Čezmerna telesna teža in debelost sta ključna svetovna zdravstvena izziva. Razširjenost čezmerne telesne teže in debelosti v zadnjih nekaj desetletjih hitro narašča ter je posledica okolijskih dejavnikov, kot so večja dostopnost energijsko bogate hrane, sedeči način življenja in povečano trženje nezdrave hrane. Javnozdravstveni ukrepi so usmerjeni predvsem v spodbujanje uravnotežene prehrane, telesne aktivnosti, zmanjšanje trženja predelane hrane ter zvišanje cen nezdrave hrane in pijač. Kljub velikemu številu ukrepov na tem področju, pa omenjeni pristopi niso uspešni pri zaustavljanju naraščajočega trenda razširjenosti prekomerne telesne teže in debelosti.
Ključni izziv sedanjih pristopov k preprečevanju povečanja telesne teže in prekomernega uživanja hrane je skorajda popolno zanemarjanje psihologije prehranjevanja, ki vključuje kognitivne, vedenjske in čustvene procese, povezane z uživanjem hrane. Namen predlaganega projekta je odpraviti to vrzel. Projekt bo to naslovil z zbiranjem podatkov o psiholoških, kognitivnih, vedenjskih in čustvenih procesih, ki bi lahko prispevali k prekomernemu uživanju in – dolgoročno – pridobivanju telesne teže. Predlagani projekt neposredno naslavlja ta cilj z osredotočenjem na najpomembnejši napovedni dejavnik povečanja telesne teže in prekomernega uživanja hrane – povečana odzivnost na dražljaje, ki sprožajo željo po hrani in njeno subjektivno komponento: hrepenenje po hrani.
Cilji:
Projekt bo naslovil tri medsebojno povezane vrzeli v literaturi, povezane s prekomerno telesno težo in debelostjo. Prva pomanjkljivost je, da se raziskave in javnozdravstveni ukrepi osredotočajo predvsem na okolje, kot sta trženje in cene, ne upoštevajo pa odzivov posameznika na okolje, zlasti psihologije prehranjevanja. Prvi cilj projekta je zbrati podatke o več dejavnikih (tj. osebnostnih značilnostih, nevrokognitivnih in čustvenih dejavnikih), ki bi lahko prispevali k povečani odzivnosti na dražljaje, ki sprožajo željo po hrani, hrepenenju po hrani in prekomernem uživanju hrane.
Drugič, čeprav številne raziskave naslavljajo nevrofiziološke temelje hrepenenja po hrani ter povečane odzivnosti, povezane s hrano, je malo znanega o tem, kako se nevronski korelati uravnavanja hrepenenja po hrani povezujejo z izidi v vsakdanjem življenju. Zato je drugi cilj izvesti študijo, ki bo združevala EEG, samoporočanje in metodo vzorčenja izkušenj, kjer bomo udeležence spremljali v njihovem lastnem okolju več dni zaporedoma. Dodatno bomo udeležence spremljali skozi daljše časovno obdobje šestih mesecev, da bi preučili dolgoročne nevronskih korelatov uravnavanja povečane odzivnosti na hrano.
Tretjič, “univerzalni” pristop obravnave težav, povezanih s telesno težo, ni uspešen in zanemarja izrazito raznolikost posameznikov, ki pripadajo isti skupini (npr. skupina posameznikov s prekomerno težo nasproti skupini posameznikov z normalno telesno težo). Tretji cilj projekta je uporaba personaliziranega pristopa. To bomo dosegli s proučevanjem velikega vzorca mladih odraslih z različno telesno težo. Personalizirani profili posameznikov bodo oblikovano na podlagi različnih vrst podatkov (tj. kognitivnih indikatorjev, samoporočanja in metode vzorčenja izkušenj) z uporabo naprednih nenadzorovanih metod strojnega učenja.
Metode:
Za dosego treh ciljev bodo izvedene naslednje študije. Prvič, vključili bomo velik vzorec mladih odraslih s širokim razponom telesne teže. Zbrali bomo podatke številnih možnih napovednikov hrepenenja po hrani in uživanja hrane (npr. starost, spol, običajno prehranjevalno vedenje, običajna pojavnost hrepenenja po hrani, sposobnost učinkovite regulacije čustev, kakovost spanja in trenutna čustvena stanja). Podatki iz te študije bodo služili kot izhodišče za nadaljnje študije in bodo uporabljeni tudi za analizo strojnega učenja. Natančneje, skupine, identificirane s strojnim učenjem, bomo primerjali glede na spremenljivke, vključene v študiji. To bo omogočilo boljše razumevanje značilnosti, ki ločujejo skupine posameznikov, ki bodo identificirane med projektom.
Drugič, izvedli bomo študijo z uporabo elektroencefalografije (EEG), s katero bomo pridobili podatke o nevronskih korelatih sposobnosti uspešnega uravnavanja hrepenenja za vsakega udeleženca. Udeleženci bodo po končani EEG študiji sodelovali tudi v študiji z uporabo intenzivnega vzdolžnega raziskovalnega načrta (metoda vzročenja izkušenj). Med raziskavo bodo udeleženci vsak dan več dni zapored izpolnjevali več vprašalnikov, kar nam bo omogočilo tudi preučevanje dinamike hrepenenja pi hrani in uživanja hrane. Pomembna prednost te metodologije je, da udeležence spremljamo v njihovem naravnem okolju, kar omogoča vpogled v povezavo med nevronskimi korelati uravnavanja vedenja in vedenjem v resničnem svetu.
Nadalje bomo v projektu uporabili napredne pristope strojnega učenja. Ta del projekta bo vključeval uporabo najsodobnejših metod strojnega učenja za multimodalne podatke, ki jih bomo zbrali v prejšnjih študijah, vključno s podatki EEG, samoporočanjem in metodo vzorčenja izkušenj. Cilj tega dela projekta je identificirati osnovne skupine posameznikov s posebnimi profili dejavnikov tveganja, ki povečujejo hrepenenje po hrani. To bomo dosegli z uporabo nenadzorovanih tehnik strojnega učenja za prepoznavanje novih gruč posameznikov. Ko bodo te gruče opredeljene, bomo s pomočjo razlagalnih pristopov identificirali kritične podatke, ki so potrebni za zanesljivo določanje tega, kateremu profilu, ki združuje različne dejavnike tveganja za težave s kontroliranjem vnosa hrane, pripada posameznik.
Nazadnje bodo vsi udeleženci sodelovali v dveh nadaljnjih meritvah, z namenom spremljanja posameznikov skozi daljši čas. S tem bomo lahko preverili, ali se bodo gruče, ki bodo identificirane s pomočjo metod strojnega učenja, razlikovale v pomembnih izidih, ki so povezani s hrepenenjem po hrani (npr. telesna teža, količina zaužite hrane itd.). Rezultati bodo lahko prispevali tudi k razvoju novih intervencij, ki so individualno prilagojene dejavnikom tveganja vsake gruče posameznikov.
Prispevki in dolgoročni učinki projekta:
Predlagani projekt ima zaradi velike razširjenosti težav, ki se povezujejo s prekomerno telesno težo, potencial za velik vpliv na javno zdravje in širšo družbo. Z opredelitvijo individualnih napovednih dejavnikov, ki prispevajo k težavam z nadzorovanjem prehranjevanja pri mladih odraslih, lahko projekt prispeva k identifikaciji novih potencialnih tarč intervencij, ki bi lahko delovale preventivno ter tako ustavile trend naraščanja pojavnosti prekomerne telesne teže, in debelosti. Natančneje, s pomočjo naprednih tehnik strojnega učenja bomo v projektu identificirali gruče posameznikov, ki so bolj dovzetni za težave z nadziranjem vnosa hrane. Pričakujemo, da se bodo te gruče posameznikov razlikovale glede na to, kateri sprožilci povečanega hrepenenja po hrani in uživanja hrane so najbolj pomembni v določeni gruči. To bo prispevalo k razumevanju procesov hrepenenja po hrani, kar lahko (dolgoročno) prispeva k razvoju učinkovitih personaliziranih ukrepov.
Glavni prispevek projekta je boljše razumevanje individualnih napovednikov hrepenenja po hrani in vnosa hrane. S tem bo projekt prispeval k preprečevanju prekomerne telesne teže in debelosti, kar ima za gospodarstvo in družbo pomembne pozitivne posledice. Hkrati pa transdisciplinarna narava projekta, ki vključuje nevrofiziološke metode, strojno učenje in intenzivne vzdolžne metode, omogoča celovitejši in bolj poglobljen pristop k razumevanju procesov, povezanih s prehranjevanjem, ki so po svoji naravi izjemno kompleksni.
