Summary

En metode for å manipulere blodsukker og Måling resulterende endringer i kognitiv tilgjengelighet av 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 nevrovitenskap har lenge studert effekten av blodsukkersvingninger på hjernen, kognisjon og adferd en. For eksempel har forskerne funnet ut at svingninger i blodsukkeret forutsi forskjeller i minnet (verbal, sifret span, jobber, og episodisk) 1-5, oppmerksomhet 6,7, oppgaveløsing 8, og ytelse på oppgaver av varierende grad av kognitiv etterspørsel 2 , 9,10. Denne forskningen finner at økt blodsukker øker oppmerksomhet og hukommelse, og at disse effektene er sterkest når du arbeider på kognitivt krevende oppgaver, og i de av eldre alder 1,3.

I de siste tiårene har forskning på virkningen av blodsukkersvingninger på menneskelig psykologi også blitt et tema av interesse innen sosialpsykologi 11-13. Svingninger i blodsukker har vært knyttet til endringer i humør 14, motivasjon <sup> 15, selvkontroll 11-13, holdninger 16,17, fordommer 18, og til endringer i beslutningsprosesser i forbrukernes 19, spise 20,21, og økonomiske domener 22. Fordi disse resultatene overskride en rekke avhengige variabler, er budskapet om rollen til blodsukker i beslutningsprosessen klar: blodsukker er viktig form for energi til hjernen, og nedbryting av blodsukker føre til viktige endringer i kognisjon og selvregulering 11,13,15.

gjeldende manuskript gitt den viktige rollen som blodsukker spiller i ulike psykologiske og atferdsmessige utfall, tilbyr en enkel metode for å manipulere blodsukkeret at forskere kan bruke for å teste et utvalg av kognisjoner og atferd. I tillegg gir den nåværende manuskriptet en metode for å vurdere kognitiv tilgjengelighet av målet ord eller begreper som kan endre seg i takt til svingninger i blodsukkeret ved hjelpen lexical decision. Effektiviteten av de foreliggende fremgangsmåter gjør dem ideelle for eksperimentell forskning, da de effektivt manipulere blodglukose og måle kognitive endringer ved hjelp av relativt billige, kommersielt tilgjengelige produkter. Kostnader i den nåværende blodsukker manipulering gjør det lettere å kjøre et stort antall deltakere for å oppnå tilstrekkelig kraften som trengs for å påvise statistisk signifikante forskjeller i atferd forårsaket av manipulerte endringer i blodglukose 23. I tillegg er lexical decision nyttig ved at den kan avdekke implisitte endringer i kognisjon ikke lett tilgjengelig gjennom mer eksplisitte tiltak som selv Rapporten gir en oversikt 24.

Den beskrevne blodsukker manipulasjon oppgave innebærer en 8 timers faste perioden, etterfulgt av den rettede inntak av en kalori eller en kalori-fri drikke 22. Etter faste i åtte timer, er deltakerne randomisert til å konsumere eithenne en sukkerholdig drikk eller vann. Denne metoden gir også mulighet for testing av noen unike effekter produsert av ikke-kalori søtstoffer (f.eks. Aspartam, sukralose), som smaker søtt som tradisjonelle kalori søtstoffer, men inneholder ikke sukker for å øke blodsukkernivået 20,22,25 . Hvis du er interessert i effekten av ikke-calorically søtet drikke, omfatter denne oppgaven en valgfri, 3 rd mellom-fagene tilstand der deltakerne bruker en "null-kalori" drikke. Den nåværende metoden har vært brukt med hell i flere sosiale psykologiske paradigmer 12,18,22, og tilbyr en kortere måte å teste for effekten av endringer i blodglukose ved selvregulering enn tidligere brukte tiltak som glukosetoleranse tester 26.

Forfatterne gir også en prosedyre for vurdering av kognitiv tilgjengelighet av målet ord eller konsepter, ved hjelp av en lexical decision 27,28. I dette task, er brev strenger og ord presenteres via datamaskin i raske brann format, og vanligvis faller inn i et par forskjellige konseptuelle kategorier (i den beskrevne forskning, kategoriene var: fettrik mat ord, fettfattig mat ord, ikke-ord). Deltakerne blir bedt om å raskt identifisere (typisk via tastetrykk) om en kombinasjon av bokstaver (f.eks fhens;. Pizza) er et ord eller et ikke-ord. Reaksjonen hastighet der deltakerne korrekt identifisere brev strenger i hver konseptuelle kategori måler den relative enkle som deltakeren er i stand til å mentalt behandle ord i det konseptet kategorien. Raskere reaksjoner bety at et konsept er mer mentalt tilgjengelig, og dermed "på noens sinn" 24,29,30. Som en konsekvens, leksikalske beslutning oppgaver gjøre nyttige avhengige variabler, og kan også brukes som effektive manipulasjon kontroller for å måle om en nylig primet konsept (se referanse 30 for mer informasjon om priming) er faktisk senere mer Cognisvis tilgjengelig enn det ville være i fravær av en førsteklasses. Selv om lexical decision er en oppgave som har vært brukt i sosialpsykologi i flere tiår 29, presenterer dagens manuskriptet noen mindre variasjoner til prosedyren, en link til en redigerbar program mal 27, og en empirisk validert liste over ord fra forfatternes tidligere arbeid som måler kognitiv tilgjengelighet av sunn versus ikke-sunn mat 20. Det er forfatternes håp om at den videre tilpasning av disse to prosedyrene vil bidra føre til innovasjoner innen sosialpsykologisk forskning, i spiseatferd og energiregulering forskning, og vil legge til rette for videre komparativ forskning som kombinerer perspektiver og metodikk for flere disipliner .

Protocol

Etikk Uttalelse: Prosedyrer og insentiver som omfatter mennesker har blitt godkjent av Institutional Review Board (IRB) ved Texas Christian University. 1. Deltaker inkluderingsFaktorer og rekruttering Ekskludere folk som har sukker følsomhet eller annen helsetilstand, som diabetes eller andre forhold som svekker glucoregulation, og som ville utelukke dem fra å kunne trygt spise sukker søtet eller kunstig søtet drikke. Ekskluder deltakere med en kroppsmasseindeks (BMI) over 30,…

Representative Results

deltakere Ovennevnte metoder ble gjennomført i en studie som drives av Hill og kolleger 20 på en mellomstor, privat universitet i det sørlige USA. Den lavere befolkningen ved universitetet gitt faget prøven og deltakerne fikk delvis selvfølgelig kreditt som kompensasjon for studiedeltakelse. Ved hjelp av de eksakte metoder beskrevet i den aktuelle manuskriptet protokollen, forfatterne gikk deltakerne gjennom en…

Discussion

Dette manuskriptet skisserer en enkel, billig fremgangsmåte for å manipulere blod glukose, så vel som en fremgangsmåte for å måle resulterende endringer i de kognitive tilgjengeligheten av målordene og begreper. Ovennevnte skisserte metoder kan brukes til et bredt spekter av forskningsområder, inkludert sosialpsykologi, kognitiv psykologi, og ernæringsvitenskap. Gitt at denne metoden kan brukes av folk i flere forskningsområder (noen som ikke vanligvis bruker surveydata), vil denne delen presentere noen tips o…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne forskningen ble gjennomført med tilskudd midler fra Anthony M. Marchionne Foundation (70256-23284) og TCU IS. Forfatterne takker Danielle DelPriore, Amanda Morin, og Christopher Rodeheffer for sine nyttige bidrag til å forme disse metodene. Forfatterne vil også gjerne takke Hannah Bradshaw og Randi Proffitt Leyva for deres hjelp med filming denne protokollen.

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/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