巧克力研究
2018年5月23日 更新者:Oregon Research Institute
肥胖动态脆弱性模型的 fMRI 测试:风险因素可塑性
本研究的目的是使用脑成像测试肥胖的动态脆弱性模型。
研究概览
详细说明
肥胖者与瘦人相比,味觉/口腔体感和奖励区域对可口食物图像/提示的反应更大,这预示着未来体重增加(Yokum 等人,2011 年;Stice 等人,2008 年,2010b;Stoeckel 等人,2008 年) ,符合肥胖的奖赏过剩和激励敏感模型(Berridge,2009 年;Davis 等人,2004 年)。
然而,与瘦人相比,肥胖的人在纹状体奖赏区域的多巴胺 (DA) 受体较少,显示纹状体对可口食物摄入的反应减少,而低纹状体反应预示着那些有 DA 信号减少遗传风险的人未来体重会增加(Felsted 等人, 2010 年;Stice 等人,2008 年;Wang 等人,2001 年;Volkow 等人,2008 年),符合肥胖的奖励缺陷模型(Wang 等人,2002b)。
对混合结果的一种解释是,其中一些结果反映了最初的风险因素,而另一些则是由暴饮暴食引起的。
奖励区域 DA 神经元的放电从食物摄入转变为预测调节后食物摄入的线索(Kiyatkin 等人,1994 年;Schultz 等人,1993 年),暴饮暴食导致 D2 受体密度、D2 敏感性和奖励敏感性降低大鼠(Alsio et al., 2010; Kelley et al., 2003; Johnson & Kenny, 2010)和纹状体对人类食物的反应(Stice et al., 2010a),这意味着暴饮暴食会导致激励敏感性增加和下调奖励区域。
此外,减少抑制区域对食物图像/线索的反应可以预测未来的暴饮暴食和体重增加(Cornier 等人,2010)。
数据表明,有肥胖风险的青少年最初表现出编码食物线索奖励价值的区域的更大响应性,以及编码食物糖分和脂肪含量的味觉/口腔体感区域的更大响应性,以及抑制区域响应性降低,这会导致暴饮暴食/体重增加,从而产生迟钝的纹状体 DA 信号,增加奖励评估区域对食物线索的反应,并减少对食物刺激的抑制激活,增加进一步暴饮暴食/体重增加的风险。
我们建议使用一种新颖的重复测量 fMRI 设计对这种动态脆弱性模型进行严格测试,其中青少年每年在 4 年内完成扫描。
目标 1:测试味觉/口腔体感和奖赏区域反应性升高和抑制性区域反应性降低是否对可口食物图像、线索和糖/脂肪含量不同的食物摄入量以及行为抑制控制缺陷/即时奖赏偏差预测初始增加130 名瘦青少年的体脂百分比。
目标 2:使用生长曲线模型来测试身体脂肪百分比和能量密度食物摄入量的初始增加是否预测未来纹状体对可口食物接收的反应减少,奖励回路对可口食物图像/提示的反应增加,抑制区域对食物的反应减少图像/线索,以及增加的行为抑制控制缺陷/即时奖励偏差。
目标 3:测试纹状体对可口食物的反应减少、奖励区域对食物图像/提示的反应增加、抑制区域对食物图像/提示的反应减少、行为抑制控制缺陷/即时奖励偏差是否预测体脂百分比进一步升高。
研究类型
观察性的
注册 (实际的)
131
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
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Oregon
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Portland、Oregon、美国、97232
- Oregon Research Institute
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
14年 至 16年 (孩子)
接受健康志愿者
是的
有资格学习的性别
全部
取样方法
非概率样本
研究人群
130 名年龄在 14-16 岁之间、基线 BMI 介于 25% 和 75% 之间的苗条青少年
描述
纳入标准:
- 14-16岁之间
- BMI 在 25% 和 75% 之间
排除标准:
功能磁共振成像 (fMRI) 的禁忌症
- 金属植入物
- 大括号
- 怀孕
- 主要精神疾病的症状(物质使用障碍、品行障碍、注意力缺陷多动障碍、重度抑郁症、双相情感障碍、恐慌症、广场恐惧症、广泛性焦虑症)
- 暴饮暴食
- 使用精神活性药物
- 严重的医疗状况(糖尿病、脑损伤)
- 抽烟
- 对乳制品的饮食过敏
学习计划
本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的?
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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精瘦的青少年
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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体重指数增加
大体时间:1、2、3 和 4 年
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BMI 的增加是否由以下因素预测:奖励区域响应度升高和抑制区域响应度降低,以适应糖/脂肪含量不同的可口食物(在 fMRI 扫描期间测量)
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1、2、3 和 4 年
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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纹状体对可口食物的反应;对可口食物线索的奖赏反应和抑制性反应,以及抑制性控制缺陷/即时奖赏偏差
大体时间:1、2、3 和 4 年
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BMI 和食物摄入量的增加是否预测:纹状体对可口食物接收的反应减少、奖励反应增加和对可口食物线索的抑制反应减少以及抑制控制缺陷/即时奖励偏差增加(在 fMRI 扫描评估期间测量)。
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1、2、3 和 4 年
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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体重指数增加
大体时间:4年
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BMI 的未来增加(在 3 年随访时测量)是否通过以下因素预测:纹状体对可口食物的反应减少,对食物线索的奖赏反应增加,对食物线索的抑制反应减少,以及行为抑制控制缺陷/即时奖赏偏差(如在 fMRI 扫描评估中测量)
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4年
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Widespread reward-system activation in obese women in response to pictures of high-calorie foods. Neuroimage. 2008 Jun;41(2):636-47. doi: 10.1016/j.neuroimage.2008.02.031. Epub 2008 Mar 4.
- Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. Reward circuitry responsivity to food predicts future increases in body mass: moderating effects of DRD2 and DRD4. Neuroimage. 2010 May 1;50(4):1618-25. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.01.081. Epub 2010 Jan 29.
- Johnson PM, Kenny PJ. Dopamine D2 receptors in addiction-like reward dysfunction and compulsive eating in obese rats. Nat Neurosci. 2010 May;13(5):635-41. doi: 10.1038/nn.2519. Epub 2010 Mar 28. Erratum In: Nat Neurosci. 2010 Aug;13(8):1033.
- Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Brain dopamine and obesity. Lancet. 2001 Feb 3;357(9253):354-7. doi: 10.1016/s0140-6736(00)03643-6.
- Yokum S, Bohon C, Berkman E, Stice E. Test-retest reliability of functional MRI food receipt, anticipated receipt, and picture tasks. Am J Clin Nutr. 2021 Aug 2;114(2):764-779. doi: 10.1093/ajcn/nqab096.
- Alsio J, Olszewski PK, Norback AH, Gunnarsson ZE, Levine AS, Pickering C, Schioth HB. Dopamine D1 receptor gene expression decreases in the nucleus accumbens upon long-term exposure to palatable food and differs depending on diet-induced obesity phenotype in rats. Neuroscience. 2010 Dec 15;171(3):779-87. doi: 10.1016/j.neuroscience.2010.09.046. Epub 2010 Sep 26.
- Berridge KC. 'Liking' and 'wanting' food rewards: brain substrates and roles in eating disorders. Physiol Behav. 2009 Jul 14;97(5):537-50. doi: 10.1016/j.physbeh.2009.02.044. Epub 2009 Mar 29.
- Cornier MA, Salzberg AK, Endly DC, Bessesen DH, Tregellas JR. Sex-based differences in the behavioral and neuronal responses to food. Physiol Behav. 2010 Mar 30;99(4):538-43. doi: 10.1016/j.physbeh.2010.01.008. Epub 2010 Jan 22.
- Davis C, Strachan S, Berkson M. Sensitivity to reward: implications for overeating and overweight. Appetite. 2004 Apr;42(2):131-8. doi: 10.1016/j.appet.2003.07.004.
- Felsted JA, Ren X, Chouinard-Decorte F, Small DM. Genetically determined differences in brain response to a primary food reward. J Neurosci. 2010 Feb 17;30(7):2428-32. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5483-09.2010.
- Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Restricted daily consumption of a highly palatable food (chocolate Ensure(R)) alters striatal enkephalin gene expression. Eur J Neurosci. 2003 Nov;18(9):2592-8. doi: 10.1046/j.1460-9568.2003.02991.x.
- Kiyatkin EA, Gratton A. Electrochemical monitoring of extracellular dopamine in nucleus accumbens of rats lever-pressing for food. Brain Res. 1994 Aug 1;652(2):225-34. doi: 10.1016/0006-8993(94)90231-3.
- Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. Responses of monkey dopamine neurons to reward and conditioned stimuli during successive steps of learning a delayed response task. J Neurosci. 1993 Mar;13(3):900-13. doi: 10.1523/JNEUROSCI.13-03-00900.1993.
- Stice E, Davis K, Miller NP, Marti CN. Fasting increases risk for onset of binge eating and bulimic pathology: a 5-year prospective study. J Abnorm Psychol. 2008 Nov;117(4):941-6. doi: 10.1037/a0013644.
- Stice E, Yokum S, Blum K, Bohon C. Weight gain is associated with reduced striatal response to palatable food. J Neurosci. 2010 Sep 29;30(39):13105-9. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2105-10.2010.
- Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Low dopamine striatal D2 receptors are associated with prefrontal metabolism in obese subjects: possible contributing factors. Neuroimage. 2008 Oct 1;42(4):1537-43. doi: 10.1016/j.neuroimage.2008.06.002. Epub 2008 Jun 13.
- Wang GJ, Volkow ND, Felder C, Fowler JS, Levy AV, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N. Enhanced resting activity of the oral somatosensory cortex in obese subjects. Neuroreport. 2002 Jul 2;13(9):1151-5. doi: 10.1097/00001756-200207020-00016.
- Yokum S, Ng J, Stice E. Attentional bias to food images associated with elevated weight and future weight gain: an fMRI study. Obesity (Silver Spring). 2011 Sep;19(9):1775-83. doi: 10.1038/oby.2011.168. Epub 2011 Jun 16.
- Yokum S, Stice E. Weight gain is associated with changes in neural response to palatable food tastes varying in sugar and fat and palatable food images: a repeated-measures fMRI study. Am J Clin Nutr. 2019 Dec 1;110(6):1275-1286. doi: 10.1093/ajcn/nqz204.
- Shearrer GE, Stice E, Burger KS. Adolescents at high risk of obesity show greater striatal response to increased sugar content in milkshakes. Am J Clin Nutr. 2018 Jun 1;107(6):859-866. doi: 10.1093/ajcn/nqy050.
有用的网址
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始
2012年5月1日
初级完成 (实际的)
2016年6月1日
研究完成 (实际的)
2018年4月1日
研究注册日期
首次提交
2013年7月18日
首先提交符合 QC 标准的
2013年9月19日
首次发布 (估计)
2013年9月24日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2018年5月24日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2018年5月23日
最后验证
2018年5月1日
更多信息
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