Responsremming op voedselaanwijzingen met een hoog caloriegehalte bij adolescenten na het spelen van actieve en sedentaire videogames

Ontwerp. Een gerandomiseerd cross-over ontwerp met tegengebalanceerde behandelingsomstandigheden zal worden gebruikt om de hoeveelheid neurale remming te vergelijken met hoog- en laagcalorische voedingssignalen bij adolescenten tussen twee aandoeningen. Deze twee voorwaarden omvatten een sessie van 60 minuten actieve videogames en een sessie van 60 minuten sedentaire videogames. De volgorde van behandelingscondities zal willekeurig worden toegewezen met behulp van een gevalideerde eenvoudige randomisatietechniek. Tijdens elke laboratoriumsessie worden EEG-gegevens geregistreerd en later geanalyseerd om de individuele gebeurtenisgerelateerde potentiële (ERP) componenten na elk van de twee voorwaarden te beoordelen. Deelnemers zullen een go/no-go-remming-kijktaak uitvoeren met afbeeldingen van calorierijk en caloriearm voedsel weergegeven op een computerscherm. De responsinhibitietaak wordt uitgevoerd onmiddellijk na het stoppen van elke videogameconditie.

Voorwaarden voor videogames. De sedentaire spelconditie van videogames vereist dat deelnemers 60 minuten in een zittende positie spelen. De voorwaarde voor het spelen van actieve videogames vereist dat deelnemers 60 minuten actief videogamen voltooien op matig intense niveaus (3,0-5,9 metabolische equivalenten (MET's)) met behulp van een populair danssimulatiespel genaamd 'Dance Dance Revolution' (DDR door Konami Digital Entertainment, Redwood City, Californië). DDR ontlokt matig intens (3.0-5.9 MET's) niveaus van fysieke activiteit. Er is aangetoond dat zestig minuten actief videogames spelen matige, intense fysieke activiteit oplevert. De huidige richtlijnen bevelen aan dat adolescenten dagelijks 60 minuten of meer matig tot zwaar intensief lichamelijk actief zijn.

Deelnemers. Tweeënzestig gezonde adolescenten (31 vrouwen en 31 mannen) zullen worden geworven via advertenties en folders in de lokale gemeenschap. De deelnemers zijn jongeren tussen de 12 en 15 jaar oud.

Procedures Screening. Kandidaten voor het onderzoek en hun voogden ontvangen een e-mail met een link naar een online-enquête. De online-enquête zal een 'ja of nee'-vragenlijst zijn om ervoor te zorgen dat deelnemers aan de inclusiecriteria voldoen. Kandidaten moeten elke vraag goed beantwoorden om in aanmerking te komen voor de studie. Als onderdeel van de online-enquête wordt de deelnemers gevraagd eventuele voedselallergieën te melden en een vragenlijst over voedselvoorkeuren in te vullen. De vragenlijst over voedselvoorkeuren zal worden gebruikt om de gestandaardiseerde maaltijden voor elke deelnemer te bereiden. In aanmerking komende kandidaten zullen worden uitgenodigd om deel te nemen aan het onderzoek.

oriëntatie. Deelnemers aan het onderzoek zullen worden gevraagd om de instemmings- en toestemmingsformulieren in te vullen voorafgaand aan de eerste laboratoriumsessie. Deelnemers en hun begeleiders komen ten minste één dag voorafgaand aan hun eerste labsessie naar het Clinical Neuroscience-lab om hun gestandaardiseerde maaltijden op te halen. Elke deelnemer wordt geïnformeerd over het hoofddoel van het onderzoek en vertrouwd gemaakt met de testprocedures. Deelnemers zullen worden geïnstrueerd om het gebruik van cafeïne en andere stimulerende middelen op de testdag te vermijden, evenals het vermijden van krachtige, intense fysieke activiteit gedurende de periode van 24 uur voorafgaand aan het testen. De deelnemers krijgen een exemplaar van deze toetsinstructie.

Gestandaardiseerde maaltijden. Deelnemers krijgen voor elk van de testdagen een gestandaardiseerd ontbijt en lunch. De energiebehoefte van elke deelnemer wordt geschat aan de hand van vergelijkingen van de Wereldgezondheidsorganisatie voor het voorspellen van basaal metabolisme. Deze vergelijking gebruikt lengte (cm), gewicht (kg) en leeftijd (jaren) om basaal metabolisme te voorspellen en is gevalideerd voor nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. Een activiteitsfactor van 1,6 voor jongens en 1,5 voor meisjes wordt gebruikt om de totale dagelijkse energiebehoefte te schatten.

Maaltijden worden gestandaardiseerd op basis van het gehalte aan macronutriënten (60% koolhydraten, 20% vet, 20% eiwit), leeftijd, geslacht en fysieke activiteitsniveau (lichte, matige of hoge activiteit). Deelnemers krijgen 25% van hun dagelijkse caloriebehoefte voor het ontbijt en 25% voor de lunch. Op beide testdagen wordt hetzelfde voedsel gegeven en deelnemers krijgen de instructie om al het voedsel voor beide maaltijden te consumeren. Aan het begin van elke sessie wordt de therapietrouw beoordeeld. Elke niet-naleving (niet al het voedsel eten en / of ander voedsel eten) vereist dat deelnemers die specifieke labsessie opnieuw doen op een andere dag wanneer ze de voedselprotocollen hebben gevolgd.

Maaltijden zijn ontworpen om een ​​redelijke hoeveelheid voedsel te vertegenwoordigen om de deelnemers voldoende voedselinname te bieden. Deelnemers krijgen beide gestandaardiseerde maaltijden voorafgaand aan de eerste testdag, samen met instructies om alleen gestandaardiseerde maaltijden te consumeren op testdagen, cafeïneconsumptie en krachtige, intense fysieke activiteit te vermijden 24 uur voorafgaand aan het testen. Deelnemers krijgen de instructie om hun ontbijt en lunch op hetzelfde tijdstip van de dag te consumeren en ten minste twee uur voor aankomst voor elke testdag.

Sessies voor videogames. Elke deelnemer voltooit twee afzonderlijke labsessies. Demografische en antropometrische informatie wordt verzameld aan het begin van de eerste labosessie. Aan het begin van elke labsessie wordt de deelnemers gevraagd om hun honger te beoordelen. Hoffman et al. vergeleken P3- en N2-componenten tussen gevoede (1 uur postprandiale) en nuchtere (17 uur vasten) staten en vonden geen significante verschillen in P3- of N2-componentamplitude of latentie bij jonge volwassenen. Testprocedures en protocollen worden met elke deelnemer besproken voordat elke videogamesessie begint. Deelnemers worden vervolgens naar het videogamelab gebracht om een ​​videogamesessie van 60 minuten te voltooien. Aan het begin van de videogamesessie worden de deelnemers uitgerust met het K4b2 (Cosmed, Rome, Italië) metabole systeem, Polar hartslagmeter (Polar, Helsinki, Finland) en GT3X activiteitenmonitor (Pensicola, FL) om het energieverbruik te meten . Metabole informatie voor elke deelnemer wordt gemeten en vastgelegd voor analyse.

Onmiddellijk na elke videogameconditie worden deelnemers naar een aangrenzende kamer gebracht met de EEG-apparatuur waar ze de responsinhibitietaken zullen voltooien. Na de tweede videogamesessie wordt de deelnemers gevraagd om elk voedselbeeld te classificeren als hoog of laagcalorisch om er zeker van te zijn dat de deelnemers voedselbeelden correct identificeerden tijdens de responsinhibitietaken. Na voltooiing van de reactie-inhibitietaak worden de deelnemers naar een aparte ruimte geleid om de Stroop-Color Word-test te voltooien.

Responsinhibitietaak. Onmiddellijk na zowel de actieve als de passieve videogamecondities, zullen de deelnemers twee go/no-go actieve kijktaken voltooien. De go/no-go-taak bevat afbeeldingen van calorierijk en caloriearm voedsel. Foto's voor de kijktaken zullen worden geselecteerd op basis van bevindingen van Blechert et al., die onlangs normatieve beoordelingen rapporteerden van 568 afbeeldingen van voedsel met een hoog en laag caloriegehalte. De eerste kijktaak zal in totaal 150 foto's gebruiken, waarvan 100 calorierijke foto's en 50 caloriearme foto's; de caloriearme afbeeldingen zullen de doelstimuli zijn. De tweede kijktaak omvat 100 caloriearme foto's en 50 calorierijke foto's; de calorierijke beelden zullen de doelstimuli zijn. Elk van de kijktaken wordt voor elke deelnemer in een andere willekeurige volgorde getoond. Afbeeldingen worden gedurende 500 milliseconden (ms) weergegeven met een interval van 1300 ms tussen de afbeeldingen. Na de tweede reactie-inhibitietaak wordt de deelnemers gevraagd om de foto's subjectief te beoordelen op aangenaamheid en opwinding door een beeldbeoordelingsschaal van 1-9 te gebruiken (waarbij 1 de laagste is en 9 de hoogste). Om het begrip van de deelnemer van voedsel met weinig of veel calorieën te bepalen, wordt de deelnemers gevraagd een korte taak uit te voeren waarin ze elk voedselbeeld categoriseren als caloriearm of calorierijk.

Go/No-Go-paradigma. Voor het calorierijke gedeelte van de go/no-go-taak krijgen deelnemers de instructie om met hun rechterwijsvinger op een knop te drukken wanneer ze afbeeldingen zien van caloriearm voedsel, wat de doelstimuli zal zijn. Het caloriearme voedsel zal de doelstimulus zijn en de deelnemers moeten hun reactie vastleggen door op de juiste knop te drukken. Dit deel van de taak zal "go" heten. Het "no-go" -gedeelte van de taak vereist dat de deelnemers niet op de knop drukken wanneer afbeeldingen van calorierijk voedsel worden gepresenteerd. De tweede go/no-go-taak gebruikt de tegenovergestelde instructies van de eerste taak. Deelnemers krijgen de instructie om te "gaan" of op een knop te drukken wanneer afbeeldingen van calorierijk voedsel worden gepresenteerd en om te onthouden, of "no-go", wanneer de afbeeldingen van het caloriearme voedsel worden gepresenteerd, zullen de calorierijke voedingsmiddelen de doelprikkels zijn. Afbeeldingen voor beide taken worden in willekeurige volgorde gepresenteerd met behulp van 150 afbeeldingen die gedurende 500 ms worden weergegeven met een interpogingsinterval van 1300 ms. Deelnemers krijgen de instructie om zo stil mogelijk te blijven en hun oogknipperingen tot een minimum te beperken om de hoeveelheid artefacten (storingen of ruis) te verminderen terwijl EEG-gegevens worden geregistreerd.

Om de effecten van matige intense fysieke activiteit op responsinhibitie verder te onderzoeken, krijgen deelnemers verschillende voedselkeuzes terwijl ze een auditieve verbale leertest afleggen, de Rey auditieve verbale leertest (AVLT). De Rey AVLT zal worden toegediend volgens het protocol dat is gevalideerd door Vakil et al en dat eerder is beschreven. Na de 6e proef van de Rey AVLT krijgen de deelnemers 30 minuten voor de laatste delen van de leertest de tijd om voedsel met een hoge en lage energiedichtheid ad libitum te consumeren. Tijdens de vertragingsperiode van 30 minuten wordt voedsel dat vooraf is afgemeten en gewogen tot op 0,1 gram nauwkeurig aan elke deelnemer gegeven terwijl ze wachten op de vertragingsperiode van de Rey AVLT. Voedsel met een hoog caloriegehalte omvat voedselproducten met een hoge energiedichtheid. Caloriearm voedsel omvat voedselproducten met een lage energiedichtheid, zoals fruitplakken en groenten. De test omvat 8 proeven en geeft de deelnemers voldoende tijd om vooraf gemeten voedingsmiddelen te consumeren. Het voltooien van de Rey AVTL-test beëindigt de hele sessie.

Na voltooiing van de eerste videogamesessie komen deelnemers na 7 dagen terug om de tweede videogamesessie te voltooien. Er wordt 24 uur voor hun tweede videogamesessie contact opgenomen met de deelnemers om de deelnemers te herinneren aan de aanstaande testsessie. Deelnemers die zowel videogamesessies als de bijbehorende tests voltooien, ontvangen $ 40 dollar voor het voltooien van het onderzoek.

Vermogensanalyse. Het aantal deelnemers werd geschat op basis van een betekenisvolle verschuiving in N2-amplitudes. Aangezien is aangetoond dat lichaamsbeweging een matig effect heeft op de neurale reacties op voedselsignalen bij volwassenen, werd een geschat gemiddeld verschil van 0,50 microvolt gebruikt. Een gemiddelde standaardfout van 0,63 microvolt werd ook gebruikt in deze analyse op basis van eerder onderzoek dat hielp bij het vaststellen van een test-hertestbetrouwbaarheid van N2-amplitudes met behulp van EEG-technieken.197 Dus, gebaseerd op een gemiddeld N2-verschil van 0,5 microvolt, een gemiddelde standaardfout van 0,63 microvolt en een alfa van 0,05, is een steekproef van 55 deelnemers nodig om 90% vermogen te hebben. Bovendien verwachten we, op basis van eerdere ervaringen met het meten van ERP's, 10% van de EEG-metingen te verliezen als gevolg van slechte of onvolledige gegevens. Om dit verlies te compenseren zullen we 7 extra deelnemers werven, voor een totaal van 62 deelnemers.

Statistische analyse. De analyse wordt uitgevoerd met SAS statistische software (versie 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Gegevens van deelnemers worden gerapporteerd als gemiddelden en standaarddeviaties. Om de hoofd- en interactie-effecten binnen elk onderwerp te evalueren, wordt een herhaalde ANOVA met 2 condities (actief en passief) x 2 neurale remming (Go en No/Go) x 2 calorieën (hoogcalorisch en laagcalorisch) gebruikt. Voor deze analyse wordt een alfaniveau van 0,05 gebruikt. Post hoc t-testen zullen worden uitgevoerd als significante effecten worden waargenomen om significante verschillen te identificeren. Bonferroni-aanpassingen worden uitgevoerd voor meerdere vergelijkingen.