Sight is a primary channel conveying information about food, in turn influencing appetite control via homeostatic, hedonic and cognitive factors. Brain responses to visual food cues have been increasingly studied in the past decades. However, the influence of specific dietary factors such as caloric (sugar) and non-caloric sweetener (NNS) consumption on subsequent visual responses to food remains poorly understood. Yet, both sweeteners have been associated to long-term weight gain. The thesis at hand aims at a more integrative view to understand the impact of sugar and NNS consumption on visual food perception and intake behavior, by combining measures of behavioral, physiological and brain responses towards food.
The first exploratory project (study A) investigated changes in behavioral and brain responses to food viewing via a 3-month replacement of sugar-sweetened beverages with NNS-sweetened beverages. We showed intervention-induced modulations in neural activity in response to high-fat, sweet food viewing that were mostly apparent in dorsal prefrontal and precentral cortices, i.e. brain areas associated with inhibitory control and attention. The decrease in activity within the dorsal prefrontal cortex was inversely correlated with changes in body weight, i.e. participants who failed to lose weight also showed decreased activity to palatable food cues in brain areas that have been related to food intake control.
The second project (study B) investigated the acute effects of sucrose- and NNS-beverage consumption, as compared to water, on the subsequent brain responses to food viewing and later spontaneous food intake at an ad libitum buffet. Sucrose consumption elicited a differential pattern of neural activity to food viewing as compared to water, and a subsequent decrease in spontaneous food intake. NNS consumption, on the other hand, did not affect food intake, but modified post-prandial brain responses to food viewing, most pronounced in prefrontal areas and the insula, i.e. brain regions that have been associated with food intake control and nutrient-flavor conditioning.
Altogether, the thesis at hand provides insights on the impact of caloric and non-caloric sweetener consumption on the visual perception of tempting food cues. This is of great relevance in our modern environment where visual cues are ubiquitous and guide consumption behavior in daily life. Detailed mechanisms as to how NNS might impact behavior when repeatedly consumed yet need to be investigated in more detail in the future, in particular to disentangle effects driven by NNS-containing foods and beverages as such, as opposed to individuals’ expectations related to the consumption of such non-caloric products.
La vision est utilisée comme principal vecteur d’informations lorsqu’un individu est confronté à la nourriture, influençant de ce fait le contrôle de l’appétit par des facteurs homéostatiques, hédoniques et cognitifs. Les réponses cérébrales lors de la perception visuelle de nourriture ont été fortement étudiées dans les dernières décennies. Cependant, l’influence de facteurs alimentaires spécifiques tels que la consommation d’agents sucrants caloriques (les sucres) et non-caloriques (les édulcorants) sur les réponses visuelles ultérieures reste encore peu claire. Les sucres et édulcorants ont pourtant été associés à une prise de poids corporel sur le long terme. Cette thèse a pour but de mieux comprendre l’impact de la consommation de sucres et d’édulcorants sur la perception visuelle de nourriture et sur le comportement alimentaire, en combinant des mesures comportementales, physiologiques et cérébrales.
Le premier projet (étude A) a exploré les changements dans les réponses cérébrales et comportementales à la vision de nourriture induits par un remplacement de la consommation de boissons sucrées par leurs équivalents édulcorés. A la suite de trois mois d’intervention, nous avons mis en évidence des modulations de l’activité neuronale lors de la vision d’aliments sucrés et riches en gras dans des aires cérébrales préfrontales dorsales et précentrales, associées au contrôle inhibiteur et à l’attention. Une diminution d’activité dans l’aire préfrontale dorsale était inversement corrélée au changement de poids corporel, c’est-à-dire que les participants qui n’ont pas perdu de poids ont aussi montré les plus grandes baisses d’activités dans cette aire cérébrale liée au contrôle inhibiteur de la prise alimentaire.
Le deuxième projet (étude B) a étudié les effets aigus d’une consommation de boissons sucrées ou édulcorées, en comparaison à l’eau, sur les réponses cérébrales subséquentes à la vision de nourriture, ainsi que sur le comportement alimentaire lors d’un buffet ad libitum. La consommation de sucre, en comparaison à l’eau, a modifié l’activité cérébrale à la vue de nourriture. Ceci était associé à une moindre prise alimentaire lors du buffet. En revanche, la consommation d’édulcorants n’a pas affecté le comportement alimentaire, mais a modifié les réponses cérébrales postprandiales en particulier dans les aires préfrontales ainsi que dans l’insula, des régions associées aux habilités de contrôle de la prise alimentaire et au conditionnement goût-nutriment.
Ensemble, les études réalisées dans le cadre de cette thèse ont fourni des indications sur l’impact d’une consommation de sucres et d’édulcorants sur la perception visuelle de nourriture appétissante. Ceci
est particulièrement important dans notre environnement alimentaire moderne, dans lequel les stimuli visuels de nourriture sont omniprésents et guident notre comportement alimentaire quotidien. Les mécanismes d’action des édulcorants sur notre comportement lorsqu’ils sont consommés de manière répétée restent cependant à étudier de manière plus détaillée, en particulier dans le but de distinguer les effets des édulcorants eux-mêmes des attentes individuelles liées à la consommation de ces produits.