Physiologische und Essverhaltensreaktionen auf das Betrachten sensorischer Lebensmittelbilder (FOODPIC)

Fernsehen ist mit einem erhöhten Risiko für Übergewicht verbunden. In den moderneren internetbasierten digitalen Medien stellt Essen eine wichtige Inhaltskategorie dar. Die überwiegende Mehrheit der Menschen in den Vereinigten Staaten schaut während des Großteils ihrer Mahlzeiten auf Bildschirme. Es erscheint daher ratsam, die Auswirkungen gängiger (ernährungsbezogener) digitaler Mediengewohnheiten auf das Essverhalten zu untersuchen.

Ein besonders beliebter digitaler Medientyp sind Food-Bilder. Während Lebensmittelbilder Hunger hervorrufen können, können sie auch Sättigung verursachen. Eine Studie zeigte, dass die Bewertung des Geschmacks von 60 (vs. 20) Essensbilder von einem salzigen (vs. süßer) Geschmack verringerte die Vorliebe für anschließend verzehrte Erdnüsse (d. h. ein salziges Lebensmittel). Der Mechanismus hinter diesem Befund ist eine implizite mentale Simulation des Essenskonsums – notwendig, um ein hedonisches Urteil zu fällen – und ein Prozess, der spontan beim Anblick von Essen auftritt. Eine analoge Forschung in der mentalen Imagination – explizite mentale Simulation – fand in ähnlicher Weise heraus, dass der wiederholte imaginäre Verzehr eines Lebensmittels die nachfolgende tatsächliche Aufnahme desselben Lebensmittels verringern kann.

Cephalic-Phase-Reaktionen sind konditionierte oder erlernte physiologische Antizipationsreaktionen auf Nahrung. Im folgenden Jahrhundert ging die wissenschaftliche Untersuchung über den Speichel hinaus und umfasste auch im Blut gemessene Hormone. Viele Reaktionen in der Kopfphase hängen von der efferenten Aktivierung des Vagusnervs ab. Das Pankreas-Polypeptid ist der robusteste und zuverlässigste Proxy für eine solche vagale Aktivität. Forscher haben eine Vielzahl von Methoden verwendet, um die Reaktionen der Kopfphase auszulösen, einschließlich tatsächlicher Nahrungsaufnahme, Scheinfütterung (d. h. orosensorische Stimulation ohne Absorption) und visuelle, olfaktorische und kognitive Hinweise.

Es gibt einige Hinweise darauf, dass die vagale Aktivierung in der kephalen Phase sensorisch spezifisch sein könnte, d. h. dass der Vagusnerv unterschiedlich durch süße und salzige Reize stimuliert wird. Pankreas-Polypeptid reagiert unterschiedlich auf (modifizierte) Scheinfütterung fester Nahrung mit schmackhaften oder ungenießbaren Anteilen an süßem oder salzigem Geschmack, während der Makronährstoffgehalt konstant bleibt. Insbesondere hatten die wohlschmeckend-süßen Bedingungen im Vergleich zu den salzigen Bedingungen eine signifikant erhöhte pankreatische Polypeptidantwort.

Entgegen der landläufigen Meinung, dass Süße allgemein beliebt ist, haben Forscher immer wieder deutliche Unterschiede in den Geschmackspräferenzen von Individuen festgestellt. Jüngste Forschungen identifizierten FGF21 als eine wichtige physiologische Determinante für die Vorliebe für süßen Geschmack. Basierend auf einem Fragebogen zu Geschmackspräferenzen sind die FGF21-Blutkonzentrationen im Nüchternzustand bei Teilnehmern, die als Liebhaber des süßen Geschmacks eingestuft wurden, niedriger als bei Abneigungen. FGF21-Genvarianten waren auch prädiktiv für den gewohnheitsmäßigen Verzehr von Süßigkeiten. Die Übereinstimmung zwischen den FGF21-Blutspiegeln und phänotypischen Bewertungsmethoden für den süßen Geschmack ist unbekannt. Insgesamt scheint es plausibel zu spekulieren, dass Reaktionen in der Kopfphase sensorische Unterschiede aufweisen, die sowohl auf dem Stimulus als auch auf dem Teilnehmer basieren.

In den letzten zehn Jahren haben Forscher damit begonnen, Reaktionen der Kopfphase auf Lebensmittelbilder zu untersuchen. In keiner der Studien wurde die vagale Aktivierung über die Polypeptidsekretion der Bauchspeicheldrüse gemessen. Während die Studien, die eine Post-Stimulus-Mahlzeit-Provokation beinhalteten, etablierte positive Wirkungen auf den postprandialen Glukosestoffwechsel replizierten, fand keine von ihnen explizite Beweise für eine bildinduzierte Insulinreaktion in der Kopfphase. Es muss jedoch angemerkt werden, dass die Zeitpläne für Blutentnahmen suboptimal waren und die Studien daher wahrscheinlich keine Wirkung erfassen. Die Untersuchung der Ghrelin-Sekretion in der Kopfphase ergab ebenfalls nicht schlüssige Ergebnisse. Einige Untersuchungen zeigten einen signifikanten Anstieg des Gesamt-Ghrelin-Spiegels nach der Exposition gegenüber Food-Bildern, aber nicht nach Non-Food-Bildern. Andere Untersuchungen bestätigten diesen Befund jedoch nicht. Ghrelin ist von grundlegender Bedeutung bei der Hungerregulierung und dafür bekannt, dass es beim Menschen die Nahrungsaufnahme verursacht. Bei Ratten erhöhen visuelle Hinweise die Gehirnaktivität und das antizipative Verhalten gegenüber Nahrungsmitteln, ähnlich wie bei exogen verabreichtem Ghrelin. Und doch konsumierten in einer anderen Studie Teilnehmer, die Food-Bildern vor einem Ad-libitum-Buffet ausgesetzt waren, genauso viele Kalorien wie diejenigen, die Non-Food-Bildern ausgesetzt waren.

Eine wichtige Einschränkung der oben genannten Untersuchungen besteht darin, dass alle ihre Teilnehmer 45-50 Bildern aussetzten, die eine große Vielfalt an Speisen und Geschmacksrichtungen darstellten. Einige Forscher verwendeten Bildsätze von Lebensmitteln mit unterschiedlichen Makronährstoffprofilen, aber die Geschmacksrichtungen der Lebensmittel variierten innerhalb jedes Satzes immer noch stark. Im Gegensatz dazu setzten frühere Forschungen, bei denen tatsächliche Lebensmittel als visuelle (und olfaktorische) Stimuli verwendet wurden, die Teilnehmer nur einer sehr begrenzten Lebensmittelauswahl aus. Die Verwendung sehr unterschiedlicher Lebensmittelreize steht im Gegensatz zum Reizwiederholungsparadigma sowie zu einer bestimmten Studie, bei der die Teilnehmer Lebensmittelbildern mit einem bestimmten Geschmack (z. B. süß oder salzig) ausgesetzt wurden. Darüber hinaus hat die Forschung seit langem festgestellt, dass die Ernährungsvielfalt die Energieaufnahme erhöht und die Stimulusgewöhnung wesentlich verzögert. Dieser Effekt scheint höchst psychologisch zu sein. Zum Beispiel kann die Sättigung zu einer Sorte Jelly Beans zurückgesetzt werden, indem man sich einfach an die anderen Sorten erinnert, die sie vor einigen Minuten konsumiert haben. Ein Experiment, das den Reizgeschmack kontrolliert, würde die sensorisch-spezifischen physiologischen und Verhaltensreaktionen auf Lebensmittelreize aufklären.

Schließlich können sich Reaktionen in der Kopfphase auf individuelle Tendenzen im Essverhalten beziehen. Eine Studie, die die Beziehung zwischen der Insulinreaktion in der Kopfphase und Ernährungseinschränkung, Enthemmung oder Hunger untersuchte, gemessen mit dem Drei-Faktoren-Fragebogen zum Essen, fand keinen Zusammenhang. Bisher hat jedoch keine Studie die Beziehung zwischen externen Essgewohnheiten und Reaktionen in der Kopfphase untersucht. Externes Essen bezieht sich auf die Nahrungsaufnahme als Reaktion auf Umweltreize. Man könnte spekulieren, dass über rein neurologische Einflüsse hinaus endokrine Reaktionen der Kopfphase ein solches Verhalten vermitteln.

Die Studie sieht drei Teilnehmerbesuche vor. Die drei Visiten unterscheiden sich hauptsächlich in den verabreichten visuellen Stimuli. Das Verfahren ist unten beschrieben.

Die Teilnehmer kommen morgens gegen 08:00 Uhr nach einem Fasten über Nacht an. Um 08:15 Uhr wird ein Ermittler eine erste Basisblutprobe entnehmen. In den folgenden 15 Minuten führt ein Ermittler in die Bildbetrachtungsaufgabe ein. Die Teilnehmer sitzen vor einem Computermonitor, der mit einem bildschirmbasierten Eyetracker ausgestattet ist. Ein Ermittler konfiguriert anschließend den Eyetracker und ermöglicht den Teilnehmern, sich an das Setup zu gewöhnen. Um 08:30 Uhr entnimmt ein Ermittler eine zweite Basisblutprobe und beginnt anschließend mit der 15-minütigen Bildbetrachtungsaufgabe. Um 08:45 Uhr werden den Teilnehmern Frühstücksoptionen präsentiert, die auf dem Computermonitor angezeigt werden. So können sie bei jedem Besuch Art und Menge des Frühstücks frei wählen, das ein Ermittler um 09:00 Uhr zubereitet und serviert. Biometrische Daten werden während der vollständigen Bildbetrachtung und der Auswahl der Speisen erfasst. Während sie auf die Zubereitung des Frühstücks warten, sehen sich die Teilnehmer ein neutrales Video an. Nach dem Frühstück bewerten die Teilnehmer ihre Empfindungen nach der Einnahme.

Während des ersten Besuchs werden die Teilnehmer auch grundlegenden anthropometrischen Messungen unterzogen.

Beim letzten Besuch absolvieren die Teilnehmer auch den Sweet-Liker-Test sowie ausgewählte Fragebögen zum Essverhalten.