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何清华教授团队发文揭示超重/肥胖者的食物决策冲动性及认知神经机制

发布时间:2021-11-13 来源:本站原创 作者:本站编辑   浏览次数:

超重和肥胖是当前社会面临的重要公共健康问题,因为相较于体重正常者,超重/肥胖个体在高血压、糖尿病、心血管等疾病方面都有较高的患病率和死亡率。超重和肥胖也会带来一些身体形象上的不自信,因此现代社会人人挂在嘴边的就是“我要减肥”了。虽然减肥的秘方很简单——少吃多运动就好,但超重和肥胖者很难抑制住自己对食物的冲动,而这种面对食物冲动的潜在大脑机制尚不完全清楚。

为解决这个问题,首先我们采用巴瑞特冲动问卷BIS-11、耶鲁食物成瘾问卷YFAS对被试的特质冲动性进行测量。接着采用虚拟的食物延迟折扣任务来测量决策冲动性,先给被试呈现一个标准的白色小立方体(边长1.58厘米),告知被试这就是一个标准“口”的大小(可以想象为自己最喜欢的食物咬一口的多少)。接着被试以标准“口”为单位,在不同延迟时间和不同数量的食物数量(如现在吃3.5 “口”和4小时后吃10“口”)之间做出选择。以此来探究超重肥胖者和正常体重者之间决策冲动性的差异及其背后的神经机制。

图1 延迟折扣任务示例

研究招募了34名超重和肥胖个体以及48名正常体重控制组,实验开始前一天,我们会会告知被试实验前两个小时不能进食,用来排除饥饿或饱腹感对实验的影响,并对被试进行身高体重及体脂测量。接着用功能磁共振成像(fMRI)扫描了被试在做任务时的大脑活动。结果发现,超重/肥胖者在冲动问卷和食物成瘾问卷上得分都显著高于正常体重组,说明在特质维度上,超重/肥胖者本身可能具有更强的冲动性。在行为上,超重/肥胖者的决策也更为冲动,更少的选择延迟奖赏;在脑成像上,相比正常体重者,无论在容易试次任务(立即和延迟价值相差大)还是在困难试次任务(立即奖赏和延迟奖赏的价值相近)下,超重肥胖者在额极、额中回、前扣带回、眶额叶及枕叶等脑区的激活明显更低。ROI结果显示,在困难或容易任务决策条件下,超重肥胖者的前扣带回和额极的激活明显比正常组更低;在困难试次任务下,前扣带回的激活与冲动性显著负相关,额极的激活与食物成瘾成负相关。 2 超

图 2 超重肥胖与正常体重组延迟奖赏选择差异 图3 食物延迟折扣任务中的大脑激活差异(正常>肥胖)

前扣带回皮层就像我们大脑的一个监测器,它可以监控正在进行的目标定向行为,并对冲突做出反应,还能够根据当前的任务加工需求进行认知控制的战略调整,防止后续表现中的冲突。但是对超重和肥胖者而言,他们感受到的冲突程度可能就比正常人低,也更少涉及对自己决策中的冲突监测并及时调整自己对立即食物奖赏的偏好。而我们的额极,作为前额叶皮层的顶部,它表征着未来的、不确定、比较抽象的信息,还可以下行调节奖赏价值表征,从而使决策冲动性下降。超重和肥胖者的价值表征功能存在缺陷,所以在面对食物奖赏时,往往会选择价值小但即时的选项。如果说前扣带回皮层是一个监测器,那额下回可能就是食物抑制控制神经环路中的关键闸门,它对食物的抑制控制以及食物摄取起着非常重要的作用。它可以预测被试对食物渴求程度和摄取行为,超重和肥胖者对高热量食物的渴求水平越高他们的额下回激活越低,更容易受到食物诱惑。总的来说,额叶在冲动性中发挥着高级的认知控制作用。

图 4 右侧前扣带回、额极和右侧额下回 BOLD 信号以及与冲动性和食物成瘾的相关

这些结果解释了超重和肥胖者冲动的行为特点,为超重和肥胖群体的延迟折扣能力缺陷增加了实证性的证据;从认知神经角度,深入探讨了超重和肥胖者在食物延迟折扣任务中大脑激活情况及与冲动性特质及食物成瘾之间的关系,有助于我们了解超重和肥胖者冲动性的心理及神经机制,并对在临床实践中干预超重肥胖者对食物的冲动,并增加在摄入食物期间的认知控制以及达到减少体重的目的有重要的科学价值。

该研究《Impulsivity and neural mechanisms that mediate preference for immediate food rewards in people with vs without excess weight》已被《Appetite》(SCI收录,中科院大类二区)期刊正式接收发表(https://doi.org/10.1016/j.appet.2021.105798)。论文第一作者为西南大学2019级硕士毕业生刘星,最后通讯作者为何清华教授。西南大学高端外国专家引进项目专家澳大利亚墨尔本大学Ofir Turel为论文第二作者,华中师范大学贺金波教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等项目的支持。

                                                                                                                                                                                                                                【供稿人:何清华   审核领导:陈安涛】