Inhibition de la réponse aux signaux alimentaires riches en calories chez les adolescents après un jeu vidéo actif et sédentaire

Conception. Une conception croisée randomisée avec des conditions de traitement contrebalancées sera utilisée pour comparer la quantité d'inhibition neurale aux signaux alimentaires riches et faibles en calories chez les adolescents entre deux conditions. Ces deux conditions comprendront une session de 60 minutes de jeu vidéo actif et une session de 60 minutes de jeu vidéo sédentaire. L'ordre des conditions de traitement sera attribué au hasard à l'aide d'une technique de randomisation simple validée. Au cours de chaque session de laboratoire, les données EEG seront enregistrées puis analysées ultérieurement pour évaluer les composants du potentiel lié à l'événement individuel (ERP) suivant chacune des deux conditions. Les participants effectueront une tâche de visualisation d'inhibition de réponse go/no-go avec des images d'aliments riches en calories et faibles en calories affichées sur un écran d'ordinateur. La tâche d'inhibition de la réponse sera administrée immédiatement après la cessation de chaque condition de jeu vidéo.

Conditions de jeu vidéo. La condition de jeu vidéo sédentaire obligera les participants à jouer en position assise pendant 60 minutes. La condition de jeu vidéo actif exigera des participants qu'ils effectuent 60 minutes de jeu vidéo actif à des niveaux modérément intenses (3,0 à 5,9 équivalents métaboliques (MET)) en utilisant un jeu de simulation de danse populaire appelé "Dance Dance Revolution" (DDR de Konami Digital Entertainment, Redwood City, Californie). La DDR suscite une intensité modérée (3,0-5,9 METs) niveaux d'activité physique. Il a été démontré que soixante minutes de jeu vidéo actif produisent des niveaux modérés d'activité physique intense. Les directives actuelles recommandent aux adolescents de s'engager quotidiennement dans 60 minutes ou plus d'activité physique modérée à vigoureuse-intense.

Participants. Soixante-deux adolescents en bonne santé (31 femmes et 31 hommes) seront recrutés par le biais d'annonces et de dépliants dans la communauté locale. Les participants seront des adolescents âgés de 12 à 15 ans.

Dépistage des procédures. Les candidats à l'étude et leurs tuteurs recevront un e-mail contenant un lien vers un sondage en ligne. L'enquête en ligne sera un questionnaire « oui ou non » pour s'assurer que les participants répondent aux critères d'inclusion. Les candidats doivent répondre correctement à chaque question afin de se qualifier pour l'étude. Dans le cadre de l'enquête en ligne, les participants seront invités à signaler toute allergie alimentaire et à remplir un questionnaire sur les préférences alimentaires. Le questionnaire sur les préférences alimentaires sera utilisé pour préparer les repas standardisés pour chaque participant. Les candidats qualifiés seront invités à participer à l'étude.

Orientation. Les participants à l'étude seront invités à remplir les formulaires d'assentiment et de consentement avant la première séance de laboratoire. Les participants et leurs tuteurs viendront au laboratoire de neurosciences cliniques au moins un jour avant leur première séance de laboratoire pour récupérer leurs repas standardisés. Chaque participant sera informé de l'objectif principal de l'étude et familiarisé avec les procédures de test. Les participants seront invités à éviter de consommer de la caféine et d'autres stimulants le jour du test ainsi qu'à éviter toute activité physique vigoureuse et intense pendant la période de 24 heures précédant le test. Les participants recevront une copie de ces instructions de test.

Repas standardisés. Les participants recevront un petit-déjeuner et un déjeuner standardisés pour chacune des journées de test. Les besoins énergétiques de chaque participant seront estimés à l'aide des équations de l'Organisation mondiale de la santé pour prédire les taux métaboliques de base. Cette équation utilise la taille (cm), le poids (kg) et l'âge (années) pour prédire les taux métaboliques de base et a été validée pour sa précision et sa fiabilité. Un facteur d'activité de 1,6 pour les garçons et de 1,5 pour les filles sera utilisé pour estimer les besoins énergétiques quotidiens totaux.

Les repas seront standardisés en fonction de la teneur en macronutriments (60 % de glucides, 20 % de matières grasses, 20 % de protéines), de l'âge, du sexe et du niveau d'activité physique (activité légère, modérée ou élevée). Les participants recevront 25 % de leurs besoins caloriques quotidiens pour le petit-déjeuner et 25 % pour le déjeuner. Les mêmes aliments seront donnés les deux jours de test et les participants seront invités à consommer tous les aliments pour les deux repas. L'adhésion au repas sera évaluée au début de chaque séance. Toute non-conformité (ne pas manger tous les aliments et/ou manger d'autres aliments) obligera les participants à refaire cette séance de laboratoire particulière un jour différent lorsqu'ils auront suivi les protocoles alimentaires.

Les repas sont conçus pour représenter une quantité raisonnable de nourriture afin de fournir aux participants un apport alimentaire adéquat. Les participants recevront leurs deux repas standardisés avant le premier jour de test ainsi que des instructions pour ne consommer que des repas standardisés les jours de test, éviter la consommation de caféine et une activité physique vigoureuse et intense 24 heures avant le test. Les participants seront invités à prendre leur petit-déjeuner et leur déjeuner à la même heure de la journée et au moins deux heures avant d'arriver pour chaque jour de test.

Séances de jeu vidéo. Chaque participant effectuera deux séances de laboratoire distinctes. Les informations démographiques et anthropométriques seront collectées au début de la première session de laboratoire. Les participants seront invités à évaluer leur faim au début de chaque session de laboratoire. Hoffman et al ont comparé les composants P3 et N2 entre les états nourri (1 heure postprandiale) et à jeun (17 heures de jeûne) et n'ont trouvé aucune différence significative dans l'amplitude ou la latence des composants P3 ou N2 chez les jeunes adultes. Les procédures et protocoles de test seront examinés avec chaque participant avant le début de chaque session de jeu vidéo. Les participants seront ensuite conduits au laboratoire de jeux vidéo pour effectuer une session de jeu vidéo de 60 minutes. Au début de la session de jeu vidéo, les participants seront équipés du système métabolique K4b2 (Cosmed, Rome, Italie), d'un moniteur de fréquence cardiaque Polar (Polar, Helsinki, Finlande) et d'un moniteur d'activité GT3X (Pensicola, FL) pour mesurer la dépense énergétique . Les informations métaboliques de chaque participant seront mesurées et enregistrées pour analyse.

Immédiatement après chaque condition de jeu vidéo, les participants seront amenés dans une pièce adjacente contenant l'équipement EEG où ils effectueront les tâches d'inhibition de la réponse. Après la deuxième session de jeu vidéo, les participants seront invités à classer chaque image d'aliment comme riche ou faible en calories pour s'assurer que les participants identifiaient correctement les images d'aliments pendant les tâches d'inhibition de la réponse. À la fin de la tâche d'inhibition de la réponse, les participants seront conduits dans une pièce séparée pour effectuer le test Stroop-Color Word.

Tâche d'inhibition de réponse. Immédiatement après les conditions de jeu vidéo actives et passives, les participants effectueront deux tâches de visualisation active go/no-go. La tâche go/no-go comprendra des images d'aliments riches en calories et faibles en calories. Les images pour les tâches de visualisation seront sélectionnées sur la base des résultats de Blechert et al qui ont récemment rapporté des évaluations normatives de 568 images d'aliments riches et faibles en calories. La première tâche de visualisation utilisera un total de 150 images, 100 d'entre elles comprendront des images riches en calories et 50 des images faibles en calories ; les images hypocaloriques seront les stimuli cibles. La deuxième tâche de visualisation comprendra 100 images à faible teneur en calories et 50 images à haute teneur en calories ; les images riches en calories seront les stimuli cibles. Chacune des tâches de visualisation sera affichée dans un ordre aléatoire différent pour chaque participant. Les images seront affichées pendant 500 millisecondes (ms) avec un intervalle entre les essais de 1300 ms entre les images. Après la deuxième tâche d'inhibition de la réponse, les participants seront invités à évaluer subjectivement les images en fonction de l'agrément et de l'excitation en utilisant une échelle d'évaluation des images de 1 à 9 (1 étant le plus bas et 9 le plus élevé). Pour déterminer la compréhension des participants entre les aliments faibles en calories et les aliments riches en calories, les participants seront invités à effectuer une courte tâche dans laquelle ils classeront chaque image d'aliment comme faible en calories ou riche en calories.

Paradigme Go/No-Go. Pour la partie riche en calories de la tâche go/no-go, les participants seront invités à appuyer sur un bouton avec leur index droit lorsqu'ils voient des images d'aliments hypocaloriques, qui seront les stimuli cibles. Les aliments faibles en calories seront le stimulus cible et les participants doivent valider leur réponse en appuyant sur le bouton approprié. Cette partie de la tâche sera appelée "go". La partie "no-go" de la tâche exigera que les participants s'abstiennent d'appuyer sur le bouton lorsque des images d'aliments riches en calories sont présentées. La deuxième tâche go/no-go utilisera les instructions opposées de la première tâche. Les participants seront invités à « y aller » ou à appuyer sur un bouton lorsque des images d'aliments riches en calories sont présentées et à retenir, ou « no-go », lorsque les images d'aliments à faible teneur en calories sont présentées, les aliments à haute teneur en calories seront être les stimuli cibles. Les images pour les deux tâches seront présentées dans un ordre aléatoire en utilisant 150 images affichées pendant 500 ms avec un intervalle entre les essais de 1300 ms. Les participants seront invités à rester aussi immobiles que possible et à minimiser leurs clignements des yeux pour réduire la quantité d'artefacts (perturbations ou bruit) pendant l'enregistrement des données EEG.

Pour examiner plus en détail les effets d'une activité physique intense modérée sur l'inhibition de la réponse, les participants se verront proposer plusieurs choix alimentaires tout en complétant un test d'apprentissage verbal auditif, le test d'apprentissage verbal auditif Rey (AVLT). Le Rey AVLT sera administré selon le protocole validé par Vakil et al qui est décrit précédemment. Après le 6ème essai du Rey AVLT, les participants disposeront de 30 minutes avant les dernières parties du test d'apprentissage pour consommer à volonté des aliments à haute et basse densité énergétique. Pendant la période de retard de 30 minutes, des aliments préalablement mesurés et pesés au 0,1 gramme près seront donnés à chaque participant en attendant la période de retard du Rey AVLT. Les aliments riches en calories comprendront des aliments à haute densité énergétique. Les aliments à faible teneur en calories comprendront des aliments à faible densité énergétique, tels que des tranches de fruits et des légumes. Le test comprendra 8 essais et laissera suffisamment de temps aux participants pour consommer des aliments pré-mesurés. L'achèvement du test Rey AVTL conclura toute la session.

Après avoir terminé la première session de jeu vidéo, les participants reviendront après 7 jours pour terminer la deuxième session de jeu vidéo. Les participants seront contactés 24 heures avant leur deuxième session de jeu vidéo pour rappeler aux participants la prochaine session de test. Les participants qui terminent les sessions de jeux vidéo et les tests qui les accompagnent recevront 40 dollars pour terminer l'étude.

Analyse de puissance. Le nombre de participants a été estimé sur la base d'un changement significatif des amplitudes N2. Puisqu'il a été démontré que l'exercice a un effet modéré sur les réponses neuronales aux signaux alimentaires chez les adultes, une différence moyenne estimée de 0,50 microvolts a été utilisée. Une erreur standard moyenne de 0,63 microvolts a également été utilisée dans cette analyse basée sur des recherches antérieures qui ont permis d'établir une fiabilité test-retest des amplitudes N2 à l'aide de techniques EEG.197 Ainsi, sur la base d'une différence N2 moyenne de 0,5 microvolts, d'une erreur standard moyenne de 0,63 microvolts et d'un alpha de 0,05, un échantillon de 55 participants est nécessaire pour avoir une puissance de 90 %. De plus, sur la base de l'expérience précédente de mesure des ERP, nous prévoyons de perdre 10 % des mesures EEG en raison de données médiocres ou incomplètes. Pour tenir compte de cette perte, nous recruterons 7 participants supplémentaires, pour un total de 62 participants au total.

Analyses statistiques. L'analyse sera effectuée à l'aide du logiciel statistique SAS (version 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Les données sur les participants seront présentées sous forme de moyennes et d'écarts-types. Pour évaluer les effets principaux et d'interaction au sein de chaque sujet, une ANOVA à mesures répétées à 2 conditions (active et passive) x 2 inhibition neuronale (Go et No/Go) x 2 calories (haute et basse calorie) sera utilisée. Un niveau alpha de 0,05 sera utilisé pour cette analyse. Des tests t post hoc seront effectués si des effets significatifs sont observés pour identifier des différences significatives. Des ajustements de Bonferroni seront effectués pour les comparaisons multiples.