Name: Badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-19T08:45:00.000+00:00
Duration: 12 min 9 s
Description: Poznaj metody pomiaru motywacji pokarmowej u ludzi przy użyciu zadań siły chwytu i aukcji gotowości do zapłaty. Techniki te pozwalają obiektywnie ocenić wartość nagród żywieniowych i aktywność mózgu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

HZ jest wspierany przez program Translational Medicines and Therapeutics (TMAT) finansowany przez Wellcome Trust i GlaxoSmithKline oraz przez Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund. NM jest finansowany przez program doktorancki Wellcome Trust. ISF i PCF są wspierane przez program Wellcome Trust Senior Fellowship oraz Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund. NS jest wspierany przez Bernard Wolfe Health Neuroscience Fund.

Wszystkie procedury opisane w niniejszym protokole zostały opracowane i przetestowane po uzyskaniu zgody etycznej od lokalnych komisji etyki badań w Cambridge (Cambridge Local Research Ethics Committees).
1. Siła chwytu jako miara motywacji związanej z jedzeniem
<ol>
	<li>Aparatura i konfiguracja:
	<ol>
		<li>Zainstaluj program MATLAB z zestawami narzędzi Cogent na laptopie służącym do podawania bodźców.</li>
		<li>Podłącz przetwornik siły oraz powiązany system akwizycji danych do laptopa służącego do podawania bodźców poprzez port ethernet. Szczegóły dotyczące wymaganego sprzętu i oprogramowania znajdują się w Tabeli 1. 
		Uwaga: Aby przeprowadzić zadanie w skanerze do obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI), stosuje się prostą gumową gruszkę do pomiaru siły uścisku, połączoną z przetwornikiem ciśnienia znajdującym się poza skanerem. Zmiany ciśnienia powietrza wewnątrz gruszki podczas jej ściskania mogą być mierzone przez przetwornik i bezpośrednio powiązane z wywieranym wysiłkiem.</li>
		<li>Skonfiguruj program tak, aby stale odpytywał system akwizycji danych i odczytywał 10 próbek podczas każdego odpytania. Średnią z tych próbek przyjmij jako wywieraną siłę. Uwaga: Równocześnie można mierzyć odpowiedź galwaniczna skóry (GSR). W tym celu laptop służący do podawania bodźców wymaga portu równoległego do połączenia z systemem akwizycji danych GSR, aby zsynchronizować GSR z innymi pomiarami. Aby zminimalizować obciążenie laptopa do podawania bodźców, użyj osobnego komputera do rejestrowania mierzonego sygnału GSR. Pomiary GSR nie są dalej omawiane.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Schemat eksperymentu GSR przedstawiający konfigurację sprzętu, ścieżki danych i przepływ procesu bodźców wizualnych." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Konfiguracja sprzętowa dla zadania siły chwytu.
<ol start="2">
	<li>Procedura:
	<ol>
		<li>Ustaw sprzęt na stole lub innej stabilnej powierzchni, jak pokazano na Rysunku 1. Poczekaj, aż system akwizycji danych połączy się z laptopem.</li>
		<li>Przed rozpoczęciem zadania zbierz pomiar bazowy dla przetwornika siły chwytu oraz pomiar maksymalnego wysiłku uczestnika, zwany w dalszej części tekstem maksymalnym skurczem dobrowolnym (MVC).
		<ol>
			<li>Umieść przetwornik siły chwytu na stole i dokonaj pomiaru bazowego.</li>
			<li>Aby zmierzyć MVC, poproś uczestnika o chwycenie przetwornika siły chwytu i wybranie wygodnej pozycji ramienia, którą będzie utrzymywać przez cały czas trwania zadania. Poinstruuj uczestnika, aby pięć razy ścisnął przetwornik tak mocno, jak to możliwe, a średnią z pięciu tych prób przyjmij jako maksymalną kalibrację dla zadania. Uwaga: Siła wywierana przez uczestnika w okresie odpowiedzi jest mierzona jako procent różnicy między wartością bazową a MVC w następujący sposób: <img alt="Wzór obliczania wysiłku, równanie matematyczne, analiza biomechaniczna, siła, MVC, wartość bazowa." fo:content-width="2in" height="44" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq1.jpg" width="210" data-altupdatedat="1787630408000">Jeśli wysiłek jest ujemny, zostaje on ustawiony na minimalną siłę równą zero, a jeśli jest większy niż MVC zmierzony podczas kalibracji, zostaje ustawiony na maksymalny wysiłek wynoszący 100 jednostek. Robi się to w celu uwzględnienia wszelkich pozostałych szumów po zastosowaniu wygładzania dla 10 punktów próbkowania, jak opisano powyżej. Wynikowa seria próbek wysiłku jest akumulowana w okresie odpowiedzi i zapisywana jako odpowiedź wysiłkowa dla danej próby.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Rozpocznij zadanie. 
		Uwaga: Jeśli sesja zadaniowa jest długa, efekty zmęczenia można uwzględnić, mierząc MVC również na końcu zadania i odnosząc efekt zmęczenia do różnicy między wartościami MVC na początku i na końcu sesji.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kluczowe zmienne zależne: 
	Metoda ta rejestruje krzywą siła-czas dla każdej próby. Z krzywej siła-czas wyodrębnij następujące zmienne: pole pod krzywą (AUC), maksymalną lub szczytową siłę oraz tempo lub nachylenie krzywej siła-czas.</li>
	<li>Zastosowania: 
	Poniżej opisano trzy zastosowania pomiaru siły chwytu.
	<ol>
		<li>Badanie względnej wartości nagrody: zadanie Effortful Picture Selection. 
		Uwaga: Zadanie to mierzy względny wysiłek, jaki uczestnicy są skłonni podjąć, aby zobaczyć różne rodzaje nagradzających obrazów, takich jak żywność i dobra konsumpcyjne. Oceny wysiłku są powiązane z subiektywnymi ocenami preferencji dla tych samych obrazów. Projekt eksperymentalny jest następujący:
		<ol>
			<li>W każdej próbie zadania zaprezentuj dwa obrazy obok siebie; jeden to duży (300 x 300 pikseli) i wyraźnie widoczny obraz domyślny, a drugi to mały (5 x 5 pikseli) niewyraźny obraz niedomyślny. Wywieranie siły na przetwornik powiększa obraz niedomyślny i pomniejsza obraz domyślny.</li>
			<li>Wybierz 6 obrazów z trzech kategorii nagród: żywność wysokokaloryczna, żywność niskokaloryczna oraz nagradzające przedmioty niebędące żywnością (specyficzne dla płci). Poproś grupę zdrowych ochotników o niezależną ocenę subiektywnego polubienia tych obrazów. Stwórz pary obrazów w taki sposób, aby każdy obraz był sparowany ze wszystkimi obrazami z dwóch pozostałych kategorii. Zrównoważ pary (counterbalance) tak, aby każdy obraz pojawiał się jako domyślny i niedomyślny w równej liczbie prób.</li>
			<li>Przeprowadzenie zadania: Wykonaj wszystkie kroki opisane w sekcji 1.2.</li>
			<li>Wyjaśnij uczestniczce strukturę próby i poinformuj ją, że może zwiększyć rozmiar obrazu niedomyślnego, a odpowiadnio zmniejszyć rozmiar obrazu domyślnego, ściskając przetwornik. 
			Uwaga: Zrównoważenie zapewnia, że wszystkie obrazy będą miały taką samą liczbę prób, w których wysiłek będzie je powiększał lub pomniejszał.</li>
			<li>Ustaw siłę wymaganą do maksymalnego powiększenia obrazu niedomyślnego na 10% MVC każdej osoby (procent ten może wymagać indywidualnego ustawienia dla każdego modułu Biopac). 
			Uwaga: Zależność między wywieraną siłą a rozmiarem obrazu jest określana w następujący sposób. Przy założeniu, że zarówno obraz tła, jak i pierwszy plan są kwadratami, niech lB i lF będą odpowiednio długością obrazu tła i pierwszego planu. Niech g, GMVC oraz, GBASE będą odpowiednio odpowiedzią siły chwytu zmierzoną w okresie odpowiedzi próby, maksymalną siłą zmierzoną podczas kalibracji oraz wartością bazową zmierzoną podczas kalibracji. Dalej, zakładając liniową zależność między siłą chwytu a rozmiarem obrazu, lB i lF można zapisać jako <img alt="Równania równowagi statycznej, \[l_B=k g_{calib}+L_{min}, l_F=-k g_{calib}+L_{max}\], obraz wzoru." fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq2.jpg" width="140" data-altupdatedat="1787630408000"> przy ograniczeniach <img alt="Równania równowagi statycznej, \(L_{\text{min}} &lt; l &lt; L_{\text{max}}\), schemat nierówności matematycznej." fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq3.jpg" width="120" data-altupdatedat="1787630408000"> 
			gdzie <img alt="Wzory na równowagę statyczną k, g kalibracja; schemat przedstawia wyrażenia matematyczne." fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51281/51281eq4.jpg" width="280" data-altupdatedat="1787630408000"> 
			Ograniczenia te gwarantują, że obraz nie powiększy się bardziej niż Lmax, nawet jeśli wywierana będzie siła przekraczająca GMVC.</li>
			<li>Przedstaw krótką demonstrację zadania.</li>
			<li>Poinformuj uczestniczkę, że może oglądać obrazy według uznania, w zależności od tego, jaki wysiłek podejmie. Pozostaw uczestniczkę samą do ukończenia zadania.</li>
			<li>Po zakończeniu zadania zbierz oceny polubienia dla każdego obrazu, korzystając z wizualnych skal analogowych.</li>
			<li>Aby przeanalizować dane, dla każdego obrazu oblicz średnią z pól pod krzywymi siła-czas we wszystkich próbach, w których był on obrazem niedomyślnym i wymagany był wysiłek do jego powiększenia. Średnia wartość AUC jest przyjmowana jako miara motywacji dla tego konkretnego obrazu.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Badanie podprogowej motywacji do jedzenia. 
		Uwaga: Używając zarówno podprogowej, jak i świadomej prezentacji bodźców, zadanie to bada motywację do jedzenia na obu tych poziomach. Poniższy opis opiera się na wcześniejszym badaniu wykorzystującym sytość specyficzną dla zmysłów (patrz Ziauddeen et al.16). Projekt eksperymentalny jest następujący:
		<ol>
			<li>Wybierz trzy bodźce: potrawę słoną, potrawę słodką i neutralny przedmiot niebędący jedzeniem. Zbierz dwa obrazy każdego elementu, jeden do próby świadomej, a drugi do prób podprogowych, aby zminimalizować efekty bezpośredniej specyfikacji motorycznej12. Za pomocą programu Adobe Photoshop sformatuj wszystkie obrazy tak, aby miały taką samą luminancję i to samo wzorzyste tło (szachownicę 1 mm kwadratów żółtych, czerwonych, zielonych i brązowych). Rozmyj krawędzie obrazu za pomocą pojedynczego przejścia.</li>
			<li>Stwórz obraz maski poprzez losowe przemieszanie wszystkich zdjęć, a następnie połącz je w celu utworzenia obrazu kompozytowego.</li>
			<li>Prezentacja podprogowa jest realizowana za pomocą maskowania typu „sandwich”. Aby to zrobić, zaprezentuj obraz maski przez 200 ms, następnie obraz bodźca przez 33 ms, a po nim ponownie maskę przez 267 ms. W próbach świadomych zaprezentuj maskę przez 200 ms, następnie obraz bodźca przez 200 ms i maskę wsteczną przez 100 ms. Całkowity czas prezentacji wynosi 500 ms w obu typach prób.</li>
			<li>Po zaprezentowaniu zamaskowanego bodźca rozpocznij okno odpowiedzi, podczas którego uczestnik może wywierać siłę na przetwornik siły chwytu. Zapewnij informację zwrotną w czasie rzeczywistym w postaci poziomu cieczy na ekranie. 
			Uwaga: We wszystkich zadaniach wykorzystujących poziom cieczy jako informację zwrotną dla uczestników, wysokość kolumny oraz maksymalna wysokość, jaką można osiągnąć, są zmieniane losowo w kolejnych próbach. Np. wysokość kolumny jest ustawiona tak, aby zmieniać się między 100, 110 a 120 jednostek, a maksymalna wysokość, którą można osiągnąć, między 80, 90 a 100 jednostek jako procent maksymalnej siły każdego uczestnika zmierzonej na początku zadania. Chociaż informacja zwrotna odgrywa ważną rolę w angażowaniu badanych w zadanie, taka konfiguracja zapewnia, że nie ma stałej zależności między wywieraną siłą a wysokością poziomu cieczy z próby na próbę. Celem jest zapobieganie modulowaniu wysiłku przez uczestników w celu osiągnięcia konkretnej informacji zwrotnej, np. doprowadzenia poziomu cieczy do samej góry. Uczestnicy są wyraźnie informowani, że informacja zwrotna jest niewiarygodna i otrzymują instrukcję, aby sami oceniali swój wysiłek, a nie polegali na poziomie cieczy.</li>
			<li>W każdej próbie zaprezentuj krzyżyk fiksacyjny przez 500 ms, następnie zamaskowany bodziec przez 500 ms, a potem okno odpowiedzi z informacją zwrotną w postaci poziomu cieczy przez 3000 ms.</li>
			<li>Przeprowadzenie zadania: Wykonaj wszystkie kroki opisane w sekcji 1.2.</li>
			<li>W każdej próbie poproś uczestniczkę o skupienie uwagi na centralnym krzyżyku fiksacyjnym. Wyjaśnij jej, że gdy pojawi się poziom cieczy, może ścisnąć przetwornik siły, aby zdobyć punkty na rzecz właśnie zaprezentowanego elementu. Wyjaśnij, że w niektórych próbach obraz może być trudny do zobaczenia i zasugeruj, aby kierowała się instynktem. Podkreśl, że informacja zwrotna jest niewiarygodna.</li>
			<li>Przeprowadź zadanie w tak wielu blokach, jak jest to wymagane.</li>
			<li>Po zakończeniu zadania sprawdź, jak skuteczna była procedura maskowania. Można to zrobić na dwa sposoby: zbierając subiektywny raport uczestnika oraz wykonując dyskryminację z wymuszonym wyborem. W tym drugim przypadku zaprezentuj zamaskowany bodziec tak jak w głównym zadaniu, a następnie dwie opcje i poproś uczestnika o wskazanie, który z nich został właśnie zaprezentowany. Zaprezentuj każdy obraz tyle razy, ile pojawił się w każdym bloku zadania głównego.</li>
			<li>Oblicz indeks rozróżnialności (d') zgodnie z teorią detekcji sygnałów; jeśli maskowanie zadziałało dobrze, d' powinno być bliskie zeru.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Badanie motywacji związanej z żywnością w skanerze.
		<ol>
			<li>Używając gumowej gruszki do pomiaru siły chwytu i towarzyszącego jej przetwornika ciśnienia, zadania oparte na sile chwytu można przeprowadzać w skanerze MRI. Jeśli stosowana jest informacja zwrotna, należy to zrobić zgodnie z sekcją 1.4.2.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Gotowość do zapłaty jako miara wartości nagrody
Uwaga: Zadanie to można zaprogramować w dowolnym odpowiednim oprogramowaniu do prezentacji bodźców; wymagany jest jedynie standardowy komputer stacjonarny lub laptop. Opisana tutaj wersja została zaprogramowana w programie Presentation (wersja 14.5, Neurobehavioral Systems).
<ol>
	<li>Procedury: 
	Uwaga: Niniejsza procedura jest modyfikacją komputerowej procedury aukcyjnej opracowanej przez Plassmanna 13. Procedura aukcyjna przebiega następująco:
	<ol>
		<li>Aukcja składa się z serii rund, w każdej z których występuje jeden produkt spożywczy. Należy sfotografować wszystkie produkty na identycznych talerzach i na tym samym tle. Przed rozpoczęciem zadania należy pokazać uczestnikom rzeczywiste talerze użyte na zdjęciach, aby zapewnić dokładne poczucie skali.</li>
		<li>Należy przekazać uczestnikom stały budżet pieniężny, np. £3.</li>
		<li>Należy poinformować uczestniczkę, że przejdzie ona przez kilka rund aukcji i w każdej z nich może złożyć ofertę. Ofertę może określić na skali suwakowej od £0 do £3 w odstępach co 10p.</li>
		<li>Należy poinformować uczestniczkę, że na koniec aukcji zostanie wybrana jedna runda, która będzie tą decydującą. W związku z tym nie musi ona rozdzielać budżetu £3 na różne rundy i może traktować każdą rundę tak, jakby była jedyną.</li>
		<li>Należy poinformować uczestniczkę, że w każdej rundzie licytować będzie przeciwko niej komputer. Jeśli przebije ofertę komputera w wybranej rundzie, wygrywa produkt spożywczy i musi zapłacić jedynie kwotę zaoferowaną przez komputer, a resztę pieniędzy zachowuje dla siebie. Jeśli jednak komputer przebije jej ofertę lub zaoferuje taką samą kwotę, uczestniczka nie otrzymuje produktu, ale zachowuje swój budżet pieniężny.</li>
		<li>Należy wyjaśnić uczestniczce, że przy takich zasadach najlepszą strategią licytowania w tej aukcji jest zaoferowanie kwoty najbliższej tej, którą naprawdę byłaby skłonna zapłacić za oferowany produkt spożywczy. 
		Uwaga: Oferta zebrana w ten sposób odpowiada jej WTP (gotowości do zapłaty).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zastosowania:
	<ol>
		<li>Badanie czułości pomiaru na zmiany stanu wewnętrznego. 
		Uwaga: W ramach dowodu koncepcji zbadano czułość pomiaru na zmiany wartości w zależności od głodu i sytości. Zdrowi ochotnicy o prawidłowej masie ciała wzięli udział w procedurze aukcyjnej przed i po spożyciu posiłku o stałej kaloryczności (550 kCal). Zastosowano manipulację sytością specyficzną dla bodźca sensorycznego.
		<ol>
			<li>Zebierz oceny głodu i sytości na wizualnej skali analogowej.</li>
			<li>Przeprowadź pierwszy blok zadania zgodnie z opisem w sekcji 2.1. Zaprojektuj zadanie tak, aby planowany produkt spożywczy został wybrany jako runda decydująca, pod warunkiem złożenia oferty różnej od zera.</li>
			<li>Przekaż uczestnikowi wygrany produkt i daj mu 15 min na spożycie posiłku. Odejmij kwotę zapłaty z budżetu £3.</li>
			<li>Ponownie zbierz oceny głodu i sytości.</li>
			<li>Przeprowadź drugi blok zadania z nowym budżetem £3. W drugim bloku żadna żywność nie zostaje wygrana.</li>
			<li>Porównaj WTP dla różnych produktów w obu blokach.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Przyszłe zastosowania: Badanie układów neuronalnych zaangażowanych w obliczanie wartości. 
		Uwaga: Zadanie to można przygotować i przeprowadzić w skanerze fMRI w celu zbadania neuronalnych korelatów obliczania wartości. Zostało ono niedawno wykorzystane w farmakologicznym badaniu fMRI analizującym wpływ czynników dopaminergicznych na obliczanie wartości nagrody pokarmowej. Uczestnicy wykonali pojedynczy blok zadania po otrzymaniu pojedynczej dawki agonisty dopaminy (bromokryptyny), antagonisty dopaminy (sulpirydu) lub placebo. Procedura była niemal identyczna z opisaną w sekcji 2.1, z wyjątkiem faktu, że skala była ustawiona na przyrosty co 20p. W porównaniu do podobnych zadań13, pomiar ten pozwala na uchwycenie WTP jako zmiennej bardziej ciągłej, w przeciwieństwie do zmiennej dyskretnej przyjmującej maksymalnie 4 wartości (odpowiadających każdemu przyciskowi standardowego panelu przycisków MRI).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Swinburn, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+global+obesity+pandemic%3A+shaped+by+global+drivers+and+local+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">The global obesity pandemic: shaped by global drivers and local environments.</a> Lancet. 378 (9793), 804-814 (2011).</li>
<li>Berthoud, H. -R., Lenard, N. R., Shin, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+reward%2C+hyperphagia%2C+and+obesity%5BTitle%5D)+AND+%22AJP+Integr.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Food reward, hyperphagia, and obesity.</a> AJP Integr. Comp. Physiol. 300 (6), 1266-1277 (2011).</li>
<li>Rolls, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+the+mechanisms+of+food+intake+and+obesity%5BTitle%5D)+AND+%22Obesity+Rev%22%5BJournal%5D)">Understanding the mechanisms of food intake and obesity.</a> Obesity Rev. 8 Suppl 1, 67-72 (2007).</li>
<li>Berridge, K. C., Robinson, T. E., Aldridge, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissecting+components+of+reward%3A+%27liking%27%2C+%26%2334%3Bwanting%2C%26%2334%3B+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Dissecting components of reward: 'liking', &#34;wanting,&#34; and learning.</a> Curr. Opin. Pharmacol. 9 (1), 65-73 (2009).</li>
<li>Rangel, A., Camerer, C., Montague, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+framework+for+studying+the+neurobiology+of+value-based+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A framework for studying the neurobiology of value-based decision making.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9 (7), 545-556 (2008).</li>
<li>Steiner, J. E., Glaser, D., Hawilo, M. E., Berridge, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+expression+of+hedonic+impact%3A+affective+reactions+to+taste+by+human+infants+and+other+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Biobehav.+Rev%22%5BJournal%5D)">Comparative expression of hedonic impact: affective reactions to taste by human infants and other primates.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 25 (1), 53-74 (2001).</li>
<li>Pessiglione, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+the+Brain+Translates+Money+into+Force%3A+A+Neuroimaging+Study+of+Subliminal+Motivation%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">How the Brain Translates Money into Force: A Neuroimaging Study of Subliminal Motivation.</a> Science. 316 (5826), 904-906 (2007).</li>
<li>Berridge, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motivation+concepts+in+behavioral+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Motivation concepts in behavioral neuroscience.</a> Physiol. Behav. 81 (2), 179-209 (2004).</li>
<li>Kringelbach, M. L., O'Doherty, J., Rolls, E. T., Andrews, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+the+human+orbitofrontal+cortex+to+a+liquid+food+stimulus+is+correlated+with+its+subjective+pleasantness%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex%22%5BJournal%5D)">Activation of the human orbitofrontal cortex to a liquid food stimulus is correlated with its subjective pleasantness.</a> Cerebral Cortex. 13 (10), 1064-1071 (2003).</li>
<li>Valentin, V. V., Dickinson, A., O'doherty, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+the+Neural+Substrates+of+Goal-Directed+Learning+in+the+Human+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Determining the Neural Substrates of Goal-Directed Learning in the Human Brain.</a> J. Neurosci. 27 (15), 4019-4026 (2007).</li>
<li>Becker, G. M., DeGroot, M. H., Marschak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+utility+by+a+single-response+sequential+method%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Sci%22%5BJournal%5D)">Measuring utility by a single-response sequential method.</a> Behav. Sci. 9 (3), 226-232 (1964).</li>
<li>Neumann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+parameter+specification+and+the+concept+of+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Res%22%5BJournal%5D)">Direct parameter specification and the concept of perception.</a> Psychol. Res. 52 (2-3), 207-215 (1990).</li>
<li>Plassmann, H., O'Doherty, J., Rangel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orbitofrontal+cortex+encodes+willingness+to+pay+in+everyday+economic+transactions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Orbitofrontal cortex encodes willingness to pay in everyday economic transactions.</a> J. Neurosci. 27 (37), 9984-9988 (2007).</li>
<li>Cambridge, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+and+Behavioral+Effects+of+a+Novel+Mu+Opioid+Receptor+Antagonist+in+Binge-Eating+Obese+People%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psych%22%5BJournal%5D)">Neural and Behavioral Effects of a Novel Mu Opioid Receptor Antagonist in Binge-Eating Obese People.</a> Biol. Psych. 73 (9), 887-894 (2012).</li>
<li>Ziauddeen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+the+mu-opioid+receptor+antagonist+GSK1521498+on+hedonic+and+consummatory+eating+behaviour%3A+a+proof+of+mechanism+study+in+binge-eating+obese+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Psych%22%5BJournal%5D)">Effects of the mu-opioid receptor antagonist GSK1521498 on hedonic and consummatory eating behaviour: a proof of mechanism study in binge-eating obese subjects.</a> Mol. Psych. , (2012).</li>
<li>Ziauddeen, H., Subramaniam, N., Gaillard, R., Burke, L. K., Farooqi, I. S., Fletcher, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+images+engage+subliminal+motivation+to+seek+food%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Obesity%22%5BJournal%5D)">Food images engage subliminal motivation to seek food.</a> Int. J. Obesity. 36 (9), 1245-1247 (2011).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych. HZ, NS, VCC, ISF i PCF były zaangażowane we współpracę akademicką z GlaxoSmithKline, która wykorzystywała niektóre z technik opisanych w tym manuskrypcie.

W tym artykule opisano zestaw miar do pomiaru motywacji do nagród żywnościowych i wartości nagrody. Zastosowanie miar siły chwytu do badania motywacji związanej z jedzeniem u ludzi jest szczególnie nowatorskie. Przedstawiono reprezentatywne wyniki dla większości opisanych zastosowań, wykazując wartość tych metod i ich wrażliwość na manipulacje metaboliczne i farmakologiczne, a tym samym ich potencjalne dalsze wykorzystanie w przyszłych badaniach motywacji związanej z żywnością oraz w badaniach leków przeciw otyłości. Te bardziej obiektywne miary można łatwo przenieść i porównać w różnych ustawieniach. Przydatne byłoby również rozważenie wpływu indywidualnej zmienności na te miary poprzez zbadanie wpływu na nie cech takich jak impulsywność.
Należy podkreślić kilka ważnych punktów. W przypadku korzystania z zadań związanych z siłą chwytu kluczowe znaczenie ma wstępna kalibracja i uchwycenie MVC. Idealnie jest uchwycić reakcję chwytu od początku każdej próby i nie ograniczać jej wyłącznie do wyznaczonego okna reakcji, ponieważ pozwala to na zbadanie przedwczesnej reakcji. Moduły Biopac MP150 są nieco zróżnicowane, dlatego każdy moduł powinien zostać przetestowany w celu określenia ustawień, które są najbardziej odpowiednie dla tego elementu wyposażenia. Tam, gdzie używane są niestandardowe obrazy, bardzo ważne jest, aby poddać je niezależnej ocenie, aby określić, jak bardzo są postrzegane. Ważnym ograniczeniem wszystkich tych miar jest to, że nie rejestrują one upodobania do używanych nagród w postaci jedzenia, dlatego ważne jest, aby po wykonaniu zadania zebrać miary subiektywnego upodobania za pomocą wizualnych skal analogowych lub innych odpowiednich narzędzi. Można je następnie porównać ze środkami motywacyjnymi lub wykorzystać do modelowania wpływu innych zmiennych na podstawowe zmienne zależne. Należy jednak zauważyć, że w badaniach, w których spożywane są rzeczywiste nagrody żywnościowe, na oceny polubień zebrane po wykonaniu zadania prawdopodobnie wpłynie spożycie żywności. Podkreśla to, jak ważne jest posiadanie nie tylko reprezentatywnych zdjęć, ale także reprezentatywnych produktów spożywczych , np. czekoladowego brownie, które wygląda i smakuje jak większość czekoladowych ciasteczek; i mieć je niezależnie oceniane.
Wreszcie, ważne jest, aby przyznać, że wszystkie te środki wykorzystują zdjęcia jedzenia jako reprezentacje nagród żywnościowych, a nie rzeczywistych nagród żywnościowych. Chociaż wiąże się to z pewnymi ograniczeniami, zachowania antycypacyjne w stosunku do jedzenia i decyzje dotyczące jedzenia są często kierowane przez reprezentacje jedzenia, a nie przez natychmiastową nagrodę konsumpcyjną. Niemniej jednak, dla opisywanych tutaj metod istotne jest, aby kiedy są one powiązane z wynikami takimi jak wygrana licytacja żywności, powinny być osiągnięte rzeczywiste wyniki.

Badania nad przetwarzaniem nagrody w jedzeniu u ludzi otrzymały znaczący impuls w związku z rosnącymi obawami dotyczącymi epidemii otyłości. Ponieważ droga do otyłości u większości osób otyłych wiedzie przez zwiększone spożycie energii wykraczające poza zapotrzebowanie metaboliczne1, ważne jest, aby zrozumieć czynniki napędzające i mechanizmy nadmiernej konsumpcji. Dominujące modele uważają tę nadmierną konsumpcję za formę niehomeostatycznego lub "hedonistycznego" jedzenia, tj. konsumpcji, która nie jest napędzana potrzebami homeostatycznymi, ale przez satysfakcjonująceaspekty spożywanego pokarmu (pokarmów). Jest to jednak złożone zjawisko, a systemy homeostatyczny i hedoniczny/nagrody nakładają się na siebie i są interaktywne. Co więcej, istnieje kilka czynników, które wpływają na jedzenie niehomeostatyczne, a które nie są bezpośrednio związane z hedonicznymi aspektami żywności, takimi jak wielkość porcji lubróżnorodność dostępnych pokarmów. Niemniej jednak ważne jest, aby umieć scharakteryzować i zmierzyć różne aspekty nagrody w postaci jedzenia.
Berridge i koledzy opisali trzy składniki nagrody: lubienie, chęć i naukę. Te trzy komponenty są połączone, ale można je rozdzielić pod względem leżących u ich podstaw systemów neuronowych. Polubienie odnosi się do hedonicznego wpływu nagrody, a pragnienie jest motywacją do nagrody. Uczenie się obejmuje skojarzenia i przewidywania dotyczące nagrody. Komponenty te są dalej rozróżniane na dwa podkomponenty, podstawowe lub ukryte oraz świadome lub jawne. Lubienie składa się z "lubienia", które odnosi się do podstawowych obiektywnych reakcji hedonicznych i świadomego subiektywnego doświadczania przyjemności. Podobnie pragnienie składa się z "chcenia", istotności nagród i wskazówek związanych z nagrodą oraz świadomego subiektywnego doświadczania pragnienia bodźców, tak jak zwykle rozumie się to pojęcie. Świadome, subiektywne doświadczenia lubienia i pragnienia są rozwijane z podstawowych reakcji przez wyższe mechanizmy poznawcze. Wreszcie, uczenie się również składa się z elementów ukrytych, takich jak skojarzenia Pawłowa i instrumentalne oraz warunkowanie asocjacyjne; a także wyraźne reprezentacje i przewidywania poznawcze4.
Te trzy elementy nagrody są ze sobą powiązane, ale można je rozdzielić zarówno eksperymentalnie, jak i pod względem ich substratów neuronalnych. Podczas gdy ten model pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób organizm reaguje na jedną nagrodę na raz, jak indywidualny organizm reaguje w konfrontacji z więcej niż jedną potencjalną nagrodą? Zgodnie z szeroko przyjętym modelem w neuroekonomii, centralnym etapem selekcji behawioralnej jest obliczanie subiektywnych wartości wszystkich oferowanych opcji. Uważa się, że obliczenie to wiąże się z oceną i ważeniem różnych atrybutów każdej opcji, co prowadzi do jednej porównywalnej wartości, często oznaczanej jako wartość celu5, przy czym można wybrać opcję o najwyższej wartości celu.
Wiele z tych prac nad neuronalnymi podstawami nagrody pochodzi z eleganckich badań nad neuronauką zwierząt. Wyzwaniem w badaniu hedonii, wartości celów i motywacji u ludzi była trudność w wiarygodnym i obiektywnym pomiarze tych różnych składników. Bardzo ważne jest, aby wyjść poza subiektywne miary wartości nagrody, takie jak samoocena polubień lub wartość celu, które mogą być na przykład zarejestrowane w wizualnej ocenie analogowej. Biorąc pod uwagę trudności w prawidłowej introspekcji wartości i wątpliwości co do tego, czy jest ona podawana zgodnie z prawdą, konieczne jest opracowanie solidnych narzędzi ilościowych, które można zweryfikować.
Podczas gdy obiektywne reakcje hedoniczne obserwowane u gryzoni są również obserwowane u niemowląt6, są one trudne do oceny u dorosłych ludzi. Element sympatii lub hedonizmu pozostaje zatem trudny do obiektywnego zmierzenia u dorosłych ludzi. Możliwe jest jednak bardziej obiektywne i precyzyjne zbadanie pragnienia lub motywacji, a niniejszy artykuł opisuje zestaw metod opartych na wykorzystaniu siły chwytu jako miary motywacji. Ilość wysiłku, jaki poszczególne osoby włożą, aby otrzymać nagrodę, jest modulowana przez wielkość nagrody, której oczekują. Motywacja do nagrody może być operacjonalizowana jako włożony wysiłek. Pessiglione i współpracownicy elegancko zademonstrowali użycie siły chwytu jako miary motywacji do nagród pieniężnych, przy czym uczestnicy wywierali większą siłę na nagrody pieniężne, które miały większe wartości7. W przypadku nagród w postaci jedzenia wartość nagrody żywnościowej dla jednostki zależy od kilku czynników, z których stan wewnętrzny (głód lub sytość) jest krytyczny. Wraz z nasyceniem następuje spadek aktywności neuronalnej w korze oczodołowo-czołowej (OFC), regionie mózgu, który koduje aktualną wartość bodźca, do otrzymania tego samego pokarmu9,10. OFC rzutuje na brzuszne prążkowie, które moduluje reakcję motywacyjną7. Dlatego dobry środek motywacyjny powinien wykazywać wrażliwość na zmiany wartości nagrody wraz z nasyceniem.
Aby określić wartość celu, bezpośrednie subiektywne oceny nie są idealne. Bardziej pośrednim sposobem, który ma również tę zaletę, że zachęca uczestników do ujawnienia swojej prawdziwej wartości celu, jest użycie zmodyfikowanej wersji aukcji Becker-DeGroot-Marschak11. Poprzez prosty zestaw zasad, ta procedura aukcyjna motywuje ludzi do ujawnienia maksymalnej kwoty zasobów pieniężnych, jakie są skłonni zapłacić za oferowane przedmioty. Ich gotowość do zapłaty (WTP) jest traktowana jako miara wartości celu.

<table><tbody><tr><td>System akwizycji danych Biopac MP150</td><td>Biopac Systems Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TSD121C ręczny dynamometr izometryczny</td><td>Biopac Systems Inc</td><td>TSD121C</td><td>Przetwornik siły uchwytu</td></tr><tr><td>DA100C Wzmacniacz przetwornika ogólnego przeznaczenia</td><td>Biopac Systems Inc</td><td>DA100C</td><td>Interfejs między MP150 a TSD121C</td></tr><tr><td>SS56L Żarówka zaciskająca uchwyt</td><td>Biopac Systems Inc</td><td>SS56L</td><td>Bezpieczny rezonans magnetyczny gumowa gruszka zaciskowa</td></tr><tr><td>TSD160C przetwornik różnicy ciśnień</td><td>Biopac Systems Inc</td><td>TSD160C</td><td>Interfejs między MP150 a TSD160C</td></tr><tr><td>PowerLab 8/30 lub 8/35</td><td>ADinstruments Ltd</td><td>PL358</td><td>Tylko do pomiaru Galvanic Skin Response (GSR)</td></tr><tr><td>FE116 Wzmacniacz GSR</td><td>ADInstruments Ltd</td><td>FE116 Tylko</td><td>do pomiaru GSR</td></tr><tr><td>MLT116F&nbsp; Elektrody GSR</td><td>ADInstruments Ltd</td><td>MLT116F</td><td>Dostarczane ze wzmacniaczem GSR</td></tr><tr><td>Port Compute Ethernet i kompatybilne z MP150</td><td></td><td></td><td>Do dostarczania bodźców i wykonywania zadań. Port Ethernet do podłączenia do komputera Biopac MP150</td></tr><tr><td>z portem</td><td></td><td></td> równoległym <td>do nagrywania GSR. Port równoległy wymagany do interfejsu z modułem API Powerlab 8/30</td></tr><tr><td>dla sprzętu Biopac</td><td>Biopac Systems Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cogent i Cogent graficzne toolboxy, wersja 1.29&nbsp;</td><td>publicznie dostępne</td><td></td><td>Pobierz z Laboratorium Neurobiologii, UCL</td></tr><tr><td>Labchart 6 lub nowszy</td><td>ADInstruments Ltd</td><td></td><td>Do wyświetlania bodźców</td></tr><tr><td>Moduł inpout.dll do komunikacji przez port równoległy</td><td>publicznie dostępny</td><td></td><td>Tylko do pomiaru reakcji galwanicznej skóry</td></tr><tr><td>MATLAB R2009a</td><td>Mathworks Inc</td><td></td><td>Programowanie głównego zadania</td></tr></tbody></table>

badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi

Studying Food Reward and Motivation in Humans

Kluczowym wyzwaniem w badaniu przetwarzania nagród u ludzi jest wyjście poza subiektywne miary samooceny i ilościowe określenie różnych aspektów nagrody, takich jak hedonika, motywacja i wartość celu, w bardziej obiektywny sposób. Jest to szczególnie istotne dla zrozumienia przejadania się i otyłości, a także ich potencjalnych metod leczenia. W artykule opisano zestaw miar motywacji związanej z jedzeniem z wykorzystaniem siły uścisku dłoni jako miary motywacyjnej. Metody te mogą być stosowane do badania zmian w motywacji związanej z jedzeniem za pomocą manipulacji metabolicznych (sytości) i farmakologicznych oraz mogą być wykorzystywane do oceny interwencji ukierunkowanych na przejadanie się i otyłość. Jednak, aby zrozumieć proces podejmowania decyzji związanych z jedzeniem w złożonym środowisku żywnościowym, niezbędna jest umiejętność ustalenia wartości celu nagrody, które kierują decyzjami i wyborami behawioralnymi podejmowanymi przez ludzi. Wartości te są ukryte, ale możliwe jest ich bardziej obiektywne ustalenie za pomocą takich wskaźników, jak gotowość do zapłaty i opisana jest metoda na to. Oba te zestawy metod zapewniają ilościowe miary motywacji i wartości celu, które można porównywać w obrębie poszczególnych osób i między nimi.

Poniżej przedstawiono reprezentatywne wyniki dla różnych zastosowań każdej z opisanych powyżej metod:
Siła uścisku jako miara motywacji
Badanie względnej wartości nagrody: zadanie Effortful Picture Selection
To konkretne zadanie zostało wykorzystane w badaniu dowodu koncepcji nowego leku będącego antagonistą receptorów opioidowych mu, GSK1521498, opracowanego do leczenia napadowego objadania się i otyłości14. W badaniu tym15 osoby z otyłością i napadowym objadaniem się zostały randomizowany do otrzymywania przez 4 tygodnie placebo lub GSK1521498 w dawce 2 mg/dobę lub 5 mg/dobę. Celem było ustalenie, czy działanie leku będzie specyficzne dla nagród żywnościowych, nie wpływając na inne rodzaje nagród. Rysunki 2 i 3 przedstawiają dane z grup otrzymujących placebo oraz 5 mg/dobę odpowiednio dla nagród żywnościowych i nieżywnościowych. Kluczowym pytaniem w tym badaniu było to, czy lek wywrze specyficzny wpływ na nagrody żywnościowe, a niniejszy pomiar pozwolił na zbadanie tej kwestii. Rysunek 2 pokazuje specyficzny efekt leku na motywację do spożywania żywności wysokokalorycznej, natomiast z Rysunku 3 wynika, że nie odnotowano wpływu na nagradzające obrazy nieżywnościowe.
<img alt="Analiza siły uścisku w stosunku do preferencji; wykresy słupkowe i wykresy rozrzutu; ocena istotności statystycznej." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Zadanie wysiłkowego wyboru obrazów: poniesiony wysiłek i oceny preferencji dla obrazów jedzenia. Górny panel przedstawia siłę uścisku oraz odpowiadające jej oceny preferencji w stanie wyjściowym w obu grupach, a osobno dla grupy placebo i grupy GSK1521498 po zakończeniu leczenia. Widać, że różnica między siłą uścisku dla obrazów jedzenia wysokotłustego (HF) a niskotłustego (LF) nie jest już istotna po leczeniu lekiem, mimo że subiektywna preferencja tych obrazów jest wyższa. Dolny panel przedstawia korelacje między wywieraną siłą a ocenami preferencji dla obrazów jedzenia wysokotłustego, ponownie w stanie wyjściowym dla obu grup oraz osobno w 28. dniu. Korelacja między tymi dwoma pomiarami jest widoczna w stanie wyjściowym oraz w grupie placebo po zakończeniu leczenia, ale zanika w grupie przyjmującej lek (*p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001). Rycina ta została powielona z pracy Cambridge et al.14). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51281/51281fig2highres.jpg" target="_blank">Klknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykres słupkowy porównujący siłę chwytu i oceny lubienia dla obrazów niebędących jedzeniem w dniach (-1, 28) w poszczególnych grupach." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig3.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Zadanie Effortful Picture Selection: poniesiony wysiłek i oceny lubienia dla obrazów niebędących jedzeniem. Lewy panel przedstawia siłę włożoną w obejrzenie nagradzających obrazów niebędących jedzeniem w grupie placebo (PBO) i grupie GSK1521498 (498 5 mg). Prawy panel przedstawia oceny lubienia dla tych samych obrazów. Widać, że nie ma istotnych efektów leku w zakresie motywacji do oglądania lub subiektywnego lubienia nagradzających obrazów niebędących jedzeniem. Rycina ta została powielona z pracy Cambridge et al.14).
Badanie motywacji podprogowej
Ta konkretna aplikacja pochodzi z wcześniejszego badania, w którym uczestnicy wykonali dwa bloki zadania siłowego z zachętą żywnościową16. Pomiędzy blokami zostali oni poddani specyficznej sytości (sensorycznej) w odniesieniu do jednego z dwóch produktów spożywczych; wszyscy uczestnicy otrzymali 30% swojego dziennego zapotrzebowania kalorycznego podczas tego jednego epizodu jedzenia. W każdej próbie mieli możliwość zdobycia punktów w kierunku nagrody, zależnie od siły wywartej na przetworniku siły uścisku. Przeprowadzono próby świadome, w których nagroda była prezentowana przez 200 msec, oraz próby podprogowe, w których była ona prezentowana jedynie przez 33 msec. Dostępne były dwie nagrody spożywcze, pizza i ciasto, oraz jedna nagroda niespożywalna, która służyła jako element kontrolny. Prezentacja podprogowa została osiągnięta za pomocą procedury maskowania typu „sandwich” z wykorzystaniem maski przedniej i tylnej. W analizie danych zmienną zależną było siła uścisku, obliczana jako pole pod krzywą siły (AUC) dla wszystkich prób. Aby umożliwić porównania między wszystkimi uczestnikami, dla każdego badanego AUC dla każdego typu próby zostało znormalizowane względem maksymalnego średniego AUC z 6 typów (syty, niesyty, niespożywalny; zarówno po posiłku, jak i na czczo). Pozwoliło to na uzyskanie znormalizowanego wyniku w przedziale 0-1 dla każdego uczestnika. Aby kontrolować zmęczenie, poposiłkową ociężałość oraz nieswoiste efekty między sesjami po posiłku i na czczo, AUC dla elementu niespożywalnego w każdej sesji służyło jako linia bazowa i zostało odjęte od pomiarów dla stanów sytości i niesytości. (Więcej szczegółów znajduje się w pracy Ziauddeen et al.16). Można zauważyć, że motywacja w przypadku sytości konkretnym pokarmem spada zarówno w warunkach świadomych, jak i podprogowych (patrz Rysunek 4).
<img alt="Oceny głodu, sytości i siły; wykresy słupkowe, warunki eksperymentalne; bodźce świadome i podprogowe." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig4.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4. Specyficzna sytość moduluje wysiłek motywacyjny. (A) Zmiana ocen głodu i sytości w zależności od spożycia pokarmu. (B, C) Uczestnicy wykazali mniejszy wysiłek w celu uzyskania pokarmu, który przed chwilą spożyli, ale nadal przykładali wysiłek w celu uzyskania innego pokarmu, niezależnie od świadomości. Oś Y przedstawia pole pod krzywą znormalizowane w obrębie badanego i skorygowane o zmiany podstawowe. Rysunek powielono z pracy Ziauddeen et al.15). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51281/51281fig4highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
Badanie motywacji związanej z jedzeniem w skanerze
Uczestnicy wykonali w skanerze sesję zadania siły motywacyjnej, podczas której ściskali gumową gruszkę, aby zdobyć punkty uprawniające do otrzymania wysokokalorycznych i niskokalorycznych produktów spożywczych na lunch po zakończeniu sesji. Rysunek 5 przedstawia ilustracyjne dane od 10 badanych z niedawnego badania fMRI nad działaniem leków, wykazujące, że zadanie to pozwala uchwycić różnice w motywacji do spożywania produktów wysoko nagradzających w porównaniu z produktami mniej nagradzającymi.
<img alt="Wykres słupkowy kategorii siły; pole pod krzywą siły, porównanie danych statystycznych, uwzględniono słupki błędów." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig5.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5. Siła wywierana dla różnych kategorii nagród. Badani ściskali gumową gruszkę do pomiaru siły chwytu w skanerze, aby zdobywać punkty na przedmioty z 3 różnych kategorii (HF: produkty wysokokaloryczne, LF: produkty niskokaloryczne, NF: neutralne produkty niejadalne).
Gotowość do zapłaty jako miara wartości nagrody
Rysunek 6 przedstawia wyniki badania dowodu koncepcji dotyczącego wpływu sytości na gotowość do zapłaty za nagrody żywnościowe. Aby ułatwić porównanie wewnątrzgrupowe, oferty każdego badanego zostały znormalizowane poprzez podzielenie ich przez ofertę maksymalną. Widać, że uczestnicy byli skłonni zapłacić więcej za produkty spożywcze w pierwszej rundzie. Wartość ta uległa zmniejszeniu w wyniku nasycenia 600 kaloriami produktu testowego, co odzwierciedlono w niższych ofertach w drugiej rundzie. Wydawało się, że efekt nasycenia był silniejszy w przypadku produktów słonych w porównaniu z produktami słodkimi, lecz nie było to istotne statystycznie.
<img alt="Wykres słupkowy przedstawiający znormalizowaną wartość pieniężną z porównaniem stanów posiłku testowego wraz z poziomami istotności." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51281/51281fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51281/51281fig6.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 6"> 
Rycina 6. Wpływ sytości na gotowość do zapłacenia (WTP). W badaniu wzięło udział 10 zdrowych ochotników. Widać, że znormalizowana średnia oferta spadła po nasyceniu posiłkiem badawczym. Ponieważ zastosowano manipulację sytością specyficzną dla bodźców sensorycznych, wyniki drugiej aukcji przedstawiono oddzielnie dla produktów z kategorii sycącej i niesycącej. Choć wydaje się, że efekt w przypadku produktów z kategorii sycącej był większy, nie było on istotne statystycznie.

Ten artykuł opisuje zestaw metod pomiaru motywacji związanej z jedzeniem i wartości celów związanych z jedzeniem u ludzi.

Badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as ...

Ogólnym celem następujących eksperymentów jest obiektywny pomiar motywacji jednostki do różnych nagród pokarmowych, a także wartości, jaką im przypisuje. W jednym z eksperymentów badających motywację uczestnik musi podjąć wysiłek, aby zdobyć lub zobaczyć różne nagrody. Aby przetestować motywację podprogową, potencjalna nagroda jest prezentowana tak krótko, że świadomy umysł jej nie rejestruje, a następnie mierzy się gotowość uczestnika do pracy w celu uzyskania tej podprogowej nagrody.Kolejny eksperyment wymaga od uczestnika przypisania wartości pieniężnej różnym nagrodom pokarmowym, co pozwala na uzyskanie miary wartości, która jest łatwo zrozumiała i porównywalna. Eksperymenty te są również przeprowadzane w skanerze MRI w celu skorelowania aktywności mózgu z motywacją. Badania tego rodzaju mogą być wykorzystywane do wykazania potencjalnej skuteczności wybranych metod leczenia farmakologicznego w nadjedzeniu kompulsywnym i otyłości. Główną zaletą tej techniki w stosunku do istniejących metod, takich jak samoopisy, jest to, że pozwala ona na obiektywny pomiar motywacji i oceny związanej z jedzeniem.Osoby rozpoczynające pracę z tą techniką mogą napotkać trudności, ponieważ w literaturze opublikowano niewiele przykładów zadań badających siłę chwytu, a brakuje pełnych i przejrzystych opisów projektowania i konfiguracji takich zadań. Pomysł opracowania tych metod pojawił się u nas podczas próby zaprojektowania narzędzi do badania efektów działania nowego środka przeciwootyłościowego, który zmienia wartość nagrody przypisywaną pokarmom. Metody te dostarczyły nam obiektywnych pomiarów nagrody pokarmowej, które mogliśmy analizować, aby sprawdzić, w jaki sposób wpływa na nie stosowane leczenie.Skonfiguruj system akwizycji danych przetwornika siły oraz laptop do stymulacji zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Umieść przetwornik siły chwytu na stole i przeprowadź pomiar bazowy w celu uzyskania referencyjnej maksymalnej dobrowolnej kontrakcji. Badany trzyma przetwornik siły chwytu, ustawiając ramię w wygodnej pozycji, i ściska przetwornik tak mocno, jak to możliwe.Pięć razy oblicz średnią z pięciu wysiłków, przyjmując ją jako maksymalną kalibrację dla danego zadania. W zastosowaniu nagrody relatywnej wykorzystuje się sześć obrazów z trzech kategorii nagród: wysokokalorycznej żywności, niskokalorycznej żywności oraz specyficznych dla płci nieżywnościowych wzmocnień (żeńskich lub męskich), przy czym obrazy te są niezależnie oceniane pod kątem subiektywnej preferencji przez grupę zdrowych ochotników. Utwórz pary obrazów w taki sposób, aby każdy obraz został sparowany ze wszystkimi obrazami z dwóch pozostałych kategorii.Zrównoważ pary w taki sposób, aby każdy obraz pojawił się jako obraz domyślny oraz obraz niedomyślny w równej liczbie prób. Próba rozpoczyna się od prezentacji dwóch obrazów obok siebie. Jeden z nich to duży i wyraźnie widoczny obraz domyślny, a drugi to mały, niewyraźny zestaw obrazów niedomyślnych.Siła wymagana do powiększenia obrazu bez tkanki tłuszczowej do jego maksymalnego rozmiaru wynosi 10% maksymalnego dobrowolnego skurczu uczestnika. Następnie wyjaśnij uczestnikowi strukturę próby. Zademonstruj, że ściskanie przetwornika spowoduje powiększenie obrazu bez tkanki tłuszczowej i jednoczesne zmniejszenie rozmiaru obrazu domyślnego.Poinformuj uczestnika, że może przeglądać obrazy według uznania, w zależności od włożonego wysiłku. Następnie pozostaw uczestnika samodzielnie w celu wykonania zadania. Wykonanie zadania zajmie około 22 minut, a w jego trakcie badany oceni 216 par obrazów.Wybierz trzy bodźce do zadania motywacji pokarmowej: produkt słony, produkt słodki oraz neutralny przedmiot niebędący pokarmem. Zbierz dwa obrazy dla każdej kategorii – jeden do próby jawnej, a drugi do próby podprogowej. Za pomocą programu do edycji grafiki, takiego jak Photoshop, sformatuj wszystkie obrazy tak, aby miały tę samą luminancję oraz to samo wzorzyste tło, a następnie rozmyj krawędzie zdjęć. W jednym przebiegu utwórz obraz maskujący poprzez losowe przemieszanie wszystkich obrazów, a następnie ich połączenie w celu stworzenia obrazu złożonego.Wyjaśnij uczestnikowi format próby. Wspomnij, że prezentowany obraz może być trudny do dostrzeżenia w niektórych próbach i zasugeruj, aby kierował się instynktem. Poinformuj uczestnika, że w momencie pojawienia się grafiki poziomu płynu, może on ścisnąć przetwornik siły, aby zdobyć punkty na rzecz przedmiotu, który został właśnie zaprezentowany.Wyjaśnij, że informacja zwrotna jest niewiarygodna i że uczestnik powinien sam oceniać swój wysiłek, nie polegając na grafice poziomu płynu. Rozpocznij próbę, wyświetlając krzyżyk na środku ekranu, aby oczy uczestnika miały punkt fiksacji. W przypadku prób świadomych wyświetl maskę przez 200 milisekund, następnie obraz bodźca przez 200 milisekund i zakończ maską przez 100 milisekund.W przypadku prezentacji podprogowych wyświetl obraz maskujący przez 200 milisekund, obraz bodźca przez 33 milisekundy i ponownie obraz maskujący przez 267 milisekund. Gdy w oknie odpowiedzi na ekranie pojawi się grafika poziomu cieczy, uczestnik wywiera siłę na przetwornik siły uchwytu według własnego uznania. Grafika poziomu cieczy zapewnia informację zwrotną w czasie rzeczywistym, choć jest ona niewiarygodna; kontynuuj wykonywanie zadania w tak wielu blokach, jak jest to wymagane.Po zakończeniu zadania należy zapytać badanego, jak skuteczna była procedura maskowania. Następnie należy przeprowadzić wymuszoną dyskryminację wyboru poprzez zaprezentowanie zamaskowanego bodźca (tak jak w zadaniu głównym), a następnie przedstawienie dwóch opcji i poproszenie uczestnika o wskazanie, która z nich została właśnie wyświetlona. Oblicz indeks rozróżnialności zgodnie z teorią detekcji sygnałów.Jeśli maskowanie przebiegło pomyślnie, indeks rozróżnialności powinien być bliski zeru. Aby przeprowadzić zadania dotyczące siły chwytu w skanerze MRI, obraz z ekranu monitora w pokoju sterowania jest rzutowany na ekran wewnątrz pomieszczenia ze skanerem MRI. Podczas przebywania w skanerze uczestnik może widzieć projekcję za pomocą lustra zamontowanego na cewce głowowej skanera. W celu rejestracji odpowiedzi uczestnika stosuje się gumową gruszkę do pomiaru siły ścisku, która jest połączona z przetwornikiem ciśnienia znajdującym się w pokoju sterowania. Należy zebrać wartości bazowe dla gumowej gruszki do ścisku oraz przetestować połączenie między gruszką a przetwornikiem dłoni.Uczestnik, gumowa gruszka do pomiaru siły ścisku – gdy radiolog przygotuje i odpowiednio ułoży uczestnika w skanerze, zadanie jest gotowe do uruchomienia. Wykonaj zadanie. Podobnie jak w każdym innym paradygmacie fMRI, w momencie wyświetlania bodźców uczestnik reaguje, ściskając gumową gruszkę.Protokół aukcyjny składa się z serii rund, z których każda obejmuje jeden produkt spożywczy; przed rozpoczęciem zadania należy sfotografować wszystkie produkty na identycznych talerzach i na jednolitym tle. Pokaż uczestnikom rzeczywiste talerze użyte na zdjęciach, aby zapewnić im dokładne poczucie skali. Przydziel uczestnikom stały budżet pieniężny.Na przykład trzy funty. Poinformuj uczestnika, że przejdzie on przez kilka rund aukcji i w każdej rundzie będzie prezentowany inny produkt spożywczy. W każdej rundzie może on złożyć ofertę na skali przesuwnej, która obejmuje zakres od zera funtów do trzech funtów w odstępach co 10 pensów.Poinformuj uczestnika, że na koniec aukcji zostanie wybrana tylko jedna runda, która zostanie uznana za rozliczeniową. W związku z tym nie musi on rozdzielać swojego budżetu w wysokości trzech funtów pomiędzy różne rundy, lecz może traktować każdą rundę tak, jakby wciąż dysponował trzema funtami do wydania. Poinformuj uczestnika, że w każdej rundzie przeciwko niemu licytować będzie komputer.Jeśli w wybranej rundzie przebije on ofertę komputera, wygrywa produkt spożywczy i musi zapłacić jedynie kwotę zlicytowaną przez komputer, zachowując resztę pieniędzy. Jeżeli jednak komputer przebije jego ofertę lub zaoferuje taką samą kwotę, uczestnik nie otrzymuje produktu, ale zachowuje swoje pieniądze. Wyjaśnij uczestnikowi, że przy takich zasadach najlepszą strategią licytacji w tej aukcji jest zaoferowanie kwoty najbliższej tej, którą byłby w rzeczywistości gotowy zapłacić za oferowany produkt spożywczy.W badaniu fazy drugiej nowego antagonisty receptorów opioidowych mu, w testach względnej nagrody w punkcie wyjścia, siła uścisku wywierana przez wszystkich badanych była istotnie większa w przypadku żywności wysokotłuszczowej niż niskotłuszczowej po podaniu placebo lub antagonisty receptorów opioidowych mu. Różnica między siłą wywieraną w odpowiedzi na obrazy żywności wysokotłuszczowej a niskotłuszczowej przestaje być istotna u osób otrzymujących leczenie farmakologiczne. Mimo że subiektywna ocena preferencji tych obrazów była wyższa, korelacje między wywieraną siłą a ocenami preferencji dla obrazów żywności wysokotłuszczowej są tutaj przedstawione ponownie w punkcie wyjścia dla obu grup oraz osobno w 28. dniu.Korelacja między tymi dwoma pomiarami jest widoczna w punkcie wyjściowym oraz w grupie placebo po zakończeniu leczenia, lecz zanika w grupie otrzymującej lek. Siła włożona w oglądanie nagradzających obrazów niepokarmowych w grupach placebo i leku oraz oceny stopnia lubienia tych samych obrazów wykazały brak istotnego wpływu leku na motywację do oglądania lub subiektywne lubienie nagradzających obrazów niepokarmowych. W eksperymencie badającym podprogową motywację do jedzenia badanych testowano najpierw w stanie na czczo, następnie podano im 30% dziennego zapotrzebowania kalorycznego i ponownie poddano testom w stanie sytości.Jak pokazano tutaj, oceny poziomu głodu spadły po spożyciu pokarmu, natomiast oceny uczucia sytości wzrosły. W każdej sesji testowej badanym prezentowano zamaskowane obrazy jedzenia albo przez stosunkowo długi czas 200 ms, albo przez ekstremalnie krótki czas 33 ms; w drugiej sesji testowej uczestnicy mogli ściskać przetwornik siły chwytu, aby zdobywać punkty uprawniające do otrzymania właśnie zaprezentowanego pokarmu.Po nasyceniu badani wkładali mniej wysiłku w zdobycie właśnie spożytego pokarmu, jednak nadal ściskali gruszkę w celu uzyskania innego pokarmu, niezależnie od świadomości. W tym badaniu fMRI badani ściskali gruszkę w skanerze, aby zdobywać punkty na produkty z trzech różnych kategorii: żywność wysokokaloryczną, żywność niskokaloryczną oraz neutralne produkty spożywcze. U badanych zaobserwowano zwiększoną motywację w przypadku pokarmów o wysokiej wartości nagradzającej w porównaniu do pokarmów o niższej wartości nagradzającej.W niniejszym badaniu przetestowano wpływ sytości na skłonność badanego do zapłacenia za nagrody w postaci pożywienia. Zaobserwowano, że znormalizowana średnia oferta zmniejszyła się po nasyceniu posiłkiem badawczym. Spadek ten wystąpił zarówno w przypadku pokarmów podobnych do tych, którymi badani zostali nasyceni, jak i pokarmów od nich różnych.W zasadzie wystąpił ogólny efekt sytości, ale nie odnotowano efektu sytości specyficznej sensorycznie. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak opracowywać i wykorzystywać pomiary siły uścisku oraz aukcje gotowości do zapłaty, a także jak adaptować je w celu udzielenia odpowiedzi na własne pytania badawcze.

studying-food-reward-and-motivation-in-humans

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Badanie pokarmowych nagród i motywacji u ludzi

W niniejszym protokole opisujemy metodę uczenia operacyjnego u myszy, w której w roli wzmocnienia wykorzystuje się bodźce sensoryczne. Metoda ta nie wymaga wcześniejszego treningu ani ograniczeń pokarmowych i umożliwia badanie zachowań motywowanych bez użycia wzmocnień farmakologicznych lub naturalnych, takich jak pokarm.

Poszukiwanie doznań w warunkowaniu instrumentalnym u myszy

Niniejszy raport szczegółowo opisuje protokół wykorzystany do pomiaru efektów nagradzających wysokotłuszczowej diety u myszy z wykorzystaniem zadania warunkowania sprawczego o stosunku progresywnym.

Reagowanie w schemacie progresywnego stosunku wzmocnień dla smakołyków o wysokiej zawartości tłuszczów i cukrów u myszy

Obecne badanie ocenia nowatorską procedurę oceny wzmacniających efektów smacznych roztworów u szczurów laboratoryjnych: samodzielne podawanie wewnątrzustne. W tym celu mierzono reakcję instrumentalną (tj. naciskanie dźwignią) na wewnątrzustne wlewy słodkich roztworów o różnych stężeniach na podstawie ciągłych i progresywnych harmonogramów współczynników wzmocnienia.

Nowatorska procedura oceny wzmacniających właściwości degustatorów u szczurów laboratoryjnych: instrumentalne samodzielne podawanie wewnątrzustne

Uleganie pokusie smacznego jedzenia może skutkować długotrwałymi problemami z nadwagą. Protokół ten opisuje, w jaki sposób zmniejszyć nierozważne preferencje dla towarów jadalnych podczas hipotetycznych wyborów międzyokresowych u kobiet poprzez powiązanie ich z błędami.

Błędy jako sposób na ograniczenie impulsywnych wyborów żywieniowych

Tutaj prezentujemy protokół wywołujący u szczurów zachowania warunkowe oparte na podejściu Pawłowa. Procedura ta może być wykorzystana do pomiaru indywidualnych różnic w tendencji do zbliżania się i przypisywania istotności bodźców sygnałom związanym z nagrodą oraz badania podatności na uzależnienie.

Trening podejścia warunkowego Pawłowa u szczurów

Celem tego badania jest zidentyfikowanie rozproszonych sieci mózgowych związanych z nagrodą poprzez nakreślenie niezawodnej techniki immunohistologicznej wykorzystującej komórkową aktywację c-fos do pomiaru jednoczesnych zmian w szlakach dopaminy i miejscach końcowych po nowym spożyciu tłuszczu i cukru u szczurów.

Jednoczesne wykrywanie aktywacji c-FOS z mezolimbicznych i mezokortykalnych miejsc nagrody dopaminy po naiwnym spożyciu cukru i tłuszczu u szczurów

Opisujemy protokół wywoływania nagradzających i nienagradzających doświadczeń u muszek owocowych (Drosophila melanogaster) przy użyciu dobrowolnego spożycia etanolu jako miary zmian w stanach nagrody.

Prosty sposób na zmierzenie zmian w zachowaniu związanym z poszukiwaniem nagrody za pomocą Drosophila melanogaster

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.

Kontrola zachowań żywieniowych za pomocą nowatorskiego systemu informacji zwrotnej

Opisujemy metody prezentacji rzeczywistych obiektów i dopasowanych obrazów tych samych obiektów w ściśle kontrolowanych warunkach eksperymentalnych. Metody są opisane w kontekście zadania decyzyjnego, ale to samo podejście w świecie rzeczywistym można rozszerzyć na inne domeny poznawcze, takie jak percepcja, uwaga i pamięć.

Metody prezentacji rzeczywistych obiektów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych

Ultradźwiękowe wołania szczurów i myszy laboratoryjnych (USV) są przydatne do badania funkcji głosowych i nerwowych. Ten protokół opisuje paradygmat nagrody pokarmowej, który niezawodnie wywołuje wołania USV dotyczące pożądania bez zamieszań związanych z rozmnażaniem. Zawiera szczegóły dotyczące kondycjonowania zwierząt, prezentacji bodźców, nagrywania i analizy akustycznej, dostarczając metodę odtwarzalną do badania funkcji afektywno-motywacyjnych i czopowych czuciowo-ruchowych.

Elicytacja pokarmu przedwidziała wzmożenie apetytowych ultradźwiękowych wokalizacji u szczurów laboratoryjnych i myszy

Poznaj metody pomiaru motywacji pokarmowej u ludzi przy użyciu zadań siły chwytu i aukcji gotowości do zapłaty. Techniki te pozwalają obiektywnie ocenić wartość nagród żywieniowych i aktywność mózgu.

Badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi

Przeglądaj więcej filmów