Control de comportamiento mediante un novedoso sistema de comer

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Behavior
 

Summary

Temas de comida de un plato a una báscula conectada a una computadora que registra la pérdida de peso de la placa durante la comida. Comentarios sobre la pantalla del ordenador permite al sujeto adaptarse su conducta alimentaria a las curvas de referencia así normalizar el peso corporal.

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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

Temas de comida de un plato que se encuentra en una escala, conectada a una computadora que registra la pérdida de peso de la placa durante la comida y hace una curva de consumo de alimentos, duración de la comida y de comer modelado por una ecuación cuadrática. El propósito del método es cambiar la conducta alimentaria, proporcionando información visual sobre la pantalla del ordenador que el sujeto puede adaptarse a porque su propia tasa de comer aparece en la pantalla durante la comida. Los datos generados por el método se analizaron y equipados para la ecuación cuadrática usando un algoritmo de encargo. El método tiene la ventaja de la grabación comer comportamiento objetivamente y ofrece la posibilidad de cambiar la conducta alimentaria en experimentos y en la práctica clínica. Una limitación puede ser que los sujetos experimentales son afectadas por el método. La misma limitación puede ser una ventaja en la práctica clínica, como conducta alimentaria se estabiliza más fácilmente por el método. Un tratamiento que utiliza este método ha normalizado el peso corporal y restaurado la salud de varios cientos pacientes con anorexia nerviosa y otros trastornos de la alimentación y ha reducido el peso y mejora la salud de los pacientes gravemente con sobrepeso.

Introduction

El dispositivo presentado aquí se utiliza para restaurar el peso corporal y la salud de bajo- y sobrepeso de los pacientes mediante el control de la tasa de alimentación y la ingesta de alimentos a través de retroalimentación visual proporcionado en una pantalla de computadora durante la comida. Se trata de un encargo de báscula electrónica y una computadora, por ejemplo, un teléfono inteligente. Una aplicación permite a un sujeto conectar el smartphone a la escala a través de Bluetooth. Una vez que el smartphone está conectado a la escala, el sujeto pone una placa en la escala y la comida en el plato y empieza a comer. A intervalos regulares, una escala de calificación aparece en la pantalla y el tema se le pide a su sensación de plenitud. La escala de calificación puede ser desconectada, dependiendo el objetivo del experimento o la intervención clínica. Fines experimentales y clínicos una curva de referencia para comer tipo y una curva de referencia para la sensación de saciedad se muestran en la pantalla del smartphone. El sujeto puede adaptarse a las curvas de referencia porque su tasa de comer y las calificaciones de plenitud aparece en la pantalla durante la comida.

El dispositivo registra la disminución del peso de la placa como alimento se consume y las calificaciones de plenitud en el transcurso de la comida y tiendas de las grabaciones. Los datos de pérdida de peso se utilizan para producir un modelo cuadrático de la curva de consumo (CFI) de alimento acumulado: y = kx2+ lx, donde y = cantidad de alimento consumido, k = cambio en la tasa de comer en el transcurso de la comida y l = tasa inicial de comer1. La curva de la CFI se basa en las siguientes tres acciones de modelado durante la comida: mordedura, además de alimentos y artefacto (cambios de peso no relacionado con el consumo de alimentos). Estas acciones se asignan símbolos no terminales de una gramática libre de contexto (CFG)2. La grabación, después de un tratamiento previo, se reparte en intervalos de tiempo correspondientes a los cambios de peso (basados en coeficientes derivados y delta hacia adelantados), que entonces se asignan a los símbolos terminales de la CFG. El CFG luego permite la estimación de la interpretación más probable de la comida suponiendo independencia para cada evento.

El dispositivo se utiliza en la investigación, así como en la práctica clínica. Primero fue utilizado para tratar a pacientes con anorexia nerviosa y otros trastornos de la alimentación y, posteriormente, para tratar a pacientes gravemente con sobrepeso.

Comer asistido por retroalimentación visual tiene la siguiente base científica. Animales, incluyendo a seres humanos, han evolucionado para comer muchos alimentos diferentes, pero seleccionan qué comer en condiciones "buffet"3,4. Sin embargo, están equipadas, anatómico y su comportamiento, comer lo que los alimentos están disponibles si las condiciones Haz comprometido3,4 y comer comportamiento, masticación en particular, ha sido un principal motor de la evolución de la cabeza humana, incluyendo el cerebro y el aparato masticatorio3. El patrón de comer por lo tanto puede ser más importante para el control de peso corporal que el tipo de alimentos ingeridos. En apoyo, intervención de dieta tiene efecto menor, si los hubiere, sobre normalización de peso corporal5 y el dispositivo descrito aquí puede por ejemplo, ayudar a niños en comer una cantidad normal de alimentos cuando el reto de comer rápidamente durante el almuerzo de escuela6 y neutralizar el efecto de un breve período de ayuno en la ingesta de alimentos en jóvenes hombres y mujeres7.

Neurociencia se presume que la causa de problemas de peso se aloja en el cerebro8. Sin embargo, es poco probable que los cientos de millones de personas en el mundo, que ahora pesan demasiado9, desarrollaron el problema debido a una anormalidad neural antes de la ganancia de peso. Es más probable que las anormalidades neuronales10, así como anormalidades médicas11, desarrollar como un efecto de comer demasiado12, excepto, tal vez en algunos genotipos raros13.

Una posible razón por qué la neurociencia falla para explicar los problemas de peso es porque su supuesto básico es incorrecta, es decir, que el peso se mantiene casi constante mediante controles neurales excitatoria/inhibitoria ejercidos sobre comer comportamiento8 . Cualquier inhibición que puede ejercer el cerebro tiene obviamente no prevenidos cientos de millones de personas a convertirse en serio sobrepeso recientemente9. Una mejor comprensión del papel del cerebro en comer surgió desde el descubrimiento de que los péptidos hipotalámicos una vez pensaban para estimular el acto de comer en su lugar para permitir la búsqueda de alimento, incluso a expensas de alimentos consumo14,15. Estos resultados, que fueron confirmados recientemente16,17, apoyo la opinión de que el peso corporal se mantiene en un nivel saludable sólo cuando el precio físico del alimento es alto, una condición conocida como "la phenoptype homeostático humano"18. Teniendo en cuenta la multiplicidad de redes genéticas a comer conducta y otros comportamientos también19y cerebro, sería difícil, si es posible, para reducir o aumentar el peso corporal mediante la manipulación de un sistema neurotransmisor o dos. Estas consideración, viene como ninguna sorpresa que la intervención farmacológica tiene mínimo o ningún efecto en el cuerpo de peso en serio sobrepeso20, así como en el bajo peso21.

Resulta irónico que algunos de estos recientes hallazgos meramente confirman las predicciones relativas al papel de las dietas, genes, cerebro y actividad física en la regulación del peso corporal realizado por Mayer en 1953 ya22. Como alternativa, conducta alimentaria puede tener un papel causal en el control del peso corporal y neurociencia y genética puede haber confundido el mecanismo para la causa. En apoyo, comer todos los días durante el año se esfuerza para maximizar la ingesta de alimentos en los seres humanos, empujando el peso hacia arriba para contrarrestar cualquier influencia de escasez de alimentos23. En el fenotipo humano homeostático, la influencia de este tipo de comer en exceso fisiológico es contrapesada por el esfuerzo físico necesario para obtener alimentos18. Porque ese esfuerzo está cerca de cero hoy seres humanos necesita apoyo externo para mantener un peso corporal poco saludable. Que el apoyo es proporcionado por el presente dispositivo.

En lugar de dirigidas a la conducta alimentaria, tratamientos estándar para trastornos de la alimentación objetivo los síntomas psicológicos de patients´. En promedio 30% de los pacientes abandonan los tratamientos, menos del 50% entran en remisión, aunque permanecen sintomáticos, y al menos el 30% de recaída dentro de un año de descarga de24. Sin embargo, se encontró hace mucho tiempo que el tratamiento de la conducta alimentaria tiene un efecto mejor que el tratamiento de los síntomas psicológicos25. Este hallazgo fue reproducido más recientemente mediante el dispositivo descrito en este informe. Por este método, aproximadamente el 75% de pacientes con trastornos de la alimentación entrar en remisión y recidiva del 10% más de cinco años de seguimiento26, una mejora sobre las normas de atención24.

Aunque la tasa de comer ha aumentado en serio sobrepeso a pacientes, la relación causa-efecto entre la tasa de alimentación y peso corporal no se ha aclarado y cuestionarios27ha determinado la tasa de comer. El dispositivo descrito aquí hace posible la medición objetiva de velocidad e ingesta de alimentos de comer y cuando se utiliza para reducir estas dos medidas, se ha demostrado ser más eficaz en la disminución de peso corporal y mejora de la salud que la dieta estándar y ejercicio intervención en adolescentes gravemente con sobrepeso28.

El principio de la conducta alimentaria utilizada en el presente dispositivo de grabación fue descrito hace29,30,31, y lo se desde entonces ha utilizado en experimentos de grabar y cambiar el ritmo de comer1, 6,7,32,33. Sin embargo, no se ha utilizado para tratar el bajo- y sobrepeso pacientes fuera de ensayos clínicos y en la práctica clínica. Parte del programa clínico consiste en usar el dispositivo en casa y en la vida cotidiana. Ha demostrado para ser amigable en tanto investigación de laboratorio y en la práctica clínica.

Protocol

Todo trabajo en sujetos experimentales y pacientes ha sido aprobado por el centro ético de tablero de Estocolmo, Suecia.

1. control de comer tipo y consumo de alimentos por retroalimentación Visual

  1. Descargar la aplicación del dispositivo.
  2. Encienda la báscula presionando el botón rojo en la parte inferior de la escala (figura 1).
  3. Abra la aplicación y seleccione una comida presionando Control comer sin retroalimentación visual o pulsando entrenamiento comer con retroalimentación visual (figura 2).
  4. Conecte la balanza para el smartphone seleccionando una de las escalas encontradas y presionar conectar (figura 3).
  5. Coloque un plato en la balanza. Pulse hecho para continuar (figura 4).
  6. Poner comida en la placa (0%).
    1. Poner más comida en el plato (72%).
    2. Pulse iniciar cuando esté listo para comer (100%) (Figura 5).
  7. Adaptar el ritmo de alimentación a la curva de referencia de azul punteada (figura 6).
  8. Sensación de plenitud la tarifa cuando la escala de calificación aparece en la pantalla. Adaptar el grado de plenitud a la curva de referencia púrpura punteada en forma de s. Pulse hecho para continuar comiendo (figura 7).
  9. Reducir la velocidad si comiendo demasiado rápido (figura 8).
  10. Con ningún alimento en la placa, presione No al terminar de comer (figura 9).
  11. Como se muestra la duración de la comida cuando la comida haya terminado, pulse hecho para salir (figura 10).

Representative Results

Cinco mujeres, que eran 17,5 (15-24) (mediana, min-max) años de edad, fueron tratadas a la remisión de anorexia nerviosa. Figura 11 , Figura 12 , Figura 13 se muestran los datos generados por el dispositivo, la aparición de la curva de la CFI y el modelo cuadrático en dos grabaciones en la primera parte del tratamiento y una grabación en el momento de la remisión. Tenga en cuenta el ritmo acelerado de comer en la primera prueba sin retroalimentación visual, la ingesta de una comida copiosa ya tres días más tarde con referencia curva proporcionando información visual y la duplicación de la tasa de alimentación en el momento de la remisión en comparación con los dos grabaciones en la primera parte del tratamiento en uno de los pacientes.

Figura 14A muestra que el tiempo de remisión fue muy variable en los cinco pacientes. La figura también muestra con un índice de masa corporal normal (IMC) en el momento de la remisión (Figura 14B), que los pacientes consumen más alimentos que hicieron al ingreso (figura 14), y que la duración de la comida, aunque no reducido, menos variable ( Figura 14). Tenga en cuenta que los anoréxicos pueden consumir una comida relativamente grande en la admisión con un IMC bajo (figura 14). También cabe destacar que mientras que tres pacientes se comieron a un ritmo acelerado en la admisión, todos menos uno comieron en una tasa se desaceleró en remisión (figura 14E). Correlativamente, ha aumentado la tasa inicial de comer en el momento de la remisión (figura 14F).

Figure 1
Figura 1: la escala de. Pulsa el botón para encender la balanza. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: empezar a comer. Aplicación abierta para empezar a comer. Presione el Control para comer sin retroalimentación visual. Pulse entrenamiento comer con retroalimentación visual. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: conectar escala y smartphone. Seleccione escala con aprox. Presione conectar para proceder. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: poner placa escala. Poner placa en la báscula y pulse hecho para proceder. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5: poner los alimentos sobre la placa. Poner los alimentos sobre la placa hasta que se indique el 100% y pulse iniciar cuando esté listo para comer. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6: comer con retroalimentación visual. Adaptar la tasa de alimentación a la curva de referencia de azul discontinua. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7: clasificación de plenitud. Indican sensación de plenitud cuando aparece la escala de calificación. Adaptar la clasificación a la curva de referencia púrpura punteada y pulse hecho para seguir comiendo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8: tasa de adaptación de comer. Modificar el ritmo de comer si se desvía de la curva de referencia de azul discontinua. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 9
Figura 9: comida completado. Presione No si hay no hay comida en el plato. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 10
Figura 10: comer acabado. Cumplimiento de las curvas de referencias y la duración de la comida aparecido. Pulse hecho para salir. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 11
Figura 11: primera ingesta acumulativa (CFI) de la curva en nervosa del anorexia. Grabación (línea azul), artefactos quitados (línea roja) y CFI curva modelada por la ecuación cuadrática. Datos de un paciente anoréxico en el segundo día de tratamiento comer sin retroalimentación visual. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 12
Figura 12: respuesta temprana al tratamiento en anorexia nerviosa. Paciente se adapta a la curva de referencia en el quinto día de tratamiento. Datos del mismo paciente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 13
Figura 13: remisión de la anorexia nerviosa. Aumento en la tasa de alimentación en el momento de la remisión después de 175 días de tratamiento. Datos del mismo paciente comer sin retroalimentación visual. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 14
Figura 14: efecto del tratamiento de la conducta alimentaria en nervosa del anorexia. Tiempo de remisión muy variable (A) como se normaliza el índice de masa corporal (IMC) (B) en cinco pacientes tratados hasta la remisión de la anorexia nerviosa. Tenga en cuenta la variabilidad en la ingesta de alimentos (C), duración de la comida (D), desaceleración de la tasa de alimentación (E) y la tasa inicial de comer (F) de la entrada (Adm) y normalización de estas medidas en remisión (Rem). Comer sin curva de referencia de pacientes. Los datos son medianas (min-max). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Mientras que el método descrito aquí es una intervención importante en el tratamiento de pacientes con problemas de peso, el tratamiento tiene las intervenciones adicionales que se han descrito antes, incluyendo criterios para la admisión y remisión34 y resultado a intervalos de tres meses en cada uno de 1428 pacientes26. El dispositivo, no estas intervenciones adicionales, es el objetivo del presente informe.

El modo de Control del dispositivo se utiliza para registrar la conducta alimentaria en sujetos sanos y en bajo- y sobrepeso de los pacientes. Posteriormente se utiliza el modo de entrenamiento para cambiar la conducta alimentaria para fines experimentales o clínicos. Mediante retroalimentación visual en el tratamiento de pacientes anoréxicos, 100% como se indica en la pantalla del ordenador, es la cantidad de alimentos que debe consumir el paciente determinada individualmente en base a tres ensayos preliminares en el modo de Control . 100% es una cantidad pequeña de comida en un paciente anoréxico, pero más alimentos que él comían en las tres pruebas preliminares. Una anoréxica prácticas paciente comer progresivamente más alimentos y se le pide que agregue alimentos hasta 100% está indicada en la pantalla. La forma de la curva de referencia de azul punteada, que sigue siendo el mismo en el transcurso del tratamiento, se basa en el hallazgo de que personas sanas de peso normal comen en un progresivamente disminuyendo la velocidad, es decir, en una forma decelerada1. La curva de referencia púrpura punteada para la sensación de saciedad se basa en el hallazgo de que la curva de saturación acumulativa está mejor equipada para una curva sigmoidea1. Hay no hay números en los ejes. El tratamiento continúa hasta que el paciente es capaz de comer alrededor de 300-350 g de alimento en unos 10-15 minutos sin una curva de referencia. Estos datos se obtuvieron de un peso normal, sanos. Bajo-pacientes con sobrepeso pueden elegir entre tres platos de comida sueca ordinario en la práctica clínica y se ofrece agua para beber. Manipulación experimental de la conducta alimentaria se realiza de la misma manera en sujetos sanos1,6,7,32,33. Porque restablecer el normal sentimiento de plenitud usando la información visual proporcionada por una curva de referencia se realiza de la misma manera que no es discutido aquí. Clínico, sin embargo, se trata de una importante intervención como tasa de pacientes anoréxicos la sensación de saciedad mucho más alta que lo sujetos sanos.

Mientras los pacientes siguen la retroalimentación visual al comer en tratamiento, se les agrega alimentos al plato durante la comida al comer sin retroalimentación. Adiciones de alimento y otros eventos, incluyendo la presión producida en la placa durante el seccionamiento de la alimentación con tenedores y cuchillos, afectan la grabación por el dispositivo de creación de artefactos y errores que fueron tratado previamente con manualmente como se describe en35. Los datos generados de comer usando el dispositivo se recogen en un encargo de base de datos, de que el clínico puede recuperar los resultados para ofrecer a pacientes con comentarios sobre cómo el tratamiento progresa y el investigador pueden utilizar para analizar resultados experimentales.

Pacientes anoréxicos comen solo poco en un ritmo lento34. Curiosamente, sin embargo, son capaces de consumir comidas de tamaño normales incluso en el muy bajo índice de masa corporal18. Por ejemplo, el paciente divulgado pudo comer 300 g muy temprano en el tratamiento y mucho antes de la normalización de su índice de masa corporal y a tan sólo tres días después de comer de manera desordenada, es decir, consumiendo sólo pocos alimentos a un ritmo acelerado. Pacientes anoréxicos que inicio comer a una tasa extremadamente baja es probable que aumentar la velocidad de comer en el transcurso de la comida inicial, como hicieron tres de los pacientes divulgan aquí. Cuando los pacientes acercan remisión, sin embargo, la relación inversa entre la tasa de desaceleración y la tasa inicial de comer surge1. Varios cientos pacientes con trastornos de la alimentación han sido tratados a la remisión y el protocolo ha demostrado ser usuario amistoso con ningún efecto secundario adverso26. Pacientes severamente obesos han sido tratados de manera similar para bajar de peso, aunque no en un peso normal28,33. Actualmente no hay ningún método que normaliza el peso corporal de pacientes gravemente con sobrepeso.

Una limitación del método es que temas son probablemente afectados por el dispositivo incluso en la ausencia de información visual. Esta hipótesis puede probarse por comparación de los datos obtenidos con el dispositivo con datos obtenidos de comidas video grabado. Paradójicamente, la misma limitación puede ser una ventaja en el tratamiento, que tiene como objetivo normalizar la ingesta de alimentos.

Mientras que el presente método ha sido utilizado para registrar la conducta alimentaria, la adición de información visual con fines experimentales y clínicos no se ha utilizado fuera de nuestra investigación y clínica. Para los clínicos con el objetivo de restaurar la conducta alimentaria de los pacientes y para los científicos interesados en el uso de conducta alimentaria como una variable experimental, el dispositivo ofrece un método. El análisis de los resultados ahora puede automatizarse mediante el presente algoritmo para calcular la curva de la CFI, aliviando la necesidad de tratamiento manual desperdiciador de tiempo. Esto permite seguimiento y análisis de la conducta alimentaria en grupos grandes de sujetos.

La eficacia de la algortihm se mejorará aún más. En la actualidad se basa en estimaciones de las desviaciones de valores verdaderos de las mordeduras como disociado de artefactos.

El dispositivo se utilizará en niños para evitar problemas de peso corporal en la edad adulta. La mayoría del hardware y del software tratado en este informe está lista para su uso a gran escala. Posibles mejoras, incluyendo optimizando el diseño visual de retroalimentación en la pantalla del dispositivo y expandiendo el CFG con clases adicionales de acciones in-comida y el análisis de comidas parcialmente completadas, deben esperar el resultado del uso previsto a gran escala .

Acknowledgments

Maryam Esfandiari muestra cómo funciona el dispositivo y Vasileios Papapanagiotou describe cómo los datos generados son filtrados y equipados para la curva de la CFI. Por Södersten, describe la investigación que se basa la intervención clínica y Cecilia Bergh discute su uso en la clínica. El trabajo es apoyado por Mando Group AB, TIC programa espléndido de la Comunidad Europea (610746) y de la Comunidad Europea programa de salud, cambio demográfico y bienestar (727688).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Scale TÜM ELEKTRONIK no catalogue number csutm made not comercially available

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