 ms, TE = 3,5 ms, TI = 1200 ms, vágási vastagság = 1 mm és forgási szög = 8 °. A szekvencia optimális volt a mező inhomogenitásának, az érzékenységi artefaktumok és a mozgásérzékenység csökkentésére.

Impulzivitás mérése

Az impulzivitás eredményeit UPPS-P impulzív viselkedési skálán értékeltük. Az UPPS-P impulzív viselkedési skála 33, 50 egy 59 elemet tartalmazó leltár. Úgy tervezték, hogy mérje az öt különböző személyiségutat, amelyek az impulzív viselkedést jellemzik: az érzés keresése, kitartás, reflexió, negatív sürgősség és pozitív sürgősség. Az elemzésekhez az öt UPPS - P 51 dimenzió összesített pontszámát használtuk. Ezenkívül a depressziós pontszámokat a Beck Depression Inventory-II 52 segítségével értékeltük. Az ételfogyasztás értékeit a háromtényezős étkezési kérdõív 53 segítségével értékeltük böjt körülmények között.

GM térfogat-elemzés

Valamennyi MPRAGE képet előfeldolgoztuk, és SPM8 alkalmazásával elemeztük (//www.fil.ion.ucl. Ac.uk/spm). A műtermékek vagy súlyos anatómiai rendellenességek szűrésére minden MR-képet először az SPM8-ban jelenítettek meg. A képeket manuálisan átirányították, hogy a jobb regisztráció érdekében az előlapra állítsák őket. Ezután az egyes alanyok MPRAGE képeit térben normalizáltuk a Montreali TI Intézet Standard T1 sablonjához, és az SPM8 szövetosztályozási algoritmusa segítségével szürkeállományra (GM), fehérállományra (WM) és cerebrospinalis folyadékra (CSF) szegmentáltuk. Ezután a szegmentált partíciókat a megfelelő sablonokra normalizálták. A normalizált, szegmentált szürkeállomány képeket ezután úgy moduláltuk, hogy kiszámítottuk a speciális normalizálási lépésből származó Jacob-determinánsokat, és megszoroztuk az egyes voxeleket a relatív térfogatváltozással 54. Végül a képeket teljes szélességű, 8 mm3-es 3D-s Gauss-szűrővel simítottuk a maximális felére (FWHM) a jel-zaj arány növelése érdekében.

ROI elemzés

A kívánt anatómiai területet (ROI) anatómiailag választották ki a felnőttek elhízásában való részvételének korábbi bizonyítékai alapján, beleértve az OFC-t, az amygdalát és a pallidum 18, 20-at. Az NI-k a Wake Forest University (WFU) PickAtlas 55 eszközkészletének felhasználásával készültek .

Statisztikai elemzések

A normál testsúlyú (BMI30) alanyok két csoportját értékeltük GM térfogatuk szempontjából. A GM-térfogatok csoportbeli különbségeinek összehasonlításához két mintából két voxel-mentes mintát végeztünk. A kapott statisztikai térképeket szignifikáns p = 0,005 szinttel, a klaszterméret> 50-vel azonosítottuk aktivációként 51. A szignifikáns aktivációs térfogat és az egyes ROI (OFC, amygdala és pallidum) GM értékeit minden alanyra kiszámoltuk. Az impulzív személyiségjellemzőkkel kapcsolatos strukturális agyi változások összehasonlításához a két csoport között részleges korrelációs elemzést alkalmaztunk az életkorral, a nemmel és a kovariátorként való alkalmassággal a regionális GM ROI mennyiségek és az egyes impulzív személyiség skálák pontszámai közötti kapcsolat elemzéséhez (az előítéletek hiánya, kitartás hiánya, negatív sürgősség és pozitív sürgősség). Ezután megvitattuk a p = 0,010 jelentésével való összefüggést.

További részletek

Hogyan lehet idézni ezt a cikket: Agyi szerkezeti különbségek a normális és az elhízott felnőttek között és kapcsolataik a kitartás hiányával, a negatív sürgősséggel és az érzékek keresésével. Sci. ismétlés. 7, 40595; doi: 10.1038/srep40595 (2017).

Kiadói megjegyzés: A Springer Nature semleges marad a közzétett térképek és az intézményi kapcsolatok joghatósági állításai tekintetében.

Hozzászólások

Megjegyzés beküldésével vállalja, hogy betartja Általános Szerződési Feltételeinket és közösségi irányelveinket. Ha ezt sértő cselekedetnek találja, amely nem felel meg feltételeinknek vagy irányelveinknek, kérjük, jelölje meg nem megfelelőnek.