Inhibice reakce na vysoce kalorické potravinové podněty u dospívajících po aktivním a sedavém hraní videoher

Design. K porovnání míry neurální inhibice s vysoce a nízkokalorickými potravinovými podněty u adolescentů mezi dvěma stavy bude použit randomizovaný crossover design s vyváženými podmínkami léčby. Tyto dvě podmínky budou zahrnovat 60minutovou relaci aktivního hraní videoher a 60minutovou relaci sedavého hraní videoher. Pořadí podmínek léčby bude náhodně přiřazeno pomocí validované jednoduché randomizační techniky. Během každého laboratorního sezení budou zaznamenávána data EEG a později analyzována za účelem posouzení jednotlivých složek potenciálu souvisejícího s událostmi (ERP) po každé ze dvou podmínek. Účastníci dokončí úkol sledování inhibice odezvy go/no-go s obrázky vysoce kalorických a nízkokalorických potravin zobrazenými na monitoru počítače. Úloha inhibice odezvy bude provedena okamžitě po ukončení každého stavu videohry.

Podmínky videoher. Stav sedavého hraní videohry bude vyžadovat, aby účastníci hráli v sedě po dobu 60 minut. Podmínky aktivního hraní videoher budou vyžadovat, aby účastníci dokončili 60 minut aktivních videoher na středně intenzivních úrovních (3,0–5,9 metabolických ekvivalentů (MET)) pomocí oblíbené taneční simulační hry s názvem „Dance Dance Revolution“ (DDR od Konami Digital Entertainment, Redwood City, CA). DDR vyvolává středně intenzivní (3,0-5,9 METs) úrovně fyzické aktivity. Bylo prokázáno, že 60 minut aktivního hraní videoher produkuje středně intenzivní úroveň fyzické aktivity. Současné směrnice doporučují dospívajícím věnovat se denně 60 nebo více minutám středně až intenzivní a intenzivní fyzické aktivity.

Účastníci. Šedesát dva zdravých adolescentů (31 žen a 31 mužů) bude nabráno prostřednictvím inzerátů a letáků v místní komunitě. Účastníky budou mladiství ve věku od 12 do 15 let.

Postupy Screening. Uchazečům o studium a jejich zákonným zástupcům bude zaslán e-mail s odkazem na online průzkum. Online průzkum bude dotazník typu „ano nebo ne“, aby se zajistilo, že účastníci splňují kritéria pro zařazení. Uchazeči musí správně odpovědět na každou otázku, aby se mohli ke studiu kvalifikovat. V rámci online průzkumu budou účastníci požádáni, aby nahlásili jakékoli potravinové alergie a vyplnili dotazník o potravinových preferencích. Dotazník potravinových preferencí bude použit k přípravě standardizovaných jídel pro každého účastníka. Kvalifikovaní kandidáti budou pozváni k účasti ve studii.

Orientace. Účastníci studie budou požádáni, aby před prvním laboratorním sezením vyplnili formuláře souhlasu a souhlasu. Účastníci a jejich opatrovníci přijdou do laboratoře klinické neurovědy alespoň jeden den před svým prvním laboratorním sezením, aby si vyzvedli svá standardizovaná jídla. Každý účastník bude informován o hlavním účelu studie a seznámen s postupy testování. Účastníci budou instruováni, aby se v den testování vyvarovali konzumace kofeinu a jiných stimulantů a také se vyhýbali intenzivní a intenzivní fyzické aktivitě po dobu 24 hodin před testováním. Účastníci obdrží kopii těchto zkušebních pokynů.

Standardizovaná jídla. Účastníci dostanou na každý testovací den standardizovanou snídani a oběd. Potřeba energie pro každého účastníka bude odhadnuta pomocí rovnic Světové zdravotnické organizace pro predikci bazálních metabolických rychlostí. Tato rovnice používá výšku (cm), hmotnost (kg) a věk (roky) k predikci bazálních metabolických rychlostí a byla ověřena z hlediska přesnosti a spolehlivosti. K odhadu celkové denní energetické potřeby se použije faktor aktivity 1,6 pro chlapce a 1,5 pro dívky.

Stravování bude standardizováno na základě obsahu makroživin (60 % sacharidů, 20 % tuků, 20 % bílkovin), věku, pohlaví a úrovně fyzické aktivity (lehká, střední nebo vysoká aktivita). Účastníci dostanou 25 % denních kalorických potřeb na snídani a 25 % na oběd. V obou testovacích dnech budou podávána stejná jídla a účastníci budou instruováni, aby zkonzumovali veškeré jídlo pro obě jídla. Dodržování stravy bude hodnoceno na začátku každého sezení. Jakýkoli nesoulad (nesnězení veškerého jídla a/nebo konzumace jiných potravin) bude vyžadovat, aby účastníci opakovali toto konkrétní laboratorní cvičení v jiný den, když dodržovali stravovací protokoly.

Jídla jsou navržena tak, aby představovala přiměřené množství jídla, aby účastníci měli dostatečný příjem potravy. Účastníci dostanou před prvním testovacím dnem obě standardizovaná jídla spolu s instrukcemi, aby v testovací dny konzumovali pouze standardizovaná jídla, vyhýbali se konzumaci kofeinu a intenzivní fyzické aktivitě 24 hodin před testováním. Účastníci budou instruováni, aby snídani a oběd konzumovali ve stejnou denní dobu a nejméně dvě hodiny před příjezdem na každý testovací den.

Videoherní relace. Každý účastník absolvuje dvě samostatná laboratorní cvičení. Demografické a antropometrické informace budou shromážděny na začátku prvního laboratorního sezení. Účastníci budou požádáni, aby ohodnotili svůj hlad na začátku každého laboratorního sezení. Hoffman et al porovnávali složky P3 a N2 mezi stavy nasycení (1 hodina po jídle) a nalačno (17 hodin hladovění) a nezjistili žádné významné rozdíly v amplitudě nebo latenci složky P3 nebo N2 mezi mladými dospělými. Testovací postupy a protokoly budou s každým účastníkem přezkoumány před zahájením každé videoherní relace. Účastníci budou poté převezeni do videoherní laboratoře, aby dokončili 60minutovou videoherní relaci. Na začátku videohry budou účastníci vybaveni metabolickým systémem K4b2 (Cosmed, Řím, Itálie), monitorem srdečního tepu Polar (Polar, Helsinki, Finsko) a monitorem aktivity GT3X (Pensicola, FL) pro měření energetického výdeje. . Metabolické informace pro každého účastníka budou měřeny a zaznamenány pro analýzu.

Bezprostředně po každé podmínce videoher budou účastníci uvedeni do sousední místnosti s EEG zařízením, kde dokončí úkoly inhibice odezvy. Po druhé videoherní relaci budou účastníci požádáni, aby klasifikovali každý obrázek jídla jako vysoce nebo nízkokalorický, aby se zajistilo, že účastníci správně identifikovali obrázky jídla během úkolů inhibice reakce. Po dokončení úkolu inhibice odezvy budou účastníci odvedeni do samostatné místnosti, kde dokončí test Stroop-Color Word.

Úloha inhibice odezvy. Bezprostředně po podmínkách aktivního i pasivního videohry účastníci dokončí dva úkoly aktivního sledování. Úkol go/no-go bude obsahovat obrázky vysoce kalorických a nízkokalorických potravin. Obrázky pro prohlížecí úkoly budou vybrány na základě zjištění Blecherta a kol., kteří nedávno uvedli normativní hodnocení 568 vysoce a nízkokalorických obrázků potravin. První úloha prohlížení použije celkem 150 obrázků, 100 z nich bude obsahovat vysoce kalorické obrázky a 50 nízkokalorických obrázků; cílovými podněty budou nízkokalorické obrázky. Druhá prohlížecí úloha bude obsahovat 100 nízkokalorických snímků a 50 vysoce kalorických snímků; vysoce kalorické obrazy budou cílovými podněty. Každý z úkolů zobrazení se pro každého účastníka zobrazí v jiném náhodném pořadí. Snímky se budou zobrazovat po dobu 500 milisekund (ms) s intervalem mezi jednotlivými zkouškami 1300 ms. Po druhém úkolu inhibice odezvy budou účastníci požádáni, aby subjektivně ohodnotili obrázky podle příjemnosti a vzrušení pomocí stupnice hodnocení obrázků od 1 do 9 (přičemž 1 je nejnižší a 9 nejvyšší). Aby účastníci pochopili nízkokalorické a vysoce kalorické potraviny, budou účastníci požádáni, aby dokončili krátký úkol, ve kterém budou každý obrázek jídla kategorizovat jako nízkokalorické nebo vysoce kalorické.

Go/No-Go paradigma. U vysoce kalorické části úkolu go/no-go budou účastníci instruováni, aby stiskli tlačítko pravým ukazováčkem, když uvidí obrázky nízkokalorických potravin, které budou cílovými podněty. Nízkokalorická jídla budou cílovým stimulem a účastníci musí zareagovat stisknutím příslušného tlačítka. Tato část úkolu se bude nazývat „jít“. Část úkolu „no-go“ bude vyžadovat, aby účastníci nestiskli tlačítko, když jsou prezentovány obrázky vysoce kalorických potravin. Druhá úloha jít/nebude používat opačné instrukce než první úloha. Účastníci budou instruováni, aby „jeli“ nebo stiskli tlačítko, když jsou prezentovány obrázky vysoce kalorických potravin, a aby zadrželi, nebo „nešli“, když jsou prezentovány obrázky nízkokalorických potravin, vysoce kalorická jídla budou být cílovými podněty. Snímky pro obě úlohy budou prezentovány v náhodném pořadí pomocí 150 snímků zobrazených po dobu 500 ms s intervalem mezi pokusy 1300 ms. Účastníci budou instruováni, aby zůstali pokud možno nehybní a minimalizovali mrkání očí, aby se snížilo množství artefaktů (rušení nebo šumu) během zaznamenávání dat EEG.

Aby bylo možné dále prozkoumat účinky středně intenzivní fyzické aktivity na inhibici odezvy, dostanou účastníci několik možností výběru jídla, zatímco dokončí test sluchového verbálního učení, Reyův test sluchového verbálního učení (AVLT). Rey AVLT bude podáván podle protokolu validovaného Vakil et al, který je popsán dříve. Po 6. zkoušce Rey AVLT dostanou účastníci 30 minut před závěrečnými částmi učebního testu, aby konzumovali vysoce a nízkoenergetické potraviny ad-libitum. Během 30minutového zpoždění budou každému účastníkovi předány potraviny, které byly předem odměřeny a zváženy s přesností na 0,1 gramu, zatímco čekají na zpoždění Rey AVLT. Vysoce kalorické potraviny budou zahrnovat vysoce energeticky husté potraviny. Nízkokalorické potraviny budou zahrnovat nízkoenergetické potraviny, jako jsou plátky ovoce a zelenina. Test bude zahrnovat 8 pokusů a poskytne účastníkům dostatek času na konzumaci předem odměřených potravin. Dokončením testu Rey AVTL se celé sezení uzavře.

Po dokončení první relace videoher se účastníci vrátí po 7 dnech, aby dokončili druhou relaci videoher. Účastníci budou kontaktováni 24 hodin před jejich druhou relací videoher, aby účastníkům připomněli nadcházející testovací relaci. Účastníci, kteří absolvují jak videohry, tak doprovodné testy, obdrží za dokončení studie 40 dolarů.

Analýza výkonu. Počet účastníků byl odhadnut na základě významného posunu amplitud N2. Protože se ukázalo, že cvičení má u dospělých mírný účinek na nervové reakce na potravinové podněty, byl použit odhadovaný průměrný rozdíl 0,50 mikrovoltů. Průměrná standardní chyba 0,63 mikrovoltů byla také použita v této analýze na základě předchozího výzkumu, který pomohl stanovit spolehlivost testu a opakovaného testování amplitud N2 pomocí technik EEG.197 Na základě průměrného rozdílu N2 0,5 mikrovoltu, střední směrodatné chyby 0,63 mikrovoltu a alfa 0,05 je tedy potřeba vzorku 55 účastníků k dosažení 90% výkonu. Navíc na základě předchozích zkušeností s měřením ERP očekáváme ztrátu 10 % EEG měření kvůli špatným nebo neúplným datům. Abychom započítali tuto ztrátu, přijmeme dalších 7 účastníků, celkem tedy 62 účastníků.

Statistická analýza. Analýza bude dokončena pomocí statistického softwaru SAS (verze 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Údaje o účastnících budou vykazovány jako průměry a standardní odchylky. K vyhodnocení hlavních a interakčních účinků u každého subjektu se použije ANOVA opakovaných měření 2-stav (aktivní a pasivní) x 2-neurální inhibice (Go a No/Go) x 2-kalorické (vysokokalorické a nízkokalorické). Pro tuto analýzu bude použita hladina alfa 0,05. Post hoc t-testy budou provedeny, pokud budou pozorovány významné účinky k identifikaci významných rozdílů. Bonferroniho úpravy budou provedeny pro vícenásobná srovnání.