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人类自主减肥的神经认知和激素相关

对低热量饮食的反应不足,被认为是由于荷尔蒙的适应能力超过了对食物摄入量的自控能力。我们通过测量24名超重/肥胖的参与者在开始限制热量饮食的1个月和3个月后对食物线索的循环能量平衡荷尔蒙和脑功能磁共振成像反应性来验证这个假设。第1个月前额区域活动增加和功能连接增加与第1个月和第3个月体重减轻有关。体重减轻还与血浆胃生长素的增加和瘦素的减少有关,这些变化与奖赏相关大脑区域的食物线索反应有关。然而,瘦素的减少并不能抵消体重的下降;事实上,这与第三个月的进一步减肥有关。与自我控制相关的前额区域的激活可能有助于成功的减肥和维持。这项工作支持了更高水平的认知大脑功能在人体体重调节中的作用。

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关键字

功能磁共振成像

瘦素

生长激素释放多肽

DLPFC

VMPFC

自我控制

肥胖

食欲

介绍

减肥可以改善与肥胖相关的共病和心脏代谢危险因素。三分之二的美国人至少进行过一次节食(Gudzune et al., 2015)

然而,实现和保持减肥仍然具有挑战性(Anastasiou et al., 2015)

几项研究表明,涉及自我调节的高阶执行认知过程在健康食品决策和体重管理中发挥着重要作用(Gettens and Gorin, 2017)

, Michaud et al., 2017

, Stoeckel等人,2017

然而,在限制热量摄入的过程中,激素对负能量平衡的反应可以调节参与进食的大脑系统的活动,从而有利于增加热量摄入(Berthoud等人,2012)

Morton等人,2014年

在人类中,热量限制过程中能量平衡信号的变化是否能调节与食物摄入有关的大脑网络,凌驾于自我控制之上,并反对减肥,还有待测试。

构成食物决策基础的大脑回路可分为三个相互作用的系统:(1)围绕下丘脑和后脑回路的稳态系统;(2)包括纹状体和腹侧前额皮质(vmPFC)在内的与奖赏相关的食欲网络,负责编码食物线索的主观价值;(3)依赖于前扣带皮层、背外侧前额叶皮层(dlPFC)、额下回(IFG)和后顶叶皮层等相互连接的前额叶区域的功能的执行控制网络(Dagher, 2012)

, Ochner等人,2013年

)。认知控制,定义为限制卡路里摄入和维持体重的能力,被认为依赖于这些执行结构。提出认知控制能力介导减肥意向与减肥行动之间的关系(Gettens and Gorin, 2017)

通过功能性磁共振成像(fMRI)研究发现,dlPFC和IFG与饮食自控能力有关。当受试者被要求根据食物提示自愿抑制进食欲望时,他们会看到dlPFC和IFG中血氧水平依赖性(BOLD)信号的增加(Batterink et al., 2010)

霍尔曼等人,2012年

(Lopez等人,2014)

洛佩兹等人,2017年

fMRI研究也支持这样一种模型,即当参与者选择健康食品而不是不健康食品时,dlPFC和IFG下调了值编码区域(如vmPFC)的活性(Hare et al., 2009)

, Hare等人,2011年

与自我调节相关区域的活动相对于与奖赏相关区域的活动的相对平衡,已被用来计算大脑衍生的自我调节能力度量,这与节食者和非节食者在现实生活中更健康的饮食选择有关(Lopez et al., 2014)

洛佩兹等人,2017年

)。这导致了双重系统理论,行为结果取决于自我控制和奖励反应之间的平衡。虽然很少有研究对限制热量摄入的个体的大脑活动进行纵向调查,但有一些研究支持dlPFC在成功减肥中的作用(Weygandt et al., 2013)

(Murdaugh等人,2012)

根据双系统理论,减肥期间卡路里限制的大小可能与以下功能磁共振成像研究结果:(1)增加大脑活动与认知控制的地区,(2)增加这些地区的功能连通性地区涉及价值处理(例如,vmPFC和纹状体)的差别,(3)对这些活动

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