Summary

Een methode voor het manipuleren van bloedglucose en Meten daaruit voortvloeiende veranderingen in Cognitive Bereikbaarheid van Target Stimuli

Published: August 12, 2016
doi:

Summary

The authors introduce a method for manipulating blood glucose and measuring resulting changes in cognitive accessibility of target words using a lexical decision task.

Abstract

Much research in social psychology has investigated the impact of bodily energy need on cognition and decision-making. As such, blood glucose, the body’s primary energy source, has been of special interest to researchers for years. Fluctuations in blood glucose have been linked to a variety of changes in cognitive and behavioral processes, such as self-control, political attitudes, and eating behavior. To help meet growing interest in the links between bodily energy need and these processes, this manuscript offers a simple methodology to experimentally manipulate blood glucose using a fasting procedure followed by administration of a sugar-sweetened, unsweetened, or artificially-sweetened beverage. This is followed by presentation of a method for measuring resulting changes in implicit cognition using a lexical decision-task. In this task, participants are asked to identify whether strings of letters are words or non-words and response latencies are recorded. Sample results from a recent publication are presented as an example of the applications for the experimental manipulation of blood glucose and the lexical decision task measures.

Introduction

Onderzoekers in de cognitieve psychologie en neurowetenschappen hebben lang onderzocht de impact van de bloedglucose schommelingen op de hersenen, cognitie en gedrag 1. Zo hebben onderzoekers gevonden dat schommelingen in de bloedglucose te voorspellen verschillen in het geheugen (verbaal, digit overspanning, werken en episodische) 1-5, aandacht 6,7, het oplossen van puzzels 8, en de prestaties op de taken van de verschillende niveaus van cognitieve vraag 2 , 9,10. Dit onderzoek vindt dat het verhogen van de bloedglucose aandacht en geheugen verbetert, en dat deze effecten zijn het sterkst bij het ​​werken op cognitief veeleisende taken, en die van oudere leeftijd 1,3.

In de afgelopen decennia is het onderzoek naar de gevolgen van de bloedglucose schommelingen op de menselijke psychologie ook een onderwerp van belang op het gebied van de sociale psychologie 11-13 geworden. Schommelingen in bloedglucose zijn gekoppeld aan stemmingswisselingen 14, motivatie <sup> 15, zelfbeheersing 11-13, attitudes 16,17, vooroordelen 18, en tot veranderingen in de besluitvorming van de consument 19, het eten van 20,21 en financiële domeinen 22. Omdat deze resultaten overstijgen een breed scala van afhankelijke variabelen, het bericht over de rol van de bloedglucose in de besluitvorming is duidelijk: bloedglucose is de kritische vorm van energie aan de hersenen, en aan consumenten in het bloed glucose leiden tot belangrijke veranderingen in cognitie en zelfregulering 11,13,15.

Gezien de belangrijke rol die bloedglucose speelt in diverse psychologische en gedragsuitkomsten de huidige manuscript biedt een eenvoudige methode voor het manipuleren van de bloedglucose die onderzoekers kunnen gebruiken voor het testen van verschillende cognities en gedragingen. Daarnaast is de huidige manuscript verschaft een methode om de cognitieve toegankelijkheid doelwoorden of begrippen die in reactie kunnen veranderen fluctuaties van bloedglucose middelseen lexicale decisie. De efficiëntie van de onderhavige werkwijzen maken ze ideaal voor experimenteel onderzoek mocht effectief bloedglucose manipuleren en meet cognitieve veranderingen met relatief goedkope, commercieel verkrijgbare producten. De betaalbaarheid van de onderhavige bloedglucose manipulatie vergemakkelijkt de grote aantallen deelnemers nodig voldoende energie nodig om statistisch significante verschillen in gedrag veroorzaakt door gemanipuleerde veranderingen in bloedglucose 23 detecteren verkrijgen werking. Daarnaast is de lexicale decisie is nuttig omdat het impliciete veranderingen in de cognitie niet makkelijk toegankelijk via de meer expliciete maatregelen zoals zelfrapportage enquêtes 24 kunnen onthullen.

De beschreven bloedglucose manipulatie taak behelst een 8 uur durende vastenperiode, gevolgd door de gerichte consumptie van een calorie of calorie-gratis drankje 22. Na het vasten gedurende acht uur worden de deelnemers willekeurig toegewezen aan eit consumerenhaar een suiker gezoete drank of water. Deze methode maakt het ook mogelijk voor het testen van elke unieke effecten geproduceerd door niet-calorische zoetstoffen (bijv. Aspartaam, sucralose), die zoet als traditionele calorische zoetstoffen te proeven, maar niet de suikers die nodig zijn om de bloedsuikerspiegel 20,22,25 verhogen bevatten . Als geïnteresseerd in de effecten van niet-calorically gezoete dranken, deze taak bevat een optionele, 3 rd tussen-subjects toestand waarin deelnemers verbruiken "calorieloze" drink. De huidige methode is succesvol in meerdere sociale psychologische paradigma 12,18,22 aangebracht, en heeft een kortere manier om te testen op de effecten van veranderingen in bloedglucose na zelfregulering dan voorheen maatregelen zoals glucosetolerantie test 26.

De auteurs bieden ook een procedure voor de beoordeling van de cognitieve toegankelijkheid van target woorden of begrippen, met behulp van een lexicale decisie 27,28. In deze task, brief strings en woorden worden via de computer gepresenteerd in een snelle-het-vuren-formaat, en meestal vallen in een paar verschillende conceptuele categorieën (in het beschreven onderzoek, de categorieën waren: vetrijk voedsel woorden, weinig vet voedsel woorden, non-woorden). De deelnemers wordt gevraagd om snel te identificeren (meestal via toetsaanslag) of een reeks letters (bijv fhens;. Pizza) is een woord of een niet-woord. De reactiesnelheid waarin deelnemers correct letter strings worden in elke categorie conceptuele meet het relatieve gemak waarmee de deelnemer kan mentaal woorden dit begrip procescategorie. Snellere reacties betekenen dat een concept is meer mentaal toegankelijk, en dus, "op iemands geest" 24,29,30. Bijgevolg lexicale beslissing taken verschaffen nuttige afhankelijke variabelen, en kan ook worden gebruikt als effectieve manipulatie controleert meten of een recent primer concept (zie referentie 30 voor meer informatie over priming) inderdaad later meer Cognitief bereiken dan in afwezigheid van een prime zou zijn. Hoewel de lexicale beslissing taak is een taak die is gebruikt in de sociale psychologie voor tientallen jaren 29, de huidige manuscript bevat enkele kleine wijzigingen in de procedure, een link naar een bewerkbare programma template 27, en een empirisch gevalideerde lijst met woorden van de auteurs ' eerdere werk dat de cognitieve toegankelijkheid van gezonde versus niet gezond voedsel 20 meet. Het is de hoop van de auteurs dat de verdere aanpassing van deze twee procedures leiden zal bijdragen aan innovaties op het gebied van sociaal-psychologisch onderzoek, in eetgedrag en energie regelgeving onderzoek, en zal verder vergelijkend onderzoek dat de perspectieven en methodologie van meerdere disciplines combineert vergemakkelijken .

Protocol

Ethiek Verklaring: Procedures en incentives met mensen zijn goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) aan de Texas Christian University. 1. Deelnemer Inclusion Factoren en Recruitment Uitsluiten mensen die suiker gevoeligheden of een andere gezondheidstoestand, zoals diabetes of andere aandoeningen die glucoregulation aantasten, en dat zou het zich niet in staat zijn om veilig te consumeren suiker gezoete of kunstmatig gezoete drank. Uitsluiten deelnemers met een body m…

Representative Results

Deelnemers De bovenstaande werkwijzen werden in een studie die door Hill en collega's 20 in een middelgrote, particuliere universiteit in het zuiden van de Verenigde Staten uitgevoerd. De undergraduate bevolking aan de universiteit mits het onderwerp monster en de deelnemers kregen gedeeltelijke natuurlijk krediet als vergoeding voor deelname aan het onderzoek. Met behulp van de juiste methoden die in het huidig…

Discussion

Dit manuscript beschrijft een eenvoudige, goedkope werkwijze voor het manipuleren van de bloedglucose, en een procedure voor het meten daaruit voortvloeiende veranderingen in de cognitieve toegankelijkheid doelwoorden en concepten. De hierboven beschreven methoden kunnen worden toegepast op een breed scala van onderzoek gebieden, waaronder de sociale psychologie, cognitieve psychologie, en voeding wetenschappen. Gezien het feit dat deze methode kan worden gebruikt door mensen in meerdere onderzoeksgebieden (sommige die …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit onderzoek werd uitgevoerd met subsidies van de Anthony M. Marchionne Foundation (70.256-23.284) en TCU IS. De auteurs danken Danielle DelPriore, Amanda Morin, en Christopher Rodeheffer voor hun nuttige bijdragen aan het vormgeven van deze methoden. De auteurs willen ook graag Hannah Bradshaw en Randi Proffitt Leyva bedanken voor hun hulp bij het filmen van dit protocol.

Materials

Survey Building Software Qualtrics Qualtrics Research Suite Alternative survey building softwares / applications include Survey Monkey, Google Forms, Media Lab, and Inquisit software.
Behavioral Task Software (for lexical decision task) Inquisit Inquisit 4 Lab (4.0.8.0) Alternative behavioral task softwares / applications include Media Lab / Direct RT or programming the task into an internet browser using a programming language of your choice (such as java).
Batch File  Microsoft  Microsoft Notepad; Windows
Lexical Decision Task Template Millisecond Millisecond survey library, cited template author is linked on page Can build a lexical decision task by hand in other behavioral task softwares.
Participant Scheduling and Compensation Software SONA systems SONA systems scheduling software Appointments can be arranged manually, too.
Statistical Analysis Software IBM IBM SPSS Statistics Standard, 22 Alternate softwares include SAS and R.
Blood glucose manipulating beverege paradigm Coca Cola  Sprite, Sprite Zero, Sparkling water Can use any store brand sugary beverage, non calorically sweetened beverage, and sparkling water beverage, as long as beverages are not easily discernable from each other by sight. 
Lancet Assure Assure Lanets 23 gauge Many brands of testing lancets available both online and at local pharmacies.
Blood glucose testing meter Bayer's Breeze 2 Many brands of testing meters available both online and at local pharmacies.
Blood glucose testing strips Bayer's Breeze 2 Many brands of testing strips available both online and at local pharmacies, but they must be compatible with your chosen meter.
 Nitrile exam gloves (400 count) Kirkland Kirkland Signature Nitrile Exam Gloves Any medical grade exam glove that provides sufficient protection from blood exposure can be used.
Disinfecting wipes Lysol Lysol Disinfecting Wipes Lemon Scent Any wipe that can kill off any bloodborne or contact born contaminants.

References

  1. Smith, M. A., Riby, L. M., van Eekelen, J. A. M., Foster, J. K. Glucose enhancement of human memory: A comprehensive research review of the glucose memory facilitation effect. Neurosci Biobehav Rev. 35, 770-783 (2011).
  2. Meikle, A., Riby, L. M., Stollery, B. The impact of glucose ingestion and gluco-regulatory control on cognitive performance: A comparison of younger and middle aged adults. Hum Psychopharm Clin. 19, 523-535 (2004).
  3. Riby, L. M. The impact of age and task domain on cognitive performance: A meta-analytic review of the glucose facilitation effect. Brain Impair. 5, 145-165 (2004).
  4. Martin, P. Y., Benton, D. The influence of a glucose drink on a demanding working memory task. Physiol. Behav. 67, 69-74 (1999).
  5. Adan, A., Serra-Grabulosa, J. M. Effects of caffeine and glucose, alone and combined, on cognitive performance. Hum Psychopharm Clin. 25, 310-317 (2010).
  6. Benton, D., Owens, D. S., Parker, P. Y. Blood glucose influences memory and attention in young adults. Neuropsychologia. 32, 595-607 (1994).
  7. Serra-Grabulosa, J. M., Adan, A., Falcòn, C., Bargallò, N. Glucose and caffeine effects on sustained attention: An exploratory fMRI study. Hum Psychopharm Clin. 25, 543-552 (2010).
  8. Donohoe, R. T., Benton, D. Cognitive functioning is susceptible to the level of blood glucose. Psychopharmacology. 145, 378-385 (1999).
  9. Scholey, A. B., Harper, S., Kennedy, D. O. Cognitive demand and blood glucose. Physiol Behav. 73, 585-592 (2001).
  10. Meikle, A., Riby, L. M., Stollery, B. Memory processing and the glucose facilitation effect: The effects of stimulus difficulty and memory load. Nutr Neurosci. 8, 227-232 (2005).
  11. Gailliot, M. T., Baumeister, R. F. The physiology of willpower: Linking blood glucose to self-control. Pers. Soc. Psychol. Rev. 11, 303-327 (2007).
  12. Gailliot, M. T., et al. Self-control relies on glucose as a limited energy source: Willpower is more than a metaphor. J. Pers. Soc. Psychol. 92, 325-336 (2007).
  13. Baumeister, R. F., Vohs, K. D., Tice, D. M. The strength model of self-control. Curr. Dir. Psychol. 16, 351-355 (2007).
  14. Benton, D. Carbohydrate ingestion, blood glucose and mood. Neurosci. Biobehav. Rev. 26, 293-308 (2002).
  15. Baumeister, R. F., Vohs, K. D. Self-regulation, ego depletion, and motivation. Soc. Personal. Psychol. Compass. 1, 115-128 (2007).
  16. Aaroe, L., Petersen, M. B. Hunger games: Fluctuations in blood glucose levels influence support for social welfare. Psychol. Sci. 24, 2550-2556 (2013).
  17. DeWall, C. N., Pond, R. S., Bushman, B. J. Sweet revenge: Diabetic symptoms predict less forgiveness. Pers. Individ. Dif. 49, 823-826 (2010).
  18. Gailliot, M. T., Michelle Peruche, B., Plant, E. A., Baumeister, R. F. Stereotypes and prejudice in the blood: Sucrose drinks reduce prejudice and stereotyping. J. Exp. Soc. Psychol. 45, 288-290 (2009).
  19. Baumeister, R. F., Sparks, E. A., Stillman, T. F., Vohs, K. D. Free will in consumer behavior: Self-control, ego depletion, and choice. J. Consum. Phychol. 18, 4-13 (2008).
  20. Hill, S. E., Prokosch, M. L., Morin, A., Rodeheffer, C. D. The effect of non-caloric sweeteners on cognition, choice, and post-consumption satisfaction. Appetite. 83, 82-88 (2014).
  21. Campfield, L. A., Smith, F. J. Blood glucose dynamics and control of meal initiation: A pattern detection and recognition theory. Physiol. Rev. 83, 25-58 (2003).
  22. Wang, X. T., Dvorak, R. D. Sweet future: Fluctuating blood glucose levels affect future discounting. Psychol. Sci. 21, 183-188 (2010).
  23. Cohen, J. A power primer. Psychol. Bull. 112, 155-159 (1992).
  24. Fazio, R. H., Hendrick, C., Clark, M. S. . Research methods in personality and social psychology. , 74-97 (1990).
  25. Swithers, S. E. Artificial sweeteners are not the answer to childhood obesity. Appetite. 93, 85-90 (2015).
  26. Donohoe, R. T., Benton, D. Glucose tolerance predicts performance on tests of memory and cognition. Physiol Behav. 71, 395-401 (2000).
  27. Lepore, L., Brown, R. The role of awareness: Divergent automatic stereotype activation and implicit judgment correction. Soc. Cognition. 20, 321-351 (2002).
  28. Meyer, D. E., Schvaneveldt, R. W. Facilitation in recognizing pairs of words: Evidence of a dependence between retrieval operations. J. Exp. Psychol. 90, 227-234 (1971).
  29. Fazio, R. H., Sanbonmatsu, D. M., Powell, M. C., Kardes, F. R. On the automatic activation of attitudes. J. Pers. Soc. Psychol. 50, 229-238 (1986).
  30. Bargh, J. A., Chartrand, T. L., Reis, H. T., Judd, C. M. . Handbook of research methods in social and personality psychology. , 253-285 (2000).
  31. Zigman, J. M., Elmquist, J. K. Minireview: From anorexia to obesity-The yin and yang of body weight control. Endocrinology. 144, 3749-3756 (2003).
  32. Wisse, B., Oglivie, I., Zieve, D. . Medline Plus medical encyclopedia. , (2014).
  33. Patel, K. A., Schlundt, D. G. Impact of moods and social context on eating behavior. Appetite. 36, 111-118 (2001).
  34. Redd, M., de Castro, J. M. Social facilitation of eating: effects of social instruction on food intake. Physiol. Behav. 52, 749-754 (1992).
  35. . . Qualtrics Research Suite. , (2015).
  36. Van Dillen, L., Papies, E., Hofmann, W. Turning a blind eye to temptation: how cognitive load can facilitate self-regulation. J Pers. Soc. Psychol. 104, 427-443 (2013).
  37. . . Inquisit 4.0.8.0. , (2014).
  38. Hill, S. E., Prokosch, M. L., DelPriore, D. J., Griskevicius, V., Kramer, A. Low childhood socioeconomic status promotes eating in the absence of energy need. Psychol Sci. , (2016).
  39. . . Standards of medical care in diabetes-2014. Diabetes Care. 37, (2014).
  40. . . IBM SPSS Statistics for Windows, Version 22.0. , (2013).
  41. Abdi, H., Salkind, N. J. . Encyclopedia of Measurement and Statistics. , (2007).
  42. Zhang, P., et al. Costs of Screening for Pre-diabetes Among U.S. Adults: A comparison of different screening strategies. Diabetes Care. 26, 2536-2542 (2003).
  43. Hill, S. E., Prokosch, M. L., DelPriore, M. L., Griskevicius, V., Kramer, A. Low childhood socioeconomic status promotes eating in the absence of energy need. Psychol. Sci. , (2016).
  44. Flegal, K. M. Epidemiologic aspects of overweight and obesity in the United States. Physiol Behav. 86, 599-602 (2005).
  45. Flegal, K. M., Carroll, M. D., Kit, B. K., Ogden, C. L. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. J.A.M.A. 307, 491-497 (2012).
  46. . . Fact Sheet No 311: Obesity and Overweight. , (2014).
  47. Hill, J. O., Wyatt, H. R., Reed, G. W., Peters, J. C. Obesity and the environment: Where do we go from here. Science. 299, 853-855 (2003).

Play Video

Cite This Article
Prokosch, M. L., Hill, S. E. A Method for Manipulating Blood Glucose and Measuring Resulting Changes in Cognitive Accessibility of Target Stimuli. J. Vis. Exp. (114), e54211, doi:10.3791/54211 (2016).

View Video