Effecten van bewerkte voedingsmiddelen op hersenbeloningscircuits en het leren van voedselsignalen

Obesitas is de tweede belangrijkste oorzaak van voortijdige sterfte. Er wordt aangenomen dat de consumptie van ultrabewerkt voedsel een belangrijke oorzaak van obesitas is. Ultrabewerkte voedingsmiddelen zijn formuleringen van goedkope industriële bronnen van voedingsenergie en voedingsstoffen plus additieven zoals vet, suiker en smaakstoffen die de aanvaardbaarheid van het voedsel vergroten.

Uit een cross-over-experiment met volwassenen met overgewicht bleek dat ad lib toegang tot een ultrabewerkt dieet gedurende 2 weken resulteerde in een verhoogde calorie-inname (508 kcal/dag) en meer gewichtstoename versus ad lib toegang tot een minimaal bewerkt dieet passend bij gepresenteerde calorieën, energiedichtheid, macronutriënten, suiker, natrium en vezels (Hall et al., 2019). Het feit dat ad lib toegang tot ultrabewerkt voedsel resulteerde in een grote toename van de calorie-inname en gewichtstoename impliceert dat ultrabewerkt voedsel effectiever hersengebieden kan activeren die betrokken zijn bij beloningsverwerking, aandacht/opvallendheid en geheugen die het eetgedrag beïnvloeden.

Geen enkel hersenonderzoek heeft echter experimenteel getest of ultrabewerkte voedingsmiddelen effectiever zijn in het activeren van hersengebieden die betrokken zijn bij beloning, aandacht en geheugen dan minimaal bewerkte voedingsmiddelen, of experimenteel de relatieve rol van de verhoogde caloriedichtheid vergeleken met de smaakversterkers van voedingsmiddelen. ultrabewerkt voedsel zorgt voor een grotere activering van deze hersengebieden. Voorlopige gegevens toonden aan dat de smaak van ultraverwerkte, calorierijke chocolademilkshake een grotere activatie veroorzaakte in regio’s die betrokken zijn bij beloningswaardering (caudate, nucleus accumbens), aandacht/salience (precuneus) en het ophalen van herinneringen (mediale temporale gyrus, dorsomediale prefrontale cortex) dan smaak van ultraverwerkte, caloriearme chocolademilkshake.

We stellen voor om de werkzaamheid van ultrabewerkte voedingsmiddelen te evalueren om belonings-, aandachts- en geheugengebieden te activeren in vergelijking met minimaal bewerkte voedingsmiddelen. We onderzoeken de relatieve rol van het hogere caloriegehalte versus de smaakadditieven/versterkers van ultrabewerkte voedingsmiddelen om dit te bereiken. circuits met behulp van een 2 x 2 experimenteel ontwerp, testen of ultrabewerkte voedingsmiddelen effectiever zijn in het vergroten van de prikkelende opvallendheid van voedselsignalen dan minimaal bewerkte voedingsmiddelen, wat belangrijk is omdat een verhoogde respons van het beloningsgebied op voedselsignalen / -afbeeldingen het risico op overgewicht verhoogt winst (Demos et al., 2012; Stice et al., 2015; Yokum et al., 2014), en testen of individuen die de grootste responsiviteit van belonings-, aandachts- en geheugenregio's vertonen op ultrabewerkt voedsel en een sterkere voedselbeloning cue learning loopt gevaar voor een grotere ad lib inname van ultrabewerkt voedsel en toekomstige toename van lichaamsvet.

Doel 1: Test de hypothese dat smaken, verwachte smaken en beelden van ultrabewerkt voedsel de hersengebieden van beloning, aandacht en geheugen meer activeren dan smaken, verwachte smaken en beelden van minimaal bewerkt voedsel, en evalueer de relatieve rol van de hogere calorische inhoud versus smaakadditieven/versterkers bij het activeren van deze regio's met behulp van een 2 x 2 experimenteel ontwerp.

Doel 2: Test de hypothese dat ultrabewerkte voedingsmiddelen een sterker leerproces bevorderen van signalen die de naderende smaak van ultrabewerkte voedingsmiddelen voorspellen dan minimaal bewerkte voedingsmiddelen, weerspiegeld door een grotere toename van de striatale respons in de loop van de cue-blootstelling en snellere reacties op signalen voor smaak van ultrabewerkt voedsel.

Doel 3: Test de hypothese dat deelnemers die een grotere activatie vertonen in belonings-/aandachts-/geheugengebieden als reactie op smaken, verwachte smaken en beelden van ultrabewerkt voedsel ad libitum meer ultrabewerkt voedsel zullen consumeren (Doel 3a) en een grotere toekomstige toename van lichaamsvet (Doel 3b). Verkennende analyses zullen neurale vingerafdrukken vaststellen die de ad lib inname van ultrabewerkte voedingsmiddelen en de toename van lichaamsvet voorspellen (doelstelling 3c).

Doel 4: Test de hypothese dat deelnemers die de meest uitgesproken beloningssignalen vertonen als reactie op ultrabewerkt voedsel ad libitum meer ultrabewerkt voedsel zullen consumeren (Doel 4a) en in de toekomst een grotere toename van lichaamsvet zullen laten zien (Doel 4b).