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为探究饮食与空间导航能力的关系,悉尼大学研究人员开展 “Consumption of a diet high in fat and sugar is associated with worse spatial navigation ability in a virtual environment” 研究。结果显示,HFHS 饮食与年轻人在虚拟迷宫中记忆目标位置能力差相关,这对认知健康研究意义重大。
在现代社会,西方饮食模式盛行,其中富含饱和脂肪和精制糖。人们早已知道,过度摄入这类饮食会引发肥胖、代谢和心血管疾病,还与某些癌症有关。但近年来,越来越多的证据表明,这种饮食对认知功能也有不良影响。从流行病学研究来看,中年和老年人摄入高脂肪高糖食物,会加速正常的年龄相关认知衰退,增加患神经疾病的风险,而且这种饮食诱导的认知损伤在儿童和青少年时期也有体现。不过,饮食导致的认知损伤在人类身上的具体情况还不太清楚,尤其是在空间导航能力方面。为了深入了解这一问题,悉尼大学的研究人员开展了一项研究,其成果发表在《International Journal of Obesity》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在实验中,利用 Unity 3D 软件构建虚拟环境,通过 Oculus Rift Development Kit 2 跟踪头部运动,参与者借助蓝牙控制器上的操纵杆控制虚拟位置。使用 Dietary Fat and Free Sugar - Short(DFS)问卷评估参与者过去 12 个月的高脂肪高糖食物摄入情况,通过向后数字广度任务测量工作记忆。招募 120 名悉尼大学学生参与实验,最终 55 人完成全部任务。
研究结果如下:
- 训练数据:多水平回归模型分析发现,试验次数对参与者与目标的距离有主效应,随着试验次数增加,距离目标的距离减小。饮食变量(DFS 脂肪、DFS 糖、DFS 总分)没有主效应,但 DFS 脂肪和 DFS 糖接近显著,高饮食分数的参与者在训练中的学习曲线更平缓,且这些饮食变量与试验次数存在显著交互作用,而 BMI 对试验效果的调节作用不显著。
- 测试数据:描述性统计和相关性分析表明,DFS 脂肪和 DFS 总分与测试时离目标的距离呈显著正相关,即 DFS 脂肪和 DFS 总分较高的参与者在测试时离目标位置更远。在控制 BMI 和工作记忆后,DFS 总分仍能显著预测测试表现,而 DFS 脂肪的预测作用则接近不显著。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次在人类中证实,HFHS 饮食与 “真实” 空间导航能力之间存在关联。具体而言,报告 HFHS 食物摄入量较高的参与者在训练中学习曲线更平缓,在测试中记忆目标位置的能力更差,且这种关系独立于 BMI 和工作记忆能力。这一结果与啮齿动物研究结果一致,表明认知缺陷可能源于饮食暴露,而非体重增加本身,并且 HFHS 饮食对大脑形态和认知功能的有害影响可能具有选择性,可能始于海马体。不过,该研究也存在一定局限性,研究未对饮食摄入进行干预,结果是相关性的,存在反向因果关系的可能性。未来需要开展类似的饮食逆转和饮食前学习设计的实验研究,以明确因果方向。此外,使用虚拟现实评估空间能力虽有创新之处,但存在因晕动病导致的高损耗率问题。总体而言,该研究强调了健康饮食选择对认知健康的重要性,为后续研究奠定了基础,对公共健康领域的饮食建议制定具有重要的参考价值。