TEMPTED BY THE EYES: BEHAVIORAL AND BRAIN RESPONSES TO FOOD SHAPED BY APPRECIATION, PREFERENCES AND FOOD-EXTRINSIC INFORMATION

Obesity has become a major public health issue as it has reached pandemic proportions over the last decades. This increasing prevalence of obesity and overweight in industrialized countries is to a large part explained by the abundance of tempting foods promoting overeating and subsequent weight gain. Resisting food temptations has thus become a necessity in order to maintain a healthy body weight. The thesis at hand provides a better understanding of behavioral and brain responses involved in sensory food perception, reward and control. The first study (study A) assessed how food liking influences subsequent choice between two food alternatives, and how, in turn, these factors modulate brain responses to the viewing of high- and low- energy foods (published manuscript: “Does my brain want what my eyes like? – How food liking influences choice and impacts spatio-temporal brain dynamics to food viewing" (Bielser & Crézé et al., 2015)). In this study, we found that strongly like foods were chosen more often and faster than less liked foods. Further, the level of liking and subsequent choice influenced brain responses in areas involved in reward attribution as well as decision-making processes, likely influencing prospective food intake. The second study (study B) investigated the neural representation of meal images varying in portion size in the context of prospective food intake and expected satiety (published manuscript: “Brain dynamics of meal selection in humans" (Toepel, Bielser et al., 2015)). In this study, our results showed that brain regions involved in visual processing and reward attribution trace physical portion size increases during early stages of perception, likely reflective of the quantification of the amount of food available for subsequent intake. During a later stage of information processing, brain regions involved in attention and adaptive behaviors responded to "ideal” portion sizes, likely reflecting control over food intake to select portions to achieve adequate satiety. The third study (study C) assessed how encountering traffic light labeling (as used on food packages) preceding food images influenced behavioral and brain responses to high- and low-energy foods (“Biasing behavioral decisions and brain responses to food with traffic light labeling" (Bielser et al., in preparation)). In this study, we found that traffic light labeling and energetic content of viewed foods modulated neural activity in a network of regions known to be involved in reward valuation, inhibitory control, attention and object categorization. These findings support traffic light labeling as a potentially effective means to guide food choices and ameliorate body weight long-term management. Together, the studies comprised in this thesis showed that modulations of neural activity in response to food perception occur already at early stages of visual processing and can be influenced by the level of appreciation, the amount of food presented as well as food-extrinsic information. These findings contribute to a better understanding of factors shaping food-related behavior and, in extension, food intake. -- L’obésité est devenue un problème majeur de santé publique qui a atteint des proportions pandémiques au cours des dernières décennies. L’augmentation de la prévalence du surpoids et de l’obésité dans les pays industrialisés s’explique en grande partie par l’abondance de nourriture dont le degré d’attirance incite à une consommation en excès et engendre une prise de poids. Cette thèse avait pour but une meilleure compréhension des réponses comportementales et cérébrales impliquées dans la perception sensorielle de nourriture, la récompense et le contrôle. La première étude (étude A) a investigué la façon dont l’appréciation de la nourriture influence un choix subséquent entre deux alternatives alimentaires, et comment, par extension, ces facteurs modulent les réponses cérébrales à la vue de nourriture à haute et basse teneur énergétique (manuscrit publié : “Does my brain want what my eyes like? – How food liking influences choice and impacts spatio- temporal brain dynamics to food viewing" (Bielser & Crézé et al., 2015)). Dans cette étude, nous avons montré que la nourriture hautement appréciée est choisie plus souvent que les aliments moins bien notés. De plus, le niveau d’appréciation et le choix subséquent influencent les réponses cérébrales d’aires impliquées dans l’attribution de récompense ainsi que dans les processus de prise de décision et par la même, un impact probable sur la prise alimentaire prospective. La deuxième étude (étude B) a investigué les représentations cérébrales d’images de repas dont la taille des portions varient, dans le contexte d’une prise alimentaire prospective et de la satiété en résultant (manuscrit publié : “Brain dynamics of meal selection in humans" (Toepel, Bielser et al., 2015)). Dans cette étude, nos résultats ont montré que des régions cérébrales impliquées dans les processus visuels, ainsi que dans l’attribution de récompense tracent les augmentations physiques de portion durant les premières étapes de perception, représentant probablement une quantification de la nourriture disponible pour une prise alimentaire subséquente. Durant une étape plus tardive du décodage d’information, des régions cérébrales impliquées dans l’attention et dans les comportements adaptatifs présentent une forte réactivité pour les portions jugées de taille « idéale », reflétant sans doute un contrôle sur la prise alimentaire afin de sélectionner une portion permettant d’atteindre une satiété adéquate. La troisième étude (étude C) a investigué comment la rencontre fortuite de feux de circulation, comme ceux utilisés actuellement sur les labels d’étiquetage alimentaire, influence les réponses comportementales et cérébrales à la vue de nourriture à haute et basse teneur énergétique ("Biasing behavioral decisions and brain responses to food with traffic light labeling" (Bielser et al., en préparation)). Dans cette étude, nous avons montré que ces labels modulent les réponses cérébrales dans un réseau d’aires impliquées dans l’attribution de récompense, le contrôle inhibiteur, l’attention et la catégorisation d’objets. Ces résultats démontrent l’efficacité des labels reproduisant les feux de circulation comme moyen de guidage des choix alimentaires et d’amélioration de la gestion du poids à long terme. Ensemble, les études comprises dans cette thèse ont démontré que les modulations de l’activité cérébrale en réponse à la perception de nourriture ont lieu à des étapes très précoces du décodage d’information visuelle et qu’elles peuvent être influencées par le niveau d’appréciation, la quantité de nourriture disponible ainsi que par des informations contextuelles