基于静息态功能磁共振成像的奖励驱动进食量表(RED-13)与进食行为及心理症状的神经关联研究

《Nutrients》:Associations Between Parental and Child Food Neophobia and Children’s Eating Behavior and Psychological Symptoms: A Cross-Sectional Mediation Analysis of South Korean Parent–Child Dyads

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Nutrients 5.8

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  背景/目的:在现代食物环境中,为愉悦而非饥饿而进食的现象十分普遍。奖励驱动进食量表(Reward-Based Eating Drive Scale, RED-13)涵盖奖励相关进食的三个维度:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。本横断面研究旨在评估静息态功能磁

  
背景/目的:在现代食物环境中,为愉悦而非饥饿而进食的现象十分普遍。奖励驱动进食量表(Reward-Based Eating Drive Scale, RED-13)涵盖奖励相关进食的三个维度:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。本横断面研究旨在评估静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, fMRI)指标与RED-13各分量表评分之间的关系。方法:于2022年3月至2023年5月期间,研究人员对99名受试者进行了RED-13评分、主观食欲评估及静息态脑功能测量。脑功能采用度中心性(degree centrality, DC)、局部一致性(regional homogeneity, ReHo)和体素镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC)进行评估。结果:进食失控和食物先占观念分量表评分与对高脂、高甜及低甜食物的食欲呈正相关。进食失控分量表评分与左侧小脑小叶IX的DC(r = 0.416)、左侧脑干的ReHo(r = 0.399)以及左右脑干的VMHC(r = 0.432)呈正相关,与右侧距状沟的ReHo(r = ?0.434)呈负相关。饱腹感缺乏分量表评分与左侧额上回内侧部的ReHo(r = 0.389)呈正相关。食物先占观念分量表评分与右侧额中回的DC和ReHo呈正相关。结论:RED-13所测量的奖励驱动进食与静息态fMRI指标中奖励处理及认知控制相关脑区的特定模式相关联。这些神经关联,加之RED-13与食欲之间的相关性,支持了RED-13捕捉了一种特质性的奖励驱动进食倾向,且该倾向可能反映在静息态脑活动中的假说。
论文解读:奖励驱动进食的静息态脑功能关联研究
一、研究背景与问题提出
人类能量摄入受两套控制系统调节:稳态机制(homeostatic mechanism)响应代谢需求,以下丘脑为核心整合外周激素信号和迷走神经传入信息,产生饥饿和饱腹感;非稳态过程(non-homeostatic process)则由认知、情绪和环境因素驱动。在现代食物环境中,高可口食物持续可得,奖励机制在食物种类和数量的决策中占据主导地位,即使缺乏代谢需求甚至与之相悖,个体仍会为愉悦而非饥饿而进食。这种享乐性进食(hedonic feeding)源于皮质-边缘奖励回路对热量摄入抑制机制的超越。长期暴露于高脂、高糖、高盐食物环境中,被认为可能改变大脑奖励回路,驱动成瘾样行为和暴食,增加肥胖风险。
功能性磁共振成像(fMRI)研究已报道肥胖个体对视觉食物线索的反应增强,但近期证据提示体重相关的组间差异并不一致,且更倾向于状态依赖性反应而非奖励系统的稳定组织。静息态fMRI可测量任务无关的低频血氧水平依赖(BOLD)信号,用于评估脑区间的内在交互。基于这些信号导出的多种体素级指标可描述脑功能组织的互补特性:局部一致性(ReHo)反映某体素与其邻近体素的局部同步性;度中心性(DC)量化某体素在全脑范围内维持的功能连接数量;体素镜像同伦连接(VMHC)反映两半球对称区域间的功能协调。这些指标在肥胖及与食物渴求等自报进食特质相关的研究中已被报道存在改变。
奖励驱动进食量表(RED-13)是一种自评工具,用于评估奖励相关进食的三个维度:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。该量表由原始9条目RED扩展而来,已在多个种群中得到验证。较高的RED-13评分表明个体具有更强的奖励驱动进食行为倾向,如情绪化进食、食物渴求和奖励寻求。RED-13被设计用于检测稳定的奖励驱动进食倾向而非短暂状态。然而,其与大脑奖励回路的关系此前仅被推测而未经实证检验。
在此背景下,研究人员假设奖励驱动进食倾向与内在脑活动改变相关,尤其涉及奖励处理和进食调控相关脑区。该横断面研究旨在评估静息态指标与RED-13分量表评分之间的关系,这是首个在健康受试者中检验RED-13评分与任务无关低频BOLD信号关联的研究。
二、研究设计与技术方法
该研究为在罗马尼亚克卢日-纳波卡进行的横断面研究,于2022年3月至2023年5月期间通过社交媒体广告和面对面接触招募受试者。纳入标准为右利手、年龄18至50岁;排除标准包括过量饮酒、糖尿病史、限制性饮食、精神疾病、进食障碍、药物滥用、夜班工作、旅行时差、妊娠或哺乳期、幽闭恐惧症、金属异物禁忌MRI扫描等。最终99名受试者纳入分析,其中女性占多数,平均年龄28.7岁,平均BMI 23.1 kg/m2。
研究人员采用RED-13量表评估奖励驱动进食,采用100mm视觉模拟量表(VAS)评估主观食欲、饥饿感、可进食量和饱腹感。静息态fMRI数据采集在禁食状态下进行,使用3T MRI扫描仪,预处理采用DPARSF流程,包括去除前10个功能体积、时间层校正、头动校正、DARTEL标准化至MNI空间、Friston 24模型协变量回归、带通滤波及高斯核平滑。DC、ReHo和VMHC计算限定于灰质掩膜内,各指标图转换为z分数以限制个体间和扫描仪变异。统计分析采用偏相关分析,以扫描仪、年龄、性别和BMI为协变量,多重比较校正采用高斯随机场(GRF)理论,体素水平p < 0.001,簇水平FWE校正p < 0.05。
三、研究结果
3.1 研究样本
研究样本由103名符合纳入标准且无排除标准的右利手成年人组成。其中1名受试者因偶然发现(海绵状血管瘤)被排除,3名因牙科器具干扰fMRI图像质量被排除。最终99名具有完整RED-13和fMRI数据的受试者纳入分析。受试者均无焦虑或抑郁,总RED-13评分为12.0,其中饱腹感缺乏分量表评分为1.0,食物先占观念为3.0,进食失控为9.0。禁食状态下高脂食物食欲VAS评分为300.0,低脂食物为440.0,高甜食物为410.0,低甜食物为300.0。
3.2 RED-13分量表与VAS食欲评分的相关性
在经Bonferroni校正的显著性水平(p < 0.0071)下,进食失控和食物先占观念分量表评分与对高脂、高甜和低甜食物的食欲呈正相关,独立于年龄、性别和BMI。此外,进食失控与预计可进食量呈正相关(偏相关系数0.323;p = 0.001)。各分量表均与饥饿感或饱腹感无显著相关。
3.3 RED-13分量表与静息态fMRI指标的相关性
进食失控分量表评分与左侧小脑小叶IX的DC呈正相关(r = 0.416),与左侧脑干的ReHo呈正相关(r = 0.399),与左右脑干的VMHC呈正相关(r = 0.432),与右侧距状沟(Brodmann 19区)的ReHo呈负相关(r = ?0.434)。饱腹感缺乏分量表评分与左侧额上回内侧部的ReHo呈正相关(r = 0.389)。食物先占观念分量表评分与额中回第2部分的DC(r = 0.439)和ReHo(r = 0.394)均呈正相关。
四、讨论与结论
本研究发现奖励驱动进食(以RED-13分量表评估)与静息态脑内区域间和区域内神经同步性及连接性存在显著关联。小脑已被提出作为奖励驱动进食的枢纽,小脑小叶IX整合于默认模式网络,参与动机、价值评估和学习加工,并通过与小脑-腹侧被盖区-伏隔核的直接功能环路调节多巴胺释放。进食失控评分升高伴随小脑小叶IX的DC增高,可能反映该区域作为信息枢纽向执行控制中心传递更多食物奖励信息。脑干包含腹侧被盖区、黑质致密部等奖励和动机通路关键结构,以及孤束核和臂旁核等处理饱腹信号的结构。脑干ReHo和VMHC增高可能反映饱腹信号处理紊乱、高可口食物奖励特性放大及稳态抑制信号减弱。右侧距状沟ReHo降低与进食失控相关,距状皮层包含初级视觉皮层,与奖励系统相互作用,其活动改变可能反映视觉皮层聚焦于食物奖励而丧失对渴求的有意识控制。饱腹感缺乏与左侧额上回内侧部ReHo增高相关,该区域参与高级认知加工、情绪控制和自我意识,并属于默认模式网络,参与价值相关加工。食物先占观念与额中回DC和ReHo增高相关,额中回属于前额叶皮层,参与认知控制和注意力重定向,其后部延伸至BA6运动前区,参与运动规划和自主运动准备。
RED-13分量表与高脂高甜食物食欲的关联与奖励处理相关脑区的静息态指标变化一致。RED-13被设计为测量奖励进食总体倾向的稳定特质指标,而VAS评估的食欲是捕捉即时预期渴求的状态指标。由于多数受试者体重正常,研究结果不太可能受肥胖相关静息态连接改变的影响,可能反映的是奖励驱动进食行为本身。
研究局限性包括:仅采用静息态fMRI而未包含食物线索范式;食欲评分与fMRI采集并非总在同一天进行;未记录女性受试者月经周期阶段;样本为年轻、女性为主、正常体重的健康便利样本,可能限制普适性;未进行专门的样本量计算;横断面设计仅能识别关联而不能确立因果关系。
研究结论:本研究提供了证据表明,以RED-13分量表评估的奖励驱动/享乐性进食与奖励回路内的静息态局部同步性和区域脑连接性相关。进食失控与 cerebellum lobule IX 和脑干同步性及连接性增高、右侧距状沟局部同步性降低的特定模式相关联,可能反映了皮层下奖励驱动力增强与皮层调控能力减弱的组合。饱腹感缺乏与左侧额上回内侧部局部同步性增高相关,该区域参与自我意识及基于食物相关刺激主观价值评估的渴求调控。食物先占观念与额中回DC和ReHo增高相关,该区域参与认知控制和注意力重定向。这些发现提示,奖励驱动进食的不同维度可能与不同的神经模式相关联。识别与奖励驱动进食特定方面相关的静息态模式,有助于细化与超重和肥胖发展相关的进食行为研究,并为奖励回路参与肥胖发展提供新的证据支持。未来需要纵向研究和更多样化、临床人群的研究来确定这些静息态模式是否能预测体重轨迹或治疗反应。
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