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Olfaktorische Beiträge zum schlafabhängigen Verlangen nach Nahrung (SDFC)

24. März 2020 aktualisiert von: Thorsten Kahnt, Northwestern University

Olfaktorische Beiträge zu schlafabhängigem Verlangen nach Nahrung und Kalorienaufnahme

Dieses Innersubjekt-Experiment verwendet eine Nacht mit akuter Schlafeinschränkung (4 h) im Vergleich zu normalem Schlaf (8 h), um zustandsabhängige Veränderungen in der olfaktorischen Verarbeitung zu untersuchen. Die geruchsbedingten blutsauerstoffspiegelabhängigen (BOLD) Reaktionen werden in olfaktorischen Hirnregionen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) gemessen. Die Nahrungsaufnahme wird an einem Buffet gemessen.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Dieses randomisierte Protokoll zum Schlafentzug innerhalb von Personen soll die Auswirkungen von reduziertem Schlaf auf die neuronale Verarbeitung von Essensgerüchen in olfaktorischen Gehirnbereichen untersuchen. Die Probanden sind gesunde, normalgewichtige Probanden (N = 30) mit vergleichbaren regelmäßigen Schlafmustern. Sie werden pseudozufällig zugewiesen, um zuerst entweder an der Schlafentzugs- (SD) oder der Nicht-Entzugs- (ND) Sitzung teilzunehmen und sich dann einer 7-tägigen Schlafstabilisierungsphase zu unterziehen, während der die Probanden einen regelmäßigen Schlafplan von 8 Stunden (innerhalb von vorher festgelegter Bereich von 22:30 Uhr bis 7:30 Uhr). Nach der Schlafstabilisierung schlafen die Probanden zu Hause entweder normal (ND, 8 Stunden zwischen 23:00 und 7:00 Uhr) oder nur 4 Stunden (SD, zwischen 1:00 und 5:00 Uhr). Während der Schlafstabilisierungsphase und der Nacht des Schlafentzugs werden die Schlafdauer sowie die Schlaf- und Aufwachzeit mittels Aktigraphie (ActiGraph, LLC, Pensacola, Florida) aufgezeichnet. Alle Probanden nehmen an beiden Sitzungen (SD und ND) teil, wobei die beiden Sitzungen durch 4 Wochen getrennt sind. Am Abend des nächsten Tages wird nach dem Abendessen ein olfaktorisches fMRT durchgeführt. In den 24 Stunden vor der fMRT werden isokalorische Mahlzeiten bereitgestellt, und außer Wasser sind keine anderen Getränke erlaubt. Nach der fMRT haben die Probanden freien Zugang zu kalorienreichen Snacks in Form eines All-you-can-eat-Buffets.

Während des ersten Screenings bewerten die Probanden die Angenehmheit von sechs Essensgerüchen, darunter drei hochkalorische süße Düfte (Karamell, gelber Kuchen, Lebkuchen) und drei hochkalorische wohlschmeckende Düfte (Kartoffelchips, Schmorbraten, Knoblauchbutter). Basierend auf den Bewertungen jedes Teilnehmers werden zwei süße und zwei herzhafte Düfte ausgewählt, die in ihrer Angenehmheit übereinstimmen. Darüber hinaus werden zwei Non-Food-Kontrollgerüche (Tannennadel und Selleriesamen) verwendet. Am Abend nach der Schlafmanipulation kommen die Probanden um 17:15 Uhr im Bildgebungszentrum an und nehmen um 18:00 Uhr ein isokalorisches Abendessen zu sich, bevor sie um 19:00 Uhr den Scanner betreten. Neuroimaging wird auf einem Siemens PRISMA-System mit einer 64-Kanal-Kopf-/Hals-Spule durchgeführt, wobei Bildgebungssequenzen verwendet werden, die für die Signalwiederherstellung in olfaktorischen und orbitofrontalen Kortizes optimiert sind. Die Probanden nehmen an 4 Läufen der olfaktorischen Stimulation im Scanner teil und BOLD-Antworten werden mit hoher räumlicher (2 mm Isotope) und zeitlicher Auflösung (2000 ms) erfasst. Bei jedem Versuch werden die Probanden visuell zum Schnüffeln aufgefordert, und es wird ein Geruch (Essen oder Nicht-Essen) oder geruchsfreie Luft abgegeben. Anschließend bewerten die Probanden die Angenehmheit oder die Intensität des Geruchs (pseudo-randomisiert). Das Schnupfen wird mit einem fMRT-kompatiblen Atemgürtel und einem Spirometer gemessen. Zur räumlichen Normalisierung und anatomischen Lokalisierung der fMRT-Antworten wird ein hochauflösendes anatomisches Bild aufgenommen.

Bei der Ankunft im Bildgebungszentrum führt eine Studienschwester einen sterilen Heparin-Lock-Katheter intravenös in die linke Unterarmvene ein und leitet die Blutentnahme ein. Blut wird alle 30 Minuten nach der Ankunft entnommen, was zu 5 Proben führt: vor dem Abendessen, nach dem Abendessen, vor dem fMRT, während des fMRT und nach dem fMRT.

Nach Abschluss des fMRI erhalten die Teilnehmer ein Buffet, an dem sie nach Belieben Zugang zu kalorienreichen Lebensmitteln (süße [Mini-Muffins, Zimtbrötchen, Schokoladenkekse und Krapfen] und herzhafte kalorienreiche Snacks [Pizza Happen, Kartoffelchips, Rösti, Knoblauchbrot]). Die Probanden werden angewiesen, so viel Nahrung zu sich zu nehmen, wie sie möchten. Alle Lebensmittel werden vor und nach dem Verzehr gewogen und die verbrauchten Kalorien berechnet.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

29

Phase

  • Unzutreffend

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre bis 40 Jahre (ERWACHSENE)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Alter zwischen 18 und 40 Jahren
  • regelmäßiger Schlafrhythmus (durchschnittliche Schlafdauer ≥7 h/Nacht, gewohnheitsmäßige Mittelschlafzeit 3-5 Uhr [Abweichung ≤2 h in der täglichen Mittelschlafzeit], Bettzeit ≤9 h)
  • Rechtshändig
  • fließende Englischsprecher

Ausschlusskriterien:

  • Vorgeschichte einer signifikanten zerebrovaskulären Erkrankung, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) Epilepsie, Schlaganfall, Multiple Sklerose, Meningitis
  • Body-Mass-Index (BMI) unter 18,5 (Untergewicht) oder über 24,9 (übergewichtig oder fettleibig)
  • Geschichte der Schlafstörung
  • Arbeit mit Nachtschicht
  • Geschichte eines schweren Kopftraumas mit anhaltendem Bewusstseinsverlust
  • Geschichte der Neurochirurgie, Hals-Nasen-Ohren (HNO)-Chirurgie oder Herzchirurgie
  • Geschichte der Implantation von Herzschrittmachern oder Neurostimulatoren
  • Vorgeschichte bedeutender medizinischer Erkrankungen, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, Krebs, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, schwerem Asthma, das einen Krankenhausaufenthalt zur Behandlung erfordert, Niereninsuffizienz, die eine Dialyse erfordert usw.
  • Vorgeschichte schwerer psychiatrischer Störungen, einschließlich schwerer affektiver Störungen, Zwangsstörungen, Schizophrenie
  • Klaustrophobie
  • Vorgeschichte einer signifikanten Nahrungsmittel- oder Nicht-Nahrungsmittelallergie, einschließlich Latex, Reinigungsmittel, Seifen
  • Vorhandensein bekannter Geruchs-, Geschmacks- oder HNO-Erkrankungen
  • Vorgeschichte von Sinusitis oder allergischer Rhinitis
  • Vorgeschichte von Alkoholismus oder konsequentem Drogenkonsum
  • aktuelles Rauchen
  • aktuelle Einnahme von Medikamenten, die die Aufmerksamkeit beeinträchtigen (z. Barbiturate, Benzodiazepine, Cannabinoide, Chloralhydrat, Haloperidol, Lithium, Carbamazepin, Phenytoin usw.)
  • aktuelle Schwangerschaft (oder mögliche Schwangerschaft)
  • Geschichte der Metallbearbeitung oder Verletzungen durch Granatsplitter oder Metallsplitter

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: GRUNDWISSENSCHAFT
  • Zuteilung: ZUFÄLLIG
  • Interventionsmodell: ÜBERQUERUNG
  • Maskierung: KEINER

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
EXPERIMENTAL: Zuerst Schlafentzug, dann Nicht-Schlafentzug
Die Teilnehmer werden erstmals nach 1 Nacht mit teilweisem Schlafentzug (Schlafentzug, 4 h Schlaf) getestet. Nach einer Auswaschphase von 4 Wochen werden sie nach 1 Nacht mit normalem Schlaf (ohne Schlafentzug, 8 h Schlaf) erneut getestet.
Verhalten: Schlafentzug
4 Stunden zu Hause schlafen.
Verhalten: Nicht-Schlafentzug
8 Stunden zu Hause schlafen.
EXPERIMENTAL: Zuerst Nicht-Schlafentzug, dann Schlafentzug
Die Teilnehmer werden erstmals nach 1 Nacht mit normalem Schlaf (ohne Schlafentzug, 8 h Schlaf) getestet. Nach einer Auswaschphase von 4 Wochen werden sie nach 1 Nacht mit teilweisem Schlafentzug (Schlafentzug, 4 h Schlaf) erneut getestet.
Verhalten: Schlafentzug
4 Stunden zu Hause schlafen.
Verhalten: Nicht-Schlafentzug
8 Stunden zu Hause schlafen.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Auf funktionaler Magnetresonanztomographie (fMRI) basierende Dekodierungsgenauigkeit von Lebensmittel- und Non-Food-Gerüchen im piriformen Cortex
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt, am Abend (~19 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Am Abend nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- und der „Non-Sleep-Deprived“-Intervention wurden geruchsbedingte Gehirnreaktionen mittels fMRI erfasst. fMRI-Daten wurden mit suchscheinwerferbasierten Support-Vektor-Maschinen und Leave-One-Run-Out-Kreuzvalidierung analysiert, um Informationen über Essens- und Non-Food-Gerüche zu entschlüsseln. Dies führte für jeden Teilnehmer zu zwei Karten der Dekodierungsgenauigkeit (% Datenpunkte, die korrekt als Lebensmittel- oder Nicht-Lebensmittelgerüche klassifiziert wurden), eine Karte pro Intervention. Das interessierende Maß war die Entschlüsselungsgenauigkeit, die aus dem piriformen Kortex extrahiert wurde.
Ein einziger Zeitpunkt, am Abend (~19 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Energiedichte konsumierter Lebensmittel
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~20 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Energiedichte (kcal/g) der am Buffet verzehrten Lebensmittel nach fMRI-Untersuchung am Abend nach der Nacht der „Schlafentzugs“- und der „Nicht-Schlafentzugs“-Intervention.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~20 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Ghrelin
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Ghrelin-Spiegel in Blutproben (ng/ml), die am Abend nach der Nacht der „Schlafmangel“- und der „Nicht-Schlafmangel“-Intervention entnommen wurden.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Leptin
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Leptinspiegel in Blutproben (ng/ml), die am Abend nach der Nacht der „Schlafentzugs“- und der „Nicht-Schlafentzugs“-Intervention entnommen wurden.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Gesamtkalorien der verzehrten Lebensmittel
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~20 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Gesamtkalorien (kcal) der am Buffet verzehrten Lebensmittel nach fMRT-Untersuchung am Abend nach der Nacht der „Schlafentzugs“- und der „Nicht-Schlafentzugs“-Intervention.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~20 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Insulin
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Insulinspiegel in Blutproben (uU/ml), die am Abend nach der Nacht der „Schlafentzugs“- und der „Nicht-Schlafentzugs“-Intervention entnommen wurden.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Cortisol
Zeitfenster: Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.
Cortisolspiegel in Blutproben (ug/dl), die am Abend nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- und der „Non-Sleep-Deprived“-Intervention entnommen wurden.
Ein einziger Zeitpunkt am Abend (~19,5 h) sowohl nach der Nacht der „Sleep-Deprived“- als auch der „Non-Deprived“-Intervention.

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Northwestern University

Ermittler

  • Hauptermittler: Thorsten Kahnt, PhD, Northwestern University

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (TATSÄCHLICH)

19. September 2016

Primärer Abschluss (TATSÄCHLICH)

15. August 2017

Studienabschluss (TATSÄCHLICH)

15. August 2017

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

21. November 2019

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

25. November 2019

Zuerst gepostet (TATSÄCHLICH)

27. November 2019

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (TATSÄCHLICH)

25. März 2020

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

24. März 2020

Zuletzt verifiziert

1. März 2020

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • R21DK118503 (NIH)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

JA

Beschreibung des IPD-Plans

Alle zugrunde liegenden Daten resultieren in einer Veröffentlichung

IPD-Sharing-Zeitrahmen

Bei Veröffentlichung

IPD-Sharing-Zugriffskriterien

Auf begründeten Antrag können Daten vom PI für gemeinnützige Zwecke bezogen werden.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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