Artykuł metodologiczny

Kontrola zachowań żywieniowych za pomocą nowatorskiego systemu informacji zwrotnej

DOI:

10.3791/57432

⸱

8 maja 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Mandometer Clinic, Karolinska Institutet, 2Department of Electrical and Computer Engineering, Aristotle University of Thessaloniki

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badani jedzą jedzenie z talerza umieszczonego na wadze podłączonej do komputera, który rejestruje utratę wagi talerza podczas posiłku. Informacje zwrotne na ekranie komputera pozwalają badanemu dostosować swoje zachowania żywieniowe do krzywych odniesienia, normalizując w ten sposób masę ciała.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badani jedzą jedzenie z talerza, który znajduje się na wadze podłączonej do komputera, który rejestruje utratę wagi na talerzu podczas posiłku i tworzy krzywą spożycia pokarmu, czasu trwania posiłku i tempa jedzenia modelowaną równaniem kwadratowym. Celem metody jest zmiana zachowań żywieniowych poprzez dostarczenie wizualnej informacji zwrotnej na ekranie komputera, do której osoba badana może się dostosować, ponieważ jej własne tempo jedzenia pojawia się na ekranie podczas posiłku. Dane wygenerowane przez tę metodę są automatycznie analizowane i dopasowywane do równania kwadratowego za pomocą specjalnie opracowanego algorytmu. Metoda ma tę zaletę, że obiektywnie rejestruje zachowania żywieniowe i daje możliwość zmiany zachowań żywieniowych zarówno w eksperymentach, jak iw praktyce klinicznej. Ograniczeniem może być to, że metoda ma wpływ na uczestników eksperymentu. To samo ograniczenie może być zaletą w praktyce klinicznej, ponieważ metoda ta łatwiej stabilizuje zachowania żywieniowe. Leczenie wykorzystujące tę metodę znormalizowało masę ciała i przywróciło zdrowie kilkuset pacjentom z jadłowstrętem psychicznym i innymi zaburzeniami odżywiania, a także zmniejszyło wagę i poprawiło stan zdrowia pacjentów z ciężką nadwagą.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prezentowane tutaj urządzenie służy do przywracania masy ciała i zdrowia pacjentom z niedowagą i nadwagą poprzez kontrolowanie tempa jedzenia i przyjmowania jedzenia za pomocą wizualnej informacji zwrotnej wyświetlanej na ekranie komputera podczas posiłku. Składa się z wykonanej na zamówienie wagi elektronicznej oraz komputera, np. smartfona. Aplikacja umożliwia obiektowi połączenie smartfona z wagą przez Bluetooth. Gdy smartfon jest połączony z wagą, osoba badana kładzie talerz na wadze, a jedzenie na talerzu i zaczyna jeść. W regularnych odstępach czasu na ekranie pojawia się skala ocen, a osoba badana jest proszona o ocenę swojego uczucia sytości. Skala ocen może być rozłączona, w zależności od celu eksperymentu lub interwencji klinicznej. Do celów eksperymentalnych i klinicznych na ekranie smartfona wyświetlana jest krzywa referencyjna dla szybkości jedzenia oraz krzywa odniesienia dla uczucia sytości. Osoba badana może dostosować się do krzywych odniesienia, ponieważ jej tempo jedzenia i oceny sytości pojawiają się na ekranie podczas posiłku.

Urządzenie rejestruje spadek wagi talerza w miarę spożywania jedzenia oraz oceny sytości w trakcie posiłku i przechowuje nagrania. Dane dotyczące utraty masy ciała są wykorzystywane do uzyskania kwadratowego modelu krzywej skumulowanego spożycia pokarmu (CFI): y=kx2+lx, gdzie y=ilość spożytego pokarmu, k = zmiana tempa jedzenia w trakcie posiłku i l=początkowe tempo jedzenia1. Krzywa CFI opiera się na modelowaniu następujących trzech działań podczas posiłku: ugryzienie, dodanie pokarmu i artefakt (zmiany masy ciała niezwiązane ze spożyciem pokarmu). Te działania są odwzorowywane na nieterminalnych symbolach gramatyki bezkontekstowej (CFG)2. Zapis, po wstępnym przetworzeniu, jest dzielony na przedziały czasowe odpowiadające zmianom masy (na podstawie pochodnych przewodzących i współczynników delta), które są następnie odwzorowywane na symbole terminali CFG. CFG pozwala następnie na oszacowanie najbardziej prawdopodobnej interpretacji posiłku przy założeniu niezależności dla każdego wydarzenia.

Urządzenie jest używane zarówno w badaniach, jak i w praktyce klinicznej. Po raz pierwszy był stosowany w leczeniu pacjentów z jadłowstrętem psychicznym i innymi zaburzeniami odżywiania, a następnie w leczeniu pacjentów z ciężką nadwagą.

Jedzenie wspomagane wizualną informacją zwrotną ma następujące podstawy naukowe. Zwierzęta, w tym ludzie, ewoluowały, aby jeść wiele różnych pokarmów, ale wybierają, co chcą jeść w warunkach "bufetu"3,4. Są jednak wyposażone, anatomicznie i behawioralnie, w sposób umożliwiający spożywanie wszelkich dostępnych pokarmów, jeśli warunki są zagrożone3,4 a zachowania żywieniowe, w szczególności żucie, były zatem głównym motorem ewolucji ludzkiej głowy, w tym mózgu i aparatu żucia3. Wzorzec jedzenia może być zatem ważniejszy dla kontroli masy ciała niż rodzaj spożywanego pokarmu. Interwencja dietetyczna ma niewielki, jeśli w ogóle, wpływ na normalizację masy ciała5, a opisane tutaj urządzenie może np. pomóc dzieciom w wieku szkolnym w zjedzeniu normalnej ilości jedzenia, gdy zostaną poproszone o szybkie jedzenie podczas szkolnego lunchu6 i odwrócić wpływ krótkiego okresu postu na spożycie pokarmu u młodych kobiet i mężczyzn7.

Neuroscience stawia hipotezę, że przyczyna problemów z wagą tkwi w mózgu8. Jest jednak mało prawdopodobne, że setki milionów ludzi na świecie, którzy teraz ważą za dużo9, rozwinęły problem z powodu nieprawidłowości neuronalnych przed przyrostem masy ciała. Bardziej prawdopodobne jest, że nieprawidłowości neuronalne10, jak również nieprawidłowości medyczne11, rozwijają się w wyniku jedzenia zbyt dużej ilości12, być może w niektórych rzadkich genotypach13.

Możliwym powodem, dla którego neuronauka nie wyjaśnia problemów związanych z masą ciała, jest to, że jej podstawowe założenie jest błędne, tj. że masa ciała jest utrzymywana prawie na stałym poziomie dzięki pobudzającej/hamującej kontroli neuronalnej wywieranej na zachowania żywieniowe8. Bez względu na to, jakie hamowanie może wywierać mózg, oczywiście nie zapobiegło to poważnej nadwadze setek milionów ludzi w ostatnim czasie9. Lepsze zrozumienie roli mózgu w jedzeniu wynikało z odkrycia, że peptydy podwzgórza kiedyś uważano za stymulujące działanie żywieniowe, zamiast umożliwić poszukiwanie pożywienia, nawet kosztem przyjmowania pokarmu14,15. Te wyniki, które zostały niedawno potwierdzone16,17, wspierają pogląd, że masa ciała jest utrzymywana na zdrowym poziomie tylko wtedy, gdy fizyczna cena żywności jest wysoka, stan określany jako "ludzki fenotyp homeostatyczny"18. Biorąc pod uwagę mnogość mózgów i sieci genetycznych zaangażowanych w zachowania żywieniowe i inne zachowania19, byłoby trudne, jeśli w ogóle możliwe, zmniejszenie lub zwiększenie masy ciała poprzez manipulowanie systemem neuroprzekaźników lub dwoma. Biorąc pod uwagę te rozważania, nie jest zaskoczeniem, że interwencja farmakologiczna ma minimalny lub żaden wpływ na masę ciała u osób z poważną nadwagą20, a także w klasie niedowagi21.

Na ironię zakrawa fakt, że niektóre z tych ostatnich odkryć jedynie potwierdzają przewidywania dotyczące roli diet, genów, mózgu i aktywności fizycznej w regulacji masy ciała dokonane przez Mayera w 1953 roku22. Alternatywnie, zachowania żywieniowe mogą odgrywać przyczynową rolę w kontroli masy ciała, a neurobiologia i genetyka mogą mylić mechanizm z przyczyną. Na poparcie tego, codzienne jedzenie przez cały rok ma na celu maksymalizację spożycia pokarmu przez ludzi, zwiększając masę ciała, aby przeciwdziałać wszelkim skutkom niedoboru żywności23. W ludzkim fenotypie homeostatycznym wpływ tego rodzaju fizjologicznego przejadania się jest równoważony przez wysiłek fizyczny potrzebny do uzyskania pożywienia18. Ponieważ wysiłek ten jest dziś bliski zeru, ludzie potrzebują zewnętrznego wsparcia, aby utrzymać zdrową niską masę ciała. To wsparcie jest zapewniane przez obecne urządzenie.

Zamiast skupiać się na zachowaniach żywieniowych, standardowe metody leczenia zaburzeń odżywiania koncentrują się na objawach psychologicznych pacjentów. Średnio 30% pacjentów rezygnuje z tych terapii, mniej niż 50% przechodzi w remisję, chociaż nadal występują objawy, a co najmniej 30% powraca w ciągu jednego roku od wypisu ze szpitala24. Jednak już dawno temu odkryto, że leczenie zachowań żywieniowych ma lepszy efekt niż leczenie objawów psychologicznych25. Odkrycie to zostało niedawno powtórzone przy użyciu urządzenia opisanego w tym raporcie. Dzięki tej metodzie szacuje się, że 75% pacjentów z zaburzeniami odżywiania przechodzi w remisję, a 10% powraca w ciągu pięciu lat obserwacji26, poprawa w stosunku do standardów opieki24.

Chociaż tempo jedzenia wzrosło u pacjentów z poważną nadwagą, związek przyczynowo-skutkowy między szybkością jedzenia a masą ciała nie został wyjaśniony, a tempo jedzenia zostało określone za pomocą kwestionariuszy27. Opisane tutaj urządzenie umożliwia obiektywny pomiar tempa jedzenia i spożycia pokarmu, a gdy jest stosowane w celu zmniejszenia tych dwóch miar, wykazano, że jest bardziej skuteczne w zmniejszaniu masy ciała i poprawie zdrowia niż standardowa dieta i interwencja ruchowa u nastolatków z dużą nadwagą28.

Zasada rejestrowania zachowań żywieniowych stosowana w obecnym urządzeniu została opisana dawno temu29,30,31, i od tego czasu jest używana w eksperymentach do rejestrowania i zmiany tempa jedzenia1,6,7,32,33. Nie był jednak stosowany w leczeniu pacjentów z niedowagą i nadwagą poza badaniami klinicznymi i praktyką kliniczną. Część programu klinicznego obejmuje korzystanie z urządzenia w domu i w życiu codziennym. Udowodniono, że jest przyjazny dla użytkownika zarówno w badaniach laboratoryjnych, jak iw praktyce klinicznej.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie prace nad obiektami eksperymentalnymi i pacjentami zostały zatwierdzone przez Centralną Komisję Oceny Etyki w Sztokholmie, Szwecja.

1. Kontrola tempa jedzenia i spożycia pokarmu za pomocą wizualnej informacji zwrotnej

  1. Pobierz aplikację dla urządzenia.
  2. Włącz wagę, naciskając czerwony przycisk na dole skali (Rysunek 1).
  3. Otwórz aplikację i wybierz posiłek, naciskając Control, aby jeść bez wizualnej informacji zwrotnej lub naciskając Trening, aby jeść z wizualną informacją zwrotną (Rysunek 2).
  4. Podłącz wagę do smartfona, wybierając jedną ze znalezionych wag i naciskając POŁĄCZ (Rysunek 3).
  5. Umieść talerz na wadze. Naciśnij Gotowe, aby kontynuować (Rysunek 4).
  6. Połóż jedzenie na talerzu (0%).
    1. Połóż więcej jedzenia na talerzu (72%).
    2. Naciśnij Start, gdy będziesz gotowy do spożycia (100%) (Rysunek 5).
  7. Dostosuj tempo jedzenia do przerywanej niebieskiej krzywej odniesienia (Rysunek 6).
  8. Oceń uczucie sytości, gdy na ekranie pojawi się skala ocen. Dostosuj stopień wypełnienia do krzywej odniesienia w kształcie litery S przerywanej fioletowej. Naciśnij Gotowe, aby kontynuować jedzenie (Rysunek 7).
  9. Zwolnij, jeśli jesz zbyt szybko (Rysunek 8).
  10. Gdy na talerzu nie ma już jedzenia, naciśnij Nie, gdy skończysz jeść (Rysunek 9).
  11. Ponieważ czas trwania posiłku jest wyświetlany po zakończeniu posiłku, naciśnij Gotowe, aby wyjść (Rysunek 10).

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pięć kobiet, które miały 17,5 (15-24) (mediana, min-maks.) lat, było leczonych w celu uzyskania remisji jadłowstrętu psychicznego. Rysunek 11, Rysunek 12, Rysunek 13 pokazuje dane wygenerowane przez urządzenie, wygląd krzywej CFI i model kwadratowy w dwóch nagraniach we wczesnej fazie leczenia i nagraniu w momencie remisji. Zwróć uwagę na przyspieszające tempo jedzenia w pierwszym teście bez wizualnej informacji zwrotnej, spożycie dużego posiłku już trzy dni później z krzywą referencyjną zapewniającą wizualną informację zwrotną i podwojenie tempa jedzenia w momencie remisji w porównaniu z dwoma zapisami we wczesnej fazie leczenia u jednego z pacjentów.

Rysunek 14A pokazuje, że czas do remisji był bardzo zmienny u pięciu pacjentów. Rysunek pokazuje również, że przy normalnym wskaźniku masy ciała (BMI) w momencie remisji (Ryc. 14B) pacjenci spożywali więcej jedzenia niż w momencie przyjęcia (Rycina 14C), a czas trwania posiłku, choć nie skrócony, był mniej zmienny (Ryc. 14D). Zauważ, że anorektycy mogą spożywać stosunkowo duży posiłek przy przyjęciu z niskim BMI (Ryc. 14C). Warto również zauważyć, że podczas gdy trzech pacjentów jadło w przyspieszonym tempie przy przyjęciu, wszyscy oprócz jednego jedli w spowolnionym tempie w remisji (Ryc. 14E). Analogicznie, początkowe tempo jedzenia wzrosło w momencie remisji (Ryc. 14F).

figure-results-1
Rysunek 1: Skala. Naciśnij przycisk, aby włączyć wagę. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: Rozpocznij posiłek. Otwórz aplikację, aby rozpocząć posiłek. Naciśnij Control, aby jeść bez wizualnej informacji zwrotnej. Naciśnij Trening, aby jeść z wizualną informacją zwrotną. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rysunek 3: Połącz wagę ze smartfonem. Wybierz skalę za pomocą aplikacji. Naciśnij Połącz, aby kontynuować. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rysunek 4: Umieść płytkę na wadze. Umieść płytkę na wadze i naciśnij Gotowe, aby kontynuować. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-5
Rysunek 5: Połóż jedzenie na talerzu. Połóż jedzenie na talerzu, aż wskazane zostanie 100% i naciśnij Start, gdy będzie gotowe do spożycia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-6
Rysunek 6: Jedzenie z wizualną informacją zwrotną. Dostosuj tempo jedzenia do przerywanej niebieskiej krzywej odniesienia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-7
Rysunek 7: Ocena pełni. Wskaż uczucie pełności, gdy pojawi się skala ocen. Dostosuj ocenę do przerywanej fioletowej krzywej odniesienia i naciśnij Gotowe, aby kontynuować jedzenie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-8
Rysunek 8: Dostosowanie tempa jedzenia. Zmodyfikuj tempo jedzenia, jeśli odchyla się od przerywanej niebieskiej krzywej odniesienia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-9
Rysunek 9: Posiłek zakończony. Naciśnij Nie, jeśli na talerzu nie ma jedzenia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-10
Rysunek 10: Posiłek zakończony. Zgodność z krzywymi odniesienia i czasem trwania wyświetlanego posiłku. Naciśnij Gotowe, aby wyjść. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-11
Rycina 11: Krzywa wczesnego skumulowanego spożycia pokarmu (CFI) w jadłowstręcie psychicznym. Zapis (niebieska linia), usunięte artefakty (czerwona linia) i krzywa CFI modelowana za pomocą równania kwadratowego. Dane od pacjenta z anoreksją w drugim dniu leczenia, jedzącego bez wizualnej informacji zwrotnej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-12
Rycina 12: Wczesna odpowiedź na leczenie jadłowstrętu psychicznego. Pacjent dostosowuje się do krzywej referencyjnej w piątym dniu leczenia. Dane pochodzące od tego samego pacjenta. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-13
Rycina 13: Remisja z jadłowstrętu psychicznego. Zwiększenie tempa jedzenia w momencie remisji po 175 dniach leczenia. Dane od tego samego pacjenta jedzącego bez wizualnej informacji zwrotnej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-14
Rycina 14: Wpływ leczenia zachowań żywieniowych w jadłowstręcie psychicznym. Czas do remisji jest bardzo zmienny (A), ponieważ wskaźnik masy ciała (BMI) normalizuje się (B) u pięciu pacjentów leczonych z powodu remisji jadłowstrętu psychicznego. Zwróć uwagę na zmienność w przyjmowaniu pokarmu (C), czasie trwania posiłku (D), spowolnieniu tempa jedzenia (E) i początkowym tempie jedzenia (F) przy przyjęciu (Adm) oraz normalizacji tych pomiarów w remisji (Rem). Pacjenci jedzący bez krzywej referencyjnej. Dane są medianami (min-max). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Podczas gdy opisana tutaj metoda jest główną interwencją w naszym leczeniu pacjentów z problemami z masą ciała, leczenie obejmuje dodatkowe interwencje, które zostały opisane wcześniej, w tym kryteria przyjęcia i remisji34 oraz wynik w odstępach trzymiesięcznych u każdego z 1428 pacjentów26. To właśnie na tym urządzeniu, a nie na tych dodatkowych interwencjach, skupia się niniejsze sprawozdanie.

Tryb sterowania urządzenia służy do rejestrowania zachowań żywieniowych u osób zdrowych oraz u pacjentów z niedowagą i nadwagą. Tryb treningowy jest następnie wykorzystywany do zmiany zachowań żywieniowych w celach eksperymentalnych lub klinicznych. Wykorzystanie wizualnej informacji zwrotnej w leczeniu pacjentów z anoreksją, w 100% zgodnie ze wskazaniami na ekranie komputera, to ilość pokarmu, jaką pacjent powinien spożyć, ustalana indywidualnie na podstawie trzech wstępnych testów w trybie Kontrola. 100% to niewielka ilość jedzenia u pacjenta z anoreksją, ale więcej jedzenia niż zjadł w trzech wstępnych testach. Pacjent z anoreksją spożywa stopniowo więcej jedzenia i jest proszony o dodawanie jedzenia, aż na ekranie pojawi się 100%. Kształt przerywanej niebieskiej krzywej referencyjnej, który pozostaje taki sam w trakcie leczenia, opiera się na ustaleniu, że osoby zdrowe o normalnej masie ciała jedzą w tempie stopniowo malejącym, tj. w sposób spowolniony1. Przerywana fioletowa krzywa odniesienia dla uczucia pełności opiera się na ustaleniu, że kumulacyjna krzywa sytości jest najlepiej dopasowana do krzywej esicy1. Na osiach nie ma liczb. Leczenie jest kontynuowane do momentu, gdy pacjent będzie w stanie zjeść około 300-350 g pokarmu w ciągu około 10-15 minut bez krzywej referencyjnej. Dane te uzyskano od zdrowych osób o prawidłowej masie ciała. Zarówno pacjenci z niedowagą, jak i nadwagą mają do wyboru trzy dania ze zwykłego szwedzkiego jedzenia w praktyce klinicznej i oferuje im się wodę do picia. Eksperymentalna manipulacja zachowaniami żywieniowymi odbywa się w ten sam sposób u zdrowych osób 1,6,7,32,33. Ponieważ przywrócenie normalnego uczucia pełności za pomocą wizualnego sprzężenia zwrotnego dostarczanego przez krzywą odniesienia odbywa się w ten sam sposób, nie jest to tutaj omawiane. Klinicznie jest to jednak ważna interwencja, ponieważ pacjenci z anoreksją oceniają uczucie sytości znacznie wyżej niż osoby zdrowe.

Podczas gdy pacjenci postępują zgodnie z wizualną informacją zwrotną podczas jedzenia w trakcie leczenia, mogą dodawać jedzenie do talerza podczas posiłku, gdy jedzą bez informacji zwrotnej. Dodatki do żywności i inne zdarzenia, w tym nacisk wywierany na talerz podczas krojenia żywności za pomocą widelców i noży, wpływają na rejestrację przez urządzenie, tworząc artefakty i błędy, które wcześniej były usuwane ręcznie, jak opisano wpunkcie 35. Dane generowane podczas spożywania posiłków za pomocą urządzenia są gromadzone w specjalnie utworzonej bazie danych, z której klinicysta może pobrać wyniki, aby zapewnić pacjentom informacje zwrotne na temat postępów leczenia, a badacz może wykorzystać do analizy wyników eksperymentów.

Pacjenci z anoreksją jedzą niewiele jedzenia w wolnym tempie34. Co jednak ciekawe, są one w stanie spożywać posiłki o normalnej wielkości nawet przy bardzo niskim BMI18. Na przykład, zgłoszona pacjentka była w stanie zjeść 300 g na bardzo wczesnym etapie leczenia i na długo przed normalizacją jej BMI oraz zaledwie trzy dni po jedzeniu w sposób nieuporządkowany, tj. spożywając tylko niewielką ilość jedzenia w przyspieszonym tempie. Pacjenci z anoreksją, którzy zaczynają jeść w bardzo niskim tempie, prawdopodobnie zwiększą tempo jedzenia w trakcie początkowych posiłków, tak jak zrobiło to trzech pacjentów opisanych tutaj. Kiedy jednak pacjenci zbliżają się do remisji, pojawia się odwrotna zależność między szybkością spowolnienia a początkową szybkością jedzenia1. Kilkuset pacjentów z zaburzeniami odżywiania zostało wyleczonych do remisji, a protokół okazał się przyjazny dla użytkownika i nie powoduje żadnych niepożądanych skutków ubocznych26. Pacjenci z ciężką otyłością byli podobnie leczeni w celu utraty wagi, choć nie do normalnej masy ciała28,33. Obecnie nie ma metody, która normalizowałaby masę ciała pacjentów z ciężką nadwagą.

Ograniczeniem tej metody jest to, że badani są prawdopodobnie dotknięci przez urządzenie nawet przy braku wizualnej informacji zwrotnej. Hipotezę tę można przetestować, porównując dane uzyskane za pomocą urządzenia z danymi uzyskanymi z posiłków nagranych na wideo. Paradoksalnie, to samo ograniczenie może być zaletą w leczeniu, które ma na celu normalizację przyjmowania pokarmów.

Podczas gdy obecna metoda jest od dawna stosowana do rejestrowania zachowań żywieniowych, dodanie wizualnej informacji zwrotnej do celów eksperymentalnych i klinicznych nie było stosowane poza naszymi badaniami i kliniką. Dla klinicystów dążących do przywrócenia zachowań żywieniowych pacjentów oraz dla naukowców zainteresowanych wykorzystaniem zachowań żywieniowych jako zmiennej eksperymentalnej, urządzenie oferuje metodę. Analiza wyników może być teraz zautomatyzowana przy użyciu obecnego algorytmu do obliczania krzywej CFI, co zmniejsza potrzebę czasochłonnego ręcznego przetwarzania. Dzięki temu możliwe jest monitorowanie i analiza zachowań żywieniowych w dużych grupach badanych.

Skuteczność algorytmu zostanie jeszcze poprawiona. Obecnie opiera się ona na szacunkach odchyleń od rzeczywistych wartości ugryzień w oderwaniu od artefaktów.

Urządzenie znajdzie zastosowanie wśród dzieci w celu zapobiegania problemom z masą ciała w wieku dorosłym. Większość sprzętu i oprogramowania omówionego w tym raporcie jest gotowa do użycia na tak dużą skalę. Ewentualne ulepszenia, w tym optymalizacja wizualnego wyglądu informacji zwrotnej na ekranie urządzenia oraz rozszerzenie CFG o dodatkowe rodzaje działań w posiłkach i analizie częściowo zrealizowanych posiłków, muszą poczekać na wynik zamierzonego zastosowania na dużą skalę.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nasze badania prowadzone są w Instytucie Karolinska, gdzie Södersten jest profesorem. Badania są tłumaczone klinicznie przez Mando Group AB, firmę założoną przez Söderstena i Bergha, z których każda posiada 47,5% akcji. Profesor Michael Leon z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine ma 5%. Mando Group AB co pięć lat podpisuje umowę z Radą Hrabstwa Sztokholm na leczenie pacjentów z zaburzeniami odżywiania. Mando Group AB podpisała swoją pierwszą umowę w 1997 roku z Radą Hrabstwa Sztokholm i od tego czasu jej leczenie jest jednym ze standardów opieki oferowanych mieszkańcom Sztokholmu. Taki sam układ obowiązuje w sytuacji, gdy Rada Hrabstwa Sztokholm zawiera umowy z własnymi klinikami na leczenie pacjentów z wszelkiego rodzaju chorobami, w tym zaburzeniami odżywiania. Oznacza to, że Rada Hrabstwa Sztokholm świadczy usługi w zakresie zaburzeń odżywiania dla mieszkańców Sztokholmu zarówno poprzez własną klinikę, jak i za pośrednictwem Mando Group AB. W Sztokholmie istnieje trzeci podmiot świadczący opiekę nad pacjentami z zaburzeniami odżywiania, który jest prywatną kliniką. Cała opieka zdrowotna w Szwecji jest finansowana przez system podatkowy, prywatne wynagrodzenie jest niezwykle rzadkie. Pacjenci mogą jednak płacić prywatnie za leczenie przez Mando Group AB, a pacjenci z Australii zrobili to, ponieważ ubezpieczyciele w Australii odmówili zwrotu kosztów. Należy dodać, po pierwsze, że Mando Group AB stosuje się do zalecenia Międzynarodowego Komitetu Wydawców Czasopism Medycznych w sprawie "Odpowiedzialności autora – konfliktu interesów" http://www.icmje.org/recommendations/browse/roles-and-responsibilities/author-responsibilities--conflicts-of-interest.html. Po drugie, należy również dodać, że cały zysk osiągnięty przez Mando Group AB został ponownie zainwestowany w badania i rozwój oraz że nie wypłacono dywidend dla akcjonariuszy. Niniejsza polityka nie ulegnie zmianie. Wszystkie powyższe informacje są zadeklarowane we wszystkich zgłoszonych manuskryptach i do tej pory czasopisma uznały za konieczne opublikowanie tylko niektórych szczegółów. Wydaje się jednak, że potencjalny problem etyczny, gdy naukowcy przekładają wyniki badań na praktykę kliniczną w firmie, nie różni się od tego, który pojawia się, gdy każdy naukowiec, w środowisku akademickim, opracowuje teorię i potrzebuje dalszych funduszy ekonomicznych na swoją pracę i może otrzymać uznanie i korzyści finansowe za swoją pracę. Zachęta jest częściowo ekonomiczna również w tym przypadku, a "problem" etyczny jest podobny w obu przypadkach. Jednak ważniejszą zachętą jest poprawa leczenia pacjentów z zaburzeniami odżywiania. Instytuty medyczne, w tym Instytut Karolinska, zachęcają do przekładania badań na praktykę kliniczną w firmach, które dążą do generowania zysków finansowych przeznaczonych na badania i rozwój (patrz: http://ki.se.proxy.kib.ki.se/sites/default/files/summary_strategy2018.pdf).

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Maryam Esfandiari pokazuje, jak działa urządzenie, a Vasileios Papapanagiotou opisuje, jak generowane dane są filtrowane i dopasowywane do krzywej CFI. Per Södersten opisuje badania, na których opiera się interwencja kliniczna, a Cecilia Bergh omawia jej zastosowanie w klinice. Prace są wspierane przez Mando Group AB, program Wspólnoty Europejskiej w zakresie technologii informacyjno-komunikacyjnych SPLENDID (610746) oraz program Wspólnoty Europejskiej w dziedzinie zdrowia, zmian demograficznych i dobrostanu (727688).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
SkalaTÜ M ELEKTRONIKnr katalogowycsutm niedostępny komercyjnie

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zandian, M., Ioakimidis, I., Bergh, C., Brodin, U., Södersten, P. Decelerated and linear eaters: Effect of eating rate on food intake and satiety. Physiol. Behav. 96, 270-275 (2009).
  2. Lewis, H. R., Papadimitriou, C. H. Elements of the Theory of Computation. , Available from: https://dl.acm.org/citation.cfm?id=549820 (1997).
  3. Lieberman, D. E. Evolution of the Human Head. , Harvard University Press. (2011).
  4. Ungar, P. S. Evolution's Bite: A Story of Teeth, Diet, and Human Origins. , Princeton University Press. (2017).
  5. Al-Khudairy, L., et al. physical activity and behavioural interventions for the treatment of overweight or obese adolescents aged 12 to 17 years. Cochrane Database Syst. Rev. 6, CD012691(2017).
  6. Zandian, M., et al. Children eat their school lunch too quickly: an exploratory study of the effect on food intake. BMC Public Health. 12, (2012).
  7. Zandian, M., Ioakimidis, I., Bergh, C., Leon, M., Södersten, P. A sex difference in the response to fasting. Physiol. Behav. 103, 530-534 (2011).
  8. Xu, B., Xie, X. Neurotrophic factor control of satiety and body weight. Nat. Rev. Neurosci. 17, 282-292 (2016).
  9. GBD 2015 Obesity Collaborators. Health effects of overweight and obesity in 195 countries over 25 years. N. Engl. J. Med. , 13-27 (2017).
  10. Morley, J. E. Diabetes: the diabetic brain. Nat. Rev. Endocrinol. 13, 570-571 (2017).
  11. Aslibekyan, S., Garvey, W. T. Obesity: Obesity and cardiometabolic disease - more than meets the eye. Nat. Rev. Endocrinol. 13, 566-568 (2017).
  12. Södersten, P., Bergh, C., Zandian,, Ioakimidis, I. Obesity and the brain. Med. Hypotheses. 77, 371-373 (2011).
  13. Hendricks, A. E., et al. Rare variant analysis of human and rodent obesity genes in individuals with severe childhood obesity. Sci. Rep. 7, 4394(2017).
  14. Ammar, A. A., et al. NPY-leptin: opposing effects on appetitive and consummatory ingestive behavior and sexual behavior. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 278, R1627-R1633 (2000).
  15. Nergårdh, R., et al. Neuropeptide Y facilitates activity-based-anorexia. Psychoneuroendocrinology. 32, 493-502 (2007).
  16. Chen, Y., Lin, Y. -C., Kuo, T. -W., Knight, Z. A. Sensory detection of food rapidly modulates arcuate feeding circuits. Cell. 160, 829-841 (2015).
  17. Burnett, C. J., et al. Hunger-driven motivational state competition. Neuron. 92, 187-201 (2016).
  18. Nergårdh, R., Nergårdh, R., Bergh, C., Zandian, M., Scheurink, A. Behavioral neuroendocrinology and treatment of anorexia nervosa. Front. Neuroendocrinol. 29, 445-462 (2008).
  19. Södersten, P., Nusbaum, M. P., Blitz, D. M., Marder, E. Functional consequences of neuropeptide and small-molecule co-transmission. Nat. Rev. Neurosci. 18, 389-403 (2017).
  20. Mead, E., et al. Drug interventions for the treatment of obesity in children and adolescents. Cochrane Database Syst. Rev. 11, CD012436(2016).
  21. Himmerich, H., et al. Olanzapine treatment for patients with anorexia nervosa. Can. J. Psychiatry. 62, 506-507 (2017).
  22. Mayer, J. Genetic, traumatic and environmental factors in the etiology of obesity. Physiol. Rev. 33, 472-508 (1953).
  23. Periwal, V., Chow, C. C. Patterns in food intake correlate with body mass index. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 291, E929-E936 (2006).
  24. Bergh, C., Leon, M., Brodin, U., Zandian, M. Cognitive behavior therapy for eating disorders versus normalization of eating behavior. Physiol. Behav. 174, 178-190 (2017).
  25. Freeman, C. P. L., Barry, F., Dunkeld-Turnbull, J., Henderson, A. Controlled trial of psychotherapy for bulimia nervosa. Br. Med. J. Clin. Res. Ed. 296, 521(1988).
  26. Södersten, P., Bergh, C., et al. Effective treatment of eating disorders: results at multiple sites. Behav. Neurosci. 127, 878-889 (2013).
  27. Yamagishi, K., et al. Impact of speed-eating habit on subsequent body mass index and blood pressure among schoolchildren - The Ibaraki Children's Cohort Study (IBACHIL). Circ. J. Off. J. Jpn. Circ. Soc. , (2017).
  28. Ford, A. L., et al. Treatment of childhood obesity by retraining eating behaviour: randomised controlled trial. BMJ. 340, b5388(2010).
  29. Jordan, H. A., Wieland, W. F., Zebley, S. P., Stellar, E., Stunkard, A. J. Direct measurement of food intake in man: a method for the objectiive study of eating behavior. Psychosom. Med. 28, 836-842 (1966).
  30. Meyer, J. -E., Pudel, V. Experimental studies on food-intake in obese and normal weight subjects. J. Psychosom. Res. 16, 305-308 (1972).
  31. Kissileff, H. R., Klingsberg, G., Itallie, T. B. V. Universal eating monitor for continuous recording of solid or liquid consumption in man. Am. J. Physiol. - Regul. Integr. Comp. Physiol. 238, R14-R22 (1980).
  32. Zandian, M., Ioakimidis, I., Bergh, C., Södersten, P. Linear eaters turned decelerated: reduction of a risk for disordered eating? Physiol. Behav. 96, 518-521 (2009).
  33. Zandian, M., et al. Control of Body Weight by Eating Behavior in Children. Front. Pediatr. 3, (2015).
  34. Bergh, C., Brodin, U., Lindberg, G., Södersten, P. Randomized controlled trial of a treatment for anorexia and bulimia nervosa. Proc. Natl. Acad. Sci. 99, 9486-9491 (2002).
  35. Ioakimidis, I., et al. Description of chewing and food intake over the course of a meal. Physiol. Behav. 104, 761-769 (2011).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Kontrola zachowa ywieniowychsystem informacji zwrotnej wizualnejkwadratowy model jedzeniaobiektywny pomiar jedzenialeczenie anoreksji nervosazarz dzanie oty o cianaliza czasu trwania posi kumonitorowanie spo ycia pokarm wterapia zaburze od ywianiametoda normalizacji masy cia a

Powiązane artykuły