Auswirkungen verarbeiteter Lebensmittel auf die Belohnungsschaltkreise des Gehirns und das Lernen von Nahrungsmittelhinweisen

Fettleibigkeit ist die zweithäufigste Ursache für vorzeitigen Tod. Es wird vermutet, dass der Verzehr hochverarbeiteter Lebensmittel eine der Hauptursachen für Fettleibigkeit ist. Bei hochverarbeiteten Lebensmitteln handelt es sich um Formulierungen aus billigen industriellen Nahrungsenergie- und Nährstoffquellen sowie Zusatzstoffen wie Fett, Zucker und Aromen, die die Akzeptanz der Lebensmittel erhöhen.

Ein Cross-Over-Experiment mit übergewichtigen Erwachsenen ergab, dass der spontane Zugang zu einer hochverarbeiteten Diät für zwei Wochen zu einer erhöhten Kalorienaufnahme (508 kcal/Tag) und einer stärkeren Gewichtszunahme führte, verglichen mit dem spontanen Zugang zu einer entsprechend minimal verarbeiteten Diät präsentierte Kalorien, Energiedichte, Makronährstoffe, Zucker, Natrium und Ballaststoffe (Hall et al., 2019). Die Tatsache, dass der spontane Zugang zu hochverarbeiteten Lebensmitteln zu einem starken Anstieg der Kalorienaufnahme und Gewichtszunahme führte, deutet darauf hin, dass hochverarbeitete Lebensmittel Gehirnregionen effektiver aktivieren können, die an der Belohnungsverarbeitung, Aufmerksamkeit/Hervorhebung und dem Gedächtnis beteiligt sind und das Essverhalten beeinflussen.

Allerdings wurde in keiner Studie zur Bildgebung des Gehirns experimentell getestet, ob hochverarbeitete Lebensmittel Gehirnregionen, die an Belohnung, Aufmerksamkeit und Gedächtnis beteiligt sind, wirksamer aktivieren als minimal verarbeitete Lebensmittel, oder die relative Rolle der erhöhten Kaloriendichte im Vergleich zu den Geschmacksverstärkern experimentell untersucht Hochverarbeitete Lebensmittel fördern eine stärkere Aktivierung dieser Gehirnregionen. Vorläufige Daten zeigten, dass der Geschmack von hochverarbeitetem, kalorienreichem Schokoladenmilchshake eine stärkere Aktivierung in Regionen hervorrief, die an der Belohnungsbewertung (Caudate, Nucleus accumbens), Aufmerksamkeit/Ausprägung (Precuneus) und Gedächtnisabruf (Gyrus temporalis medialis, dorsomedialer präfrontaler Kortex) beteiligt sind als schmeckt nach hochverarbeitetem, kalorienarmem Schokoladenmilchshake.

Wir schlagen vor, die Wirksamkeit hochverarbeiteter Lebensmittel zur Aktivierung von Belohnungs-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisregionen im Vergleich zu minimal verarbeiteten Lebensmitteln zu bewerten und die relative Rolle des höheren Kaloriengehalts im Vergleich zu den Geschmackszusätzen/-verstärkern hochverarbeiteter Lebensmittel zu untersuchen, um dies zu erreichen Testen Sie mithilfe eines 2 x 2-Versuchsdesigns, ob hochverarbeitete Lebensmittel die Anreizwirkung von Lebensmittelhinweisen wirksamer erhöhen als minimal verarbeitete Lebensmittel. Dies ist wichtig, da eine erhöhte Reaktion der Belohnungsregion auf Lebensmittelhinweise/-bilder das Risiko für Übergewicht erhöht Gewinn (Demos et al., 2012; Stice et al., 2015; Yokum et al., 2014) und testen, ob Personen, deren Belohnungs-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisregionen am stärksten auf hochverarbeitete Lebensmittel reagieren, stärker belohnt werden Durch das Erlernen von Reizsignalen besteht das Risiko einer verstärkten spontanen Aufnahme hochverarbeiteter Lebensmittel und einer künftigen Körperfettzunahme.

Ziel 1: Testen Sie die Hypothese, dass Geschmäcker, erwartete Geschmäcker und Bilder von hochverarbeiteten Lebensmitteln Belohnungs-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnishirnregionen stärker aktivieren als Geschmäcker, erwartete Geschmäcker und Bilder von minimal verarbeiteten Lebensmitteln, und bewerten Sie die relative Rolle dieser höherer Kaloriengehalt im Vergleich zu Geschmackszusätzen/-verstärkern bei der Aktivierung dieser Regionen unter Verwendung eines 2 x 2-Versuchsdesigns.

Ziel 2: Testen Sie die Hypothese, dass hochverarbeitete Lebensmittel ein stärkeres Lernen von Hinweisen fördern, die den bevorstehenden Geschmack von hochverarbeiteten Lebensmitteln vorhersagen, als von minimal verarbeiteten Lebensmitteln, was sich in einem stärkeren Anstieg der striatalen Reaktion im Verlauf der Reizexposition und schnelleren Reaktionen auf Hinweise widerspiegelt Geschmack von hochverarbeiteten Lebensmitteln.

Ziel 3: Testen Sie die Hypothese, dass Teilnehmer, die als Reaktion auf Geschmäcker, erwartete Geschmäcker und Bilder von hochverarbeiteten Lebensmitteln eine größere Aktivierung in Belohnungs-/Aufmerksamkeits-/Erinnerungsregionen zeigen, mehr hochverarbeitete Lebensmittel nach Belieben konsumieren (Ziel 3a) und mehr zeigen zukünftiger Körperfettzuwachs (Ziel 3b). Durch explorative Analysen werden neuronale Fingerabdrücke ermittelt, die die spontane Aufnahme hochverarbeiteter Lebensmittel und die Körperfettzunahme vorhersagen (Ziel 3c).

Ziel 4: Testen Sie die Hypothese, dass Teilnehmer, die als Reaktion auf hochverarbeitete Lebensmittel das ausgeprägteste Belohnungssignal-Lernen zeigen, mehr hochverarbeitete Lebensmittel nach Belieben konsumieren (Ziel 4a) und in Zukunft eine größere Körperfettzunahme zeigen (Ziel 4b).