Contrôle de comportement à l’aide d’un système de rétroaction roman de manger

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Behavior
 

Summary

Sujets de manger d’une plaque sur un pèse-personne connectée à un ordinateur qui enregistre la perte de poids de la plaque pendant le repas. Vos commentaires sur l’écran de l’ordinateur permet au sujet d’adapter son comportement alimentaire aux courbes de référence normalisant ainsi du poids corporel.

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Esfandiari, M., Papapanagiotou, V., Diou, C., Zandian, M., Nolstam, J., Södersten, P., Bergh, C. Control of Eating Behavior Using a Novel Feedback System. J. Vis. Exp. (135), e57432, doi:10.3791/57432 (2018).

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Abstract

Sujets de manger d’une plaque qui se trouve sur une échelle connectée à un ordinateur qui enregistre la perte de poids de la plaque pendant le repas et constitue une courbe d’absorption de nourriture, repas durée et à taux de manger modélisé par une équation quadratique. La méthode vise à changer les comportements alimentaires en fournissant une rétroaction visuelle sur l’écran de l’ordinateur que le sujet peut s’adapter à parce que son propre taux de manger apparaît sur l’écran pendant le repas. Les données générées par la méthode sont automatiquement analysées et adaptées à l’équation quadratique en utilisant un algorithme fait sur commande. La méthode a l’avantage d’enregistrement comportement alimentaire objectivement et offre la possibilité de modifier le comportement du manger expériences tant dans la pratique clinique. Une restriction peut être que les sujets expérimentaux sont affectés par la méthode. La même restriction peut être un avantage dans la pratique clinique, comme le comportement alimentaire est stabilisée plus facilement par la méthode. Un traitement qui utilise cette méthode a normalisé le poids corporel et rétabli la santé de plusieurs centaines de patients avec anorexie et autres troubles de l’alimentation et a réduit le poids et améliorer la santé des patients gravement obèses.

Introduction

Le dispositif présenté ici est utilisé pour rétablir le poids et la santé des sous- et les patients en surpoids en contrôlant le taux de manger et de la prise d’aliments par l’intermédiaire de retour visuel sur un écran d’ordinateur a été fourni au cours du repas. Il se compose d’une coutume faite la balance électronique et un ordinateur, par exemple, un smartphone. Une application permet un sujet connecter le smartphone à l’échelle via Bluetooth. Une fois que le smartphone est connecté à l’échelle, le sujet met une plaque sur l’ampleur et les aliments sur la plaque et commence à manger. À intervalles réguliers, une échelle de cotation s’affiche sur l’écran et le sujet est invité à évaluer son sentiment de plénitude. L’échelle de cotation peut être déconnecté, selon le but de l’expérience ou l’intervention clinique. À des fins expérimentales et cliniques pour manger des taux et une courbe de référence pour le sentiment de plénitude, une courbe de référence sont affichés sur l’écran du smartphone. Le sujet peut s’adapter aux courbes de référence car son taux de manger et de notations de plénitude apparaissent sur l’écran pendant le repas.

L’appareil enregistre la diminution du poids de la plaque comme aliment est consommé et les cotes de plénitude au cours du repas et magasins les enregistrements. Les données de perte de poids sont utilisées pour produire un modèle quadratique de la courbe d’absorption (FCI) nourriture cumulative : y = kx2+ lx, où y = quantité d’aliments consommés, k = changement du taux de consommation au cours du repas et l = taux initial de manger1. La courbe de la FCI est basée sur la modélisation des trois actions suivantes au cours du repas : morsure, addition de nourriture et artefact (changements de poids non liées à la consommation d’aliments). Ces actions sont mappées sur les symboles non terminaux d’une grammaire non contextuelle (CFG)2. L’enregistrement, après le traitement préalable, est partitionné en intervalles de temps correspondant aux changements de poids (basés sur les coefficients avant dérivé et delta), qui sont alors mappées aux symboles terminaux CFG. Le CFG permet alors d’estimer l’interprétation très probablement du repas en supposant l’indépendance pour chaque événement.

L’appareil est utilisé en recherche, ainsi que dans la pratique clinique. Tout d’abord, il a été utilisé pour traiter les patients avec l’anorexie et autres troubles de l’alimentation et par la suite pour traiter les patients gravement obèses.

Manger assistée par une rétroaction visuelle a la base scientifique suivante. Animaux, y compris les humains, ont évolué pour manger beaucoup d’aliments différents, mais ils choisir quoi manger sous des conditions « buffet »3,4. Cependant, ils sont équipés, anatomiquement et sur le plan comportemental, à manger toutes les aliments sont disponibles si conditions obtenir compromis3,4 et manger un comportement, en particulier, à mâcher a donc été un conducteur principal de l’évolution de la tête humaine, y compris le cerveau et l' appareil masticateur3. Le modèle de manger peut donc être plus important pour le contrôle du poids corporel que le genre de nourriture ingérée. À l’appui, diète intervention a effet mineur, le cas échéant, sur la normalisation des corps poids5 et l’appareil décrit ici peut par exemple aider écoliers en manger une quantité normale d’aliments si vous avez mis au défi de manger rapidement au cours de l’école déjeuner6 et annuler l’effet d’une brève période de jeûne sur la prise alimentaire de jeunes femmes et les hommes7.

Neuroscience émet l’hypothèse que la cause de problèmes de poids est logée dans le cerveau de8. Toutefois, il est peu probable que les centaines de millions de personnes dans le monde, qui pèsent aujourd'hui trop9, mis au point le problème à cause d’une anomalie neurale avant la prise de poids. Il est plus probable que les anomalies neurales10, ainsi que des anomalies médical11, développer comme un effet de manger trop12, sauf, peut-être dans quelques rares génotypes13.

Des raisons pourquoi les neurosciences ne parvient pas à expliquer les problèmes de poids corporel est parce que son hypothèse de base est incorrecte, c'est-à-dire que le poids corporel est conservé presque constant au travers des contrôles neurones excitateurs/inhibiteur exercées trop manger comportement8 . Quelle que soit l’inhibition du cerveau peut exercer a évidemment pas empêché des centaines de millions de personnes à devenir sérieusement en surpoids récemment9. Une meilleure compréhension du rôle du cerveau dans l’alimentation est née de la découverte que les peptides hypothalamiques pensaient autrefois que stimuler la loi manger au lieu de cela afin de permettre la recherche de nourriture, même au détriment de la nourriture prise14,15. Ces résultats, qui ont été confirmés récemment16,17, montrent que le poids corporel est maintenue à un niveau sain seulement lorsque le prix de physique des aliments est élevé, une condition appelée comme « l’humain phenoptype homéostatiques »18. Compte tenu de la multiplicité du cerveau et génétiques réseaux engagés dans la consommation de comportement et autres comportements également19, il serait difficile, si possible, pour diminuer ou augmenter le poids du corps en manipulant un système neurotransmetteur ou les deux. Compte tenu de ces considération, il n’est pas surprenant que l’intervention pharmacologique a peu ou aucun effet sur le corps de poids dans le sérieux embonpoint20, ainsi que dans l' insuffisance pondérale21.

Il est ironique de constater que certains de ces résultats récents simplement confirment les prédictions concernant le rôle des régimes alimentaires, les gènes, cerveau et l’activité physique dans la régulation du poids corps faite par Mayer en 1953 déjà22. Comme alternative, comportement alimentaire peut avoir un rôle causal dans le contrôle du poids corporel et les neurosciences et la génétique peut avoir confondu avec le mécanisme pour cause. À l’appui, manger tous les jours au cours de l’année s’efforce de maximiser la prise alimentaire chez l’homme, pousser les poids vers le haut pour contrer toute influence de la nourriture manque23. Dans le phénotype homéostatique humain, l’influence de ce genre de suralimentation physiologique est compensée par l’effort physique nécessaire à l’obtention d’aliments18. Parce que cet effort est proche de zéro les humains aujourd'hui besoin d’un appui extérieur pour maintenir un poids santé faible. Ce soutien est fourni par le dispositif actuel.

Plutôt que de cibler le comportement alimentaire, traitements standards pour les troubles de ciblent les symptômes psychologiques de la patients´. En moyenne, 30 % des patients abandonnent ces traitements, moins de 50 % aller en rémission, même si elles demeurent symptomatiques, et au moins 30 % de rechute dans l’année suivant la sortie24. Toutefois, il a été constaté il y a longtemps que traiter les comportements alimentaires a un meilleur effet que de traiter les symptômes psychologiques25. Cette constatation a été reproduite plus récemment à l’aide de l’appareil décrit dans ce rapport. Par cette méthode, environ 75 % des patients atteints de troubles de l’alimentation vont en rémission et de rechute de 10 % sur cinq ans de suivi26, une amélioration par rapport à des normes de soins24.

Bien que le taux de consommation a augmenté en surpoids sérieusement malades, la relation de cause à effet entre les taux de consommation et poids corporel n’a pas été précisé et le taux de consommation a été déterminé par questionnaires27. L’appareil décrit ici permet une mesure objective de manger des taux et l’alimentation, et lorsqu’il est utilisé pour réduire ces deux mesures, il a été démontré pour être plus efficace dans la diminution du poids corporel et l’amélioration de la santé que le régime normal et l’exercice intervention dans les adolescents gravement obèses28.

Le principe de l’enregistrement des comportements alimentaires utilisés dans le présent dispositif a été décrite il y a29,30,31, et il a depuis lors été utilisé dans des expériences d’enregistrer et de modifier le taux de manger1, 6,7,32,33. Cependant, il n’a pas été utilisé pour traiter sous- et la surcharge pondérale des patients en dehors des essais cliniques et dans la pratique clinique. Partie du programme clinique consiste à utiliser l’appareil à la maison et dans la vie quotidienne. Il s’est avéré facile à utiliser dans les recherches en laboratoire et en pratique clinique.

Protocol

Tout travail sur des sujets expérimentaux et les patients a été approuvé par le Ethical Review Board de Stockholm en Suède.

1. contrôle de manger des taux et la prise alimentaire par une rétroaction visuelle

  1. Télécharger l’application smart device.
  2. Allumer la balance en appuyant sur le bouton rouge sur le bas de l’échelle (Figure 1).
  3. Ouvrez l’application et sélectionnez votre repas en appuyant sur contrôle de manger sans rétroaction visuelle ou en appuyant sur la formation à manger aide visuelle (Figure 2).
  4. Connectez la balance vers le smartphone en sélectionnant l’une des échelles trouvés et pressage CONNECT (Figure 3).
  5. Placer une plaque sur la balance. Appuyez sur le fait de continuer (Figure 4).
  6. Placer les aliments sur la plaque (0 %).
    1. Mettre plus de nourriture dans l’assiette (72 %).
    2. Appuyez sur Start lorsque vous êtes prêt à manger (100 %) (Figure 5).
  7. Adapter le taux de manger pour la courbe bleue en pointillés (Figure 6).
  8. Noter le sentiment de plénitude lorsque l’échelle de cotation s’affiche sur l’écran. Adapter la cotation de plénitude à la courbe en forme de s de référence violet en pointillé. Appuyez sur le fait de continuer à manger (Figure 7).
  9. Ralentissez le cas manger trop vite (Figure 8).
  10. Sans nourriture laissée sur la plaque, appuyez sur non lorsque vous avez terminé de manger (Figure 9).
  11. Comme la durée du repas est indiquée lorsque le repas est terminé, appuyez sur effectué à la sortie (Figure 10).

Representative Results

Cinq femmes, qui ont été de 17,5 (15-24) (médianes, min-max) ans, ont été traitées à la remise de l’anorexie mentale. Figure 11 , Figure 12 , La figure 13 montre les données générées par le périphérique, l’aspect de la courbe de la FCI et le modèle quadratique à deux enregistrements au début du traitement et un enregistrement au moment de la remise. Noter le rythme accéléré de manger dans le premier essai sans rétroaction visuelle, l’apport d’un grand repas déjà trois jours plus tard avec référence courbe fournissant une rétroaction visuelle et le doublement du taux de manger au moment de la remise en comparaison avec les deux enregistrements au début du traitement chez un des patients.

Figure 14 a montre que le temps de rémission était très variable chez les cinq patients. La figure montre aussi qu’avec un indice de masse des corps normal (IMC) au moment de la remise (Figure 14 b), les patients consomment plus de nourriture qu’ils l’ont fait lors de son admission (Figure 14), et que la durée du repas, bien que ne pas réduit, était moins variable) Figure 14). Notez que les anorexiques peuvent consommer un repas relativement important à l’admission avec un faible IMC (Figure 14). Il est également intéressant de noter que tandis que trois patients ont mangé à un rythme accéléré à l’admission, tous sauf un ont mangé à un rythme décéléré en cas de rémission (Figure 14E). Corrélativement, le taux d’intitial de manger est passé au moment de la remise (Figure 14 septies).

Figure 1
Figure 1 : l’échelle de. Appuyez sur le bouton pour allumer la balance. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : commencez repas. App ouvert pour commencer votre repas. Appuyez sur contrôle pour manger sans rétroaction visuelle. Appuyez sur formation à manger aide visuelle. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : connecter l’échelle et smartphone. Sélectionnez échelle à l’aide d’App presse Connect de procéder. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : mettre la plaque sur échelle. Mettre la plaque sur l’échelle et appuyez sur le fait de procéder. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : placer les aliments sur la plaque. Placer les aliments sur la plaque jusqu'à ce que 100 %, puis appuyez sur Start lorsque vous êtes prêt à manger. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : manger avec rétroaction visuelle. Adapter le taux de manger pour la courbe de référence bleue en pointillés. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : notation de plénitude. Indiquent le sentiment de plénitude lorsque l’échelle de cotation s’affiche. Adapter la cote à la courbe de référence violet en pointillé et appuyez sur le fait de continuer à manger. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8 : taux d’adaptation de manger. Modifier le taux de manger si s’écarter de la courbe de référence bleue en pointillés. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 9
Figure 9 : repas achevé. Appuyez sur non s’il n’y a pas de nourriture dans l’assiette. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 10
Figure 10 : repas fini. Conformité aux courbes de références et de la durée du repas affiché. Appuyez sur le fait de sortir. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 11
Figure 11 : courbe de la prise alimentaire cumulée au début (FCI) dans l’anorexie mentale. Enregistrement (ligne bleue), artefacts supprimés (ligne rouge) et courbe de FCI modélisé par une équation quadratique. Données provenant d’un patient anorexique le deuxième jour de traitement manger sans rétroaction visuelle. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 12
Figure 12 : réponse précoce au traitement dans l’anorexie mentale. Patient s’adapte à la courbe de référence sur le cinquième jour du traitement. Données sur le même patient. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 13
Figure 13 : remise de l’anorexie mentale. Augmentation du taux de manger au moment de rémission après 175 jours de traitement. Données du patient même manger sans rétroaction visuelle. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 14
Figure 14 : effet de traiter des comportements alimentaires dans l’anorexie mentale. Temps de rémission très variable (A) comme l’indice de masse corporelle (IMC) normalise (B) chez cinq patients traités à la remise de l’anorexie mentale. Notez la variabilité de la consommation de nourriture (C), durée des repas (D), la décélération du taux de manger (E) et le taux initial de manger (F) à l’admission (SMA) et la normalisation de ces mesures à la rémission (Rem). Patients de manger sans courbe de référence. Les données sont des médianes (min-max). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Discussion

Alors que la méthode décrite ici est une intervention majeure dans notre traitement des patients ayant des problèmes de poids corporel, le traitement a des interventions supplémentaires, qui ont été décrits précédemment, y compris les critères d’admission et la rémission34 et résultat à intervalles de trois mois dans chacune des 1428 patients26. L’appareil, pas ces interventions supplémentaires, fait l’objet du présent rapport.

Le mode de commande de l’appareil est utilisé pour enregistrer le comportement alimentaire chez des sujets sains et en sous- et les patients en surpoids. Le mode de formation est ensuite utilisé pour changer les comportements alimentaires à des fins expérimentales ou cliniques. En utilisant la rétroaction visuelle dans le traitement des patients anorexiques, 100 % comme indiqué sur l’écran de l’ordinateur, est la quantité de nourriture que doit manger le patient déterminé individuellement sur la base de trois essais préliminaires dans le mode de commande . 100 % est une petite quantité de nourriture chez une patiente anorexique, mais plus de nourriture qu’il/elle a mangé dans les trois essais préliminaires. Une anorexique pratices patient manger progressivement plus de nourriture et il/elle est priée d’ajoute des aliments jusqu'à 100 % est indiquée sur l’écran. La forme de la courbe de référence bleue en pointillés, qui reste le même au cours du traitement, repose sur la constatation que les personnes en bonne santé poids normal mangent à un progessively baisse des taux, c'est-à-dire dans une façon décéléré1. La courbe de référence violet en pointillé pour la sensation de satiété est basée sur la constatation que la courbe cumulative de satiété est mieux ajustée à une courbe sigmoïde1. Il n’y a pas de chiffres sur les axes. Le traitement se poursuit jusqu'à ce que le patient est capable de manger environ 300-350 g de nourriture à environ 10-15 min sans une courbe de référence. Ces données ont été extraites d’un poids normal, des sujets sains. Tous les deux sous- et les patients en surpoids ont le choix entre trois plats de la cuisine suédoise ordinaire en pratique clinique et ils sont offerts à l’eau à boire. Manipulation expérimentale du comportement alimentaire s’effectue de la même manière à des sujets sains1,6,7,32,33. Parce que rétablir la sensation normale de plénitude en utilisant la rétroaction visuelle fournie par une courbe de référence s’effectue de la même manière il n’est pas discuté ici. Sur le plan clinique, cependant, c’est une intervention importante comme les patients anorexiques taux la sensation de satiété beaucoup plus élevée que ne le font des sujets sains.

Tandis que les patients suivent la rétroaction visuelle lorsque vous mangez en traitement, ils sont autorisés à ajouter des aliments sur la plaque pendant le repas quand ils mangent sans rétroaction. Ajouts de nourriture et d’autres événements, y compris la pression exercée sur la plaque pendant le sectionnement de l’alimentation à l’aide de fourchettes et couteaux, influer sur l’enregistrement par le dispositif création d’artefacts et erreurs qui ont été préalablement traité manuellement comme décrit dans35. Les données générées de manger à l’aide de l’appareil sont collectées dans une mesure de base de données, de qui le clinicien peut récupérer les résultats pour fournir aux patients feeback sur comment progresse de traitement et les chercheurs peuvent utiliser pour l’analyse des résultats expérimentaux.

Les patients anorexiques mangent seulement peu de nourriture à un rythme lent34. Fait intéressant, toutefois, ils sont capables de consommer des repas tailles normal même à très faible IMC18. Par exemple, le patient a signalé a été capable de manger 300 g très tôt dans le traitement et bien avant la normalisation de son IMC et seulement trois jours après avoir mangé de façon désordonnée, c'est-à-dire consommer seulement peu de nourriture à un rythme accéléré. Des patients anorexiques qui manger à un taux extrêmement bas de départ est susceptible d’augmenter le taux de consommation au cours des repas initiales, comme l’a fait trois des patients rapportés ici. Toutefois, lorsque les patients s’approchent de rémission, la relation inverse entre le taux de décélération et de la vitesse initiale de manger dégage1. Plusieurs centaines de patients avec des troubles de l’alimentation ont été traités à la remise et le protocole a prouvé l’utilisateur conviviale avec aucun effets secondaires26. Les patients gravement obèses ont été traités de la même façon pour perdre du poids, quoique pas à un poids normal28,33. À l’heure actuelle il n’y a pas de méthode qui normalise le poids corporel des patients gravement obèses.

Une limitation de la méthode est que les sujets sont probables touchés par l’appareil même en l’absence de rétroaction visuelle. Cette hypothèse peut être testée en comparant les données obtenues avec l’appareil avec les données obtenues à partir des repas enregistrées. Paradoxalement, la même restriction peut être un avantage dans le traitement, qui vise à normaliser la prise alimentaire.

Alors que la présente méthode a longtemps été utilisée pour enregistrer des comportements alimentaires, l’ajout d’une rétroaction visuelle à des fins expérimentales et cliniques n’a pas été utilisé à l’extérieur de notre clinique et de recherche. Pour les cliniciens qui vise à rétablir le comportement alimentaire des patients et pour les scientifiques intéressés par l’utilisation des comportements alimentaires comme une variable expérimentale, le dispositif offre une méthode. L’analyse des résultats peut maintenant être automatisé en utilisant l’algorithme présent pour le calcul de la courbe de la FCI, atténuer le besoin de traitement manuel fastidieux. Cela rend la surveillance et l’analyse du comportement alimentaire dans de grands groupes de sujets possible.

L’efficacité de l’algortihm est encore améliorée. À l’heure actuelle elle repose sur des estimations des déviations de vraies valeurs des piqûres comme dissociée des artefacts.

Le dispositif servira à prévenir les problèmes de poids à l’âge adulte chez les enfants. La plupart du matériel et du logiciel décrit dans ce rapport est prête pour un tel usage à grande échelle. Des améliorations possibles, y compris l’optimisation de la conception visuelle de la rétroaction sur l’écran de l’appareil et l’élargissement de la CFG avec d’autres types d’actions au repas et l’analyse des repas partiellement remplis, doivent attendre le résultat de l’utilisation prévue à grande échelle .

Acknowledgments

Maryam Esfandiari montre comment l’appareil fonctionne et Vasileios Papapanagiotou décrit comment les données générées sont filtrées et montées sur la courbe de la FCI. Par Södersten décrit la recherche sur laquelle s’appuie l’intervention clinique et Cecilia Bergh traite son utilisation en clinique. Le travail est pris en charge par Mando Group AB, splendide de Programme de TIC de la Communauté européenne (610746) et la santé de la Communauté européenne, les changements démographiques et Programme de bien-être (727688).

Materials

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Scale TÜM ELEKTRONIK no catalogue number csutm made not comercially available

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