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超重/肥胖對(duì)青少年執(zhí)行控制的影響及干預(yù)方法

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月03日 05:06

超重/肥胖對(duì)青少年執(zhí)行控制的影響及干預(yù)方法

通訊作者:陳紅, 西南大學(xué)心理學(xué)部, 教授, 博士生導(dǎo)師; 作者簡(jiǎn)介:劉永, 西南大學(xué)心理學(xué)部, 博士研究生西南大學(xué) 心理學(xué)部、認(rèn)知與人格教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400715 收稿日期: 2019-10-18

基金項(xiàng)目: 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于目標(biāo)沖突模型的限制性飲食認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制”（NO.31771237），項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳紅；中央高校業(yè)務(wù)費(fèi)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“人格健康研究”（SWU1709106），項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳紅

摘要: 本研究旨在為解決青少年超重/肥胖問(wèn)題提供理論依據(jù)，通過(guò)對(duì)超重/肥胖青少年執(zhí)行控制的行為表現(xiàn)和腦機(jī)制相關(guān)文獻(xiàn)的梳理和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)超重/肥胖青少年：執(zhí)行控制能力存在普遍的下降；控制腦區(qū)活動(dòng)減弱，獎(jiǎng)賞腦區(qū)活動(dòng)增強(qiáng)。未來(lái)應(yīng)致力于超重/肥胖與執(zhí)行控制的因果關(guān)系以及多模態(tài)的腦機(jī)制研究，并探索解決青少年超重/肥胖問(wèn)題的最佳干預(yù)方法。

English Abstract

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一. 引言

超重/肥胖在世界范圍內(nèi)的許多國(guó)家都在迅速增加。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，超重/肥胖個(gè)體也在逐漸增多，2014年柳葉刀(The Lancet)發(fā)表的關(guān)于中國(guó)肥胖現(xiàn)狀與健康關(guān)系的研究報(bào)告顯示，2013年我國(guó)有3.8%的男性和5.0%的女性存在肥胖問(wèn)題，肥胖人口僅次于美國(guó)[1]。2016年柳葉刀數(shù)據(jù)顯示我國(guó)肥胖人口(8 960萬(wàn))在2014年已超過(guò)美國(guó)，位居世界首位[2]。另外，我國(guó)兒童和青少年的超重/肥胖問(wèn)題也日益嚴(yán)重，兒童和青少年的超重/肥胖發(fā)生率從1995年的5.3%迅速增長(zhǎng)到2014年的20.5%[3]。肥胖還會(huì)增加罹患身心疾病的風(fēng)險(xiǎn)，如Ⅱ型糖尿病、高血壓、高血脂、冠心病、癌癥、膽囊疾病和中風(fēng)等[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)僅2010年，全球就有約340萬(wàn)人死于超重/肥胖問(wèn)題的并發(fā)癥[5]。

隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的研究者重點(diǎn)關(guān)注認(rèn)知功能與超重/肥胖的關(guān)系。Lowe等人從神經(jīng)科學(xué)的視角綜述以往有關(guān)肥胖與執(zhí)行控制、獎(jiǎng)賞和腦功能等方面的研究[6]，并提出相互影響循環(huán)模型。該模型顯示執(zhí)行控制相關(guān)腦區(qū)[外側(cè)前額皮層(lateral prefrontal cortex，lateral PFC)]活動(dòng)的下降，獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)[紋狀體(Striatum)，腹內(nèi)側(cè)前額皮層(ventromedial PFC，vmPFC)，眶額葉皮層(orbitofrontal cortex, OFC)]活動(dòng)的增強(qiáng)，表現(xiàn)為執(zhí)行控制能力下降和獎(jiǎng)賞敏感性升高，導(dǎo)致個(gè)體飲食自我控制的下降，進(jìn)而出現(xiàn)過(guò)度進(jìn)食，體重升高或肥胖等現(xiàn)象，肥胖又影響到前額皮層功能異常和執(zhí)行控制能力受損，所以執(zhí)行控制能力、腦機(jī)制和肥胖之間相互影響(見(jiàn)圖 1)。本文主要從執(zhí)行控制(executive control)角度，探討超重/肥胖對(duì)青少年執(zhí)行控制的行為學(xué)和腦功能的影響，并總結(jié)體重控制的干預(yù)方法。執(zhí)行控制包括多種高級(jí)認(rèn)知能力，包括對(duì)潛在的神經(jīng)認(rèn)知加工過(guò)程的監(jiān)控能力、有意識(shí)的注意轉(zhuǎn)移、抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)、激活非優(yōu)勢(shì)反應(yīng)以達(dá)到更高的目標(biāo)[7]。本文把反應(yīng)控制、沖突控制和沖動(dòng)控制界定為執(zhí)行控制的三種核心成分。首先探討超重/肥胖對(duì)青少年反應(yīng)控制、沖突控制和沖動(dòng)控制行為學(xué)和腦功能的影響，然后總結(jié)體重控制的干預(yù)方法，最后從長(zhǎng)期縱向研究、多模態(tài)腦成像研究和多種干預(yù)技術(shù)相結(jié)合三個(gè)方面提出未來(lái)可能的研究方向。

二. 超重/肥胖對(duì)青少年反應(yīng)控制的影響

反應(yīng)控制指抑制外界線索優(yōu)勢(shì)或自動(dòng)化反應(yīng)，以至于對(duì)目標(biāo)或環(huán)境需要做出正確的反應(yīng)[8]。超重/肥胖會(huì)導(dǎo)致個(gè)體的反應(yīng)控制能力下降，使個(gè)體不能較好的抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)和習(xí)慣化反應(yīng)。反應(yīng)控制通常采用Go/No-go任務(wù)和停止信號(hào)任務(wù)(Stop Signal Task, SST)進(jìn)行測(cè)量。本文主要基于Go/No-go和SST任務(wù)，考察超重/肥胖對(duì)青少年反應(yīng)控制的影響。

一. 超重/肥胖對(duì)青少年反應(yīng)控制行為的影響

以往研究采用復(fù)雜的Go/No-go任務(wù)，實(shí)驗(yàn)材料使用字母“X”和“O”，要求被試對(duì)刺激進(jìn)行快速的按鍵反應(yīng)(Go)，但是當(dāng)前刺激與前一刺激重復(fù)出現(xiàn)時(shí)被試需要抑制自己的反應(yīng)(No-go)。研究發(fā)現(xiàn)肥胖兒童No-go的正確率顯著小于正常體重兒童[9]，肥胖兒童不能及時(shí)抑制自己的優(yōu)勢(shì)化反應(yīng)，表明與正常體重兒童相比，肥胖兒童的反應(yīng)抑制能力較低。除此之外，超重/肥胖不僅影響個(gè)體執(zhí)行任務(wù)的正確率，還會(huì)影響反應(yīng)時(shí)。如，在一般刺激的Go/No-go任務(wù)中，發(fā)現(xiàn)超重兒童有較大的反應(yīng)時(shí)(Reaction time, RT)變異性(variability)[10]。較小的反應(yīng)時(shí)變異性被認(rèn)為是成功Go和No-go的指標(biāo)[11]，而且具體較大的反應(yīng)時(shí)變異性的個(gè)體不能有效使用引導(dǎo)反應(yīng)選擇所需的前運(yùn)動(dòng)腦區(qū)，所以需要高級(jí)的前額腦區(qū)以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)[12]，也就是說(shuō)超重兒童需要調(diào)用高級(jí)腦區(qū)的資源以做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)[10]。超重/肥胖既影響個(gè)體執(zhí)行一般刺激任務(wù)的能力，對(duì)執(zhí)行食物特異任務(wù)的能力也有影響。Deux等人使用兩個(gè)Go/No-go任務(wù)，一個(gè)使用一般刺激，另一個(gè)使用高、低熱量食物刺激，研究發(fā)現(xiàn)超重青少年的No-go錯(cuò)誤率均顯著大于非超重青少年，暗示超重青少年的一般和食物特異性反應(yīng)控制能力均顯著降低[13]。在執(zhí)行一般刺激的SST時(shí)，肥胖兒童的SSRT顯著大于正常體重兒童[14]，SSRT越大說(shuō)明個(gè)體的反應(yīng)控制能力越弱，暗示肥胖兒童執(zhí)行SST時(shí)一般反應(yīng)控制能力降低。Nederkoorn等人同時(shí)使用食物刺激和玩具刺激的SST，結(jié)果顯示，與正常體重兒童相比，超重兒童對(duì)食物刺激的反應(yīng)抑制能力更差[15]，進(jìn)一步推論反應(yīng)控制能力可能是影響青少年暴飲暴食或過(guò)度進(jìn)食的重要因素之一。

二. 超重/肥胖對(duì)青少年反應(yīng)控制腦功能的影響

腦影像學(xué)證據(jù)顯示抑制控制能力主要與前額葉腦區(qū)的活動(dòng)有關(guān)，如腹外側(cè)前額皮層(Ventrolateral Prefrontal Cortex, vlPFC)、內(nèi)側(cè)前額皮層(Medial Prefrontal Cortex, mPFC)、背外側(cè)前額皮層(Dorsolateral Prefrontal Cortex, dlPFC)和額下皮層(Inferior Frontal Cortex, IFC)等[16-18]。當(dāng)要求被試對(duì)食物渴求進(jìn)行調(diào)節(jié)或抑制時(shí)，左側(cè)dlPFC、雙側(cè)中扣帶回和顳頂聯(lián)合區(qū)的活動(dòng)增強(qiáng)，說(shuō)明dlPFC是下調(diào)高熱量食物的獎(jiǎng)賞屬性的關(guān)鍵腦區(qū)。有研究表明體重指數(shù)(Body Mass Index, BMI)與dlPFC、vlPFC和額下回(Inferior Frontal Gyrus, IFG)的激活呈顯著的負(fù)相關(guān)，暗示肥胖個(gè)體調(diào)用dlPFC來(lái)調(diào)節(jié)食物選擇的能力降低[6, 19]。另外，dlPFC和腹內(nèi)側(cè)前額皮層之間較弱的功能連接降低了dlPFC下調(diào)vmPFC中味道屬性的能力，增加個(gè)體根據(jù)味道選擇食物的可能性，說(shuō)明飲食的自我控制的成功可能取決于dlPFC調(diào)節(jié)vmPFC中的味道和健康評(píng)估的能力[6, 20]。

超重/肥胖會(huì)導(dǎo)致青少年與抑制控制能力相關(guān)腦區(qū)的活動(dòng)減弱，但是與獎(jiǎng)賞相關(guān)的腦區(qū)活動(dòng)會(huì)增強(qiáng)。與較瘦的青少年相比，超重青少年對(duì)美味食物進(jìn)行抑制時(shí)，前額抑制相關(guān)腦區(qū)的激活降低，包括額上回(Superior Frontal Gyri, SFG)、額中回(Middle Frontal Gyrus, MFG)、腹外側(cè)前額皮層、內(nèi)側(cè)前額皮層和眶額葉皮層，然而獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)的激活(如腦島)則與BMI呈顯著的正相關(guān)[21]，而且肥胖兒童在觀看不健康食物L(fēng)ogo時(shí)，其認(rèn)知控制相關(guān)腦區(qū)激活較低，包括雙側(cè)額中皮層(Middle Frontal Cortex, MFC)和額下皮層，暗示肥胖兒童更易受食物廣告的影響[22]。

三. 超重/肥胖對(duì)青少年沖突控制的影響

當(dāng)不同表征同時(shí)出現(xiàn)并互相干擾時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知沖突，大腦監(jiān)控到信息處理過(guò)程中出現(xiàn)的沖突，并對(duì)沖突信息做出不同反應(yīng)的能力是沖突控制能力[23]。沖突控制常用Stroop任務(wù)來(lái)測(cè)量，表明個(gè)體受沖突干擾的程度。經(jīng)典的Color-word Stroop任務(wù)，使用顏色和字義的不同表達(dá)沖突，如藍(lán)色顏色寫的“紅”字即存在沖突。

一. 超重/肥胖對(duì)青少年沖突控制行為的影響

使用經(jīng)典Color-word Stroop任務(wù)的研究發(fā)現(xiàn)，超重/肥胖青少年在任務(wù)中反應(yīng)時(shí)顯著大于正常體重的青少年[10]，說(shuō)明超重/肥胖會(huì)影響青少年對(duì)沖突信息的處理速度。另外，肥胖青少年在Color-word Stroop任務(wù)中的得分也顯著小于較瘦青少年[24]，暗示超重/肥胖也會(huì)影響青少年對(duì)沖突信息的處理正確率。有趣的是，有研究顯示肥胖青少年在執(zhí)行Color-word Stroop任務(wù)時(shí)對(duì)字義的反應(yīng)表現(xiàn)差于正常體重青少年，而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)顏色反應(yīng)的組間差異[25]，可能說(shuō)明了超重/肥胖首先會(huì)影響到個(gè)體對(duì)語(yǔ)言沖突信息的解決。在4周的干預(yù)研究中發(fā)現(xiàn)，超重/肥胖青少年在Stroop任務(wù)中較好的表現(xiàn)可以預(yù)測(cè)未來(lái)更大的體重減少[26]。另外，在其他實(shí)驗(yàn)范式中也發(fā)現(xiàn)超重/肥胖會(huì)影響個(gè)體的沖突控制能力。如肥胖兒童在執(zhí)行Flanker任務(wù)時(shí)，肥胖兒童在不一致條件下的反應(yīng)時(shí)顯著大于正常體重兒童，說(shuō)明正常體重兒童可以靈活調(diào)用認(rèn)知資源以維持沖突狀態(tài)下的任務(wù)表現(xiàn)，而肥胖兒童調(diào)用資源維持沖突的能力較弱[27]。在執(zhí)行Simon任務(wù)時(shí)，肥胖兒童任務(wù)錯(cuò)誤率顯著大于正常體重兒童[28]。綜上所述，以往研究采用不同的實(shí)驗(yàn)范式均發(fā)現(xiàn)肥胖兒童沖突控制能力減弱，說(shuō)明超重/肥胖影響兒童青少年對(duì)沖突信息的處理速度和正確率具有實(shí)驗(yàn)范式間的一致性。

二. 超重/肥胖對(duì)青少年沖突控制腦功能的影響

功能性近紅外光譜學(xué)(functional near infrared spectroscopy, fNIRS)研究顯示BMI越大，Stroop任務(wù)中的前額皮層的血氧動(dòng)力反應(yīng)(hemodynamic response)就越小[29]，而且超重/肥胖青少年在Stroop任務(wù)中的左側(cè)腹外側(cè)前額皮層(left vlPFC)和雙側(cè)背外側(cè)前額皮層(bilateral dlPFC)較大的血氧動(dòng)力反應(yīng)與短期干預(yù)后更多的減重有關(guān)，說(shuō)明前額皮層可能調(diào)節(jié)超重/肥胖青少年的執(zhí)行控制對(duì)其食物攝入和減肥的影響[26]。Yokum等人探討青少年在執(zhí)行一般刺激和食物刺激的注意網(wǎng)絡(luò)任務(wù)(Attention Network Task, ANT)中的腦機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)食物的早期定向階段，BMI與前腦島、外側(cè)OFC、腹外側(cè)前額皮層、頂上小葉(superior parietallobe)等的較大激活有關(guān)，而且在對(duì)美味食物早期定向階段的外側(cè)OFC較大激活可以預(yù)測(cè)未來(lái)BMI的增大，說(shuō)明超重與對(duì)食物的注意偏向有關(guān)[30]。具有暴飲暴食癥的肥胖青少年在執(zhí)行Stroop任務(wù)時(shí)，腹內(nèi)側(cè)前額皮層、額下回和腦島(insula)的激活較小，而且其限制性飲食得分與右側(cè)IFG和vmPFC的激活呈顯著的負(fù)相關(guān)，說(shuō)明具有暴飲暴食癥的肥胖青少年的沖突控制能力的下降可能與受損的限制性飲食有關(guān)[31]。Janssen等人根據(jù)被試的BMI計(jì)算了每個(gè)被試的肥胖得分，研究發(fā)現(xiàn)在被試執(zhí)行食物選擇任務(wù)時(shí)，肥胖得分越大，外側(cè)前額皮層的激活就越小，說(shuō)明食物選擇控制能力的下降可能會(huì)導(dǎo)致肥胖[32]。

目前，超重/肥胖對(duì)青少年基于Stroop任務(wù)的沖突控制的腦機(jī)制研究還比較少，而且沒(méi)有闡明其關(guān)鍵腦區(qū)。沖突監(jiān)控理論認(rèn)為，大腦的沖突監(jiān)控系統(tǒng)首先評(píng)估當(dāng)前的沖突水平，然后將沖突信息傳遞到負(fù)責(zé)控制的中樞，然后由控制中樞對(duì)行為進(jìn)行調(diào)控。前扣帶回(Anterior Cingulate Cortex, ACC)是沖突監(jiān)控的重要中樞，dlPFC是對(duì)沖突信息進(jìn)行調(diào)控的重要中樞[23, 33-34]。基于Color-word Stroop任務(wù)建立的關(guān)于沖突監(jiān)控和沖突控制的模型[23, 33-34]認(rèn)為，當(dāng)字義和字的書(shū)寫顏色不同時(shí)即產(chǎn)生沖突，首先需要激活A(yù)CC進(jìn)行沖突監(jiān)控，然后將沖突信息傳入到dlPFC進(jìn)行沖突控制。然而，據(jù)我們所知，目前仍不清楚超重/肥胖是怎樣影響個(gè)體執(zhí)行Stroop任務(wù)時(shí)的ACC和dlPFC的功能?；诔?肥胖對(duì)個(gè)體腦功能的影響，我們認(rèn)為超重/肥胖個(gè)體在執(zhí)行Stroop任務(wù)時(shí)，ACC對(duì)沖突信息的監(jiān)控能力減弱，即ACC激活降低，也表現(xiàn)了超重/肥胖個(gè)體對(duì)沖突信息行為反應(yīng)上的遲緩；另外，ACC到dlPFC之間的沖突信息傳遞效率降低，可能表現(xiàn)為兩者間功能連接的減弱；最后，dlPFC對(duì)沖突信息的控制能力減弱，即dlPFC激活降低，也表現(xiàn)了超重/肥胖個(gè)體對(duì)沖突信息行為反應(yīng)正確率的降低(見(jiàn)圖 2)。

四. 超重/肥胖對(duì)青少年沖動(dòng)控制的影響

沖動(dòng)控制是對(duì)沖動(dòng)行為的控制能力。以往文獻(xiàn)顯示超重/肥胖會(huì)影響個(gè)體的沖動(dòng)控制能力，使個(gè)體具有較高的沖動(dòng)性。作為一種人格特質(zhì)，具有沖動(dòng)性特質(zhì)的個(gè)體面對(duì)事件通常會(huì)做出無(wú)意識(shí)的、快速的、無(wú)計(jì)劃的和缺乏遠(yuǎn)見(jiàn)的行為反應(yīng)，很少或從不考慮或是缺乏評(píng)估這些行為后果是否會(huì)對(duì)自身或他人帶來(lái)負(fù)面的影響[35]。本文主要從沖動(dòng)性決策的角度探討超重/肥胖對(duì)青少年沖動(dòng)控制的影響。決策是指在多種選擇的情況下選擇一種方案的過(guò)程[36]。一般個(gè)體通過(guò)評(píng)估與權(quán)衡收益及付出的成本，然后做出最有利的選擇，而超重/肥胖個(gè)體由于沖動(dòng)控制的缺陷往往做出沖動(dòng)決策。沖動(dòng)性決策常使用延遲折扣任務(wù)(Delayed Discounting Task, DDT)測(cè)量。通常認(rèn)為選擇較小的立即獎(jiǎng)勵(lì)(Immediate rewards, IRs)與沖動(dòng)性有關(guān)，而選擇較大的延遲獎(jiǎng)勵(lì)(Delayed rewards, DRs)則與自我控制相關(guān)[37]。

一. 超重/肥胖對(duì)青少年沖動(dòng)控制行為的影響

自我控制的雙加工理論認(rèn)為，健康的生活方式取決于沖動(dòng)系統(tǒng)(impulsive system)和反思系統(tǒng)(reflective system)之間的平衡，認(rèn)為過(guò)度進(jìn)食高熱量食物是未充分調(diào)用執(zhí)行控制而沖動(dòng)的結(jié)果[38]。所以，沖動(dòng)性被認(rèn)為是過(guò)量飲食的重要因素之一[39]。在對(duì)年輕女性的研究中發(fā)現(xiàn)，與沖動(dòng)水平較低的個(gè)體相比，沖動(dòng)水平較高的個(gè)體會(huì)食用較多的美味食物[40]。

關(guān)于肥胖兒童/青少年的沖動(dòng)控制問(wèn)題，早在1983年Bonato等人研究發(fā)現(xiàn)在DDT中，與較大的延遲獎(jiǎng)勵(lì)相比，肥胖兒童則較多選擇立即獎(jiǎng)勵(lì)[41]，即肥胖兒童表現(xiàn)出較高的沖動(dòng)性。在DDT中，與正常體重的青少年相比，肥胖青少年表現(xiàn)出更大的延遲折扣率[42]，延遲折扣率越大說(shuō)明沖動(dòng)性越高，即肥胖青少年在DDT中表現(xiàn)出較高的沖動(dòng)性。預(yù)測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，肥胖青少年沖動(dòng)性的改善可以有效預(yù)測(cè)體重的減少[14]。另外，在執(zhí)行Door Open task(一種測(cè)量?jī)和?jiǎng)賞優(yōu)勢(shì)的任務(wù))時(shí)，與正常體重兒童相比，肥胖兒童打開(kāi)了更多的doors[43]，說(shuō)明肥胖兒童的獎(jiǎng)賞敏感性較高，而沖動(dòng)控制能力較差。還有研究探討食物暴露對(duì)超重/肥胖青少年風(fēng)險(xiǎn)決策的影響。研究發(fā)現(xiàn)食物暴露后，超重青少年風(fēng)險(xiǎn)決策增加，而且饑餓水平升高，說(shuō)明食物暴露后可能會(huì)導(dǎo)致超重青少年過(guò)度進(jìn)食[44]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，特質(zhì)沖動(dòng)性可以直接影響超重/肥胖青少年增加飲食失調(diào)的傾向[45]。綜上所述，作為一種人格特質(zhì)，沖動(dòng)性可能對(duì)肥胖的發(fā)展、維持以及干預(yù)有重要的作用。

二. 超重/肥胖對(duì)青少年沖動(dòng)控制腦功能的影響

肥胖女性執(zhí)行DDT時(shí)，與簡(jiǎn)單試次相比，較難試次中較大的延遲折扣率(較高的沖動(dòng)性)與額中回、額下回和頂下小葉(Inferior parietal lobule)激活降低有關(guān)[46]，而且與簡(jiǎn)單試次相比，較難試次中額下回，額中回和額上回較低的激活可以預(yù)測(cè)以后體重更大的增加[47]，說(shuō)明沖動(dòng)性水平越高，則控制相關(guān)腦區(qū)激活就越低，而且未來(lái)體重增加的風(fēng)險(xiǎn)就越大。然而，沖動(dòng)控制能力較好的個(gè)體會(huì)減少更多的體重，而且背外側(cè)前額葉皮層和腹內(nèi)側(cè)前額皮層的活動(dòng)與體重減少相關(guān)，dlPFC和vmPFC的功能連接越強(qiáng)，則限制飲食和沖動(dòng)性控制越成功[48]；與正常體重兒童相比，肥胖兒童的左側(cè)額中回(left MFG, 執(zhí)行控制相關(guān)腦區(qū))與左腹內(nèi)側(cè)前額皮層(left VMPFC)/左外眶額葉皮層(left lateral OFC, 獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū))的靜息態(tài)功能連接增強(qiáng)[49]，說(shuō)明沖動(dòng)控制相關(guān)腦區(qū)和獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)的交互作用會(huì)影響個(gè)體的飲食行為和體重的維持。超重和正常體重的青少年在執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)收益任務(wù)時(shí)，兩組被試的雙側(cè)尾狀核、額下回和前腦島均有激活，而且超重青少年中島也有激活，相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)超重青少年的外部性進(jìn)食得分(荷蘭飲食行為問(wèn)卷的一個(gè)維度)與后部腦島的激活有顯著的正相關(guān)，但是其限制性飲食得分與雙側(cè)腦島的激活有顯著的負(fù)相關(guān)，說(shuō)明青少年肥胖可能與腦島系統(tǒng)向內(nèi)感受輸入信息的中斷有關(guān)[50]。超重/肥胖個(gè)體的沖動(dòng)控制不僅與腦功能有關(guān)，而且與腦結(jié)構(gòu)也有關(guān)。例如研究顯示青少年體脂與內(nèi)側(cè)OFC體積的相關(guān)受沖動(dòng)性的調(diào)節(jié)[51]。

目前，研究領(lǐng)域里存在兩種基于神經(jīng)影像學(xué)視角提出的沖動(dòng)性的雙系統(tǒng)神經(jīng)模型。首先，Laibson于1997年提出β系統(tǒng)和δ系統(tǒng)。他們認(rèn)為β系統(tǒng)的激活與立即獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)，主要包括腹側(cè)紋狀體，旁邊緣皮層(paralimbic cortical structures，與多巴胺能的神經(jīng)分布有關(guān))。δ系統(tǒng)主要包括外側(cè)前額葉和頂葉區(qū)，與高水平的協(xié)調(diào)加工過(guò)程有關(guān)，該系統(tǒng)的激活與延遲獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)[52]，所以β系統(tǒng)更多涉及的是獎(jiǎng)賞功能，反應(yīng)的是個(gè)體的沖動(dòng)性，而δ系統(tǒng)更多反應(yīng)的是個(gè)體的執(zhí)行控制能力；2015年Volkow等人基于成癮和肥胖問(wèn)題提出沖動(dòng)性的“NOW”和“LATER”系統(tǒng)?！癗OW”系統(tǒng)主要與立即獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)，包括腹內(nèi)側(cè)前額皮層和伏隔核(NAcc)，而“LATER”系統(tǒng)主要與延遲獎(jiǎng)勵(lì)有關(guān)，主要包括背外側(cè)前額皮層、內(nèi)側(cè)前額皮層、前扣帶回和尾狀核[53]。兩種神經(jīng)模型均揭示了沖動(dòng)控制過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，即控制系統(tǒng)和獎(jiǎng)賞系統(tǒng)的平衡問(wèn)題，如果控制系統(tǒng)占優(yōu)勢(shì)，則超重/肥胖個(gè)體可以維持或減輕體重，而如果獎(jiǎng)賞系統(tǒng)占優(yōu)勢(shì)，則超重/肥胖個(gè)體更易受美味食物的誘惑，進(jìn)而過(guò)度進(jìn)食。

通過(guò)對(duì)以往文獻(xiàn)的梳理發(fā)現(xiàn)，超重/肥胖會(huì)對(duì)個(gè)體的執(zhí)行控制能力產(chǎn)生不良的影響，即超重/肥胖個(gè)體執(zhí)行控制能力存在普遍下降。腦影像學(xué)證據(jù)顯示超重/肥胖青少年控制相關(guān)腦區(qū)的活動(dòng)減弱，而獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)的活動(dòng)增強(qiáng)，該神經(jīng)表征可能構(gòu)成超重/肥胖形成的神經(jīng)基礎(chǔ)。值得思考的問(wèn)題是：目前對(duì)超重/肥胖個(gè)體的執(zhí)行控制、神經(jīng)基礎(chǔ)與其他因素的聯(lián)系并不清楚，比如人格特質(zhì)與超重/肥胖個(gè)體的執(zhí)行控制及腦功能之間是否存在一定的關(guān)系？因此未來(lái)仍需要采用不同的技術(shù)手段、設(shè)計(jì)新穎的實(shí)驗(yàn)范式深入探索超重/肥胖個(gè)體執(zhí)行控制普遍下降在人格、行為、認(rèn)知、神經(jīng)及基因分子等方面的機(jī)制。

五. 體重控制的干預(yù)方法一. 體育鍛煉

Davis等人為久坐的超重兒童進(jìn)行為期13周的干預(yù)，超重兒童被隨機(jī)分成三組，即每天20分鐘鍛煉組、每天40分鐘鍛煉組和控制組，鍛煉是以愉快與費(fèi)力的游戲或運(yùn)動(dòng)為主，要求平均心率150以上，結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)對(duì)計(jì)劃得分有顯著的干預(yù)效果，而且發(fā)現(xiàn)鍛煉后超重兒童的雙側(cè)前額皮層活動(dòng)有顯著的增加，但是雙側(cè)后頂葉皮層活動(dòng)有所減少，但是該研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)體重的變化[54]。Staiano等人探討Exergame(一種需要大量運(yùn)動(dòng)的電子游戲)對(duì)超重/肥胖青少年執(zhí)行控制和體重的影響，把超重/肥胖青少年隨機(jī)分配到競(jìng)爭(zhēng)組、合作組和控制組，游戲干預(yù)持續(xù)10周，研究發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)組被試執(zhí)行控制的改善顯著優(yōu)于其他兩組，而且執(zhí)行控制能力提高的越大，體重減輕的越多[55]。Krafft等人為超重兒童進(jìn)行了為期8個(gè)月的有氧鍛煉(如跳繩等)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有氧鍛煉后超重兒童在完成Flanker任務(wù)時(shí)，其前扣帶回(anterior cingulate)和額上回的激活增加，說(shuō)明有氧鍛煉可能改變了超重兒童執(zhí)行控制的神經(jīng)回路[56]。以上研究證明體育鍛煉可以改善超重個(gè)體的執(zhí)行控制能力達(dá)到減重的效果，而且體育鍛煉可以在一定程度上增強(qiáng)超重/肥胖個(gè)體執(zhí)行控制相關(guān)腦區(qū)功能。

二. 基于執(zhí)行控制的認(rèn)知訓(xùn)練

Veling等人使用在線的食物和一般刺激Go/No-go任務(wù)，并把被試分成有節(jié)食目標(biāo)組和控制組，研究發(fā)現(xiàn)只有節(jié)食目標(biāo)組的被試接受食物Go/No-go訓(xùn)練后體重有顯著的減少[57]。Lawrence等人探討反應(yīng)控制訓(xùn)練對(duì)超重/肥胖個(gè)體的食物攝入和減重情況，研究者把超重/肥胖個(gè)體隨機(jī)分配到訓(xùn)練組和控制組，訓(xùn)練使用食物Go/No-go任務(wù)，控制組則使用一般刺激Go/No-go任務(wù)，每次10分鐘，進(jìn)行4次干預(yù)后；與控制組相比，訓(xùn)練組的體重有顯著的減少，每日能量的攝入和對(duì)高熱量食物喜愛(ài)度評(píng)定均有顯著的降低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明基于反應(yīng)控制的訓(xùn)練可以通過(guò)降低能量攝入和減肥來(lái)改善公共健康[58]。目前神經(jīng)影像學(xué)證據(jù)也支持了基于反應(yīng)控制訓(xùn)練對(duì)體重控制的適用性，如Stice等人發(fā)現(xiàn)執(zhí)行控制相關(guān)訓(xùn)練后，超重/肥胖個(gè)體接受高熱量食物刺激時(shí)，不僅對(duì)高熱量食物的美味度評(píng)價(jià)降低，而且其獎(jiǎng)賞腦區(qū)的活動(dòng)也有顯著的降低，4周干預(yù)后超重/肥胖個(gè)體的體脂(Body Fat)有顯著減少[59]。

三. 正念冥想訓(xùn)練

正念是個(gè)體有意識(shí)地把注意維持在此時(shí)此刻的體驗(yàn)上，但不對(duì)其做任何判斷的一種調(diào)節(jié)方法[60]。正念冥想是一組以正念技術(shù)為核心的冥想聯(lián)系方法，強(qiáng)調(diào)全身心地活在當(dāng)下，關(guān)注此時(shí)此刻的體驗(yàn)，是一種自由開(kāi)放的意識(shí)關(guān)注過(guò)程，倡導(dǎo)以開(kāi)放的態(tài)度主動(dòng)關(guān)注痛苦體驗(yàn)。正念冥想較多運(yùn)用到情緒、執(zhí)行控制等研究中。近年來(lái)，正念冥想也逐漸運(yùn)用到飲食和體重控制的研究中。例如，Kristeller等人研究發(fā)現(xiàn)，正念冥想干預(yù)后，超重/肥胖個(gè)體的暴飲暴食行為有顯著改善，而且冥想練習(xí)次數(shù)越多，體重減少則越多[61]。O'Reilly等人系統(tǒng)綜述了正念冥想對(duì)肥胖相關(guān)飲食行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)正念冥想對(duì)暴飲暴食、情緒性進(jìn)食和外部性進(jìn)食均有較好的干預(yù)效果[62]。最近的研究也證明正念冥想干預(yù)可以達(dá)到減重，減少食物渴求和情緒性進(jìn)食的效果[63]。在超重/肥胖青少年群體中研究發(fā)現(xiàn)，正念冥想水平越高的個(gè)體則情緒性進(jìn)食則越少，說(shuō)明正念冥想可以幫助超重/肥胖青少年對(duì)情緒困擾產(chǎn)生更多的適應(yīng)性反應(yīng)，有助于他們養(yǎng)成更加健康的飲食行為[64]。

四. “物理刺激”

經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)是一種在大腦中應(yīng)用微電流的工具，能夠調(diào)節(jié)認(rèn)知腦功能[65]。tDCS可以改善執(zhí)行控制能力，所以較多研究使用tDCS刺激執(zhí)行控制相關(guān)腦區(qū)以改善飲食行為和減重。Ljubisavljevic等人使用tDCS連續(xù)5天刺激超重和正常體重年輕人右側(cè)dlPFC，每次20分鐘，研究發(fā)現(xiàn)單次刺激也可降低狀態(tài)食物渴求感，連續(xù)5天可以顯著降低特質(zhì)性食物渴求，干預(yù)的效果可以持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的30天[66]。最近的研究也證明了tDCS對(duì)食物渴求和飲食的干預(yù)效果[67]。

經(jīng)顱磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)也逐漸運(yùn)用到飲食和體重控制的研究中。例如，TMS刺激肥胖被試的左側(cè)DLPFC，刺激持續(xù)2周，并進(jìn)行了2周的效果追蹤，研究發(fā)現(xiàn)4周后，與sham組相比，TMS組被試體重減少的較多，并且TMS組被試BMI降低的幅度也較大。說(shuō)明TMS可能是減肥的有效干預(yù)方法[68]。深部TMS(deep TMS, dTMS)越來(lái)越多運(yùn)用到病態(tài)肥胖的減肥研究中，如，F(xiàn)errulli等人分別使用高頻(18Hz)和低頻(1Hz)dTMS對(duì)肥胖病人進(jìn)行減肥治療，發(fā)現(xiàn)高頻dTMS有顯著的減肥效果[69]。

五. 網(wǎng)絡(luò)在線干預(yù)

基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)在線干預(yù)方法具有方便和快捷等特點(diǎn)。以往研究已經(jīng)證明網(wǎng)絡(luò)在線干預(yù)方法可以有效干預(yù)現(xiàn)實(shí)生活中的能量攝入和體重控制[57-58]。Stice教授團(tuán)隊(duì)于2012年基于認(rèn)知失調(diào)理論開(kāi)發(fā)了針對(duì)身體意象的網(wǎng)絡(luò)干預(yù)平臺(tái)(ebody)，其在身體意象方面的干預(yù)效果已得到初步驗(yàn)證[70]。陳紅教授團(tuán)隊(duì)于2016年與Stice教授團(tuán)隊(duì)合作對(duì)ebody項(xiàng)目進(jìn)行漢化(http://www.ebodyproject.cn/)，且在身體意象方面也發(fā)現(xiàn)了顯著的干預(yù)效果[71]。

六. 展望一. 長(zhǎng)期縱向研究

目前，超重/肥胖對(duì)個(gè)體執(zhí)行控制能力影響的研究大多數(shù)采用的橫向研究，缺乏對(duì)超重/肥胖個(gè)體執(zhí)行控制能力和腦功能的多時(shí)間點(diǎn)的長(zhǎng)期縱向研究。目前的研究證據(jù)僅支持“超重/肥胖-執(zhí)行控制能力-腦功能”的相互影響關(guān)系[6]。肥胖個(gè)體獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)更大激活，暗示將有更高的肥胖風(fēng)險(xiǎn)，然而控制能力較強(qiáng)的個(gè)體則會(huì)減少更多體重[48]，但是體重增加是否也可以影響大腦控制和獎(jiǎng)賞腦區(qū)的激活這一問(wèn)題目前仍未解決，未來(lái)可以從長(zhǎng)期縱向的研究角度試圖尋找答案。如對(duì)超重/肥胖和正常體重個(gè)體開(kāi)展連續(xù)多年的縱向研究，采集多個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)，探討隨體重變化的大腦控制和獎(jiǎng)賞腦區(qū)活動(dòng)變化情況。與控制組相比，手術(shù)治療減肥后的個(gè)體表現(xiàn)更大的Stroop效應(yīng)，而且轉(zhuǎn)換條件下的反應(yīng)時(shí)更大[72]，說(shuō)明手術(shù)減肥后并沒(méi)有顯著改善其執(zhí)行控制能力，也暗示了執(zhí)行控制能力在減肥中的重要性，但是如果提高超重/肥胖個(gè)體的執(zhí)行控制能力，超重/肥胖個(gè)體是否可以成功減肥，執(zhí)行控制能力和超重/肥胖間是否存在因果關(guān)系。多時(shí)間點(diǎn)的長(zhǎng)期縱向研究則可以將個(gè)體的體重變化和執(zhí)行控制建立函數(shù)關(guān)系，進(jìn)一步確立兩者的關(guān)系。

二. 多模態(tài)腦成像研究

目前關(guān)于超重/肥胖對(duì)執(zhí)行控制影響的神經(jīng)機(jī)制研究，大多數(shù)采用的是單一模態(tài)。自Ives等人于1993年提出融合EEG和fMRI兩種模態(tài)后[73]，多模態(tài)研究逐漸成為未來(lái)研究的趨勢(shì)。fMRI具有高空間分辨率的優(yōu)勢(shì)，可以定位毫米分辨率的大腦區(qū)域激活。但是fMRI測(cè)量的是間接的神經(jīng)活動(dòng)，而且時(shí)間分辨率受限于血氧動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。EEG具有高時(shí)間分辨率的優(yōu)勢(shì)，使其成為對(duì)神經(jīng)信號(hào)隨時(shí)間變化測(cè)量的最佳技術(shù)之一[74]。同步EEG-fMRI兼有EEG的高時(shí)間分辨率和fMRI的高空間分辨率。未來(lái)研究可以通過(guò)EEG-fMRI的融合技術(shù)，更加深入探索超重/肥胖對(duì)個(gè)體執(zhí)行控制影響的神經(jīng)生理學(xué)機(jī)制。

三. 多種干預(yù)技術(shù)結(jié)合研究

目前采用的多種干預(yù)方法中存在一個(gè)共同的目標(biāo)，即提高超重/肥胖個(gè)體的執(zhí)行控制能力，以期達(dá)到體重控制和減肥的效果。然而，青少年時(shí)期是執(zhí)行控制能力快速發(fā)展時(shí)期，青少年的執(zhí)行控制和大腦發(fā)育仍不成熟，青少年的超重/肥胖問(wèn)題有其獨(dú)特的特點(diǎn)。雖然體育鍛煉、認(rèn)知訓(xùn)練、正念冥想、物理刺激和網(wǎng)絡(luò)干預(yù)對(duì)超重/肥胖問(wèn)題的干預(yù)都有一定的效果，且得到實(shí)證研究的支持[55, 57, 63, 69]，但是目前并沒(méi)有專門針對(duì)青少年肥胖問(wèn)題的特定干預(yù)方法。青春期是執(zhí)行控制能力快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，也是大腦的快速發(fā)育時(shí)期，青春期身體和大腦均有劇烈的變化[75]。所以，目前的干預(yù)方法不一定完全適合青少年，未來(lái)可以進(jìn)行多種干預(yù)技術(shù)相結(jié)合的研究，以期探索適合青少年超重/肥胖問(wèn)題的最佳干預(yù)方法。例如，利用ebody項(xiàng)目?jī)?yōu)越性和其他干預(yù)方法的廣泛適用性，我們未來(lái)可能將ebody項(xiàng)目與其他干預(yù)方法相結(jié)合來(lái)探索解決青少年超重/肥胖問(wèn)題的最佳方法。

參考文獻(xiàn) (75)

網(wǎng)址: 超重/肥胖對(duì)青少年執(zhí)行控制的影響及干預(yù)方法 http://m.u1s5d6.cn/newsview227092.html