Effekter av bearbetade livsmedel på hjärnans belöningskretsar och matinlärning

Fetma är den näst vanligaste orsaken till för tidig död. Konsumtion av ultrabearbetade livsmedel är teoretiskt sett en nyckelorsak till fetma. Ultrabearbetade livsmedel är formuleringar av billiga industriella källor till dietenergi och näringsämnen plus tillsatser som fett, socker och smaker som förbättrar acceptansen av maten.

Ett cross-over-experiment med överviktiga vuxna fann att ad lib tillgång till en ultrabearbetad diet under 2 veckor resulterade i ökat kaloriintag (508 kcal/dag) och mer viktökning jämfört med ad lib tillgång till en minimalt bearbetad diet matchad för presenterade kalorier, energitäthet, makronäringsämnen, socker, natrium och fibrer (Hall et al., 2019). Det faktum att ad lib tillgång till ultrabearbetade livsmedel resulterade i ett stort ökat kaloriintag och viktökning antyder att ultrabearbetade livsmedel mer effektivt kan aktivera hjärnregioner som är inblandade i belöningsbearbetning, uppmärksamhet/salience och minne som påverkar ätbeteende.

Ingen hjärnavbildningsstudie har dock experimentellt testat huruvida ultrabearbetade livsmedel är mer effektiva för att aktivera hjärnregioner som är inblandade i belöning, uppmärksamhet och minne än minimalt bearbetade livsmedel eller experimentellt undersökt den relativa rollen av den förhöjda kaloridensiteten kontra smakförstärkarna av ultrabearbetade livsmedel för att driva större aktivering av dessa hjärnregioner. Preliminära data visade att smaker av ultrabearbetad högkalorichokladmilkshake gav större aktivering i regioner som var inblandade i belöningsvärdering (caudate, nucleus accumbens), uppmärksamhet/salience (precuneus) och minneshämtning (medial temporal gyrus, dorsomedial prefrontal cortex) än smakar av ultrabearbetad lågkalorichokladmilkshake.

Vi föreslår att utvärdera effektiviteten av ultrabearbetade livsmedel för att aktivera belönings-, uppmärksamhets- och minnesregioner jämfört med minimalt bearbetade livsmedel, undersöka den relativa rollen av det högre kaloriinnehållet kontra smaktillsatserna/förstärkarna av ultrabearbetade livsmedel för att engagera detta kretsar som använder en 2 x 2 experimentell design, testa om ultrabearbetade livsmedel är mer effektiva för att öka incitamentens framträdande framträdande av livsmedel än minimalt bearbetade livsmedel, vilket är viktigt eftersom förhöjd respons på belöningsregionen på mattips/bilder ökar risken för övervikt vinna (Demos et al., 2012; Stice et al., 2015; Yokum et al., 2014) och testa om individer som visar störst lyhördhet av belöning, uppmärksamhet och minnesregioner för ultrabearbetade livsmedel och starkare matbelöning cue learning är i riskzonen för större ad lib-intag av ultrabearbetade livsmedel och framtida kroppsfettökning.

Syfte 1: Testa hypotesen att smaker, förväntade smaker och bilder av ultrabearbetade livsmedel aktiverar belöning, uppmärksamhet och minnesområden i hjärnan mer än smaker, förväntade smaker och bilder av minimalt bearbetade livsmedel, och utvärdera den relativa rollen av högre kaloriinnehåll jämfört med smaktillsatser/förstärkare vid aktivering av dessa regioner med användning av en 2 x 2 experimentell design.

Syfte 2: Testa hypotesen att ultrabearbetade livsmedel främjar starkare inlärning av signaler som förutsäger förestående smaker av ultrabearbetade livsmedel än minimalt bearbetade livsmedel, vilket återspeglas av större ökningar i striatal respons under loppet av cue-exponering och snabbare svar på signaler för smaker av ultrabearbetade livsmedel.

Syfte 3: Testa hypotesen att deltagare som visar större aktivering i belönings-/uppmärksamhets-/minnesregioner som svar på smaker, förväntade smaker och bilder av ultrabearbetade livsmedel kommer att konsumera mer ultrabearbetade livsmedel ad libitum (Syfte 3a) och visa större framtida kroppsfettökning (Mål 3b). Utforskande analyser kommer att etablera neurala fingeravtryck som förutsäger ad lib-intag av ultrabearbetade livsmedel och kroppsfettökning (Syfte 3c).

Syfte 4: Testa hypotesen att deltagare som visar den mest uttalade belöningsinlärningen som svar på ultrabearbetade livsmedel kommer att konsumera mer ultrabearbetade livsmedel ad libitum (Syfte 4a) och visa större framtida kroppsfettökning (Mål 4b).