В недавнем исследовании, опубликованном в журнале PNAS, исследователи использовали градиентный подход для изучения того, как изменения состояния мозга во время рутинных (естественных) и регулируемых процессов принятия диетических решений влияют на успех попыток модификации рациона. Они дополнительно исследуют роль индексов массы тела (ИМТ) и степень изменений мозговой активности в этом успехе. Их результаты показывают, что ИМТ играет важную роль в наблюдаемых результатах диеты, при этом более высокий ИМТ приводит к более низким показателям успеха. Количество и степень модификаций мозга также оказались существенными, при этом все меньшее количество реконфигураций дает лучшие результаты, чем более обширные изменения.

Роль разума и тела в соблюдении режима питания

Хронические заболевания, включая рак и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), являются одними из наиболее постоянных проблем здравоохранения в современном мире, причем их растущая распространенность в основном объясняется плохим поведением в отношении здоровья, таким как непостоянный сон и неоптимальное питание. Ожирение и избыточный вес вызывают особую озабоченность, поскольку в отчетах оценивается более миллиарда пациентов по всему миру, а прогнозы предсказывают, что к 2025 году 18% населения мира будут страдать этим заболеванием.

Обнадеживает то, что человечество во всем мире, похоже, осознало эти насущные проблемы, способствуя росту популярности здорового, преимущественно вегетарианского питания (например, средиземноморской диеты и DASH) и занятий фитнесом. Сообщается, что только в Америке более 40% населения активно пытаются похудеть. К сожалению, результаты этих диетических и фитнес-мероприятий остаются на удивление неоднородными – у некоторых людей наблюдается заметная потеря веса, в то время как попытки других заканчиваются неудачей.

Недавние исследования по нейровизуализации попытались пролить свет на эти несоответствия и к настоящему времени выявили многочисленные области мозга, постоянно активируемые при попытках регулирования питания, включая дополнительную моторную кору, дорсолатеральную префронтальную кору и переднюю островковую кору. Однако попытки установить воспроизводимые ассоциации между этими центрами активации и индивидуальными различиями в успехах регуляции остаются противоречивыми. В качестве потенциальной причины этих наблюдений была предложена сложность выбора продуктов питания и их взаимосвязь с индивидуальными предпочтениями. Однако это еще предстоит проверить в научных рамках.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи стремятся установить, может ли измерение динамической реконфигурации крупномасштабных нейронных сетей, являющихся неотъемлемой частью кортикальной организации, помочь предсказать успех регулирования питания. В частности, они проверяют, могут ли показатели веса (такие как индексы массы тела [BMI]) и величина требуемых реконфигураций нейронной сети (количество и степень) определять, имеет ли человек большую или меньшую вероятность успеха при попытке похудеть с помощью диеты.

Исследуемая выборка включала данные 137 добровольцев с ИМТ <35, участвовавших в трех предыдущих исследованиях по выбору рациона питания. Исключение лиц с отсутствующими данными по ИМТ (N = 4) и выбросами (N = 10) привело к получению окончательного набора данных из 123 участников (84 женщины) в возрасте от 20 до 33 лет. Сбор данных включал социально-демографические, антропометрические и медицинские записи участников. Экспериментальный план исследования включал презентацию и выполнение «хорошо зарекомендовавшего себя лабораторного задания по выбору продуктов питания», включающего индивидуальные предпочтения к изображениям продуктов питания. Интересующие данные включали функциональную магнитно-резонансную томографию (ФМРТ) мозга участников во время выполнения задания на питание.

«Участники выбирали продукты питания при трех различных условиях, реализованных в отдельных блоках заданий. В исследованиях 1 и 3 участники делали выбор, когда их просили сосредоточиться на вкусовых качествах продуктов (taste-focus condition, TC), полезности для здоровья (health-focus condition, HC) или на том, что они сделали бы естественным образом (natural condition, NC). NC служил исходным уровнем, отражающим естественные процессы принятия решений о питании у людей. Участники исследования 2 также выполнили HC и естественные условия (NC), но их проинструктировали дистанцироваться от своих пристрастий к еде в третьем условии (дистанция, DC).»

Для сравнения изображений мозга в естественных условиях (NC) и условиях, ориентированных на здоровье (HC), были разработаны нейронные общие линейные модели (GLMS). Эти GLM были закодированы для идентификации состояний мозга, связанных с любым заболеванием (NC или HC). Они включали два представляющих интерес регрессора для каждого функционального цикла (по одному в каждом из трех исследований) и восемь регрессоров, не представляющих интереса. Результирующий результат отражает состояние мозга участников в различных условиях питания (естественное или регулируемое).

«Градиенты количественно определяют основные топографические принципы макромасштабной организации мозга (12). Области мозга, которые более схожи в отношении интересующего признака, занимают аналогичные позиции вдоль главной оси дисперсии (градиента)».

Наконец, исследователи создали и протестировали карты градиента мозга (основные измерения вариабельности мозга) для каждого участника и впоследствии спроецировали состояния мозга, основанные на задачах, на это градиентное пространство, тем самым прояснив внутреннюю систему координат нервной организации.

Результаты исследования и заключения

Настоящее исследование выявило три новых понимания связи между весом человека и его нервной предрасположенностью, а также успешностью диетических мероприятий по снижению веса. Во-первых, людям, нуждающимся в меньших