A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Trevor Steward, Maria Picó-Pérez

afectivă

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, Departamentul de Științe Clinice, Facultatea de Medicină, Universitatea din Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spania, CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CIBERObn), Instituto Salud Carlos III (ISCIII), Barcelona, ​​Spania

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Trevor Steward, Maria Picó-Pérez

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, Departamentul de Științe Clinice, Facultatea de Medicină, Universitatea din Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spania

Școala de afiliere a științelor psihologice și Institutul Monash de neuroștiințe cognitive și clinice, Universitatea Monash, Melbourne, Australia

Departamentul de afiliere pentru psihiatrie, Bellvitge University Hospital-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, Departamentul de Științe Clinice, Facultatea de Medicină, Universitatea din Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spania

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, CIBER Salud Mental (CIBERsam), Instituto Salud Carlos III (ISCIII), Barcelona, ​​Spania

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, Departamentul de Științe Clinice, Facultatea de Medicină, Universitatea din Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spania, CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CIBERObn), Instituto Salud Carlos III (ISCIII), Barcelona, ​​Spania

Școala de afiliere a științelor psihologice și Institutul Monash de neuroștiințe cognitive și clinice, Universitatea Monash, Melbourne, Australia

Departamentul de Psihiatrie, Spitalul Universitar Bellvitge-IDIBELL, Barcelona, ​​Spania, CIBER Salud Mental (CIBERsam), Instituto Salud Carlos III (ISCIII), Barcelona, ​​Spania, Departamentul de Psihobiologie și Metodologie în Științe ale Sănătății, Universitat Autònoma de Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spania

Școala de afiliere a științelor psihologice și Institutul Monash de neuroștiințe cognitive și clinice, Universitatea Monash, Melbourne, Australia

  • Trevor Steward,
  • Maria Picó-Pérez,
  • Fernanda Mata,
  • Ignacio Martínez-Zalacaín,
  • Marta Cano,
  • Oren Contreras-Rodríguez,
  • Fernando Fernández-Aranda,
  • Murat Yucel,
  • Carles Soriano-Mas,
  • Antonio Verdejo-García

Cifre

Abstract

Citare: Steward T, Picó-Pérez M, Mata F, Martínez-Zalacaín I, Cano M, Contreras-Rodríguez O, și colab. (2016) Reglarea emoțiilor și greutatea în exces: procesare afectivă afectată caracterizată prin activarea și conectivitatea insulei disfuncționale. PLOS ONE 11 (3): e0152150. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152150

Editor: Jiajin Yuan, Universitatea Southwest, CHINA

Primit: 3 noiembrie 2015; Admis: 9 martie 2016; Publicat: 22 martie 2016

Disponibilitatea datelor: Deoarece acest studiu conține informații confidențiale de la participanți, cum ar fi imagini cerebrale și informații din evidența medicală și psihologică, distribuirea nerestricționată a datelor nu a fost permisă de către Comitetul de etică care a evaluat studiul nostru (numărul de aprobare CF13/2459 - 2013001307). Cu toate acestea, setul de date anonimizat poate fi solicitat contactând autorul corespunzător al articolului la [email protected].

Finanțarea: Acest studiu a fost susținut parțial de subvenții de la Monash Biomedical Imaging (MBI), Universitatea Monash, Melbourne (Australia) (MBI Platform Access Grant 2013), Institutul de Sănătate Carlos III (Spania) (PI13/01958 și CIBER-CB06/03/0034), fondurile FEDER și Agenția pentru gestionarea fondurilor universitare și de cercetare din guvernul catalan (AGAUR; 2014SGR1672). TS este susținut de subvenții de la Institutul de Sănătate Carlos III (FIS PI14/00290 și CIBERobn) și cofinanțat din fonduri FEDER - o modalitate de a construi Europa. CIBER Fiziopatologia obezității și nutriției (CIBERobn) și CIBER Salud Mental (CIBERsam) sunt ambele inițiative ale ISCIII. MPP este susținut de o subvenție FI de la AGAUR (2015 FI_B 00839). MY este susținut de o bursă de cercetare a Consiliului Național de Sănătate și Medicină (# APP1021973). MC este susținut de o subvenție din partea Ministerului Spaniol pentru Educație, Cultură și Sport (FPU13/02141). CSM este finanțat printr-un contract Miguel Servet de la Institutul de Sănătate Carlos III (CP10/00604). OCR este finanțat în prezent de o bursă postdoctorală Sara Borrell (Grant No. CD14/00246) de la Institutul de Sănătate Carlos III. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

La nivel mondial, numărul persoanelor supraponderale a crescut de la 857 milioane în 1980 la 2,1 miliarde în 2013 [1]. Creșterea incidenței excesului de greutate și a obezității este deosebit de ridicată la vârsta adultă tânără [2] și este îngrijorătoare, dat fiind faptul că apariția timpurie a obezității este asociată cu o recuperare și rezultate mai slabe [3]. Intervențiile care se concentrează exclusiv pe corectarea dezechilibrului dintre aportul caloric și consumul de energie s-au dovedit a fi ineficiente și sunt frecvent caracterizate prin pierderea momentană în greutate urmată de creșterea în greutate odată cu încheierea tratamentului [4], indicând prezența factorilor de întreținere subiacenți. În acest scop, un număr tot mai mare de dovezi a stabilit o legătură solidă între afectarea negativă, stilurile de coping și greutatea crescută [5].

Reevaluarea a fost atât de larg studiată datorită faptului că costurile sale cognitive și fiziologice sunt mai mici decât alte strategii de reglare a emoțiilor (de exemplu, suprimarea expresivă și distragerea atenției) și că este extrem de eficientă în reglarea afectului și a excitării fiziologice [29,30]. Într-adevăr, s-a constatat că utilizarea unor strategii de reglare a emoțiilor ineficiente sau dezadaptative, cum ar fi suprimarea expresivă [31], asupra unor strategii adaptative precum reevaluarea, duc la creșterea consumului de alimente [32]. Cu toate acestea, până în prezent, niciun studiu nu a explorat substraturile neuronale ale reglării emoțiilor prin reevaluare cognitivă la persoanele cu exces de greutate.

În acest studiu, am folosit imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN) pentru a compara substraturile creierului de reglare a emoțiilor la persoanele cu greutate în exces față de controalele cu greutate normală. O versiune modificată a sarcinii originale de reevaluare cognitivă proiectată de Phan și colab. [33] a fost folosit pentru a evalua reglarea emoțiilor. S-a demonstrat că această sarcină [34] activează rețelele cerebrale implicate în generarea unei stări emoționale negative [21,35-37] (adică, insula și amigdala), precum și în utilizarea strategiilor cognitive de reglare a emoțiilor ( adică, cortexul prefrontal) [22,23,38,39]. Pentru a explora în continuare interacțiunea dintre generarea emoțiilor și sistemele de reglare a emoțiilor, am efectuat, de asemenea, o analiză a interacțiunii psiho-fiziologice (PPI) și am evaluat schimbările în conectivitatea dintre aceste două sisteme între reglarea emoțiilor și blocurile de generare.

Pe baza literaturii anterioare [9,22] am emis ipoteza că participanții la excesul de greutate ar prezenta reactivitate crescută indicată de activarea modificată în regiunile legate de generarea emoțiilor și de interocepție atunci când vizualizează stimuli negativi comparativ cu controalele cu greutate normală. În plus, ne-am așteptat ca participanții la excesul de greutate să afișeze o reglare ineficientă ineficientă a răspunsurilor emoționale negative în timpul reevaluării și că aceasta ar coincide cu activarea crescută persistent în zonele de generare a emoțiilor și activitatea redusă în zonele de reglare a emoțiilor. Mai mult, din moment ce reglarea emoțiilor [40], impulsivitatea [41], motivația de abordare/evitare [42] și dependența de alimente [43] sunt trăsături cheie și caracteristici de stare care contribuie la dobândirea și menținerea excesului de greutate și a modificărilor afective aferente, și în de acord cu relatări teoretice despre asocierile dintre acești factori [44], ne-am așteptat să găsim o interacțiune complexă între rezultatele măsurii comportamentale care să evalueze aceste trăsături și zonele de activare disfuncțională în grupul cu greutate în exces. Aceste asociații complexe au fost ulterior explorate prin intermediul analizei traseului.

Metode

Participanți

Participanții au fost recrutați prin intermediul panourilor comunitare de la Universitatea Monash, Melbourne, Australia. Potențialii participanți au fost invitați să completeze un sondaj online care a evaluat eligibilitatea lor de a participa la un studiu de neuroimagistică cu privire la emoții și greutate. Consimțământul informat scris și semnat a fost obținut de la toți subiecții după ce li sa furnizat o descriere completă a studiului, care a fost revizuită și aprobată de Comitetul de etică al cercetării umane de la Universitatea Monash (numărul de aprobare CF13/2459-2013001307).

Adulții tineri de ambele sexe au fost eligibili pentru studiu dacă au îndeplinit următoarele criterii de incluziune: (i) cu vârste cuprinse între 18 și 24; (ii) IMC variază între 18 și 40 (persoanele cu un IMC mai mare de 40 au fost excluse din studiu din cauza variabilelor metabolice potențiale confuze). IMC a fost calculat din măsurători ale înălțimii și greutății obținute folosind proceduri și echipamente standardizate (Seca 700 Scală mecanică pe coloană) la Centrul de imagistică biomedicală Monash (MBI) și calculat folosind următoarea formulă: greutate (kg)/înălțime (m 2). Participanții cu un IMC între 18 și 25 au fost plasați în grupul cu greutate normală, iar participanții cu un IMC mai mare de 25 au fost plasați în grupul cu greutate în exces. Criteriile de excludere au fost: (i) afecțiuni medicale comorbide actuale asociate cu excesul de greutate (de exemplu, diabet de tip II, hipertensiune); (ii) istoricul unei tulburări psihiatrice sau simptome psihiatrice actuale (de exemplu, depresie); (iii) antecedente de traumatisme craniene sau boli neurologice care implică sistemul nervos central; și (iv) contraindicații RMN (de ex. piercing-uri etc.).

Cincisprezece participanți la excesul de greutate și șaisprezece controale cu greutate normală au participat la studiu. Rezultatele de la doi participanți (un control al greutății normale și un participant la excesul de greutate) au fost excluse din cauza mișcării excesive în timpul achiziției imaginii, la fel ca și rezultatele unui participant suplimentar cu greutate normală pentru eșecul îndeplinirii sarcinii de reevaluare. Eșantionul final a constat astfel din 14 subiecți cu greutate în exces și 14 martori cu greutate normală (6 bărbați și 8 femele pentru ambele grupuri). Datele demografice și comportamentale ale participanților la studiu sunt rezumate în Tabelul 1.

Proceduri

Participanții eligibili au fost programați pentru achiziționarea imaginii după o masă ușoară (mic dejun sau prânz), între orele 8 a.m. și ora 14:00, la instalația Monash Biomedical Imaging (MBI). Participanții au fost cântăriți și măsurați și intervievați pe scurt despre istoricul lor medical pentru a confirma că îndeplinesc criteriile de includere. Participanților li s-au dat instrucțiuni de sarcină înainte de sesiunea de scanare și au fost instruiți să scadă intensitatea emoțiilor lor prin tehnici de reevaluare cognitivă, cum ar fi distanțarea și reinterpretarea [34]. După pregătirea generală privind tehnicile de reevaluare, toți participanții au efectuat o scurtă repetiție a strategiilor de întreținere și reevaluare folosind imagini de încercare. Abia după repetiția cu succes, participanții au intrat în scaner.

sarcină fMRI: sarcină de reevaluare cognitivă

Am folosit o versiune modificată a sarcinii originale de reevaluare cognitivă proiectată de Phan și colab. [33]. Această sarcină a fost utilizată pentru a studia reglarea emoțiilor în diferite populații psihiatrice, precum și în controale sănătoase [21,34]. Sarcina a constat în prezentarea unei serii de blocuri care afișează stimuli de imagine neutri sau negativi pe care participanții au fost instruiți să (1) Observați (să observe pasiv imagini neutre); (2) Mențineți (să acordați o atenție activă emoțiilor provocate de imaginile emoționale negative, susținându-le în timp); sau (3) Reglați (pentru a reevalua emoțiile induse de imaginile emoționale negative prin intermediul unor tehnici de reevaluare cognitivă pregătite anterior). Instrucțiunile de activitate și stimulii vizuali au fost prezentate printr-un sistem de oglindă înclinată compatibil RMN și utilizând software-ul Presentation ® (Versiunea 0.70, www.neurobs.com) (vezi Fig 1).

Exemple de imagini pentru respectarea, menținerea și reglarea condițiilor.

Am folosit 24 de stimuli care au fost extrasați din Sistemul Internațional de Imagine Afectivă [45]: opt imagini neutre (de ex. Obiecte de uz casnic), care au fost prezentate în starea Observe și 16 imagini extrem de neplăcute, care trezesc (de exemplu, mutilări) în condițiile Mențineți și reglați . Mai exact, a constat din 12 blocuri: patru blocuri pentru fiecare condiție. Instrucțiunile (Respectați, mențineți sau reglați) au fost pseudo-randomizate pe tot parcursul sarcinii pentru a evita inducerea stărilor de dispoziție susținute. Fiecare bloc a început cu promptul instructiv (Observați, mențineți sau reglați) prezentat în mijlocul ecranului timp de 4 secunde. După prompt, participanții au vizionat două imagini diferite cu o valență egală timp de 10 secunde fiecare. După prezentarea celei de-a doua imagini a fiecărui bloc, intensitatea emoției negative experimentate a fost autoevaluată de participanți pe o scară numerică 1-5 (1 fiind „neutru” și 5 fiind „extrem de negativ”). Aceste evaluări în scaner au fost înregistrate printr-un tampon de răspuns compatibil fMRI (Lumina - Cedrus Corporation).

Fiecare bloc a fost urmat de 10 secunde de linie de bază, timp în care a fost prezentată o fixare încrucișată pe ecran pentru a minimiza efectele de report. Alte descrieri ale procedurilor noastre de sarcini au fost raportate în altă parte [34].

Stimuli.

Imaginile au fost selectate în conformitate cu valorile normative ale Sistemului Internațional de Imagine Afectivă pentru valență și excitare [45]; valorile medii ale valenței au fost 5,79 (0,71), 2,53 (0,69), 2,66 (0,68), iar valorile medii ale excitării au fost 4,28 (0,73), 6,44 (0,46) și, 6,40 (0,60) pentru imaginile incluse în Observați, mențineți și, respectiv, reglarea condițiilor. Comparațiile în perechi au arătat că Menținerea și reglarea nu au diferit între ele în valență sau excitare (P> 0,7), în timp ce ambele au diferit de valorile Observe în valență și excitare (P Observați: F (1,26) = 319,68, p Regulați F (1,26) = 56,97, p 0,05). În cele din urmă, a existat un efect de interacțiune între afecțiune și grup (F (2,52) = 4,599, p = 0,014). Am efectuat teste t-eșantion independent pentru a interpreta în continuare această interacțiune, iar acestea nu au arătat diferențe între grupurile din ratingurile Observe or Regulate (p> 0,05 în toate cazurile). Interesant, evaluările pentru subiecții cu greutate normală în timpul menținerii au fost semnificativ mai mari decât pentru subiecții cu greutate excesivă (p = 0,043) (Tabelul 2, Fig 2).

Valori medii (95% interval de încredere) în emisiile negative pe scaner obținute în timpul fiecărei afecțiuni (Respectați, mențineți și reglați) (n = 28) * factorii de ordine n-au fost mai mari decât cei ai greutății normale (Tabelul 1).

Activări de sarcini fMRI

Rezultatele privind activările comune din ambele grupuri pentru cele două contraste principale sunt furnizate în fișierul S1.

Mențineți/respectați.

O comparație directă între grupuri, utilizând o mască de generare a emoțiilor, a arătat că subiecții cu greutate normală au crescut activarea în insula dreaptă comparativ cu subiecții cu greutate în exces. Comparațiile folosind o mască generată prin extragerea și combinarea zonelor din activările cu o singură probă au constatat, de asemenea, o activare mai mare în OFC stâng și în vermisul cerebelos bilateral la subiecții cu greutate normală decât la subiecții cu greutate excesivă (Tabelul 3, Fig. 3a și 3b).

Diferențe între grupuri în timpul menținerii emoțiilor negative (Mențineți/Observați) la participanții cu greutate normală versus exces de greutate. Au fost utilizate o mască de generare a emoțiilor (a) și o mască constând din rezultate combinate dintr-un eșantion (b). Diferențele între grupuri în timpul reevaluării emoțiilor negative (Reglați/Mențineți) în excesul de greutate comparativ cu greutatea normală a participanților (c). A fost folosită o mască de generare a emoțiilor formată din amigdală și insulă.

Reglați/mențineți.

Nicio diferență între grupuri care utilizează masca de reglare a emoțiilor nu a trecut pragul de semnificație. Cu toate acestea, o comparație directă între grupuri folosind masca de generare a emoțiilor a arătat că subiecții cu greutate în exces au avut o activare mai mare în insula anterioară dreaptă comparativ cu controalele cu greutate normală (Tabelul 3, Fig 3c).

Analize PPI

Selecția semințelor.

S-au efectuat analize de conectivitate funcțională induse de sarcini pentru a investiga dacă anumite regiuni care prezintă diferențe semnificative între grupuri în principalele contraste ale sarcinii au fost anormal legate de alte regiuni ale creierului. Dintre grupurile care au prezentat diferențe semnificative între grupuri, am selectat insula potrivită, care a arătat o activare mai mare la participanții cu greutate normală în raport cu excesul de greutate în timpul menținerii/observării și o activare mai mare la subiecții cu greutate excesivă față de greutatea normală în timpul reglării/menținerii (vezi Tabelul 3 și Figura 3).

Diferențe de grup în Menținere/Observare.

Nu s-au găsit diferențe semnificative între grupuri pentru acest contrast.

Diferențe de grup în Reglementare/Întreținere.

La participanții cu greutate normală, în comparație cu cei cu greutate în exces, semințele de insulă dreaptă au arătat o cuplare funcțională negativă semnificativ crescută cu dlPFC dreapta și dmPFC bilateral (Tabelul 4, Fig 4).

Regiuni care prezintă diferite modele de conectivitate cu semințele de insulă potrivite între indivizii cu greutate normală comparativ cu participanții la greutate în exces în timpul reevaluării (Reglați> Mențineți), cu subiecți cu greutate normală care prezintă o anticorelație semnificativă între insulele din dreapta și regiunile PFC.

Model de procesare și reevaluare a emoțiilor

Corelații semnificative între IMC, activări ale insulei drepte în timpul Maintain/Observe and Regulate/Maintain, BIS-11 Ordinea a 2-a Scorurile atenționale și evaluările Maintain and Success în scaner au sugerat existența unor căi complexe între ele și au fost testate în continuare cu analiza căilor. Întregul set de corelații utilizate pentru analiza căii poate fi găsit în fișierul S1.

Au fost testate diferite modele (a se vedea fișierul S1), iar modelul final obținut este rezumat în Fig 5 și a fost considerat a reprezenta cel mai bine relațiile observate între variabile. Acest model a oferit o potrivire bună și toate efectele directe au fost foarte semnificative. Mai exact, creșterea IMC a fost direct asociată cu scăderea activității insulei drepte în timpul menținerii/respectării și cu activitatea crescută a insulei drepte în timpul reglării/menținerii. În consecință, s-a constatat că activitatea crescută a insulei drepte în timpul Menținerii/Observării prezice direct scoruri mai mici ale atenției BIS-11 de ordinul al doilea, iar acestea, la rândul lor, au prezis evaluări mai mari ale emoțiilor negative în cadrul scanerului în timpul menținerii. Ulterior, evaluările mai mari din cadrul scanerului Întreținerea prevedeau direct scoruri mai mari de succes. În cele din urmă, creșterea activității de reglementare/menținere a insulei a fost asociată cu ratinguri de succes mai mici.