Summary

En metode til Manipulering blodsukker og måling deraf følgende ændringer i Kognitiv Tilgængeligheden af ​​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

Forskere i kognitiv psykologi og neurovidenskab har længe studeret virkningen af blodsukker udsving på hjernen, kognition og adfærd en. For eksempel har forskere konstateret, at udsving i blodsukkeret forudsige forskelle i hukommelsen (verbal, cifret span, der arbejder, og episodisk) 1-5, opmærksomhed 6,7, opgaveløsning 8, og ydeevne på opgaver af varierende niveauer af kognitiv efterspørgsel 2 , 9,10. Denne forskning finder, at øget blodsukker øger opmærksomhed og hukommelse, og at disse effekter er stærkest, når der arbejdes på kognitivt krævende opgaver, og i de ældre alder 1,3.

I de seneste årtier har forskning om virkningen af blodsukker udsving på menneskers psykologi også blevet et emne af interesse inden for socialpsykologi 11-13. Udsving i blodsukkeret har været knyttet til ændringer i humør 14, motivation <sup> 15, selvkontrol 11-13, holdninger 16,17, fordomme 18, og til ændringer i beslutningsprocessen i forbrugernes 19, spise 20,21, og finansielle domæner 22. Fordi disse resultater transcendere en bred vifte af afhængige variable, budskabet om den rolle af blodsukker i beslutningsprocessen er klar: blodsukker er den kritiske form for energi til hjernen, og udtynding i blodsukkeret fører til vigtige ændringer i kognition og selvregulering 11,13,15.

I betragtning af den vigtige rolle, som blodglucose spiller i forskellige psykologiske og adfærdsmæssige resultater, den nuværende manuskript tilbyder en enkel metode til manipulering blodglucose, at forskerne kan bruge til afprøvning af et udvalg af erkendelser og adfærd. Derudover aktuelle manuskript en fremgangsmåde til vurdering af kognitive tilgængelighed af target ord eller begreber, der kan ændre sig som reaktion på fluktuationer i blodglucose under anvendelseen leksikalsk beslutning opgave. Effektiviteten af ​​de foreliggende fremgangsmåder gør dem ideelle til eksperimentel forskning, som de effektivt manipulere blodglucose og måle kognitive ændringer under anvendelse af forholdsvis billige, kommercielt tilgængelige produkter. Den overkommelige af den nuværende blodsukker manipulation gør det lettere at køre det store antal deltagere, der er nødvendige for at opnå den tilstrækkelige magt er nødvendig for at påvise statistisk signifikante forskelle i adfærd forårsaget af eventuelle manipulerede ændringer i blodglukose 23. Derudover leksikalske beslutning opgave er nyttig i, at det kan afsløre implicitte ændringer i kognition ikke let adgang til via mere eksplicitte foranstaltninger såsom selvrapportering overvåger 24.

Den beskrevne blodsukker manipulation opgave indebærer en 8 timers fasteperiode efterfulgt af styret forbrug af en kalorie eller en kalorie-frie drikke 22. Efter faste i otte timer, er deltagerne randomiseret til at forbruge EIThende en sukker sødet drik eller vand. Denne metode giver også mulighed for afprøvning af eventuelle unikke virkninger af ikke-kaloriefattige sødestoffer (f.eks. Aspartam, sucralose), der smager sødt som traditionelle kalorieindhold sødestoffer, men ikke indeholder det sukker, der er nødvendige for at hæve blodsukkerniveauet 20,22,25 . Hvis interesseret i virkningerne af ikke-calorically sødet drikkevarer, denne opgave omfatter en frivillig, 3. mellem-fag tilstand, hvor deltagerne indtager en "nul-kalorie" drink. Den nuværende metode er blevet anvendt med succes i flere socialpsykologiske paradigmer 12,18,22, og tilbyder en kortere måde at teste for virkningerne af ændringer i blodglukose upon selvregulering end tidligere anvendte foranstaltninger som glukose tolerance test 26.

Forfatterne giver også en procedure til vurdering af kognitive tilgængelighed af target ord eller begreber, ved hjælp af en leksikalsk beslutning opgave 27,28. I denne task, er brev strygere og ord præsenteres via computer i hurtig-brand format, og typisk falder i et par forskellige konceptuelle kategorier (i den beskrevne forskning, kategorierne var: højt fedtindhold fødevarer ord, fedtfattig mad ord, ikke-ord). Deltagerne bliver bedt om at hurtigt at identificere (typisk via tastetryk), om en streng af bogstaver (f.eks fhens;. Pizza) er et ord eller en ikke-ord. Reaktionen hastighed, hvor deltagerne korrekt identificere brev strenge i hver konceptuelle kategori måler den relative lethed, hvormed deltageren er i stand til mentalt at behandle ord i dette begreb kategori. Hurtigere reaktioner betyder, at et begreb er mere mentalt tilgængelig, og dermed "på en eller andens sind" 24,29,30. Som følge heraf leksikalske beslutningsprocesser opgaver gør nyttige afhængige variable, og kan også bruges som effektive manipulation kontrol for at måle, om et nyligt primet koncept (se referere 30 for mere information om priming) er faktisk efterfølgende mere Cognitivt tilgængeligt end det ville være i fravær af en prime. Selv om den leksikalske beslutning opgave er en opgave, der er blevet brugt i socialpsykologi i årtier 29, den nuværende manuskript præsenterer nogle mindre variationer i proceduren, et link til en redigerbar program skabelon 27, og en empirisk valideret liste over ord fra forfatternes tidligere arbejde, der måler den kognitive tilgængelighed af sund versus ikke-sunde fødevarer 20. Det er forfatternes håb, at yderligere tilpasning af disse to procedurer vil hjælpe føre til innovationer inden for social psykologisk forskning, i spiseadfærd og regulering energiforskning, og vil lette yderligere sammenlignende forskning, der kombinerer de perspektiver og metoder i flere discipliner .

Protocol

Etik Statement: Procedurer og incitamenter, der involverer mennesker er blevet godkendt af Institutional Review Board (IRB) ved Texas Christian University. 1. Deltager Inklusionskriterier Faktorer og Rekruttering Udeluk folk, der har sukker følsomheder eller enhver anden helbredstilstand, som diabetes eller andre forhold, der forringer glucoregulation, og som skal udelukke dem fra at være i stand til sikkert at forbruge sukker sødet eller kunstigt sødet drik. Udeluk deltagere …

Representative Results

Deltagere De ovennævnte metoder blev gennemført i en undersøgelse ledet af Hill og hans kolleger 20 på en mellemstor, privat universitet i det sydlige USA. Den bachelor befolkning på universitetet forudsat emnet prøve, og deltagerne fik delvis kursus kredit som kompensation for undersøgelse deltagelse. Brug de nøjagtige metoderne i den nuværende manuskript-protokollen, forfatterne løb deltagerne gennem en …

Discussion

Dette håndskrift skitserer en enkel og billig fremgangsmåde til at manipulere blodglucose, samt en fremgangsmåde til måling deraf følgende ændringer i den kognitive tilgængelighed af target ord og begreber. De ovenfor skitserede metoder kan anvendes til en bred vifte af forskningsområder, herunder socialpsykologi, kognitiv psykologi, og ernæring videnskaber. I betragtning af, at denne metode kan bruges af folk på flere forskningsområder (nogle, der typisk ikke bruge undersøgelsens data), vil dette afsnit pr?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne forskning blev gennemført med tilskud fra Anthony M. Marchionne Foundation (70.256-23.284) og TCU IS. Forfatterne takker Danielle DelPriore, Amanda Morin, og Christopher Rodeheffer for deres nyttige bidrag til at forme disse metoder. Forfatterne vil også gerne takke Hannah Bradshaw og Randi Proffitt Leyva for deres hjælp med at filme denne protokol.

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).
check_url/kr/54211?article_type=t

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