Подавление реакции на высококалорийные пищевые сигналы у подростков после активной и малоподвижной игры в видеоигры

Дизайн. Рандомизированный перекрестный дизайн с уравновешенными условиями лечения будет использоваться для сравнения количества нервного торможения с высоко- и низкокалорийными пищевыми сигналами среди подростков между двумя состояниями. Эти два условия будут включать 60-минутный сеанс активной видеоигры и 60-минутный сеанс сидячей видеоигры. Порядок условий лечения будет определяться случайным образом с использованием проверенного простого метода рандомизации. Во время каждого лабораторного сеанса данные ЭЭГ будут записываться, а затем анализироваться для оценки отдельных компонентов потенциала, связанного с событием (ERP), после каждого из двух условий. Участники выполнят задание на просмотр торможения реакции «да/нет» с изображениями высококалорийных и низкокалорийных продуктов, отображаемых на мониторе компьютера. Задача подавления реакции будет выполняться сразу же после прекращения каждого условия видеоигры.

Условия видеоигр. Условия сидячей игры в видеоигры требуют, чтобы участники играли в сидячем положении в течение 60 минут. Условия активной видеоигры требуют, чтобы участники провели 60 минут активных видеоигр на умеренном уровне интенсивности (3,0–5,9 метаболических эквивалентов (МЭ)) с использованием популярной игры-симулятора танца под названием «Dance Dance Revolution» (DDR от Konami Digital Entertainment, Редвуд-Сити, Калифорния). DDR вызывает умеренно интенсивный (3,0-5,9 МЕТ) уровни физической активности. Было показано, что шестьдесят минут активной видеоигры вызывают умеренный интенсивный уровень физической активности. Текущие рекомендации рекомендуют подросткам ежедневно заниматься физической активностью от умеренной до высокой интенсивности в течение 60 минут или более.

Участники. Шестьдесят два здоровых подростка (31 девочка и 31 мужчина) будут набраны с помощью рекламы и листовок в местном сообществе. Участниками станут подростки в возрасте от 12 до 15 лет.

Процедуры Скрининг. Кандидатам на участие в исследовании и их опекунам будет отправлено электронное письмо со ссылкой на онлайн-опрос. Онлайн-опрос будет представлять собой анкету «да или нет», чтобы убедиться, что участники соответствуют критериям включения. Кандидаты должны правильно ответить на каждый вопрос, чтобы получить право на участие в исследовании. В рамках онлайн-опроса участников попросят сообщить о любых пищевых аллергиях и заполнить анкету о пищевых предпочтениях. Анкета предпочтений в еде будет использоваться для приготовления стандартизированных блюд для каждого участника. Квалифицированные кандидаты будут приглашены для участия в исследовании.

Ориентация. Участникам исследования будет предложено заполнить формы согласия и согласия до первого лабораторного сеанса. Участники и их опекуны придут в лабораторию клинической неврологии по крайней мере за день до их первого лабораторного занятия, чтобы забрать свое стандартное питание. Каждый участник будет проинформирован об основной цели исследования и ознакомлен с процедурами тестирования. Участников проинструктируют избегать употребления кофеина и других стимуляторов в день тестирования, а также воздерживаться от интенсивной физической активности в течение 24 часов до тестирования. Участникам будет предоставлена ​​копия этих инструкций по тестированию.

Стандартизированное питание. Участникам будет предоставлен стандартизированный завтрак и обед на каждый из дней тестирования. Потребность в энергии для каждого участника будет оцениваться с использованием уравнений Всемирной организации здравоохранения для прогнозирования скорости основного обмена. Это уравнение использует рост (см), вес (кг) и возраст (годы) для прогнозирования скорости основного обмена и было проверено на точность и надежность. Коэффициент активности 1,6 для мальчиков и 1,5 для девочек будет использоваться для оценки общих ежедневных потребностей в энергии.

Питание будет стандартизировано в зависимости от содержания макронутриентов (60% углеводов, 20% жиров, 20% белков), возраста, пола и уровня физической активности (легкая, умеренная или высокая активность). Участникам будет предоставлено 25% их дневной нормы калорий на завтрак и 25% на обед. Одни и те же продукты будут даны в оба дня тестирования, и участникам будет предложено потреблять всю пищу для обоих приемов пищи. Приверженность к приему пищи будет оцениваться в начале каждого занятия. Любое несоблюдение (несъедение всех продуктов питания и/или употребление других продуктов) потребует от участников повторного выполнения этого конкретного лабораторного занятия в другой день, когда они следовали протоколам питания.

Питание разработано таким образом, чтобы представлять разумное количество пищи, чтобы обеспечить участников адекватным потреблением пищи. Участникам будут предоставлены стандартные блюда до первого дня тестирования вместе с инструкциями употреблять только стандартные блюда в дни тестирования, избегать употребления кофеина и интенсивной физической активности за 24 часа до тестирования. Участникам будет предложено завтракать и обедать в одно и то же время дня и не менее чем за два часа до прибытия в каждый день тестирования.

Сеансы видеоигр. Каждый участник выполнит два отдельных лабораторных занятия. Демографическая и антропометрическая информация будет собрана в начале первого лабораторного занятия. Участникам будет предложено оценить свой голод в начале каждого лабораторного занятия. Hoffman et al. сравнили компоненты P3 и N2 между состояниями питания (через 1 час после приема пищи) и натощак (17 часов голодания) и не обнаружили существенных различий в амплитуде или латентности компонентов P3 или N2 среди молодых людей. Процедуры и протоколы тестирования будут обсуждаться с каждым участником перед началом каждого сеанса видеоигр. Затем участников отправят в лабораторию видеоигр, где они проведут 60-минутный игровой сеанс. В начале сеанса видеоигры участники будут оснащены метаболической системой K4b2 (Cosmed, Рим, Италия), пульсометром Polar (Polar, Хельсинки, Финляндия) и монитором активности GT3X (Pensicola, Флорида) для измерения расхода энергии. . Метаболическая информация для каждого участника будет измерена и записана для анализа.

Сразу же после каждого условия видеоигры участники будут доставлены в соседнюю комнату, содержащую оборудование для ЭЭГ, где они будут выполнять задания на торможение реакции. После второго сеанса видеоигр участников попросят классифицировать каждое изображение еды как высококалорийное или низкокалорийное, чтобы убедиться, что участники правильно идентифицировали изображения еды во время заданий на подавление реакции. По завершении задания на торможение реакции участников отведут в отдельную комнату для прохождения теста Stroop-Color Word.

Задача торможения реакции. Сразу же после активных и пассивных условий видеоигры участники выполнят два задания на активный просмотр. Задание «Годен/Нет» будет включать в себя изображения высококалорийных и низкокалорийных продуктов. Картинки для заданий по просмотру будут выбраны на основе результатов, полученных Blechert et al., которые недавно сообщили о нормативных оценках 568 изображений высоко- и низкокалорийных продуктов питания. В первом задании на просмотр будет использовано всего 150 изображений, 100 из них будут включать высококалорийные изображения и 50 низкокалорийные изображения; низкокалорийные изображения будут целевыми стимулами. Второе задание на просмотр будет включать в себя 100 низкокалорийных картинок и 50 высококалорийных картинок; целевыми раздражителями будут высококалорийные изображения. Каждая из задач просмотра будет показана в разном случайном порядке для каждого участника. Изображения будут отображаться в течение 500 миллисекунд (мс) с интервалом между испытаниями 1300 мс между изображениями. После второго задания на торможение реакции участников попросят субъективно оценить изображения в соответствии с приятностью и возбуждением, используя шкалу оценки изображений от 1 до 9 (где 1 — самый низкий, а 9 — самый высокий). Чтобы определить понимание участников о низкокалорийных и высококалорийных продуктах, участников попросят выполнить короткое задание, в котором они будут классифицировать каждое изображение еды как низкокалорийное или высококалорийное.

Парадигма «идти/не идти». В высококалорийной части задания «годен/не годен» участникам будет предложено нажимать кнопку правым указательным пальцем, когда они видят изображения низкокалорийных продуктов, которые будут целевыми стимулами. Низкокалорийные продукты будут целевым стимулом, и участники должны подтвердить свою реакцию, нажав соответствующую кнопку. Эта часть задачи будет называться «вперед». Часть задачи «запрещено» потребует от участников воздержаться от нажатия кнопки, когда будут представлены изображения высококалорийных продуктов. Вторая задача «годен/не годен» будет использовать инструкции, противоположные первой задаче. Участникам будет предложено «идти» или нажать кнопку, когда будут представлены изображения высококалорийных продуктов, и воздержаться или «не идти», когда будут представлены изображения низкокалорийных продуктов, высококалорийные продукты будут быть целевыми раздражителями. Изображения для обеих задач будут представлены в случайном порядке с использованием 150 изображений, отображаемых в течение 500 мс с интервалом между испытаниями 1300 мс. Участникам будет предложено оставаться как можно более неподвижными и свести к минимуму моргание глаз, чтобы уменьшить количество артефактов (нарушений или шума) во время записи данных ЭЭГ.

Чтобы дополнительно изучить влияние умеренной интенсивной физической активности на торможение реакции, участникам будет предложено несколько вариантов еды во время прохождения теста на слухо-вербальное обучение, теста на слухо-вербальное обучение Рей (AVLT). Rey AVLT будет вводиться в соответствии с протоколом, утвержденным Vakil et al., который описан ранее. После 6-го испытания Rey AVLT участникам будет предоставлено 30 минут до заключительных частей обучающего теста, чтобы они потребляли продукты с высокой и низкой калорийностью без ограничений. В течение 30-минутного периода задержки продукты, которые были предварительно измерены и взвешены с точностью до 0,1 грамма, будут выданы каждому участнику, пока они ждут периода задержки Rey AVLT. К высококалорийным продуктам относятся продукты с высокой энергетической плотностью. Низкокалорийные продукты будут включать в себя низкокалорийные продукты, такие как кусочки фруктов и овощи. Тест будет включать в себя 8 испытаний и предоставит участникам достаточно времени для употребления заранее отмеренных продуктов. Завершение теста Rey AVTL завершит весь сеанс.

После завершения первого сеанса видеоигр участники вернутся через 7 дней, чтобы завершить второй сеанс видеоигр. С участниками свяжутся за 24 часа до их второго сеанса видеоигр, чтобы напомнить участникам о предстоящем сеансе тестирования. Участники, завершившие сеансы видеоигр и сопутствующие тесты, получат 40 долларов за завершение исследования.

Анализ мощности. Количество участников оценивалось на основе значимого сдвига амплитуд N2. Поскольку было показано, что физические упражнения оказывают умеренное влияние на нейронные реакции на пищевые сигналы у взрослых, была использована предполагаемая средняя разница в 0,50 микровольт. В этом анализе также использовалась средняя стандартная ошибка 0,63 мкВ, основанная на предыдущих исследованиях, которые помогли установить надежность повторных тестов амплитуд N2 с использованием методов ЭЭГ.197 Таким образом, исходя из средней разницы N2 в 0,5 мкВ, средней стандартной ошибки 0,63 мкВ и альфа 0,05, требуется выборка из 55 участников, чтобы иметь мощность 90%. Кроме того, основываясь на предыдущем опыте измерения ССП, мы ожидаем потери 10% измерений ЭЭГ из-за плохих или неполных данных. Чтобы учесть эту потерю, мы наберем дополнительно 7 участников, всего 62 участника.

Статистический анализ. Анализ будет выполнен с использованием статистического программного обеспечения SAS (версия 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Данные об участниках будут представлены в виде средних значений и стандартных отклонений. Для оценки основных эффектов и эффектов взаимодействия в каждом субъекте будут использоваться повторные измерения ANOVA с двумя состояниями (активное и пассивное) x 2-нейронное торможение (Go и No/Go) x 2-калория (высококалорийная и низкокалорийная). Для этого анализа будет использоваться альфа-уровень 0,05. Апостериорные t-тесты будут выполняться, если наблюдаются значительные эффекты для выявления существенных различий. Поправки Бонферрони будут проводиться для множественных сравнений.