肥胖与伏隔核奖赏信号变异性增大相关

《Translational Psychiatry》：Obesity is associated with greater variability of reward signals in the nucleus accumbens

　　

暴食障碍（Binge eating disorder, BED）的特征为反复出现的暴食（Binge eating, BE）发作并伴有失控感。尽管暴食发作的神经生物学基础尚未完全阐明，但有迹象表明伏隔核（Nucleus accumbens, NAcc）反应的可变性可能导致食物摄入变异性增加。在此，研究人员评估了BED是否与奖赏反应的行为及神经影像指标的更高个体内变异性相关。为此，BED患者（n=35，MBMI=33.2 kg/m2±6.8）、亚综合征BED参与者（n=21，MBMI=29.0 kg/m2±7.2）和无暴食症状个体（n=23，MBMI=32.3 kg/m2±6.5）完成了一项伴随功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）的努力分配任务（effort allocation task）。与假设一致，研究人员发现BED患者对食物的主观想要（wanting）评分变异性更高（F34,21=1.48，pboot=0.024），但努力付出（effort exertion）无此差异（F34,21=1.13，pboot=0.30）。关键的是，线索呈现期间NAcc反应的试次间变异性在各组中与较高的体质量指数（Body Mass Index, BMI）（b=0.11，95%CI [0.03, 0.19]，BF10=11.1）和去抑制饮食（disinhibited eating）（b=0.19，95%CI [0.01, 0.36]，BF10=4.0）相关，而NAcc变异性在BED患者中仅边际升高（b=0.12，95%CI [-0.04, 0.29]，BF10=1.2，P>0|data=88%）。结果支持BMI和去抑制饮食与更可变的NAcc反应相关的观点，这可能促成BED症状，然而这种关联仅微弱指示BED的临床严重程度。

该研究发表于《Translational Psychiatry》。研究背景方面，暴食障碍是影响约1.5%女性和0.3%男性的最常见进食障碍，其特征为反复暴食发作及失控感，常与超重肥胖及身心共病相关，但其发作机制尚不明确。现有认知与动机模型指出注意偏差和奖赏敏感化可能维持BED，既往功能磁共振成像研究多关注伏隔核等中皮层边缘系统平均激活幅度的差异，而忽视了试次间变异性对进食行为波动的解释力。此前模拟研究显示食物奖赏反应波动可解释摄入量变异性增加，且NAcc对奶昔接收的反应变异性与非病理性人群后续随意摄入量变异性相关。鉴于家庭稳态信号可能被享乐性进食覆盖导致方差增大，以及BED与超重高度共病，研究人员开展此项研究以明确BED是否伴随奖赏估价变异性增大，并区分BMI与BED症状对NAcc变异性的独特贡献，采用体重匹配对照组以排除体重因素的单纯干扰。

研究人员开展了针对79名女性参与者的研究，其中35人符合BED诊断，21人为亚综合征BED，23人无暴食症状，组间年龄与BMI相匹配。通过电话筛查、在线问卷、两次实验室会话（包括临床访谈、握力努力分配任务grip force effort allocation task, grEAT及伴随fMRI任务）收集数据与影像。使用线性混合效应模型与贝叶斯混合位置-尺度模型分析行为与神经反应的试次残差变异性，定义变异性为条件均值后的试次残差，提取NAcc、背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex, dlPFC）及颞叶对照区在线索期的调整后信号，控制头动等混杂因素，并进行Bootstrap方差比检验与相关性分析。

研究结果部分保留原文小标题如下：

No differences between groups for average effort and wanting in session one。研究人员使用混合效应模型分析首次会话的确定与不确定试次的平均努力与主观想要评分，发现参与者对大奖赏比小奖赏付出更多努力并报告更高想要度，对金钱比食物奖赏亦然，但组别间在平均努力与想要上无显著差异，仅奖励类型与幅度主效应显著。

Patients with BED have increased variability in wanting ratings of food。通过Bootstrap方差比检验评估行为变异性，在不确定试次中BED患者对食物的想要评分变异性显著高于无暴食组（F_34,22=1.48，p_boot=0.024），金钱想要与努力维持变异性组间无差异，亚综合征BED组亦无差异；确定试次中仅亚综合征组努力维持变异性增高，BED组金钱努力变异性增高，BMI与个体努力或想要标准差无相关。

BMI is associated with greater variability of NAcc cue signals。fMRI结果显示较高BMI与NAcc线索反应试次变异性增大相关（b=0.11，95%CI [0.04, 0.17]，BF₊₀=352.0），小奖赏关联更明显；BED与亚综合征BED组NAcc变异性数值上更高但95%可信区间含0，单侧后验概率分别为89%与79%支持正向效应（BF_+0BED=7.4，BF_+0subBED=3.4）；去抑制饮食高分者NAcc变异性亦显著更高（b=0.19，95%CI [0.04, 0.33]，BF₊₀=53.7），行为会话中想要评分标准差与NAcc变异性有正向后验概率关联（P>0|data=89%，BF₊₀=8.4），努力维持则无。

Exploratory and sensitivity analyses。为验证特异性，在颞叶对照区（aMTL、pMTL、toMTL）重复分析，BMI与对照区线索反应变异性无或仅弱关联，加入平均帧间位移（framewise displacement）作为协变量后NAcc-BMI关联仍显著（b=0.07，95%CI [0.00, 0.15]，BF₊₀=18.5），反馈期NAcc变异性同样与BMI相关，药物使用等协变量未驱动主要结果，BED组NAcc变异性的证据仍不明确。

讨论部分总结：研究人员指出既往多关注NAcc幅度而本研究聚焦变异性，复制了NAcc变异性与BMI及TFEQ去抑制的关联，且扩展至奖赏预期阶段；BED患者未显示确凿NAcc变异性升高，提示该变异性或更多反映超重与去抑制的饮食维度特征而非BED特有；dlPFC变异性同样与BMI相关，可能反映自上而下控制的波动或与NAcc奖赏信号变异的交互。BED患者表现出食物想要评分变异性增高而努力无差异，可能暗示想要与努力脱钩及更多依赖外部任务因素的惯常反应。局限性包括缺乏长期自然情境下食物摄入变异性测量、未纳入代谢与情绪波动、仅限女性、头动部分贡献、未校正病程与治疗状态及共病细分不足。结论翻译为：BED以反复BE发作及主观失控为特征，虽可视作较非BED个体更具变异性食物相关奖赏行为的表现，但多数研究聚焦NAcc反应幅度及其与BE症状关联。本研究表明BED患者食物想要评分变异性（非行为努力）增高；NAcc变异性与BMI及TFEQ去抑制正相关，预期不确定条件下此效应未加剧；除BMI效应外BED患者NAcc反应变异性略升但证据不确定。结果首次强调BED中食物奖赏想要主观体验波动的相关性，并佐证NAcc反应变异性、BMI与食物去抑制间的联系。既往工作证实NAcc反应变异性增大关联BMI与TFEQ去抑制，BMI关联奖赏学习变异性，本研究以不同任务在更接近主观价值信号的预期阶段复制此关联；原假设聚焦BED与NAcc变异性但未获确凿证据，结果提示体重与去抑制饮食关联NAcc神经适应，NAcc反应变异性并非BED或亚综合征BED特异贡献，而可能因BED与共病超重及去抑制维度关联共存。结果超越常研究的NAcc幅度，神经与心理参数变异性或允许对环境食物线索反应波动；脑信号变异性可预测精神治疗反应，非仅噪声。本研究提示NAcc反应变异性升高或机制性关联超重与去抑制饮食。dlPFC变异性与BMI相似关联，可能源于NAcc奖赏信号变异输入dlPFC进行成本-收益整合，或自上而下处理波动促超重倾向。本研究未确证BE特异NAcc变异性升高假设，但发现BED患者食物想要评分变异性高于亚综合征或无暴食者；想要与努力关联既往示独特变异性关联BMI，或因BED更多依赖启发式或惯常反应降低成本-收益表征对努力影响而维持想要体验变异，行为或更受外部任务因素驱动且独立波动少，结果或可解释为想要与努力联系减弱，此分离在物质使用障碍亦有，或贡献BED对食物线索的矛盾体验，食物想要评分变异性或代表可分离主观价值成分，未来需明其如何贡献BED。综上，NAcc奖赏线索反应变异性关联BMI与饮食去抑制，BED患者食物线索主观想要变异性更大；奖赏系统试次变异性构成关联超重与失控进食的机制，超越通常平均奖赏值测量，未来应关注变异性与饱腹感及情绪等因素交互。