Svarshämning på matsignaler med högt kaloriinnehåll bland ungdomar efter aktivt och stillasittande videospel

Design. En randomiserad crossover-design med motbalanserade behandlingsförhållanden kommer att användas för att jämföra mängden neural hämning med hög- och lågkalorimat bland ungdomar mellan två tillstånd. Dessa två villkor kommer att inkludera en 60-minuters session med aktivt videospel och en 60-minuters session med stillasittande videospel. Ordningen på behandlingsförhållandena kommer att tilldelas slumpmässigt med hjälp av en validerad enkel randomiseringsteknik. Under varje laboratoriesession kommer EEG-data att registreras och sedan analyseras för att bedöma de individuella händelserelaterade potentialkomponenterna (ERP) efter vart och ett av de två tillstånden. Deltagarna kommer att slutföra en go/no-go respons inhibition viewing-uppgift med bilder av mat med högt kaloriinnehåll och lågkalorimat som visas på en datorskärm. Responsinhiberingsuppgiften kommer att administreras omedelbart efter att varje videospelstillstånd har upphört.

Videospelsförhållanden. Det stillasittande spelläget kräver att deltagarna spelar sittande i 60 minuter. Det aktiva videospelsförhållandet kräver att deltagarna genomför 60 minuters aktivt videospel på måttliga intensiva nivåer (3,0-5,9 metaboliska ekvivalenter (MET)) med ett populärt danssimuleringsspel som heter "Dance Dance Revolution" (DDR av Konami Digital Entertainment, Redwood City, CA). DDR framkallar måttlig intensiv (3,0-5,9 METs) nivåer av fysisk aktivitet. Sextio minuters aktivt videospel har visat sig ge måttliga intensiva nivåer av fysisk aktivitet. Nuvarande riktlinjer rekommenderar att ungdomar deltar dagligen i 60 minuter eller mer av måttlig till kraftig och intensiv fysisk aktivitet.

Deltagare. 62 friska ungdomar (31 kvinnor och 31 män) kommer att rekryteras genom annonser och flygblad i det lokala samhället. Deltagarna kommer att vara ungdomar mellan 12 och 15 år.

Tillvägagångssätt Screening. Kandidater till studien och deras vårdnadshavare kommer att skickas ett e-postmeddelande med en länk till en onlineundersökning. Online-enkäten kommer att vara ett ja eller nej-frågeformulär för att säkerställa att deltagarna uppfyller inklusionskriterierna. Kandidater måste besvara varje fråga korrekt för att kvalificera sig för studien. Som en del av online-undersökningen kommer deltagarna att uppmanas att rapportera eventuella matallergier och fylla i ett frågeformulär om matpreferenser. Frågeformuläret med matpreferenser kommer att användas för att förbereda de standardiserade måltiderna för varje deltagare. Kvalificerade kandidater kommer att bjudas in att delta i studien.

Orientering. Deltagarna i studien kommer att uppmanas att fylla i samtyckes- och samtyckesformulären före den första labbsessionen. Deltagarna och deras vårdnadshavare kommer till labbet för klinisk neurovetenskap minst en dag före deras första labbsession för att hämta sina standardiserade måltider. Varje deltagare kommer att informeras om huvudsyftet med studien och bekanta sig med testprocedurerna. Deltagarna kommer att instrueras att undvika att konsumera koffein och andra stimulantia på testdagen samt att undvika kraftig och intensiv fysisk aktivitet under 24-timmarsperioden före testet. Deltagarna kommer att få en kopia av dessa testinstruktioner.

Standardiserade måltider. Deltagarna kommer att få en standardiserad frukost och lunch för var och en av testdagarna. Energibehovet för varje deltagare kommer att uppskattas med hjälp av Världshälsoorganisationens ekvationer för att förutsäga basala metaboliska hastigheter. Denna ekvation använder höjd (cm), vikt (kg) och ålder (år) för att förutsäga basala metaboliska hastigheter och har validerats för noggrannhet och tillförlitlighet. En aktivitetsfaktor på 1,6 för pojkar och 1,5 för flickor kommer att användas för att uppskatta det totala dagliga energibehovet.

Måltiderna kommer att standardiseras utifrån innehåll av makronäringsämnen (60 % kolhydrater, 20 % fett, 20 % protein), ålder, kön och fysisk aktivitetsnivå (lätt, måttlig eller hög aktivitet). Deltagarna kommer att få 25 % av sitt dagliga kaloribehov för frukost och 25 % för lunch. Samma mat kommer att ges på båda testdagarna och deltagarna kommer att instrueras att konsumera all mat till båda måltiderna. Måltiden kommer att bedömas i början av varje session. Varje bristande efterlevnad (att inte äta all mat och/eller äta annan mat) kommer att kräva att deltagarna gör om den specifika labbsessionen på en annan dag när de har följt matprotokollen.

Måltider är utformade för att representera en rimlig mängd mat för att ge deltagarna tillräckligt matintag. Deltagarna kommer att få båda sina standardiserade måltider före den första testdagen tillsammans med instruktioner om att endast konsumera standardiserade måltider på testdagar, undvika koffeinkonsumtion och intensiv fysisk aktivitet 24 timmar före testning. Deltagarna kommer att instrueras att äta sin frukost och lunch vid samma tid på dagen och minst två timmar innan de anländer för varje testdag.

Videospelsessioner. Varje deltagare kommer att genomföra två separata labbsessioner. Demografisk och antropometrisk information kommer att samlas in i början av den första labbsessionen. Deltagarna kommer att uppmanas att betygsätta sin hunger i början av varje labbsession. Hoffman et al jämförde P3- och N2-komponenter mellan matade (1 timme postprandial) och fastande (17 timmars fasta) tillstånd och fann inga signifikanta skillnader i P3- eller N2-komponentamplitud eller latens bland unga vuxna. Testprocedurer och protokoll kommer att granskas med varje deltagare innan varje videospelsession påbörjas. Deltagarna kommer sedan att tas till videospelslabbet för att genomföra en 60-minuters videospelsession. I början av videospelssessionen kommer deltagarna att utrustas med metabolsystemet K4b2 (Cosmed, Rom, Italien), Polar pulsmätare (Polar, Helsingfors, Finland) och GT3X aktivitetsmätare (Pensicola, FL) för att mäta energiförbrukningen . Metabolisk information för varje deltagare kommer att mätas och registreras för analys.

Omedelbart efter varje videospelstillstånd kommer deltagarna att föras in i ett angränsande rum som innehåller EEG-utrustningen där de kommer att slutföra responsinhiberingsuppgifterna. Efter den andra videospelsessionen kommer deltagarna att bli ombedda att klassificera varje matbild som antingen hög- eller lågkalori för att säkerställa att deltagarna korrekt identifierade matbilder under svarsinhiberingsuppgifterna. Efter att ha slutfört responsinhiberingsuppgiften kommer deltagarna att ledas till ett separat rum för att slutföra Stroop-Color Word-testet.

Response Inhibition Task. Omedelbart efter både aktiva och passiva videospelsförhållanden kommer deltagarna att slutföra två go/no-go aktiva visningsuppgifter. Go/no-go-uppgiften kommer att innehålla bilder på mat med högt och lågt kaloriinnehåll. Bilder för visningsuppgifterna kommer att väljas baserat på fynd från Blechert et al som nyligen rapporterade normativa betyg av 568 matbilder med högt och lågt kaloriinnehåll. Den första visningsuppgiften kommer att använda totalt 150 bilder, 100 av dessa kommer att innehålla högkaloribilder och 50 lågkaloribilder; lågkaloribilderna kommer att vara målstimuli. Den andra visningsuppgiften kommer att innehålla 100 lågkaloribilder och 50 högkaloribilder; de kaloririka bilderna kommer att vara målstimuli. Var och en av visningsuppgifterna kommer att visas i olika slumpmässig ordning för varje deltagare. Bilderna kommer att visas i 500 millisekunder (ms) med ett mellanprov på 1300 ms mellan bilderna. Efter den andra responsinhiberingsuppgiften kommer deltagarna att uppmanas att subjektivt betygsätta bilderna efter behaglighet och upphetsning genom att använda en bildbetygsskala från 1-9 (där 1 är lägst och 9 högst). För att avgöra deltagarnas förståelse för mat med lågt eller högt kaloriinnehåll, kommer deltagarna att bli ombedda att slutföra en kort uppgift där de kommer att kategorisera varje matbild som antingen lågkalori eller högkalori.

Go/No-Go-paradigm. För den kaloririka delen av go/no-go-uppgiften kommer deltagarna att instrueras att trycka på en knapp med sitt högra pekfinger när de ser bilder av lågkalorimat, som kommer att vara målstimuli. Lågkalorimaten kommer att vara målstimulansen och deltagarna måste begå sitt svar genom att trycka på lämplig knapp. Denna del av uppgiften kommer att kallas "gå". Den "no-go" delen av uppgiften kommer att kräva att deltagarna inte trycker på knappen när bilder av högkalorimat presenteras. Den andra go/no-go-uppgiften kommer att använda motsatta instruktioner från den första uppgiften. Deltagarna kommer att instrueras att "gå" eller trycka på en knapp när bilder av kaloririk mat presenteras och att hålla inne, eller "no-go", när bilderna av de kalorisnåla matarna presenteras, kommer de kaloririka matarna att vara målstimuli. Bilder för båda uppgifterna kommer att presenteras i slumpmässig ordning med hjälp av 150 bilder som visas i 500 ms med ett mellanprovsintervall på 1300 ms. Deltagarna kommer att instrueras att förbli så stilla som möjligt och att minimera sina ögonblinkningar för att minska mängden artefakter (störningar eller brus) medan EEG-data registreras.

För att ytterligare undersöka effekterna av måttlig intensiv fysisk aktivitet på responshämning, kommer deltagarna att ges flera val av mat samtidigt som de genomför ett auditivt verbalt inlärningstest, Rey auditory verbal learning test (AVLT). Rey AVLT kommer att administreras enligt det protokoll som validerats av Vakil et al, vilket beskrivs tidigare. Efter den 6:e provningen av Rey AVLT, kommer deltagarna att få 30 minuter före de sista delarna av inlärningstestet att konsumera hög- och lågenergität mat ad libitum. Under fördröjningsperioden på 30 minuter kommer livsmedel som i förväg har uppmätts och vägts till närmaste 0,1 gram att ges till varje deltagare medan de väntar på fördröjningsperioden för Rey AVLT. Livsmedel med högt kaloriinnehåll kommer att innehålla livsmedel med hög energitäthet. Lågkalorimat kommer att innehålla livsmedel med låg energitäthet, såsom fruktskivor och grönsaker. Testet kommer att inkludera 8 försök och tillåter lämplig tid för deltagarna att konsumera i förväg uppmätta livsmedel. Genomförandet av Rey AVTL-testet avslutar hela sessionen.

Efter att den första videospelsessionen har slutförts kommer deltagarna tillbaka efter 7 dagar för att slutföra den andra videospelsessionen. Deltagarna kommer att kontaktas 24 timmar innan deras andra videospelsession för att påminna deltagarna om den kommande testsessionen. Deltagare som genomför både videospelsessioner och de medföljande testerna kommer att få $40 dollar för att slutföra studien.

Effektanalys. Antalet deltagare uppskattades baserat på en meningsfull förändring i N2-amplituder. Eftersom träning har visat sig ha en måttlig effekt på neurala svar på matsignaler bland vuxna, användes en uppskattad medelskillnad på 0,50 mikrovolt. Ett genomsnittligt standardfel på 0,63 mikrovolt användes också i denna analys baserat på tidigare forskning som hjälpte till att fastställa en test-retest-tillförlitlighet av N2-amplituder med hjälp av EEG-tekniker.197 Baserat på en genomsnittlig N2-skillnad på 0,5 mikrovolt, ett genomsnittligt standardfel på 0,63 mikrovolt och ett alfa på 0,05, behövs ett prov på 55 deltagare för att ha 90 % effekt. Baserat på tidigare erfarenhet av mätning av ERP:er förväntar vi oss dessutom att förlora 10 % av EEG-mätningarna på grund av dåliga eller ofullständiga data. För att ta hänsyn till denna förlust kommer vi att rekrytera ytterligare 7 deltagare, totalt 62 deltagare.

Statistisk analys. Analysen kommer att slutföras med hjälp av SAS statistisk programvara (version 9.4; SAS Institute, Inc. Cary NC). Deltagardata kommer att rapporteras som medelvärden och standardavvikelser. För att utvärdera huvud- och interaktionseffekterna inom varje ämne, kommer en 2-tillstånd (aktiv och passiv) x 2-neural hämning (Go och No/Go) x 2-kalori (hög kalori och låg kalori) upprepade åtgärder ANOVA att användas. En alfanivå på 0,05 kommer att användas för denna analys. Post hoc t-tester kommer att utföras om signifikanta effekter observeras för att identifiera signifikanta skillnader. Bonferroni-justeringar kommer att utföras för flera jämförelser.