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As associações entre cérebro e obesidade são bidirecionais: mudanças na estrutura e função do cérebro sustentam a alimentação excessiva, enquanto a adiposidade crônica leva à atrofia cerebral. Investigar as interações cérebro-obesidade ao longo da vida pode ajudar a entender melhor essas relações. Este estudo explora a interação entre obesidade e morfometria cortical em crianças, jovens adultos, adultos e idosos. Também investigamos os correlatos genéticos, neuroquímicos e cognitivos das associações cérebro-obesidade. Nossas descobertas revelam um padrão de menor espessura cortical em regiões frontotemporais do cérebro associadas à obesidade em todas as coortes etárias e padrões variáveis dependentes da idade nas regiões cerebrais restantes. Em adultos e idosos, a obesidade se correlaciona com mudanças neuroquímicas e expressão de genes inflamatórios e mitocondriais. Em crianças e idosos, a adiposidade está associada a modificações em regiões cerebrais envolvidas em processos emocionais e de atenção. Assim, a obesidade pode se originar de mudanças cognitivas durante o início da adolescência, levando à neurodegeneração na vida adulta por meio de mecanismos mitocondriais e inflamatórios.