Name: studying food reward and motivation in humans
Uploaded: 2014-03-19T08:45:00
Duration: 12 min 9 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Food Reward and Motivation in Humans at JoVE.com

HZ er støttet af Wellcome Trust og GlaxoSmithKline finansieret Translationel Medicin og Therapeutics (TMAT) program, og af Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund. NM er finansieret af Wellcome Trust ph.d.-uddannelse. ISF og PCF understøttes af Wellcome Trust Senior Fellowship programmet og Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund. NS er støttet af Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund.

Alle de procedurer, der er beskrevet i denne protokol blev udviklet og testet efter etisk godkendelse fra Cambridge Local Research etiske komitéer. 1.. Grip Kraft som mål for Fødevarer Relateret Motivation <ol><li> Apparatur og sat op: <ol><li> Installer MATLAB med Cogent værktøjskasser på stimulus levering laptop. </li><li> Tilslut krafttransducer og tilhørende dataopsamlingssystem på stimulus levering bærbare computer via Ethernet-porten. Se Tabel 1 for oplysninger om den nødvendige hardware og software. Bemærk: For at køre opgaven i magnetisk resonans (MRI) scanner en simpel knuge kraft gummi pære bruges i tilknytning til tryktransducer uden scanneren. Ændringer i lufttrykket inde i pæren, når den er klemt, kan måles ved transduceren og være direkte knyttet til den udøvede indsats. </li><li> Indstil programmet til løbende at polle dataopsamlingssystem og læse i 10 Samples på hver polling. Tag gennemsnittet af prøverne som den kraft, der udøves. Bemærk: kan også måles Galvanisk hud respons (GSR) ved siden af. Til dette stimulus levering laptop kræver en parallel port til at oprette forbindelse til GSR dataopsamlingssystem at synkronisere GSR med de øvrige foranstaltninger. Brug en separat computer til at registrere den målte GSR signal for at minimere belastningen på stimuluslevering laptop. GSR måling ikke diskuteret yderligere. </li></ol></li></ol><img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig1.jpg" /> Figur 1. Hardware oprettet for gribekraft opgaven. <ol start="2"><li> Fremgangsmåde: <ol><li> Opstil udstyret på et bord eller en anden stabil overflade, som vist i figur 1.. Vent til dataopsamlingssystem til at oprette forbindelse til den bærbare computer. </li><li> Saml en baseline foranstaltning for grebet force transducer og deltagerens maksimal indsats, i det følgende benævnt den maksimale frivillig kontraktion (MVC) før du starter opgaven. <ol><li> Placer greb krafttransducer på bordet og indsamle baseline foranstaltning. </li><li> For at måle MVC, bede deltageren til at holde grebet krafttransducer og vælge en komfortabel arm stand til at bevare for varigheden af ​​opgaven. Instruer deltageren at presse transduceren fem gange så hårdt som muligt og tage gennemsnittet af de fem anstrengelser som den maksimale kalibrering for opgaven. Bemærk: Den kraft, der udøves af deltageren i perioden respons måles som en procentdel af forskellen mellem udgangspunktet og MVC som følger: <img alt="" fo:content-width="2in" height="44" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq1.jpg" width="210" /> Hvis indsatsen er negativt, er indstillet til den minimale kraft på nul, og hvis det er større end MVC målt under kalibreringen den er indstillet tilden maksimale indsats på 100 enheder. Dette sker for at tage højde for eventuelle resterende støj efter 10 prøvepunkt udglatning anvendes som beskrevet ovenfor. Den resulterende serie af fiskeriindsatsen prøver akkumuleret i løbet af perioden respons og gemmes som indsatsen svar for forsøget. </li></ol></li><li> Start opgaven. Bemærk: Hvis opgaven session er lang, da træthed kan tages virkninger hensyn til dette ved at måle MVC ved afslutningen af ​​opgaven så godt, og som vedrører træthed virkning forskellen mellem MVCS ved begyndelsen og slutningen af opgave session. </li></ol></li><li> Vigtige afhængige variable: Denne metode opfanger kraft-tid-kurven for hvert forsøg. Fra kraft-tidskurven udpakke følgende variabler: areal under kurven (AUC), maksimum eller maksimale kraft, der udøves, og hastigheden eller hældningen af ​​kraft tidskurve. </li><li> Applikationer: Tre anvendelser af gribekraft foranstaltning er beskrevet nedenfor. <ol><li> Undersøgelse relativ belønning value: opgaven effortful Picture Selection. Bemærk: Denne opgave måler den relative indsats deltagerne er villige til at udøve for at se forskellige former for belønning billeder såsom fødevarer og forbrugsgoder. Indsatsbegrænsningerne ratings er relateret til deres subjektive smag ratings for de samme billeder. Det eksperimentelle design er som følger: <ol><li> Present to billeder side om side på hvert forsøg af opgaven, den ene er en stor (300 x 300 pixels) og klart synligt standard billede, og den anden en lille (5 x 5 pixels) utydelig ikke er standard billede. Af kræfter på transduceren forstørrer ikke er standard billedet og krymper standard billedet. </li><li> Vælg 6 billeder fra tre belønning kategorier: højt kalorieindhold fødevarer, lavt kalorieindhold mad og (kønsspecifikke) givende nonfoods. Har billederne uafhængigt normeret til subjektive smag med en sund frivillig gruppe. Opret billedfiler par sådan, at hvert billede er parret med alle de billeder fra de to andre kategorier. Opveje de par sådan, at EAch billede vises som standard og ikke er standard billede i et tilsvarende antal forsøg. </li><li> Kørsel opgaven: Udfør alle trin beskrevet i afsnit 1.2. </li><li> Forklar retssagen struktur til deltageren og fortælle hende, at hun kan øge størrelsen af ​​størrelsen af ​​den ikke er standard billedet og tilsvarende sænke den for standard billedet ved at klemme transduceren. Bemærk: Den udligning sikrer, at alle billeder vil have et lige antal forsøg, hvor indsats vil forstørre eller formindske dem. </li><li> Indstil den nødvendige kraft til at gøre det ikke er standard billedet så stort som muligt ved 10% af den enkeltes MVC (Denne procentsats kan skal indstilles individuelt for hver BIOPAC modul). Bemærk: Forholdet mellem udøvede kraft og billedstørrelsen er fastsat som følger. Antages både baggrunden og forgrunden billederne er firkantede, så lad lB og LF være længden af baggrund og forgrund billeder hhv. Lad g GMVC og GBASE være grebet force respons målt i den periode, reaktion af et forsøg, maksimal kraft målt under kalibrering og baseline målt under kalibreringen hhv. Endvidere antages et lineært forhold mellem gribekraft billedstørrelse, Ib og LF kan skrives som <img alt="" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq2.jpg" width="140" /> under de begrænsninger, <img alt="" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq3.jpg" width="120" /> hvor <img alt="" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq4.jpg" width="280" /> De begrænsninger sikrer, at et billede ikke udvide mere end Lmax selvom en styrke på over GMVC udøves. </li><li> Præsentere en kort demonstration af opgaven. </li><li> Fortæl deltageren, at hun kan se billeder, som hun choses afhængigt af hvor meget indsats, hun udøver. Lad deltageren på hendes egen for at fuldføre opgaven. </li><li> Efteropgaven er fuldført, indsamle smag ratings for hvert billede på visuelle analoge skalaer efterfølgende. </li><li> At analysere data for hvert billede tage gennemsnittet af de arealer under kraft-tid kurver på tværs af alle de forsøg, hvor det var den ikke er standard billedet og indsats var nødvendig for at forstørre det. Dette middel-AUC er taget som mål for motivationen for det pågældende billede. </li></ol></li><li> Undersøgelse subliminale motivation for mad. Bemærk: Brug af både subliminale og bevidste stimulus præsentationer, denne opgave undersøger både subliminale og bevidste motivation for mad. Nedenstående beskrivelse er baseret på en tidligere undersøgelse med sensorisk specifik mæthed (se Ziauddeen et al. 16). Det eksperimentelle design er som følger: <ol><li> Vælg tre stimuli: en velsmagende mad, en sød mad og en neutral spiselige element. Saml to billeder af hvert emne, en for den bevidste forsøg og den anden for de subliminale forsøg for at minimere den direkte motor specification virkninger 12.. Brug Adobe Photoshop, skal du formatere alle billeder har samme luminans og samme mønstrede baggrund (et ternet vifte af 1 mm kvadrater af gul, rød, grøn og brun). Sløre billede kanterne med en enkelt pass. </li><li> Opret en maske billede ved tilfældigt scrambling alle billeder, og derefter blande dem til at skabe et sammensat billede. </li><li> Den subliminale præsentation opnås ved sandwich maskering. For at gøre dette nuværende maskebillede til 200 msek, stimulus billede for 33 msek efterfulgt af masken igen til 267 msek. For de bevidste forsøg præsentere maske for 200 millisekunder, så stimulus billede til 200 ms, og den tilbagestående maske for 100 msek. Den samlede præsentation er 500 msek i begge forsøg typer. </li><li> Efter maskerede stimulus præsentation, starte svaret vinduet hvorunder deltageren kan øve kraft på grebet force transducer. Give real time feedback i form af en væske niveau på skærmen. Bemærk: I alle opgaverved hjælp af væskeniveauet for feedback til deltagerne, er højden af kolonnen og den maksimale højde, som kan opnås både varieres tilfældigt fordelt forsøg. f.eks søjlens højde er indstillet til at variere mellem 100, 110, og 120 enheder og maksimal højde, der kan opnås mellem 80, 90 og 100 enheder som en procentdel af hver deltagers maksimal kraft målt i starten af ​​opgaven. Mens den feedback tjener en vigtig rolle i at engagere personer med opgaven, denne opsætning sikrer, at der ikke er nogen konsekvent sammenhæng mellem den udøvede kraft og højden af ​​det niveau væske fra forsøg til forsøg. Formålet er at forhindre, at deltagere fra modulerende deres bestræbelser på at opnå en bestemt feedback, såsom at få det niveau væske til toppen. Deltagerne er udtrykkeligt informeret om, at feedback er upålidelig, og bliver bedt om at bedømme deres indsats selv og ikke til at stole på det niveau væske. </li><li> For hvert forsøg, præsentere en fikseringkrydse for 500 msek, efterfulgt af den maskerede incitament for 500 msek, og derefter vinduet respons feedback væske niveau i 3000 msek. </li><li> Kørsel opgaven: Udfør alle trin som beskrevet i afsnit 1.2. </li><li> På hvert forsøg bede deltageren til at fokusere sin opmærksomhed på den centrale fiksering kors. Forklar hende, at når væskestanden forekommer hun kan presse krafttransducer at vinde point mod elementet netop fremlagt. Forklar, at på nogle forsøg billedet kan være svært at se og foreslå, at hun følger sine instinkter. Understreg, at feedback upålidelige. </li><li> Kør opgaven i så mange blokke som påkrævet. </li><li> Efter afslutningen af ​​opgaven, kontrollere, hvor godt den maskeringsprocedure virkede. Dette kan gøres på to måder: ved at indsamle deltagernes subjektive rapport og ved at udføre en tvungen valg diskrimination. I sidstnævnte, præsentere den maskerede stimulus som i den vigtigste opgave, efterfulgt af to muligheder, og bede deltageren at angive WHICH ene var netop fremlagt. Præsenter hvert billede så mange gange, som det blev præsenteret i hver blok af hovedopgaven. </li><li> Beregn discriminability indeks (d &#39;) ifølge signaldetektion teorien, hvis maske har fungeret godt, d&#39; bør være tæt på nul. </li></ol></li><li> Undersøgelse mad relateret motivation i scanneren. <ol><li> Brug grebet force pære og den ledsagende tryktransducer, kan disse gribekraft baserede opgaver køres i MR-scanneren. Hvis der anvendes feedback, så gør det som i afsnit 1.4.2. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Betalingsvillighed som mål for belønningsværdi Bemærk: Denne opgave kan programmeres på en passende stimulus levering software og kræver kun en standard stationær eller bærbar computer. Den version er beskrevet her er programmeret i Præsentation (version 14.5, neurobehavioral Systems). <ol><li> Procedure: Bemærk: Denne procedure er en modifikation afedb auktion proceduren fra Plassmann 13.. Auktionen foregår på følgende måde: <ol><li> Auktionen indebærer en række af runder, hver en fødevare. Fotografere alle fødevarer på identiske plader og baggrunde. Forud for starten af ​​opgaven vise deltagerne den faktiske nummerplader, der anvendes i billederne for at give en præcis fornemmelse af skalaen. </li><li> Give deltagerne en fast monetær budget, fx 3 £. </li><li> Fortæl deltageren, at hun vil blive taget gennem flere runder af auktionen, og hun kan placere et bud på hver runde. Hun kan placere hende bud på en glidende skala, der går fra 0 £ - £ 3 i spring på 10p. </li><li> Informer deltageren at én runde vil blive udvalgt ved afslutningen af ​​auktionen som runden, der tæller. Hun har derfor ikke til at sprede hendes 3 £ budgettet på tværs af forskellige runder, og kan behandle hver runde, som om var den eneste. </li><li> Fortæl deltageren computeren skal byde moddem i hver runde. Hvis de overbyder computeren på den valgte runde, de vinder fødeemne og kun skal betale det beløb, som computeren tilbuddet og vil være i stand til at holde enhver resterende forandring. Hvis derimod, computeren overbyder eller matcher bud, de ikke får den mad element, men stadig komme til at holde deres monetære budget. </li><li> Forklar at den deltager, der givet disse regelsæt, den bedste strategi for at byde på denne auktion er at byde det beløb tættest på, hvor meget de ville være virkelig villige til at betale for den mad punkt på tilbud. Bemærk: Det bud indsamlet på denne måde svarer til deres WTP. </li></ol></li><li> Applikationer: <ol><li> Undersøgelse følsomhed af foranstaltningen for ændringer i interne tilstand. Bemærk: Som en proof of concept, blev følsomheden af ​​foranstaltningen til værdiændringer med ændringer i sult og mæthed undersøgt. Sunde normalvægtige forsøgspersoner deltog i auktionen procedure før og efter at have spist en fast kalorieindhold måltid (550 kcal). A sensory specifik mæthed manipulation blev brugt. <ol><li> Saml sult og fylde ratings på en visuel analog skala. </li><li> Udfør den første blok af opgaven, som beskrevet i afsnit 2.1. Design opgaven sådan, at den planlagte fødeemne er valgt som runde, der tæller forudsat en ikke-nul bud er placeret. </li><li> Præsenter deltageren med den mad, de har vundet, og give dem 15 minutter til at forbruge måltidet. Fratræk betaling fra 3 £ budgettet. </li><li> Saml sult og fylde bedømmelse igen. </li><li> Udfør den anden blok af opgaven med en nye £ 3-budgettet. Ingen mad er vundet i den anden blok. </li><li> Kontrast WTP for forskellige varer på tværs af de to blokke. </li></ol></li><li> Fremtidige anvendelser: Undersøgelse neurale systemer, der er involveret i værdi beregning. Bemærk: Denne opgave kan sættes op og køre i fMRI scanner til at undersøge de neurale korrelater værdi beregning. Det er for nylig blevet anvendt i en farmakologisk fMRI undersøgelse serpå effekten af ​​dopaminerge indflydelse på værdi beregning for mad belønning. Deltagerne udført en enkelt blok af opgaven efter en enkelt dosis af enten en dopaminagonist (bromocriptin), en dopamin-antagonist (sulpirid) eller placebo. Fremgangsmåden var næsten identisk med punkt 2.1, bortset fra det faktum, at skalaen blev sat til at stige i intervaller 20stk. Sammenlignet med lignende opgaver 13., denne foranstaltning tillader erobringen af WTP som et mere kontinuerligt variabel i modsætning til en diskret variabel, som tager højst 4 værdier (svarende til hver knap på standard MRI-knappen box). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Swinburn, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+global+obesity+pandemic:+shaped+by+global+drivers+and+local+environments.">The global obesity pandemic: shaped by global drivers and local environments.</a> Lancet. 378 (9793), 804-814 (2011).</li><li>Berthoud, H. -. R., Lenard, N. R., Shin, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+reward,+hyperphagia,+and+obesity.">Food reward, hyperphagia, and obesity.</a> AJP Integr. Comp. Physiol. 300 (6), 1266-1277 (2011).</li><li>Rolls, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+mechanisms+of+food+intake+and+obesity.">Understanding the mechanisms of food intake and obesity.</a> Obesity Rev. 8 Suppl 1, 67-72 (2007).</li><li>Berridge, K. C., Robinson, T. E., Aldridge, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+components+of+reward:+'liking',+&amp;#34;wanting,&amp;#34;+and+learning.">Dissecting components of reward: 'liking', &amp;#34;wanting,&amp;#34; and learning.</a> Curr. Opin. Pharmacol. 9 (1), 65-73 (2009).</li><li>Rangel, A., Camerer, C., Montague, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+framework+for+studying+the+neurobiology+of+value-based+decision+making.">A framework for studying the neurobiology of value-based decision making.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9 (7), 545-556 (2008).</li><li>Steiner, J. E., Glaser, D., Hawilo, M. E., Berridge, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+expression+of+hedonic+impact:+affective+reactions+to+taste+by+human+infants+and+other+primates.">Comparative expression of hedonic impact: affective reactions to taste by human infants and other primates.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 25 (1), 53-74 (2001).</li><li>Pessiglione, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+the+Brain+Translates+Money+into+Force:+A+Neuroimaging+Study+of+Subliminal+Motivation.">How the Brain Translates Money into Force: A Neuroimaging Study of Subliminal Motivation.</a> Science. 316 (5826), 904-906 (2007).</li><li>Berridge, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motivation+concepts+in+behavioral+neuroscience.">Motivation concepts in behavioral neuroscience.</a> Physiol. Behav. 81 (2), 179-209 (2004).</li><li>Kringelbach, M. L., O'Doherty, J., Rolls, E. T., Andrews, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+the+human+orbitofrontal+cortex+to+a+liquid+food+stimulus+is+correlated+with+its+subjective+pleasantness.">Activation of the human orbitofrontal cortex to a liquid food stimulus is correlated with its subjective pleasantness.</a> Cerebral Cortex. 13 (10), 1064-1071 (2003).</li><li>Valentin, V. V., Dickinson, A., O'doherty, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+Neural+Substrates+of+Goal-Directed+Learning+in+the+Human+Brain.">Determining the Neural Substrates of Goal-Directed Learning in the Human Brain.</a> J. Neurosci. 27 (15), 4019-4026 (2007).</li><li>Becker, G. M., DeGroot, M. H., Marschak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+utility+by+a+single-response+sequential+method.">Measuring utility by a single-response sequential method.</a> Behav. Sci. 9 (3), 226-232 (1964).</li><li>Neumann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+parameter+specification+and+the+concept+of+perception.">Direct parameter specification and the concept of perception.</a> Psychol. Res. 52 (2-3), 207-215 (1990).</li><li>Plassmann, H., O'Doherty, J., Rangel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orbitofrontal+cortex+encodes+willingness+to+pay+in+everyday+economic+transactions.">Orbitofrontal cortex encodes willingness to pay in everyday economic transactions.</a> J. Neurosci. 27 (37), 9984-9988 (2007).</li><li>Cambridge, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+and+Behavioral+Effects+of+a+Novel+Mu+Opioid+Receptor+Antagonist+in+Binge-Eating+Obese+People.">Neural and Behavioral Effects of a Novel Mu Opioid Receptor Antagonist in Binge-Eating Obese People.</a> Biol. Psych. 73 (9), 887-894 (2012).</li><li>Ziauddeen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+mu-opioid+receptor+antagonist+GSK1521498+on+hedonic+and+consummatory+eating+behaviour:+a+proof+of+mechanism+study+in+binge-eating+obese+subjects.">Effects of the mu-opioid receptor antagonist GSK1521498 on hedonic and consummatory eating behaviour: a proof of mechanism study in binge-eating obese subjects.</a> Mol. Psych. , (2012).</li><li>Ziauddeen, H., Subramaniam, N., Gaillard, R., Burke, L. K., Farooqi, I. S., Fletcher, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+images+engage+subliminal+motivation+to+seek+food.">Food images engage subliminal motivation to seek food.</a> Int. J. Obesity. 36 (9), 1245-1247 (2011).</li></ol>

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende finansielle interesser. HZ, NS, VCC, ISF, og PCF har været involveret i faglige samarbejder med GlaxoSmithKline, der har brugt nogle af de teknikker, der er beskrevet i dette manuskript.

Denne artikel beskriver en række foranstaltninger til måling af motivation for mad belønninger og belønning værdi. Anvendelsen af ​​gribekraft foranstaltninger til studiet af fødevarer relateret motivation hos mennesker er særligt roman. Repræsentative resultater er blevet præsenteret for de fleste af ansøgningerne beskrevet demonstrere værdien af ​​disse metoder og deres følsomhed over for metaboliske og farmakologiske manipulationer og dermed deres potentiale yderligere brug i fremtidige studier af mad relateret motivation og i forsøg med lægemidler mod fedme. Disse mere objektive foranstaltninger er let omsættelige og sammenlignelige på tværs af forskellige indstillinger. Det ville også være nyttigt at overveje indflydelse individuel variation på disse foranstaltninger ved at undersøge virkningerne af egenskaber såsom impulsivitet på dem. Nogle vigtige punkter skal fremhæves. Ved anvendelse af gribekraft opgaver, den oprindelige kalibrering og indfangning af MVC er kritiske. Den er ideel to fange greb respons fra starten af ​​hvert forsøg, og begrænser den ikke alene til den udpegede svar vinduet, da det giver mulighed for undersøgelse af tidlig reagere. Der er en vis variation i de BIOPAC MP150 moduler, så hvert modul skal testes for at fastslå de indstillinger, der er bedst egnet til at stykke udstyr. Hvor der anvendes-standardiserede billeder, er det afgørende at få dem selvstændigt vurderet at afgøre, hvor givende de opfattes at være. En vigtig begrænsning af alle disse foranstaltninger er, at de ikke fanger smag for de mad belønninger, der anvendes, så det er vigtigt at indsamle foranstaltninger af subjektive smag ved hjælp af visuelle analoge skalaer eller andre hensigtsmæssige redskaber, efter opgaven. Disse kan derefter sammenlignes med de motiverende foranstaltninger, eller bruges til at modellere virkningen af ​​andre variabler på de primære afhængige variable. Det er imidlertid vigtigt at bemærke, at i undersøgelser, hvor de faktiske mad belønninger der forbruges, smag vurderinger opsamlet efter opgaven er sandsynligvispåvirket af fødeindtagelse. Dette understreger vigtigheden af at have ikke blot repræsentative billeder, men også repræsentative fødevarer, f.eks en chokolade brownie der ser ud og smager som de fleste chokolade brownies ville, og lade disse uafhængigt bedømt. Endelig er det afgørende at anerkende, at alle disse foranstaltninger bruge mad billeder som repræsentationer af mad belønninger i stedet for faktiske mad belønninger. Mens dette frembyder nogle begrænsninger, der foregribende adfærd over for mad og beslutninger om mad ofte styret af repræsentationer af fødevarer snarere end ved øjeblikkelig consummatory belønning. Desto mindre er det vigtigt for de metoder, der er beskrevet her, at når de er knyttet til resultater, såsom held byde på en fødevare, bør de reelle resultater blive leveret.

Studiet af mad belønning behandling hos mennesker har fået en betydelig fremdrift fra de stigende bekymringer om fedme-epidemien. Da ruten til fedme i de fleste overvægtige personer er gennem øget energiindtag over metaboliske bruge 1, er det vigtigt at forstå de drivkræfter og mekanismer overforbrug. Fremherskende modeller overveje dette overforbrug for at være en form for nonhomeostatic eller &quot;hedoniske &#39;spise, dvs forbrug, som ikke er drevet af homeostatiske behov, men af de givende aspekter af fødevare (r), der forbruges 2. Men dette er et komplekst fænomen og homeostatiske og hedoniske / belønningssystemer overlapper hinanden og interaktive. Endvidere er der flere faktorer, der påvirker nonhomeostatic spise, der ikke direkte vedrører hedoniske aspekter af fødevarer såsom portionsstørrelse eller de mange forskellige fødevarer til rådighed 3. Alligevel er det vigtigt at kunne karakterisere og måle de forskellige aspects mad belønning. Berridge og kolleger har beskrevet tre komponenter af belønning: smag, ønsker og læring. Disse tre komponenter er forbundet, men er adskilles i form af deres underliggende neurale systemer. Smag refererer til den hedoniske konsekvenser af en belønning og ønsker er motivationen for belønning. Læring omfatter foreninger med og forudsigelser om belønning. Disse komponenter er yderligere opdeles i to underkomponenter, core eller implicit, og bevidst eller eksplicit. Smag består af &#39;smag&#39;, som henviser til de centrale mål hedoniske reaktioner, og den bevidste subjektive oplevelse af nydelse. Ligeledes ønsker består af &#39;ønsker&#39; incitament prominens af belønninger og belønning relaterede tidskoder, og den bevidste subjektive oplevelse af ønske om incitamenter normalt forstås ved begrebet. De bevidste, subjektive erfaringer smag og ønsker er udarbejdet af de centrale reaktioner ved højere Cogner konkurrencedygtige mekanismer. Endelig lærer også består af implicitte elementer såsom Pavlovs og instrumentale foreninger og associative condition, samt eksplicitte repræsentationer og kognitive 4 forudsigelser. Disse tre elementer af belønning hænger sammen, men er adskilles både eksperimentelt og i form af deres neurale substrater. Mens denne ramme hjælper os med at forstå, hvordan organismen reagerer på en belønning på et tidspunkt, hvordan den enkelte organisme reagerer, når de konfronteres med mere end én potentiel belønning? Ifølge en bredt accepteret model i neuroeconomics, den centrale scene i adfærdsmæssige valg indebærer computing subjektive værdier for alle muligheder, der tilbydes. Denne beregning menes at medføre evaluere og vægtning forskellige attributter for hver option, der fører til en enkelt sammenlignelig værdi, ofte betegnet som målværdi 5, med mulighed med det højeste mål værdi kan derefter vælges. Meget af thans arbejde på den neurale grundlag for belønning er afledt af elegante studier i dyr neurovidenskab. En udfordring i at undersøge hedonisk har mål værdier og motivation hos mennesker været vanskeligheden ved at måle disse forskellige komponenter pålideligt og objektivt. Det er vigtigt at gå ud over subjektive mål for belønning værdi såsom selvstændige vurderinger af smag eller målværdi, som kan for eksempel være optaget på en visuel analog rating. I betragtning af vanskeligheden ved korrekt introspecting om værdi og tvivlen om, hvorvidt det er rapporteret ærligt, er det vigtigt at udvikle robuste kvantitative værktøjer, der kan valideres. Mens de objektive hedoniske reaktioner observeret i gnavere også ses i menneskelige spædbørn i alderen 6, er disse svære at vurdere på voksne mennesker. Den smag eller hedoniske element er således fortsat vanskelig at måle objektivt voksne mennesker. Det er dog muligt at undersøge ønsker eller motivation mere objektivt og præcist end dette papir beskriver et sæt af metoder baseret på anvendelse af gribekraft som en motiverende foranstaltning. Mængden af ​​indsats, at enkeltpersoner vil forbruge for at modtage en belønning moduleres af størrelsen af ​​den belønning, de forventer. Motivationen mod belønning kan operationaliseres som udøvede indsats. Pessiglione og kolleger elegant demonstreret brugen af greb kraft som et mål for motivation for monetære belønninger, med deltagere udøver større kraft for monetære belønninger, der havde større værdier 7. I tilfælde af fødevarer belønninger værdien af fødevarer belønning til individet, afhænger af flere faktorer, som interne tilstand (sult eller mæthed) er en kritisk 8. Med mæthed, er der et fald i neurale aktivitet i orbitofrontal cortex (OFC), et område af hjernen, der koder for den aktuelle værdi af stimulus, at modtagelsen af den samme mad 9,10. OFC-projekter til den ventrale striatum, som modulerer motiverende reagere 7. Således et godtmotiverende foranstaltning skal vise følsomheden over for ændringer i belønning værdi med mæthed. For at bestemme mål værdi direkte subjektive vurderinger er nonideal. En mere indirekte måde, der også har den fordel incentivizing deltagerne til at afsløre deres sande mål værdi er at bruge en modificeret udgave af Becker-DeGroot-Marschak auktion 11.. Gennem et simpelt sæt af regler, hammerslag procedure motiverer folk til at afsløre den maksimale mængde af monetære ressourcer, de er villige til at betale for varer på tilbud. Deres vilje til at betale (WTP) tages som målestok for mål værdi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="948">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">HARDWARE</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:293px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biopac MP150 data acquisition system</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">TSD121C hand held isometric dynamometer</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">TSD121C</td>
			<td>Grip force transducer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DA100C General Purpose Transducer Amplifier</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">DA100C</td>
			<td>Interface between MP150 and TSD121C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SS56L Grip clench bulb</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">SS56L</td>
			<td>MRI safe rubber clench bulb</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TSD160C differential pressure transducer</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">TSD160C</td>
			<td>Interface between MP150 and TSD160C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PowerLab 8/30 or 8/35</td>
			<td style="width:203px;">ADinstruments Ltd</td>
			<td style="width:119px;">PL358</td>
			<td>For Galvanic Skin Response (GSR) measurement only</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">FE116 GSR amplifier</td>
			<td style="width:203px;">ADinstruments Ltd</td>
			<td style="width:119px;">FE116</td>
			<td>For GSR measurement only</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MLT116F&#160;GSR electrodes</td>
			<td style="width:203px;">ADinstruments Ltd</td>
			<td style="width:119px;">MLT116F</td>
			<td>Supplied with GSR amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">Compute ethernet port and compatible with MP150</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For stimulus delivery and running of task. Ethernet port to connect to Biopac MP150</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Computer with parallel port</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For GSR recording. Parallel port required to interface with Powerlab 8/30</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">SOFTWARE</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">API module for Biopac hardware</td>
			<td style="width:203px;">Biopac Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cogent and Cogent graphics toolboxes, version 1.29&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Publically available</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Download from Laboratory of Neurobiology, UCL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Labchart 6 or above</td>
			<td style="width:203px;">Adinstruments Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For stimulus Display</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">inpout.dll module for parallel port communication</td>
			<td style="width:203px;">Publically available</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For Galvanic Skin Response measurement only</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">MATLAB R2009a</td>
			<td style="width:203px;">Mathworks Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Programming of main task</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

studying food reward and motivation in humans

En central udfordring i at studere belønning behandling hos mennesker er at gå ud over subjektive selvrapportering foranstaltninger og kvantificere forskellige aspekter af belønning, såsom hedonisk, motivation og mål-værdi på mere objektive måder. Dette er især relevant for forståelsen af ​​overspisning og fedme samt deres potentielle behandlinger. I dette papir beskrives en række foranstaltninger mad-relaterede motivation ved hjælp af håndgreb kraft som en motiverende foranstaltning. Disse metoder kan anvendes til at undersøge ændringer i fødevarer relateret motivation med metabolisk (mæthed) og farmakologiske manipulationer og kan bruges til at evaluere interventioner rettet mod overspisning og fedme. Men for at forstå mad-relaterede beslutningstagning i komplekse mad miljø er det vigtigt at være i stand til at fastslå belønning målværdier, der styrer de beslutninger og adfærdsmæssige valg, som folk gør. Disse værdier er skjult, men det er muligt at fastslå dem mere objektivt ved hjælp af målinger, såsomvillighed til at betale, og en metode til dette er beskrevet. Begge disse sæt af metoder giver kvantitative mål for motivation og målsætning værdi, der kan sammenlignes inden for og mellem individer.

Repræsentative resultater fra de forskellige programmer for hver af de ovenfor beskrevne metoder er vist her: Grip kraft som et mål for motivation Undersøgelse relativ belønning værdi: opgaven effortful Picture Selection Denne særlige opgave blev brugt i en proof-of-concept studie af en roman mu-opioid-antagonist drug GSK1521498 udviklet til behandling af spiseanfald og fedme 14. I denne undersøgelse 15 blev fede overspisning individer randomiseret til at modtage 4 uger enten placebo eller GSK1521498 ved 2 mg / dag eller 5 mg / dag. Målet var at afgøre, om virkningen af lægemidlet vil være specifikke for mad belønninger uden at påvirke andre typer af belønning. Figurerne 2 og 3 viser data fra placebo, og de ​​5 mg / dag grupper for fødevarer og nonfood belønninger hhv. Det centrale spørgsmål i denne undersøgelse var, om stoffet ville have en specifik virkning på mad belønninger og denne foranstaltning tilladt os at undersøge dette 2 viser en specifik effekt af lægemidlet på motivationen for højt kalorieindhold fødevarer, og det kan ses af figur 3. Figur, var der ingen virkning på de givende nonfood billeder . <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig2.jpg" /> Figur 2. Effortful opgave Picture Selection:. Indsats, og synes ratings for mad billeder Det øverste panel viser greb kraft, der virker og den tilsvarende smag ratings ved baseline i begge grupper og separat for placebo, og den GSK1521498 gruppen i slutningen af behandlingen. Det kan ses, at forskellen mellem den kraft, der udøves for højt fedtindhold (HF) versus lavt fedtindhold (LF) mad billeder er ikke længere signifikant efter lægemiddelbehandling, selvom subjektiv smag forSE billederne er højere. Det nederste panel viser korrelationer mellem den udøvede kraft og sympati ratings for fedtrig mad billeder, igen ved baseline for begge grupper og separat på Day 28.The korrelation mellem disse to foranstaltninger ses ved baseline og i placebogruppen på slutningen af ​​behandlingen, men er tabt i stofgruppen (* p &lt;0,05; ** p &lt;0,01; *** p &lt;0,001). Dette tal er gengivet fra 14) Cambridge et al.. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51281/51281fig2highres.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a> <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig3.jpg" /> Figur 3. Effortful Picture Selection opgave: indsats, og synes ratings for nonfood billeder Den venstre panel viser udøvede kraft til VI.ew givende spiselige billeder i placebo (PBO) og GSK1521498 (498 5 mg) grupper. Højre panel viser smag ratings for de samme billeder. Det kan ses, at der ikke er nogen væsentlige virkninger lægemiddel på motivation for eller subjektive smag til at belønne nonfood billeder. Dette tal er gengivet fra 14) Cambridge et al.. Undersøgelse subliminale motivation Dette særlige program er fra en tidligere undersøgelse, hvor deltagerne udførte to blokke af en fødevare incitament kraft opgave 16. Ind imellem blokke blev de specifikt mæt (sensorisk specifik) på en af to test fødevarer, blev alle deltagere fik 30% af deres daglige kalorieindtag på denne ene spise episode. På hvert forsøg, de havde mulighed for at vinde point til præmien på spil afhængigt af mængden af ​​kraft, de virker på en greb force transducer. Der var bevidste forsøg, hvor præmien på spilblev præsenteret for 200 millisekunder og subliminale forsøg, hvor det kun præsenteres for 33 msek. Der var to fødevarer præmier, pizza og kage, og en ikke-spiselige præmie, der tjente som en kontrol post. Den subliminale præsentation blev opnået ved hjælp af en sandwich maskeringsprocedure ansætte en frem og tilbage maske. Til analyse af data, den afhængige variabel af interesse var greb kraft, som blev udtrukket som arealet under force (AUC) for alle forsøg. For at muliggøre sammenligninger på tværs af alle deltagere, for hvert fag, blev AUC for hvert forsøg type, normaliseret ved den maksimale gennemsnitlige AUC for de 6 typer (mæt, nonsated, ikke-spiselige, både fodres og fastende). Dette gav en normaliseret score mellem 0-1 for hver deltager. For at kontrollere for træthed, postprandial træghed og uspecifikke effekter på tværs af føde og en fastende sessioner, AUC for spiselige element i hver session blev brugt som en baseline og trækkes fra mæt og nonsated foranstaltninger. (For yderligere oplysninger se Ziauddeen etal. 16). Det kan ses, at motivationen for den mæt føde nedsætter både bevidste og subliminale forhold (se figur 4). <img alt="Figur 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig4.jpg" /> Figur 4.. Specifik mæthed modulerer motiverende indsats. (A) Ændring i sult og fylde ratings med fødevareforbrug. (B, C) ​​Deltagere udøvet mindre for fødevarer kun indtages, men stadig presses til andre fødevarer, uanset bevidsthed. Y-aksen er det område under kurven normaliseret inden for emnet og korrigeret for baseline ændringer. Dette tal er gengivet fra Ziauddeen et al. 15). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51281/51281fig4highres.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a> </a&gt; Undersøgelse mad relateret motivation i scanneren Deltagerne udførte et møde i incitamentet force opgave i scanneren, hvor de presses den knuge pære til at vinde point i retning af højt kalorieindhold og lavt kalorieindhold fødevarer for deres frokost efter sessionen. Figur 5 viser illustrative data fra 10 forsøgspersoner i en nylig farmakologisk fMRI undersøgelse, der viser, at opgaven fanger differentieret motivation for meget givende versus mindre givende fødevarer. <img alt="Figur 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig5.jpg" /> Figur 5. Udøvede kraft til forskellige belønning kategorier Emner klemt grebet kraft pære i scanneren for at vinde point mod elementer fra 3 forskellige kategorier (HF:. Højt kalorieindhold fødevarer, LF: lavt kalorieindhold fødevarer, NF: neutRAL nonfoods). Villighed til at betale som målestok for belønning værdi Figur 6 præsenterer resultaterne fra proof of concept studie af effekten af mæthed på villighed til at betale for mad belønninger. For at lette inden for emner sammenligning blev hver fagets bud normaliseres ved at dividere med deres maksimale bud. Det kan ses, at deltagerne var villige til at betale mere for fødevarer elementer i den første runde. Dette blev reduceret med mæthed med 600 kalorier af testen fødevarer som afspejles i lavere bud i anden runde. Der syntes at være en stærkere effekt af mæthed med krydrede fødevarer i forhold til søde fødevarer, men dette var ikke signifikant. <img alt="Figur 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig6.jpg" /> Figur 6. Effekt af mæthed på vilje. at betale (WTP) 10 raske frivillige deltog i denne undersøgelse. Det kan ses, at den normaliserede gennemsnitlige bud faldet efter mæthed med studiet måltid. Som en sensorisk specifik mæthed manipulation blev brugt resultaterne for den anden auktion præsenteres separat for fødevarer fra mæt og nonsated kategorier. Mens der synes at være en større effekt på fødevarer fra mæt kategori, var dette ikke statistisk signifikant.

Watch this Scientific Journal Video about Studying Food Reward and Motivation in Humans at JoVE.com

Studying Food Reward and Motivation in Humans

Denne artikel beskriver et sæt af metoder til måling af fødevarer relateret motivation og fødevarerelaterede mål værdier i mennesker.

Studere mad belønning og motivation hos mennesker

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as ...

Research

JoVE Journal

Behavior

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

En procedure til at undersøge effekten af ​​langvarig mad begrænsning på Heroin Søger i afholdende Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

A Treatment Package without Escape Extinction to Address Food Selectivity

En behandling pakke uden flugt Extinction at Adresse Food Selektivitet

Feeding difficulties and feeding disorders are a commonly occurring problem for young children, particularly children with developmental delays including ...

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

Kvantificering Social Motivation i mus Brug operant betingning

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

Kraft og Position Control i mennesker - rolle Augmented Feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

Measuring Delay Discounting in Humans Using an Adjusting Amount Task

Måling Forsinkelse Diskontering hos mennesker Ved hjælp af en Justering Beløb Opgave

Delay discounting refers to a decline in the value of a reward when it is delayed relative to when it is immediately available. Delay discounting tasks ...

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

En protokol af manuelle test til måling Sensation og Smerter i mennesker

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Ved at kombinere kvantitative fødeindtagelse Assays og fremtvinge aktivering neuroner for at studere appetit i Drosophila

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, ...

An Electrophysiology Protocol to Measure Reward Anticipation and Processing in Children

En Elektrofysiologi protokol til foranstaltning belønning forventning og behandling hos børn

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation ...