obiecte

abstract

Pentru a examina diferența de structură a creierului între indivizii obezi și cei cu greutate normală și pentru a examina relația dintre modificările neuroanatomice și proprietățile impulsivității, acest studiu a folosit o metodă de morfometrie bazată pe voxel pentru a examina modificările volumului substanței gri (GM) asociate cu caracteristicile impulsive ale personalității indivizi obezi.în comparație cu greutatea normală. Au fost analizați optzeci de pacienți adulți care au finalizat comportamentul impulsului UPPS-P. Posibile modificări ale volumului GM au fost analizate mai întâi la nivelul întregului creier și apoi a fost examinată relația dintre diferențele regionale în volumul GM și scorul UPPS-P în anumite zone de interes. Niveluri GM reduse s-au găsit în zonele anterioare și limbice ale grupului obez comparativ cu persoanele cu greutate normală. În grupul cu greutate normală, lipsa de rezistență a fost corelată cu volumul GM în cortexul cingulat anterior, iar urgența negativă a fost corelată negativ cu volumul GM în mod izolat. În grupul obez, a existat o relație negativă cu sentimentul de corelație cu volumul GM în amigdala stângă și palidul drept. Aceste descoperiri ne pot îmbunătăți înțelegerea relației dintre lipsa de rezistență, urgența negativă și creșterea în greutate și fluctuațiile.

Obezitatea este un risc major pentru sănătate în societatea modernă și promovează bolile comorbide 1, 2. De exemplu, un indice de masă corporală (IMC) de 30-35 kg/m2 a fost documentat pentru a reduce speranța de viață cu doi până la patru ani 3. Alimentele bogate în calorii, depresia și anxietatea, efectele secundare ale medicamentelor sau genetică pot fi factori cauzali pentru obezitate 4. Trăsăturile de personalitate impulsive sunt, de asemenea, documentate ca o contribuție la obezitate 5. Impulsivitatea la alimente a fost indicată pentru creșterea consumului de alimente la persoanele obeze și pare a fi mai pronunțată la persoanele cu tulburări alimentare 2, 6, 6, 8. Personalitatea impulsivă prezice creșterea consumului de alimente și a grăsimii corporale la femeile 9, 10. Urgența este legată de autocontrolul mâncării 11, 12. Urgența negativă este direct legată de dependența alimentară și această relație este responsabilă de relația dintre dependența alimentară și IMC 13. Lipsa de rezistență este asociată cu fluctuațiile de greutate 12. Persoanele supraponderale și obeze au un grad mai mare de urgență, lipsă de perseverență și un efort de a se simți 14. Examinările neuroanatomice ale caracteristicilor impulsive ale personalității în prezentarea obezității pot ajuta la informarea bazelor neuronale ale impulsivității și, în cele din urmă, pot beneficia de prevenirea obezității.

Studiile de neuroimagistică arată că impulsivitatea implică zone cerebrale importante pentru îmbunătățirea recompensei și inhibarea răspunsului. Studiile anatomice ale creierului au identificat atrofia substanței cenușii (GM) la indivizi impulsivi din cortexul orbitofrontal (OFC), cortexul cingulat anterior (ACC), cortexul prefrontal medial și amigdala 15. Studiul afirmă că volumele mai mici de OFC la persoanele sănătoase sunt asociate cu impulsivitate mare 16. Dovezile neuroimagisticii funcționale indică, de asemenea, mai multe zone ale creierului care corespund impulsivității, inclusiv OFC, girusul frontal inferior, cortexul prefrontal ventrolateral și dorsolateral, ACC, amigdala, pallidum ventral, insula și hipocampul 17, 18, 19, 20. În plus, activarea palidului în timpul predicției recompensei sa dovedit a fi corelată cu impulsivitatea alcoolicilor 21 .

Studiile de imagistică structurală au evidențiat, de asemenea, volume totale mai mici de GM și volume regionale de GM reduse la OFC obezi comparativ cu controalele slabe 11, 12 În plus, Yokum și colab. a constatat că IMC-urile se corelează cu modificările volumului în regiunile creierului implicate în procesarea recompensei și procesarea somatosenzorială 22, în timp ce scăderea volumelor regionale de GM în cortexul prefrontal se corelează cu rate mai mari de creștere a IMC 22. Impulsivitatea joacă un rol important în creșterea în greutate. Maayan și colab. au raportat că indivizii obezi se caracterizează printr-o dezinhibare crescută și un control cognitiv scăzut și că ambele caracteristici sunt corelate cu scăderea volumelor GM în OFC 23. Ralph și colab. a observat o amigdala crescută la indivizii obezi, ceea ce a indicat importanța efectului hedonic în reglarea hrănirii. Aceste descoperiri sugerează că măsurătorile volumului creierului sunt utile pentru caracterizarea bazei neurobiologice a obezității și că volumele structurale ale creierului sunt asociate cu anumite caracteristici specifice bolii (de exemplu, IMC). În contextul studiului actual, există un decalaj de cunoaștere între modificările structurale ale creierului și caracteristicile impulsive în prezentarea obezității la adulți.

Scopul acestei cercetări este de a examina diferențele în structurile creierului între indivizii obezi și cei cu greutate normală și de a examina relația dintre modificările neuroanatomice și proprietățile impulsivității. Credem că lipsa de perseverență, nevoia negativă și căutarea sentimentului au alte legături cu aceste modificări neuroanatomice în grupurile normale și obeze.

Rezultatul

Caracteristicile demografice ale participanților

Caracteristicile demografice pentru greutatea normală și grupurile obeze sunt rezumate în Tabelul 1. Grupurile au fost comparate pentru sex, rutină, depresie, restricție cognitivă și dezinhibare de control. Cu toate acestea, subiecții cu obezitate au avut scoruri mai mari de foame decât grupul de greutate normal. Datorită faptului că vârsta acestor două grupuri a fost semnificativ diferită, a fost utilizată în analiza ulterioară ca covarianță.

Tabel în dimensiune completă

Caracteristicile de impulsivitate ale măsurii

Nu au existat diferențe semnificative între diferențele din grup în ceea ce privește lipsa premeditației, lipsa perseverenței, sentimentul sentimentului, urgența negativă și urgența pozitivă (Tabelul 1).

Analiza imagistică RMN

Grupul obez a avut niveluri semnificativ mai scăzute de GM decât grupul normal de greutate din girusul inferior stâng anterior (BA 13), insula bilaterală (BA 13), piramida stângă, semifinalele musculaturii lunare inferioare și amigdalele cerebrale, girusul bilateral anterior (BA 10) . ), cortexul cingular anterior drept (BA 32), talamusul bilateral și girusul frontal mediu stâng (BA 6) (Tabelul 2, Fig. 1). Pe de altă parte, grupul obez a arătat volume GM semnificativ mai mari în girusul occipital stâng inferior și girusul occipital mediu decât în ​​grupul cu greutate normală (Tabelul 2, Fig. 1).

Tabel în dimensiune completă

adulții

Zonele roșii reprezintă o reducere a GMV la obezi comparativ cu grupul de greutate normal. Zonele albastre reprezintă o creștere a GMV la obezi comparativ cu grupa de greutate normală. Abrevieri: R. MedFG = dreapta Front media Gyrus; R. ACC = Cortexul cingulat anterior drept; L. MedFG = Girusul frontal medial stâng.

50). "Rel = nofollow> Imagine la dimensiune completă

Analize de corelație între GM și personalitate

Rezistența insuficientă a fost corelată cu volumul GM în cingulatul anterior în grupul cu greutate normală (R = -0,372, p = 0,009), dar nu și în grupul cu obezitate. Urgența negativă a fost corelată negativ cu volumul GM în insulă în grupul cu greutate normală (R =, 0, 364, p = 0,010), dar nu și în grupul cu obezitate. Căutarea percepției a fost corelată negativ cu volumul GM în amigdala stângă (R = -0, 414, p = 0, 010) și palidul drept (R = -0, 448, p = 0, 010) în grupul obez.

discuţie

În studiul de față, am examinat diferența dintre structurile creierului între indivizii obezi și cei cu greutate normală și am examinat relația dintre modificările neuroanatomice și proprietățile impulsivității. Analiza imagistică a constatat o diferență semnificativă de grup în zonele creierului care modulează impulsivitatea, cum ar fi cortexul prefrontal ventromedial, cortexul cingulat anterior, insula și talamusul. Cortexul cingular anterior și izolarea, care formează o rețea de proeminențe, au o legătură semnificativă cu rezistență insuficientă și urgență negativă în grupul normal. În plus, amigdala stângă și palidul drept au arătat o relație strânsă cu căutarea în grupul obez. Aceste rezultate au arătat o relație diferită între aceste diferențe neuroanatomice și proprietățile de impulsivitate la greutatea normală și la persoanele obeze.

În studiul de față, nu am găsit o diferență semnificativă de grup în ceea ce privește afectarea cognitivă, dezinhibarea și starea depresivă. Unele studii au arătat că pacienții obezi aveau un control cognitiv slab și dezinhibiție mare 23. Cu toate acestea, un alt studiu a documentat, de asemenea, că persoanele obeze pot încerca să limiteze consumul de alimente bogate în calorii, deoarece sunt conștienți de efectul creșterii în greutate 25. Cu toate acestea, în studiul nostru, au existat 19 pacienți cu un IMC variind de la 30 la 35, un IMC de 8 subiecți variind de la 35 la 40 și un IMC de 4 subiecți variind de la 40 la 43, 40. Lipsa unui grup semnificativ diferența de afectare cognitivă și dezinhibiție poate fi legată parțial de o rată scăzută a obezității morbide. Un studiu longitudinal a sugerat că obezitatea de bază crește riscul de depresie, iar depresia promovează și șansele de a fi supraponderali 26. Avem nevoie de mai multe informații despre istoria unui participant obez pentru a explica starea de depresie și greutate. Discutăm acest lucru în secțiuni restrictive.

În concordanță cu studiile anterioare 27, 28, 29, 30, 31, grupul obez a prezentat niveluri reduse de GM în cortexul anterior, limbic și cerebral. Un studiu anterior a arătat că izolația frontală este implicată în procesarea gustului, mirosului, texturii și conținutului de grăsimi ale alimentelor 27. Un studiu PET a documentat că indivizii obezi au un răspuns mai mare la apetit decât indivizii săraci 28. Isola, cortexul cingular anterior și girusul frontal mediu primesc diverse informații despre homeostatice și salinitate. Unele studii au descoperit că răspunsul ACC a fost corelat negativ cu dezinhibarea, iar indivizii obezi au avut o activare mai mică în ACC decât participanții la greutate normală 29, 30. S-a sugerat că volumul GM al talamusului este asociat negativ cu conținutul de grăsime corporală 31. Aceste descoperiri au arătat structuri cerebrale reduse care răspund la procesarea senzorială și semnificativă a alimentelor la indivizii obezi, care au fost în concordanță cu teoria deficitului de salariu .

În studiul de față, lipsa de rezistență corelată cu volumul GM în ACC în grupul cu greutate normală a fost negativă. Lipsa perseverenței înseamnă a nu face față sarcinilor dificile sau plictisitoare 33. Are o relație crucială de luare a deciziilor, de exemplu, subiecții cu scoruri de rezistență scăzute învață mai lent atunci când aleg din pachete bune în timpul jocurilor de noroc 34. ACC este implicat în controlul atenției și luarea deciziilor 29, 35, 36. Acesta joacă un rol cheie în controlul cognitiv și în așteptarea remunerării în timpul consumului de alimente 37, 38. Legătura negativă dintre lipsa de persistență și volumul GM este în concordanță cu articolele de mai sus. Cu toate acestea, la persoanele obeze, această legătură poate fi întreruptă, sugerând că mecanismul nervos care stă la baza controlului cognitiv la persoanele obeze este modificat.

Căutarea percepției a fost corelată negativ cu volumul de GM în amigdala stângă și palidul drept în grupul obez. Căutarea sentimentului este o trăsătură de personalitate care caută noi experiențe și sentimente. Este asociat cu o tendință de a consolida impactul recompenselor asupra alimentelor. Persoanele supraponderale și obeze au un nivel mai ridicat de senzație 14. Acest lucru a fost pozitiv legat de preferințele pentru alimentele nesănătoase 45. Amigdala și pallidum sunt implicate în recompensarea alimentelor. Amigdala este implicată în răspunsul condiționat la hrană, iar palidul răspunde selectiv la un stimul care prezice disponibilitatea recompenselor 46. În concordanță cu un studiu anterior, am constatat că volumele GM de amigdala și pallidum au fost reduse în grupul obez 47, sugerând modificarea modificărilor răspunsului condiționat alimentar la oamenii obezi. Relația negativă dintre senzație și volumul de amigdala GM și pallidum poate sugera în continuare că reglarea condiționată este mai importantă la persoanele obeze.

restricții

Este important să se ia în considerare limitările acestui studiu. În primul rând, acest studiu a fost conceput pentru a compara modificările în volumul GM la subiecții obezi și pentru a examina relația dintre modificările posibile și proprietățile de impulsivitate. Nu există nicio diferență de grup în ceea ce privește afectarea cognitivă, dezinhibarea și starea depresivă, care poate fi asociată parțial cu un raport de obezitate morbid scăzut și o dimensiune a probei relativ mică. Studiile cu un grup mai mare de subiecți vor crește puterea statistică. Ca o propunere transversală, acest studiu nu poate deduce cauzalitatea relațiilor dintre modificările volumului GM și proprietățile de impulsivitate, care pot fi bidirecționale și legate de unele variabile latente. Pot fi necesare studii suplimentare pe termen lung pentru a îmbunătăți înțelegerea relației dintre modificările volumului GM și proprietățile de impulsivitate. În al doilea rând, există o diferență semnificativă de grup în ceea ce privește vârsta. Un studiu anterior a documentat că a existat o diferență de vârstă în caracteristicile de impulsivitate de 48 de ani. Deși vârsta este inclusă în analiză ca o covarianță, trebuie menționat în continuare efectul potențial al vârstei. De exemplu, care este relația dintre IMC și schimbarea impulsivă modulată de vârstă? Avem nevoie de mai multe informații pentru a răspunde la această întrebare. Ar putea fi necesare studii suplimentare pentru a răspunde la această întrebare.

concluzie

În studiul de față, am examinat diferența dintre structurile creierului între indivizii obezi și cei cu greutate normală și am examinat relația dintre modificările neuroanatomice și proprietățile impulsivității. Comparativ cu controalele normale ale greutății, indivizii obezi au prezentat un volum GM redus în corticale care au răspuns la recompensele de codificare și la remușcări. Caracteristicile de impulsivitate au arătat relații diferite cu zonele creierului între pacienții obezi și cei care controlează greutatea normală.

metode

Participanți și achiziție RMN

Datele RMN au fost obținute de pe un site web de date deschise (//fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/pro/nki.html) furnizat de Centrul de imagini cerebrale avansate al Institutului Nathan S. Kline 49. În studiul actual, au fost analizate datele imagistice pentru optzeci de adulți (cu vârste cuprinse între 18 și 55 de ani). Participanții au fost inițial clasificați ca adulți cu greutate normală (n = 49, IMC mediu = 21, 87, SE = 0,29) și obezi (n = 31, IMC mediu = 34, 38, SE = 0,69) în funcție de IMC conform International Criteriile grupului de lucru pentru obezitate (IOTF) 14, 15. Toți pacienții nu au avut tulburări psihiatrice sau tulburări neurologice în trecut. Înainte de scanarea imaginilor s-a obținut consimțământul scris și informat. Scanarea a fost efectuată în conformitate cu liniile directoare ale Comitetului de revizuire instituțională al Institutului Nathan S. Kline pentru imagini avansate ale creierului și în conformitate cu Declarația de la Helsinki 49 .

Participanții au fost scanați într-un scaner RMN de 3,0 T (Siemens MAGNETOM TrioTim Syngo MR). Volumul 3D ponderat T1 a fost obținut pentru fiecare participant utilizând o secvență de ecou 3D-turbo-gradient ponderată T1 în orientare sagitală cu o rezoluție de 0,94 × 0,94 × 1,0 mm (200 secțiuni transversale, FOV = 240 × 240 mm2, matrice 256) . × 256), TR = 2500 ms, TE = 3,5 ms, TI = 1200 ms, grosimea tăieturii = 1 mm și unghiul de rotație = 8 °. Secvența a fost optimă pentru a reduce neomogenitatea câmpului, artefactele de sensibilitate și sensibilitatea la mișcare.

Măsurarea impulsivității

Rezultatele de impulsivitate au fost evaluate pe o scală de comportament impulsiv UPPS-P. UPPS-P Impulsive Behavior Scale 33, 50 este un inventar cu 59 de articole. A fost conceput pentru a măsura cele cinci căi diferite ale personalității care caracterizează comportamentul impulsiv: căutarea sentimentului, perseverenței, reflectării, urgenței negative și urgenței pozitive. Am folosit scorul total al fiecăreia dintre aceste cinci dimensiuni UPPS - P 51 pentru analize. În plus, scorurile depresiei au fost evaluate utilizând Inventarul Depresiei Beck-II 52. Valorile consumului de alimente au fost evaluate folosind Chestionarul cu trei factori privind alimentația 53 în condiții de post.

Analiza volumului GM

Toate imaginile MPRAGE au fost preprocesate și analizate folosind SPM8 (//www.fil.ion.ucl. Ac.uk/spm). Pentru a detecta artefacte sau anomalii anatomice grave, fiecare imagine MR a fost afișată mai întâi în SPM8. Imaginile au fost reorientate manual pentru a fi setate pe panoul frontal pentru o mai bună înregistrare. Imaginile MPRAGE ale fiecărui subiect au fost apoi spațial normalizate la șablonul Standard T1 al Institutului Montreal TI și segmentate în substanță cenușie (GM), substanță albă (WM) și lichid cefalorahidian (CSF) utilizând algoritmul de clasificare a țesuturilor în SPM8. Partițiile segmentate au fost apoi normalizate la șabloanele standard respective. Imaginile de substanță gri normalizate, segmentate au fost apoi modulate prin calcularea determinanților Jacob derivați din etapa specială de normalizare și înmulțirea fiecărui voxel cu modificarea volumului relativ 54. În cele din urmă, imaginile au fost netezite cu un filtru gaussian 3-D cu lățimea totală de 8 mm3 la jumătate maxim (FWHM) pentru a crește raportul semnal-zgomot.

Analiza ROI

Zona anatomică dorită (ROI) a fost selectată anatomic pe baza dovezilor anterioare ale implicării sale în obezitatea adultă, inclusiv OFC, amigdala și pallidum 18, 20. NI-urile au fost create folosind trusa de instrumente PickAtlas 55 a Universității Wake Forest (WFU) .

Analize statistice

Două grupuri de subiecți, greutatea normală (IMC30), au fost evaluate pentru valorile volumului GM. Pentru a compara diferențele de grup în volumele GM, s-au efectuat două probe de două probe în funcție de voxel. Hărțile statistice rezultate cu un nivel semnificativ de p = 0,005, dimensiunea clusterului> 50 au fost identificate ca activări 51. Valorile GM ale volumului semnificativ de activare și ale fiecărui ROI (OFC, amigdala și pallidum) au fost calculate pentru fiecare subiect. Pentru a compara modificările structurale ale creierului legate de trăsăturile de personalitate impulsive dintre cele două grupuri, am folosit analiza parțială a corelației cu vârsta, sexul și adecvarea ca covariabile pentru a analiza relația dintre volumele regionale ale ROI GM și scorurile fiecărei scări impulsive a caracteristicilor personalității (lipsa prejudecăților, lipsa de perseverență, perseverență, urgență negativă și urgență pozitivă). Apoi, a fost discutată corelația cu semnificația p = 0,010.

Mai multe detalii

Cum se citează acest articol: Diferențe structurale ale creierului între adulții normali și obezi și conexiunile lor cu lipsă de perseverență, urgență negativă și căutare a simțurilor. Știință. reprezentant. 7, 40595; doi: 10.1038/srep40595 (2017).

Nota editorului: Springer Nature rămâne neutru în ceea ce privește revendicările jurisdicționale ale hărților și relațiilor instituționale publicate.

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă considerați că acesta este un act ofensator care nu este conform cu termenii sau liniile directoare, vă rugăm să îl marcați ca fiind inadecvat.