Method Article
Cet article décrit un ensemble de méthodes pour la mesure des aliments liés motivation et valeurs cibles liées à l'alimentation chez l'homme.
Un défi majeur dans l'étude de traitement de la récompense chez l'homme est d'aller au-delà de mesures subjectives d'auto-évaluation et de quantifier différents aspects de récompense tels que la méthode hédonique, la motivation, et la valeur de but en plus de manière objective. Ceci est particulièrement pertinent pour la compréhension de la suralimentation et l'obésité ainsi que leurs traitements potentiels. Dans cet article sont décrits un ensemble de mesures de motivation liés à l'alimentation en utilisant la force de la poignée comme une mesure de motivation. Ces méthodes peuvent être utilisées pour analyser les changements liés à l'alimentation motivation de troubles métaboliques (satiété) et manipulations pharmacologiques et peuvent être utilisés pour évaluer les interventions ciblées à la suralimentation et l'obésité. Cependant, pour comprendre le processus décisionnel en matière d'alimentation dans l'environnement alimentaire complexe, il est essentiel d'être en mesure de déterminer les valeurs de l'objectif de récompense qui guident les décisions et les choix de comportement que les gens font. Ces valeurs sont cachés, mais il est possible de les établir de manière plus objective en utilisant des indicateurs tels que levolonté de payer et une méthode pour cela est décrit. Ces deux ensembles de méthodes fournissent des mesures quantitatives de la motivation et de la valeur de l'objectif que l'on peut comparer à l'intérieur et entre les individus.
L'étude des processus de récompense alimentaire chez les humains a reçu une impulsion importante aux préoccupations croissantes au sujet de l'épidémie d'obésité. Comme la route à l'obésité chez les personnes les plus obèses est par augmentation de l'apport d'énergie au-delà de 1 métabolique besoin, il est important de comprendre les facteurs et les mécanismes de la surconsommation. Modèles dominants considèrent que cette surconsommation d'être une forme de manger nonhomeostatic ou «hédonique», c'est la consommation qui est entraînée par les besoins homéostatiques pas mais par les aspects gratifiants de la nourriture (s) consommé 2. Cependant, c'est un phénomène complexe et les systèmes homéostatiques et hédonique / récompense se chevauchent et interactive. En outre, il ya plusieurs facteurs qui influent sur l'alimentation nonhomeostatic qui ne se rapportent pas directement à des aspects hédoniques des aliments tels que la taille des portions ou la variété des aliments disponibles 3. Néanmoins, il est important d'être en mesure caractériser et mesurer les différents aspects de récompense alimentaire.
Berridge et ses collègues ont décrit trois composantes de la récompense: goût, veulent, et de l'apprentissage. Ces trois éléments sont liés, mais sont dissociables en termes de leurs systèmes neuronaux sous-jacents. Aimer se réfère à l'impact hédonique d'une récompense et vouloir est la motivation pour la récompense. Apprentissage comprend les associations avec et des prédictions sur la récompense. Ces composants sont encore distingués en deux sous-composantes, le noyau ou implicite, et conscient ou explicite. Aimer est composé de «goût», qui se réfère à des réactions hédoniques objectifs principaux, et l'expérience subjective consciente de plaisir. Vouloir même se compose de «vouloir», la saillance incitative de récompenses et de primes liées à des indices, et l'expérience subjective consciente du désir des incitations comme est normalement compris par le terme. Les conscientes, les expériences subjectives de l'aimer et vouloir sont élaborés sur les réactions de base par Cogna plusitive mécanismes. Enfin apprentissage trop se compose d'éléments implicites tels que les associations de Pavlov et instrumentales et conditionnement associatif, ainsi que des représentations explicites et les prévisions cognitives 4.
Ces trois éléments de rémunération sont liés mais sont dissociables expérimentalement et en fonction de leurs substrats neuronaux. Bien que ce cadre nous aide à comprendre comment l'organisme répond à un récompense à la fois, comment l'organisme individuel répondre lorsqu'ils sont confrontés à plus d'un potentiel de gain? Selon un modèle largement accepté dans la neuroéconomie, la scène centrale dans le choix de comportement implique informatiques valeurs subjectives de toutes les options proposées. Ce calcul est pensé pour entraîner l'évaluation et de pondération différents attributs de chaque option, conduisant à une seule valeur comparable, souvent désigné comme valeur de l'objectif 5, avec l'option de la valeur de l'objectif le plus élevé peut alors être sélectionné.
Une grande partie de tson travail sur les bases neurales de la récompense a été dérivée à partir d'études élégantes en neurosciences de l'animal. Un défi dans l'enquête hédonistes, des valeurs d'objectif et la motivation chez l'homme a été la difficulté de mesurer ces différents composants de manière fiable et objective. Il est essentiel d'aller au-delà des mesures subjectives de la valeur de la récompense, tels que les auto-évaluations de goût ou de la valeur de but, comme on pouvait, par exemple, être enregistré sur une note visuelle analogique. Compte tenu de la difficulté d'introspection correctement sur la valeur et les doutes quant à savoir si il est signalé en vérité, il est essentiel de développer des outils quantitatifs robustes qui peuvent être validés.
Alors que les réactions hédoniques objectives observées chez les rongeurs sont également observées dans les bébés humains 6, elles sont difficiles à évaluer chez les humains adultes. Le goût ou élément hédonique reste donc difficile à mesurer objectivement chez les humains adultes. Cependant, il est possible d'examiner vouloir ou de motivation plus objectivement et précisément und ce document décrit un ensemble de méthodes basées sur l'utilisation de la force de préhension comme une mesure de motivation. Le montant de l'effort que les individus dépenser de recevoir une récompense est modulée par l'ampleur de la récompense qu'ils attendent. La motivation pour la récompense peut être opérationnalisée comme l'effort exercé. Pessiglione et ses collègues ont démontré élégamment l'utilisation de la force de préhension comme une mesure de la motivation des récompenses monétaires, avec des participants exerçant une force plus grande des récompenses monétaires qui avaient des valeurs plus grandes 7. Dans le cas de la nourriture récompense la valeur de la récompense alimentaire à l'individu dépend de plusieurs facteurs, dont l'état interne (faim ou de satiété) est une critique d'un 8. Avec la satiété, il existe une diminution de l'activité neuronale dans le cortex orbitofrontal (OFC), une région du cerveau qui code pour la valeur courante de stimulus, à la réception du même 9,10 alimentaire. Projette l'OFC au striatum ventral qui module de motivation répondant 7. Ainsi, une bonnemesure de motivation doit se montrer sensible aux variations de la valeur de la récompense avec la satiété.
Pour déterminer la valeur de l'objectif, les évaluations subjectives directs sont non idéale. Une façon plus indirecte qui a aussi l'avantage de incentivizing participants de révéler leur véritable valeur de l'objectif est d'utiliser une version modifiée de la vente aux enchères Becker-DeGroot-Marschak 11. Grâce à un ensemble de règles simples, cette procédure de vente aux enchères qui motive les gens à révéler le montant maximum de ressources financières, ils sont prêts à payer des articles sur l'offre. Leur volonté de payer (CAP) est prise comme mesure de la valeur de but.
Toutes les procédures décrites dans le présent protocole ont été développés et testés suivant l'approbation éthique de la recherche Comités d'éthique locaux Cambridge.
Une. Force Grip comme une mesure de la motivation des aliments reliées
Figure 1. Matériel mis en place pour la tâche de la force de préhension.
2. Volonté de payer en tant que mesure de récompense Valeur
Remarque: Cette tâche peut être programmée dans n'importe quel logiciel de distribution de stimulus approprié et nécessite seulement un ordinateur de bureau ou ordinateur portable. La version décrite ici a été programmé dans la présentation (version 14.5, les systèmes neurocomportementaux).
Les résultats représentatifs des différentes applications de chacun des procédés décrits ci-dessus sont présentés ici:
Force de préhension comme une mesure de la motivation
Examen de la valeur de la récompense relative: la tâche exigeant de l'effort de sélection d'image
Cette tâche particulière a été utilisé dans une étude d'un roman mu-opioïde antagoniste médicament GSK1521498 développé pour le traitement de crises de boulimie et l'obésité 14 la preuve de concept. Dans cette étude, 15 sujets frénésie alimentaires obèses ont été randomisés pour recevoir de 4 semaines soit un placebo ou GSK1521498 à 2 mg / jour ou 5 mg / jour. L'objectif était de déterminer si les effets de la drogue seraient spécifiques à des récompenses alimentaires sans affecter les autres types de récompenses. Figures 2 et 3 montrent les données du placebo et les 5 groupes mg / jour pour les récompenses alimentaires et non alimentaires, respectivement. La question clé dans cette étude était de savoir si le médicament serait have un effet spécifique sur les récompenses alimentaires et cette mesure nous a permis d'examiner cela. figure 2 montre un effet spécifique de la drogue sur la motivation pour la nourriture riche en calories et on peut voir sur la figure 3, il n'y avait pas d'effet sur les images non alimentaires enrichissantes .
Figure 2. De l'effort tâche de sélection de l'image:. Effort déployé et aimer les évaluations pour des images de nourriture Le panneau supérieur montre la force de préhension exercée et correspondant aimer notes au départ dans les deux groupes et séparément pour le placebo et le groupe GSK1521498 à la fin du traitement, le. On peut voir que la différence entre la force exercée pour haute teneur en graisses (HF) par rapport à faible teneur en gras (LF) des images de nourriture n'est plus significative après le traitement médicamenteux, bien que le goût subjective de l'images soi est plus élevé. Le panneau du bas affiche les corrélations entre la force exercée et notes de goût pour les images d'aliments riches en matières grasses, de nouveau au départ pour les deux groupes et, séparément, au jour 28.Le corrélation entre ces deux mesures est considérée au départ et dans le groupe placebo à la fin de traitement, mais est perdu dans le groupe des drogues (* p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001). Ce chiffre est reproduit de Cambridge et al. 14). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 3. Sélection d'image de l'effort tâche: l'effort dépensé et aimer notes pour les images non alimentaires Le panneau de gauche montre la force exercée à vi.images non alimentaires enrichissantes ew dans le groupe placebo (PBO) et GSK1521498 (498 mg) 5 groupes. Le panneau de droite montre les notes de goût pour les mêmes images. On peut voir qu'il n'y a pas les effets des médicaments importants sur la motivation ou vers goût subjective pour les images non alimentaires enrichissantes. Ce chiffre est reproduit de Cambridge et al. 14).
Examen motivation subliminale
Cette application particulière est d'une étude précédente dans laquelle les participants ont effectué deux blocs d'un groupe de travail d'incitation alimentaire 16. Entre les blocs ont été spécifiquement rassasiés (sensorielle spécifique) sur l'un des deux aliments testés, tous les participants ont reçu 30% de leur apport calorique quotidien dans cet épisode un de l'alimentation. A chaque essai, ils ont eu l'occasion de gagner des points pour le prix en jeu. en fonction de la quantité de force exercée sur elles un capteur de force de préhension. Il y avait des essais conscients, dans lequel le prix en jeu.a été présenté pour 200 ms et essais subliminaux, où elle est présentée seulement pour 33 ms. Il y avait deux prix alimentaires, pizza et gâteaux, et un prix non alimentaire qui a servi de point de contrôle. La présentation subliminale a été réalisé en utilisant une procédure sandwich masquage utilisant un masque avant et en arrière. Pour l'analyse des données, la variable dépendante d'intérêt était la force de préhension, qui a été extrait comme l'aire sous la courbe de la force (AUC) pour tous les essais. Pour permettre des comparaisons entre tous les participants, pour chaque sujet, l'AUC pour chaque type d'essai a été normalisée par le maximum ASC moyenne des 6 types (repu, nonsated non alimentaires, à la fois nourris et à jeun). Cela a fourni un score normalisé entre 0-1 pour chaque participant. Pour contrôler la fatigue, la morosité post-prandiale et les effets non spécifiques à travers le nourris et séances à jeun, l'ASC de l'élément non alimentaire dans chaque session a été utilisé comme une base de référence et soustrait des mesures rassasiés et nonsated. (Pour plus de détails voir Ziauddeen etal. 16). On peut voir que la motivation de la nourriture rassasié diminue dans les deux conditions conscients et subliminaux (voir Figure 4).
Figure 4. Satiété spécifique module effort de motivation. (A) Variation de la faim et de satiété notes avec la consommation de nourriture. (B, C) Les participants ont exercé moins pour la nourriture consommée juste mais toujours pressés pour les autres aliments, indépendamment de la conscience. L'axe Y est l'aire sous la courbe normalisée à l'intérieur de l'objet et corriger des variations de base. Ce chiffre est reproduit à partir Ziauddeen et al. 15). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Examen alimentaire liée motivation dans le scanner
Les participants ont effectué une séance du groupe de travail d'incitation dans le scanner dans lequel ils pressés l'ampoule de serrer de gagner des points pour haute teneur en calories et des aliments faibles en calories pour leur déjeuner après la séance. Figure 5 présente les données d'illustration de 10 sujets dans une récente IRMf pharmacologique étude qui montre que la tâche capture motivation différentielle pour très enrichissante par rapport à des aliments moins gratifiants.
Figure 5. Force exercée pour les différentes catégories de récompense Sujets pressés l'ampoule de la force de préhension dans le scanner pour gagner des points en vue d'articles dans 3 catégories différentes (HF:. Aliments riches en calories, LF: aliments faibles en calories, NF: neutnonfoods RAL).
La volonté de payer comme mesure de la valeur de la récompense
La figure 6 présente les résultats de l'étude de preuve de concept de l'effet de satiété sur la volonté de payer pour des récompenses alimentaires. Afin de faciliter la comparaison des sujets dans, les offres de chaque sujet ont été normalisées en divisant par leur enchère maximale. On peut voir que les participants étaient prêts à payer plus pour les produits alimentaires dans le premier tour. Cela a été réduit de satiété avec 600 calories de la nourriture de test comme en témoigne offres inférieures au second tour. Il semble y avoir un effet plus fort de satiété avec des aliments salés par rapport aux aliments sucrés, mais ce n'était pas important.
Figure 6. Effet de satiété sur la volontéà payer (CAP). 10 volontaires en bonne santé ont participé à cette étude. On peut voir que l'offre moyenne normalisée a diminué suite à satiété avec le repas de l'étude. Comme une manipulation de satiété sensorielle spécifique a été utilisé ces résultats pour le deuxième vente aux enchères sont présentés séparément pour les aliments des catégories repu et nonsated. Bien qu'il semble y avoir un plus grand effet sur les aliments de la catégorie rassasié, ce n'était pas statistiquement significative.
Cet article décrit un ensemble de mesures pour la mesure de la motivation des récompenses alimentaires et de la valeur de la récompense. L'application de mesures de force de préhension à l'étude de motivation liés à l'alimentation chez l'homme est particulièrement originale. Les résultats représentatifs ont été présentés pour la plupart des applications décrites démontrer la valeur de ces méthodes et de leur sensibilité aux métabolique et manipulations pharmacologiques et donc la poursuite de leur utilisation potentielle dans les études futures de nourriture liés à la motivation et à des essais de médicaments anti-obésité. Ces mesures plus objectives sont facilement transférables et comparables entre les différents paramètres. Il serait également utile d'examiner l'influence de la variabilité individuelle de ces mesures en examinant les effets de traits tels que l'impulsivité sur eux.
Quelques points importants doivent être soulignés. Dans l'utilisation des tâches de la force de préhension, la calibration initiale et la capture du MVC sont critiques. Il est idéal to capter la réponse de préhension depuis le début de chaque essai, et non pas la limiter à la seule fenêtre de réponse désignée comme ce qui permet l'examen de la réponse précoce. Il existe une certaine variabilité dans les modules de MP150 Biopac sorte que chaque module doit être testé pour déterminer les réglages les mieux adaptés pour cette pièce d'équipement. Où images non normalisés sont utilisés, il est essentiel d'avoir les évaluant de façon indépendante afin de déterminer comment ils sont perçus gratifiant d'être. Une limitation importante de toutes ces mesures est qu'elles ne tiennent pas compte de goût pour les récompenses alimentaires utilisés, il est donc important de recueillir des mesures de goût subjective aide d'échelles visuelles analogiques ou d'autres outils appropriés, après la tâche. Ceux-ci peuvent ensuite être comparées aux mesures de motivation ou utilisés pour modéliser les effets des autres variables sur les variables dépendantes primaires. Cependant, il est important de noter que dans les études où des récompenses alimentaires réelles sont consommés, aimer notes recueillies après la tâche sont susceptibles d'êtreaffectée par la consommation de nourriture. Ceci souligne l'importance d'avoir non seulement des images représentatives, mais aussi des aliments représentatifs par exemple un brownie au chocolat qui ressemble et goûte comme la plupart des brownies au chocolat serait, et d'avoir ces évaluant de façon indépendante.
Enfin, il est essentiel de reconnaître que toutes ces mesures utilisent des images d'aliments comme des représentations de récompenses alimentaires au lieu de récompenses alimentaires réels. Bien que cela ne présente certaines limites, le comportement d'anticipation vers la nourriture et les décisions concernant la nourriture sont souvent guidés par les représentations de la nourriture plutôt que par la récompense immédiate consommatoire. Néanmoins, il est essentiel que les méthodes décrites ici que quand ils sont liés à des résultats tels que négocier avec succès pour un aliment, les résultats réels devraient être livrés.
Les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrents. HZ, NS, VCC, ISF, et PCF ont été impliqués dans des collaborations académiques avec GlaxoSmithKline qui ont utilisé certaines des techniques décrites dans ce manuscrit.
HZ est soutenu par le Wellcome Trust et GlaxoSmithKline financé Therapeutics programme (TMAT) translationnelle médicaments et, et par le Fonds Neuroscience Santé Wolfe Bernard. NM est financé par le Wellcome Trust programme PhD. ISF et PCF sont pris en charge par le programme principal Wellcome Trust et le Fonds de bourses Neuroscience Santé Wolfe Bernard. NS est soutenu par le Fonds Neuroscience Santé Wolfe Bernard.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biopac MP150 data acquisition system | Biopac Systems Inc | ||
TSD121C hand held isometric dynamometer | Biopac Systems Inc | TSD121C | Grip force transducer |
DA100C General Purpose Transducer Amplifier | Biopac Systems Inc | DA100C | Interface between MP150 and TSD121C |
SS56L Grip clench bulb | Biopac Systems Inc | SS56L | MRI safe rubber clench bulb |
TSD160C differential pressure transducer | Biopac Systems Inc | TSD160C | Interface between MP150 and TSD160C |
PowerLab 8/30 or 8/35 | ADinstruments Ltd | PL358 | For Galvanic Skin Response (GSR) measurement only |
FE116 GSR amplifier | ADInstruments Ltd | FE116 | For GSR measurement only |
MLT116F GSR electrodes | ADInstruments Ltd | MLT116F | Supplied with GSR amplifier |
Compute ethernet port and compatible with MP150 | For stimulus delivery and running of task. Ethernet port to connect to Biopac MP150 | ||
Computer with parallel port | For GSR recording. Parallel port required to interface with Powerlab 8/30 | ||
API module for Biopac hardware | Biopac Systems Inc | ||
Cogent and Cogent graphics toolboxes, version 1.29 | publicly available | Download from Laboratory of Neurobiology, UCL | |
Labchart 6 or above | ADInstruments Ltd | For stimulus Display | |
inpout.dll module for parallel port communication | publicly available | For Galvanic Skin Response measurement only | |
MATLAB R2009a | Mathworks Inc | Programming of main task |
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