предметів

реферат

Щоб вивчити різницю в структурі мозку між людьми із ожирінням та нормальною вагою та вивчити взаємозв'язок між нейроанатомічними змінами та властивостями імпульсивності, у цьому дослідженні використовували метод морфометрії на основі вокселя для вивчення змін обсягу сірої речовини (ГМ), пов'язаних з імпульсивними характеристиками особистості в особи, що страждають ожирінням, порівняно зі звичайною вагою. Проаналізовано вісімдесят дорослих пацієнтів, які завершили імпульсну поведінку UPPS-P. Можливі зміни обсягу ГМ спочатку аналізували на рівні всього мозку, а потім досліджували взаємозв'язок між регіональними відмінностями в обсязі ГМ та оцінкою UPPS-P у вибраних областях, що цікавлять. Знижений рівень ГМ виявлено в передній та лімбічній зонах групи ожиріння порівняно з особами із нормальною вагою. У групі з нормальною вагою відсутність витривалості корелювала з об’ємом ГМ у передній порожнистій корі, а негативна терміновість негативно корелювала з об’ємом ГМ окремо. У групі ожиріння спостерігався негативний зв’язок із відчуттям кореляції з об’ємом ГМ у лівій мигдалини та правій палідумі. Ці висновки можуть покращити наше розуміння взаємозв'язку між відсутністю витривалості, негативною терміновістю та збільшенням ваги та коливаннями.

Ожиріння є основним ризиком для здоров’я в сучасному суспільстві та сприяє супутнім захворюванням 1, 2. Наприклад, було задокументовано індекс маси тіла (ІМТ) 30-35 кг/м2 для зменшення тривалості життя на два-чотири роки 3. Надмірна калорійність їжі, депресія та тривога, побічні ефекти наркотиків або генетика можуть бути причинними факторами ожиріння 4. Імпульсивні риси особистості також задокументовані як внесок у ожиріння 5. Імпульсивність до їжі була показана для збільшення споживання їжі у людей, що страждають ожирінням, і виявляється більш вираженою у людей з розладами харчової поведінки 2, 6, 6, 8. Імпульсивна особистість передбачає збільшення споживання їжі та жиру в організмі жінок 9, 10. Терміновість пов’язана з самоконтролем прийому їжі 11, 12. Негативна терміновість безпосередньо пов’язана з харчовою залежністю, і ці відносини відповідають за взаємозв’язок між харчовою залежністю та ІМТ 13. Нестача витривалості пов’язана з коливаннями ваги 12. Люди з надмірною вагою та ожирінням мають вищий ступінь нагальності, відсутність наполегливості та зусиль, щоб відчути себе 14. Нейроанатомічні дослідження імпульсивних характеристик особистості при презентації ожиріння можуть допомогти визначити нейронні основи імпульсивності та, зрештою, допоможуть запобігти ожирінню.

Дослідження нейровізуалізації показують, що імпульсивність охоплює ділянки мозку, важливі для підвищення винагороди та гальмування реакції. Анатомічні дослідження мозку виявили атрофію сірої речовини (ГМ) у імпульсивних осіб в орбітофронтальній корі (OFC), передній порожнистій корі (ACC), медіальній префронтальній корі та мигдалинах 15. Дослідження свідчить, що менші обсяги OFC у здорових людей асоціюються з високою імпульсивністю 16. Докази функціональної нейровізуалізації також вказують на декілька областей мозку, які відповідають імпульсивності, включаючи OFC, нижню лобову звивину, вентролатеральну і дорсолатеральну передньо-лобову кору, АСС, мигдалину, вентральний блідий, інсулу та гіпокамп 17, 18, 19, 20. Крім того, було показано, що активація блідості під час прогнозування винагороди корелює з імпульсивністю алкоголіків 21 .

Дослідження структурної візуалізації також виявили нижчий загальний обсяг ГМ та зменшення регіональних обсягів ГМ у ОФК із ожирінням порівняно з нежирними контролями 11, 12. Крім того, Йокум та ін. встановлено, що ІМТ корелюють із змінами обсягу в областях мозку, що беруть участь у обробці винагороди та соматосенсорній обробці 22, тоді як зменшення регіональних обсягів ГМ у передньо-лобовій корі корелює з вищими показниками збільшення ІМТ 22. Імпульсивність відіграє важливу роль у наборі ваги. Мааян та ін. повідомляли, що особи, що страждають ожирінням, характеризуються підвищеною дезінгібіцією та зниженням когнітивного контролю, і що обидві ознаки корелюють із зменшенням обсягу ГМ у OFC 23. Ральф та ін. спостерігали збільшення мигдалини у осіб із ожирінням, що вказувало на важливість гедонічного ефекту в регуляції годівлі. Ці висновки свідчать про те, що вимірювання об’єму мозку корисно для характеристики нейробіологічних основ ожиріння, і що структурні об’єми мозку пов’язані з певними характеристиками, характерними для захворювання (наприклад, ІМТ). У контексті поточного дослідження існує розбіжність у знаннях між структурними змінами мозку та імпульсивними характеристиками презентації ожиріння дорослих.

Метою цього дослідження є вивчення відмінностей у структурах мозку між людьми із ожирінням та нормальною вагою та взаємозв'язок між нейроанатомічними змінами та властивостями імпульсивності. Ми вважаємо, що відсутність наполегливості, негативного потягу та пошуку почуттів мають інші зв'язки з цими нейроанатомічними змінами у нормальних та ожирених групах.

результат

Демографічні характеристики учасників

Демографічні характеристики для групи нормальної ваги та ожиріння узагальнені в таблиці 1. Групи порівнювали за статтю, режимом, депресією, когнітивними обмеженнями та контролем. Однак у пацієнтів з ожирінням показники голоду були вищими, ніж у звичайної вагової групи. Через те, що вік цих двох груп суттєво відрізнявся, він був використаний у подальшому аналізі як коваріація.

Стіл в натуральну величину

Характеристики імпульсивності міри

Не було суттєвих відмінностей між різницями у групі у відсутності попереднього наміру, відсутності наполегливості, почуття почуття, негативної терміновості та позитивної терміновості (Таблиця 1).

МРТ-візуалізація

У групи ожиріння був значно нижчий рівень ГМ, ніж у групи нормальної ваги в нижній лівій передній звивині (BA 13), двосторонній острові (BA 13), лівій піраміді, напівфіналах нижнього місячного м’яза та головних мигдалинах, двосторонній передній звивині (BA 10) . ), права передня частина кори язика (BA 32), двобічний таламус і ліва середня лобова звивина (BA 6) (таблиця 2, рис. 1). З іншого боку, група ожиріння демонструвала значно вищі обсяги ГМ у нижній лівій потиличній звивині та середній потиличній звивині, ніж у групі нормальної ваги (табл. 2, рис. 1).

Стіл в натуральну величину

мозку

Червоні ділянки - це зменшення ГМВ у людей, що страждають ожирінням, порівняно з групою нормальної ваги. Сині ділянки являють собою збільшення ГМВ у людей із ожирінням порівняно з групою нормальної ваги. Скорочення: R. MedFG = праворуч передня звивина; R. ACC = Сінгулярна кора головного мозку праворуч; L. MedFG = Ліва медіальна лобова звивина.

50). "Rel = nofollow> Повнорозмірне зображення

Кореляційний аналіз між ГМ та особистістю

Недостатня витривалість корелювала з об’ємом ГМ у передньому поперечному відділі у групі нормальної ваги (R = -0,372, p = 0,009), але не в групі ожиріння. Негативна терміновість негативно корелювала з об’ємом ГМ в межах острівця в групі нормальної ваги (R =, 0, 364, p = 0,010), але не в групі ожиріння. Пошук сприйняття негативно корелював з обсягом ГМ у лівій мигдалині (R = −0, 414, p = 0, 010) та правій палідумі (R = −0, 448, p = 0, 010) у групі ожиріння.

обговорення

У цьому дослідженні ми дослідили різницю в структурах мозку між людьми із ожирінням та нормальною вагою та вивчили взаємозв'язок між нейроанатомічними змінами та властивостями імпульсивності. Аналіз візуалізації виявив значну групову різницю в областях мозку, які модулювали імпульсивність, таких як вентромедіальна префронтальна кора, передня порожниста кора, інсула та таламус. Передня частина язикової кори та ізоляція, що утворюють мережу випинань, мають значний зв’язок із недостатньою витривалістю та негативною терміновістю у нормальній групі. Крім того, ліва мигдалина та права паллідум продемонстрували тісний взаємозв'язок із пошуками в групі ожиріння. Ці результати показали різну залежність між цими нейроанатомічними відмінностями та властивостями імпульсивності у людей із нормальною вагою та ожирінням.

У цьому дослідженні ми не виявили суттєвої різниці в групах у когнітивних порушеннях, дезінгібіції та депресивному статусі. Деякі дослідження показали, що у пацієнтів із ожирінням слабкий когнітивний контроль та високі показники гальмування 23. Однак в іншому дослідженні також зафіксовано, що люди з ожирінням можуть спробувати обмежити споживання висококалорійної їжі, оскільки вони усвідомлюють вплив збільшення ваги 25. Однак у нашому дослідженні було 19 пацієнтів з ІМТ від 30 до 35, ІМТ 8 суб'єктів від 35 до 40 та ІМТ 4 суб'єктів від 40 до 43, 40. Відсутність значної групи різниця в когнітивних порушеннях та розладах може бути частково пов'язана з низьким рівнем захворюваності на ожиріння. Довге дослідження показало, що ожиріння, що лежить в основі, збільшує ризик депресії, а депресія також сприяє збільшенню шансів зайвої ваги 26. Нам потрібно більше інформації про історію учасника, який страждає ожирінням, щоб пояснити депресію та стан ваги. Ми обговорюємо це в обмежувальних розділах.

Відповідно до попередніх досліджень 27, 28, 29, 30, 31, група ожиріння демонструвала зниження рівня ГМ у передній, лімбічній та корі головного мозку. Попереднє дослідження показало, що фронтальна ізоляція бере участь у обробці смаку, запаху, текстури та вмісту жиру 27. Одне дослідження ПЕТ зафіксувало, що люди з ожирінням мають більшу реакцію на апетит, ніж бідні особи 28. Ізола, передня частина мозової кори та середня лобова звивина отримують різну інформацію про гомеостатики та солоність. Деякі дослідження виявили, що відповідь АСС негативно корелювала з дезінгібацією, і люди з ожирінням мали меншу активацію АСС, ніж учасники із нормальною вагою 29, 30. Існує припущення, що об'єм ГМ таламусу негативно пов'язаний із вмістом жиру в організмі 31. Ці результати показали зменшення структур мозку, що реагують на сенсорне та значне перероблення їжі у людей із ожирінням, що узгоджується з теорією дефіциту заробітної плати 32 .

У цьому дослідженні відсутність витривалості, корельована з об'ємом ГМ в АКК, у групі нормальної ваги була негативною. Відсутність наполегливості полягає в тому, щоб не вирішувати складних або нудних завдань 33. Він має вирішальне значення для прийняття рішень, наприклад, суб’єкти з низькими показниками витривалості вчаться повільніше, коли вибирають з хороших пакетів під час азартних ігор 34. ACC бере участь у контролі уваги та прийнятті рішень 29, 35, 36. Він відіграє ключову роль у когнітивному контролі та очікуванні винагороди під час прийому їжі 37, 38. Негативний зв’язок між відсутністю стійкості та обсягом ГМ узгоджується з вищезазначеними пунктами. Однак у людей з ожирінням цей зв’язок може порушитися, що свідчить про те, що нервовий механізм, що лежить в основі когнітивного контролю у людей із ожирінням, змінений.

Пошук сприйняття негативно корелював з обсягом ГМ у лівій мигдалини та правій палідумі у групі ожиріння. Пошук почуттів - це риса особистості, яка шукає нових переживань і почуттів. Це пов’язано з тенденцією до посилення впливу винагороди на їжу. Люди з надмірною вагою та ожирінням мають вищий рівень почуття 14. Це позитивно пов’язано з уподобаннями до нездорової їжі 45. Мигдалина і палідум беруть участь у нагородженні їжею. Мигдалина бере участь у умовній реакції на їжу, а палідум вибірково реагує на подразник, який передбачає наявність нагород 46. Відповідно до попереднього дослідження, ми виявили, що обсяги ГМ мигдалини та паліду були зменшені в групі ожиріння 47, що передбачає модуляцію змін умовної харчової реакції у людей із ожирінням. Негативний взаємозв’язок між відчуттями та обсягом ГМ мигдалини та паліду може додатково припустити, що умовна регуляція є більш важливою у людей із ожирінням.

обмеження

Важливо врахувати обмеження цього дослідження. По-перше, це дослідження було розроблене для порівняння змін обсягу ГМ у пацієнтів із ожирінням та вивчення взаємозв'язку між можливими змінами та властивостями імпульсивності. Не існує групової різниці в когнітивних порушеннях, дезінгібіції та депресивному статусі, що може бути частково пов'язано з низьким коефіцієнтом ожиріння та відносно невеликим обсягом вибірки. Дослідження з більшою групою досліджуваних збільшать статистичну потужність. Як поперечний переріз, це дослідження не може визначити причинно-наслідковий зв'язок між змінами обсягу ГМ та властивостями імпульсивності, які можуть бути двонаправленими та пов'язаними з деякими прихованими змінними. Подальші довгострокові дослідження можуть знадобитися для поліпшення розуміння взаємозв'язку між змінами обсягу ГМ та властивостями імпульсивності. По-друге, існує суттєва різниця в групах у віці. Попереднє дослідження задокументувало наявність різниці у віці в характеристиках імпульсивності 48. Незважаючи на те, що вік включений в аналіз як коваріація, потенційний вплив віку потрібно додатково зазначити. Наприклад, який взаємозв'язок між ІМТ та імпульсивними змінами модулюється за віком? Нам потрібно більше інформації, щоб відповісти на це питання. Для відповіді на це питання можуть знадобитися подальші дослідження.

висновок

У цьому дослідженні ми дослідили різницю в структурах мозку між людьми із ожирінням та нормальною вагою та вивчили взаємозв'язок між нейроанатомічними змінами та властивостями імпульсивності. Порівняно з контролем нормальної ваги, люди з ожирінням демонстрували зменшений об'єм ГМ у корах, що відповідало на нагороди та каяття. Характеристики імпульсивності показали різні взаємозв'язки з ділянками мозку між пацієнтами з ожирінням та нормальним контролем ваги.

методи

Учасники та придбання МРТ

Дані МРТ були отримані з веб-сайту з відкритими даними (//fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/pro/nki.html), наданого Центром удосконаленого зображення мозку Натана С. Клайн 49. У поточному дослідженні були проаналізовані дані візуалізації вісімдесяти дорослих (у віці 18-55 років). Спочатку учасників класифікували як дорослих з нормальною вагою (n = 49, середній ІМТ = 21, 87, SE = 0,29) та ожирінням (n = 31, середній ІМТ = 34, 38, SE = 0,69) відповідно до їх ІМТ відповідно до Міжнародної Критерії робочої групи з ожиріння (IOTF) 14, 15. Раніше у всіх пацієнтів не було психічних розладів чи неврологічних розладів. Інформована письмова згода була отримана перед скануванням зображень. Сканування було проведено відповідно до керівних принципів Інституційної комісії з огляду Інституту удосконаленої візуалізації мозку імені Натана С. Клайн та відповідно до Гельсінської декларації 49 .

Учасників сканували в МРТ-сканері 3,0 Т (Siemens MAGNETOM TrioTim Syngo MR). Т1-зважений об'єм 3D був отриманий для кожного учасника за допомогою T1-зваженої ехо-послідовності 3D-турбоградієнта в сагітальній орієнтації з роздільною здатністю 0,94 × 0,94 × 1,0 мм (200 перерізів, FOV = 240 × 240 мм2, матриця 256) . × 256), TR = 2500 мс, TE = 3,5 мс, TI = 1200 мс, товщина різання = 1 мм і кут повороту = 8 °. Послідовність була оптимальною для зменшення неоднорідності поля, артефактів чутливості та чутливості до руху.

Вимірювання імпульсивності

Результати імпульсивності оцінювали за шкалою імпульсивної поведінки UPPS-P. Шкала 33, 50 імпульсивної поведінки UPPS-P - це інвентар з 59 предметами. Він був розроблений для вимірювання п’яти різних шляхів особистості, що характеризують імпульсивну поведінку: пошук почуттів, наполегливість, рефлексія, негативна терміновість та позитивна терміновість. Для аналізу ми використовували сумарний бал кожного з цих п’яти вимірів UPPS - P 51. Крім того, оцінку депресії оцінювали за допомогою Інвентаризації депресії Бека-II 52. Значення споживання їжі оцінювали за допомогою опитувальника з трьох факторів 53 під час голодування.

Аналіз обсягу ГМ

Всі зображення MPRAGE були попередньо оброблені та проаналізовані за допомогою SPM8 (//www.fil.ion.ucl. Ac.uk/spm). Для виявлення артефактів або грубих анатомічних відхилень кожне МР-зображення спочатку відображалося в SPM8. Зображення були переорієнтовані вручну, щоб встановити їх на передню панель для кращої реєстрації. Потім зображення MPRAGE кожного суб'єкта просторово нормалізували за шаблоном стандарту T1 Інституту Монреаля та сегментували на сіру речовину (GM), білу речовину (WM) та ліквор (CSF), використовуючи алгоритм класифікації тканин у SPM8. Потім сегментовані розділи нормалізувались до відповідних стандартних шаблонів. Потім нормалізовані, сегментовані зображення сірої речовини модулювали, обчислюючи детермінанти Якова, отримані на спеціальному етапі нормалізації, і множивши кожен воксель на відносну зміну обсягу 54. Нарешті, зображення було згладжено 3-D гауссовим фільтром із повною шириною 8 мм3 із половиною максимуму (FWHM) для збільшення співвідношення сигнал/шум.

Аналіз рентабельності інвестицій

Бажана анатомічна область (ROI) була анатомічно обрана на основі попередніх доказів її участі у ожирінні дорослих, включаючи OFC, мигдалину та палідум 18, 20. НІ були створені за допомогою набору інструментів PickAtlas 55 Університету Уейк-Фореста (ВФУ) .

Статистичний аналіз

Дві групи випробовуваних із нормальною вагою (BMI30) оцінювались за значеннями обсягу ГМ. Для порівняння групових відмінностей в обсягах ГМ було проведено два воксельних зразки двох зразків. Отримані статистичні карти зі значним рівнем p = 0,005, розміром кластера> 50 були визначені як активації 51. Значення ГМ значущого обсягу активації та кожної рентабельності інвестицій (OFC, мигдалина та палід) були розраховані для кожного суб'єкта. Для порівняння структурних змін мозку, пов’язаних з імпульсивними рисами особистості між двома групами, ми використали частковий кореляційний аналіз з віком, статтю та придатністю як коваріати, щоб проаналізувати взаємозв’язок між регіональними обсягами рентабельності інвестицій та балами кожної імпульсивної шкали особистості (відсутність упереджень, відсутність наполегливості, негативна терміновість та позитивна терміновість). Далі обговорювали кореляцію зі значенням p = 0,010.

Детальніше

Як цитувати цю статтю: Мозкові структурні відмінності між нормальними та ожирілими дорослими та їхні зв’язки з відсутністю наполегливості, негативної нагальності та пошуку почуттів. Наук. Респ. 7, 40595; doi: 10.1038/srep40595 (2017).

Примітка видавця: Springer Nature залишається нейтральним щодо юрисдикційних вимог опублікованих карт та інституційних відносин.

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Загальних положень та умов та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте, що це образливий вчинок, який не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як про недоречний.