Effekter af forarbejdede fødevarer på hjernens belønningskredsløb og madcue-læring

Fedme er den næststørste årsag til for tidlig død. Forbrug af ultra-forarbejdede fødevarer er teoretiseret at være en nøgleårsag til fedme. Ultraforarbejdede fødevarer er formuleringer af billige industrielle kilder til diætenergi og næringsstoffer plus tilsætningsstoffer såsom fedt, sukker og smagsstoffer, der øger accepten af ​​fødevarerne.

Et cross-over eksperiment med overvægtige voksne fandt, at ad lib adgang til en ultrabearbejdet diæt i 2 uger resulterede i øget kalorieindtag (508 kcal/dag) og mere vægtøgning i forhold til ad lib adgang til en minimalt bearbejdet diæt matchet med præsenterede kalorier, energitæthed, makronæringsstoffer, sukker, natrium og fibre (Hall et al., 2019). Det faktum, at ad lib-adgang til ultraforarbejdede fødevarer resulterede i en stor stigning i kalorieindtag og vægtøgning, indebærer, at ultraforarbejdede fødevarer mere effektivt kan aktivere hjerneregioner, der er involveret i belønningsbehandling, opmærksomhed/salience og hukommelse, der påvirker spiseadfærd.

Imidlertid har ingen hjernebilleddannelse eksperimentelt testet, om ultraforarbejdede fødevarer er mere effektive til at aktivere hjerneregioner involveret i belønning, opmærksomhed og hukommelse end minimalt forarbejdede fødevarer eller eksperimentelt undersøgt den relative rolle af den forhøjede kalorietæthed versus smagsforstærkerne af ultra-forarbejdede fødevarer til at drive større aktivering af disse hjerneområder. Foreløbige data viste, at smag af ultraforarbejdet kalorieholdigt chokolademilkshake producerede større aktivering i områder, der var involveret i belønningsvurdering (caudate, nucleus accumbens), opmærksomhed/salience (precuneus) og hukommelseshentning (medial temporal gyrus, dorsomedial præfrontal cortex) end smager af ultraforarbejdet kaloriefattig chokolademilkshake.

Vi foreslår at evaluere effektiviteten af ​​ultraforarbejdede fødevarer til at aktivere belønnings-, opmærksomheds- og hukommelsesregioner sammenlignet med minimalt forarbejdede fødevarer, undersøge den relative rolle af det højere kalorieindhold versus smagstilsætningsstofferne/forstærkerne af ultraforarbejdede fødevarer for at engagere dette kredsløb ved hjælp af et 2 x 2 eksperimentelt design, test, om ultra-forarbejdede fødevarer er mere effektive til at øge incitamentet til at fremkalde madsignaler end minimalt forarbejdede fødevarer, hvilket er vigtigt, fordi forhøjet belønningsregionsrespons på madsignaler/billeder øger risikoen for overvægt vinde (Demos et al., 2012; Stice et al., 2015; Yokum et al., 2014) og teste, om personer, der udviser den største reaktionsevne af belønnings-, opmærksomheds- og hukommelsesregioner over for ultraforarbejdede fødevarer og stærkere madbelønninger cue learning er i fare for større ad lib-indtag af ultra-forarbejdede fødevarer og fremtidig kropsfedtforøgelse.

Mål 1: Test hypotesen om, at smag, forventet smag og billeder af ultra-forarbejdede fødevarer aktiverer belønning, opmærksomhed og hukommelse i hjerneregioner mere end smag, forventet smag og billeder af minimalt forarbejdede fødevarer, og evaluer den relative rolle af højere kalorieindhold versus smagstilsætningsstoffer/forstærkere ved aktivering af disse regioner ved brug af et 2 x 2 eksperimentelt design.

Mål 2: Test hypotesen om, at ultra-forarbejdede fødevarer fremmer stærkere indlæring af signaler, der forudsiger forestående smag af ultra-forarbejdede fødevarer, end minimalt-forarbejdede fødevarer, afspejlet af større stigninger i striatal respons i løbet af cue-eksponering og hurtigere reaktioner på signaler for smag af ultraforarbejdede fødevarer.

Mål 3: Test hypotesen om, at deltagere, der viser større aktivering i belønnings-/opmærksomheds-/hukommelsesregioner som reaktion på smag, forventet smag og billeder af ultra-forarbejdede fødevarer, vil indtage mere ultra-forarbejdede fødevarer ad libitum (Mål 3a) og vise større fremtidig kropsfedtforøgelse (Mål 3b). Eksplorative analyser vil etablere neurale fingeraftryk, der forudsiger ad lib indtag af ultra-forarbejdede fødevarer og kropsfedtforøgelse (Mål 3c).

Mål 4: Test hypotesen om, at deltagere, der viser den mest udtalte belønnings-cue-indlæring som reaktion på ultra-forarbejdede fødevarer, vil indtage mere ultra-forarbejdede fødevarer ad libitum (Mål 4a) og vise større fremtidig kropsfedtforøgelse (Mål 4b).