@phdthesis{Schecklmann2009, author = {Schecklmann, Martin}, title = {Behavioraler und hirnphysiologischer Zusammenhang von Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung bei adulter Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36466}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2009}, abstract = {Hintergrund: Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS) umfasst die klinischen Symptome Hyperaktivit{\"a}t, Impulsivit{\"a}t und Unaufmerksamkeit und besitzt eine große erbliche Komponente. Ver{\"a}nderungen des Dopaminstoffwechsels und des pr{\"a}frontalen Kortex scheinen mit der Erkrankung assoziiert zu sein. Bekannt sind auch Defizite in exekutiven Funktionen wie Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung, welche gemeinsam als ein Endoph{\"a}notyp der ADHS betrachtet werden. Solche sogenannten intermedi{\"a}ren Ph{\"a}notypen bilden m{\"o}glicherweise {\"a}tiopathogenetisch sinnvollere Untergruppen von Krankheitsbildern als die Unterteilung nach den klassischen Diagnosesystemen. Zahlreiche Untersuchungen zu Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung bei ADHS finden Mittelwertsunterschiede im Vergleich zu gesunden Stichproben in behavioralen und hirnphysiologischen Maßen. Ein genetischer Polymorphismus (Val158Met) mit Einfluss auf die Synthese der Catechol-O-Methyltransferase (COMT) moduliert Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung bei Gesunden und Patienten mit ADHS. COMT ist ein Enzym, das den Abbau von pr{\"a}frontalem Dopamin katalysiert. Das Valin(Val)-Allel ist mit einer geringeren, das Methionin(Met)-Allel mit einer h{\"o}heren Verf{\"u}gbarkeit von Dopamin in kortikalen Arealen assoziiert. Letzteres scheint die Funktion pr{\"a}frontaler Hirnareale zu optimieren. Ziel: Es ist unklar, ob die beiden Prozesse Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung miteinander in Verbindung stehen, also einen gemeinsamen Endoph{\"a}notypen bezeichnen, und ob ein m{\"o}glicher Zusammenhang dieser beiden Funktionen durch Dopamin moduliert wird. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist, (1) die bekannten Mittelwertsunterschiede zwischen Patienten mit ADHS und gesunden Kontrollpersonen zu replizieren, (2) den Zusammenhang von Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung mit Korrelationsanalysen zu {\"u}berpr{\"u}fen, (3) den Einfluss des COMT-Polymorphismus auf Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung zu untersuchen und (4) festzustellen, ob der COMT-Polymorphismus die St{\"a}rke der Korrelationen beeinflusst. Die Fragestellungen 3 und 4 sind aufgrund der kleinen Stichproben als explorativ zu bewerten. Methoden: In die Auswertung aufgenommen wurden 45 erwachsene Patienten mit ADHS und 41 nach Alter, Geschlecht, H{\"a}ndigkeit, Intelligenz, Bildungsniveau und Kopfumfang vergleichbare Kontrollen. Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung wurden durch eine N-Back- bzw. eine Stoppsignal-Aufgabe operationalisiert. Als abh{\"a}ngige Variablen dienten als behaviorale Maße die Anzahl richtiger Antworten, Reaktionszeiten und Effizienz und als hirnphysiologische Parameter Konzentrationsver{\"a}nderungen von oxygeniertem (O2Hb) und deoxygeniertem H{\"a}moglobin (HHb) in pr{\"a}frontalen Arealen, die mittels funktioneller Nah-Infrarot Spektroskopie gemessen wurden. Korrelationen wurden zwischen den Kontrollbedingungen (1-Back und Go-Trials) und zwischen den eigentlichen Bedingungen der Arbeitsged{\"a}chtnis- und Stoppsignal-Aufgabe (2-Back und Stopperfolge) berechnet. Ergebnisse: Kontrollen und Patienten zeigten hirnphysiologisch aufgabentypische signifikante Aktivierungsmuster, f{\"u}r das Arbeitsged{\"a}chtnis mehr ausgepr{\"a}gt {\"u}ber dem dorso-lateralen pr{\"a}frontalen Kortex (DLPFC), f{\"u}r die Antworthemmung mehr {\"u}ber dem inferioren frontalen Kortex (IFC). Fragestellung 1: Patienten zeigten im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen signifikante Defizite in allen erhobenen behavioralen Maßen. Sie zeigten auch signifikant reduzierte Anstiege von O2Hb {\"u}ber dem linken und rechten IFC f{\"u}r Stopperfolge und eine statistisch tendenziell verringerte O2Hb-Konzentration im linken DLPFC f{\"u}r die 2-Back-Bedingung. Es fanden sich jedoch auch Defizite in den einfachen Kontrollaufgaben (behaviorale Maße und O2Hb w{\"a}hrend 1-Back). Nach einer Anpassung der Gruppen f{\"u}r die Unterschiede in den Kontrollaufgaben blieben die Gruppenunterschiede in den Aufgaben f{\"u}r Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung bestehen. Fragestellung 2: Nur bei den Patienten und nur f{\"u}r die behavioralen Maße zeigten sich signifikante positive Assoziationen. Die Effizienz w{\"a}hrend 1-Back korrelierte mit der Reaktionszeit w{\"a}hrend der Go-Trials, und die Effizienz w{\"a}hrend 2-Back korrelierte mit der Stoppsignal-Reaktionszeit. Diese beiden Korrelationen unterschieden sich statistisch nicht in ihrer St{\"a}rke. In den f{\"u}r die Unterschiede in den Kontrollaufgaben angepassten Gruppen blieb nur die Korrelation der Kontrollaufgaben tendenziell signifikant, die Korrelation von Effizienz w{\"a}hrend 2-Back und Stoppsignal-Reaktionszeit verschwand. Die Patienten zeigten erh{\"o}hte Impulsivit{\"a}t (erhoben mit einem Fragebogen), die positiv mit behavioralen Maßen der beiden untersuchten Prozesse korrelierte. Fragestellung 3: F{\"u}r 1-Back (O2Hb in rechter Hemisph{\"a}re) und 2-Back (O2Hb in linker Hemisph{\"a}re) wurden statistisch tendenzielle COMT x Gruppe Interaktionen gefunden. F{\"u}r 1-Back zeigten die Kontrollen mit dem Val/Val-Genoytp sowohl im Vergleich zu Kontrollen mit dem Met/Met-Genotyp als auch im Vergleich zu Patienten mit zwei Val-Allelen eine signifikant h{\"o}here O2Hb-Konzentration. Gleichzeitig wies die Analyse der Verhaltensdaten auf eine h{\"o}here Effizienz der Kontrollen mit Met-Allelen im Vergleich zu Patienten mit Met-Allelen hin. F{\"u}r 2-Back zeigte der Val/Val-Genotyp der Kontrollen eine h{\"o}here O2Hb-Konzentration als der Val/Val-Genotyp der Patienten. Zus{\"a}tzlich wies der Met/Met-Genotyp in der ADHS-Gruppe einen st{\"a}rkeren Anstieg von O2Hb im Vergleich zu dem Val/Val-Genotyp in der ADHS-Gruppe auf. Die Analyse der Verhaltensdaten zeigte eine h{\"o}here Effizienz der Kontrollen im Vergleich zu den Patienten f{\"u}r die Gruppen mit einem oder zwei Val-Allelen. F{\"u}r Stopperfolge zeigten sich signifikante COMT x Gruppe Interaktionen f{\"u}r O2Hb in beiden Hemisph{\"a}ren. Die Kontrollen mit Val/Met-Genotyp hatten h{\"o}here O2Hb-Konzentrationen als Kontrollen mit Val/Val- oder Met/Met-Genotyp und als Patienten mit Val/Met-Genotyp. Patienten mit Val/Met-Genotyp hatten langsamere Stoppsignal-Reaktionszeiten im Vergleich zu den Kontrollen mit Val/Met-Genotyp. Fragestellung 4: Die Korrelationen in Abh{\"a}ngigkeit der Stichproben und COMT-Gruppen zeigten unterschiedlich hohe und unterschiedlich gerichtete Korrelationskoeffizienten. Nur in der Gruppe der Patienten und nur f{\"u}r die Verhaltensdaten wurden positive Assoziationen f{\"u}r alle COMT-Gruppen gefunden, vergleichbar mit den Ergebnissen aus Fragestellung 2. Diskussion: Die behavioralen und hirnphysiologischen Unterschiede in den Aufgaben zum Arbeitsged{\"a}chtnis und zur Antworthemmung zwischen Patienten mit ADHS und Kontrollen replizieren gut die Ergebnisse fr{\"u}herer Arbeiten. Ausgehend von den Gruppenunterschieden in den einfachen Kontrollaufgaben muss aber {\"u}berlegt werden, inwieweit Patienten mit ADHS auch in einfachen psychomotorischen Aufgaben bereits Defizite zeigen. Die Korrelation behavioraler Maße der eigentlichen Arbeitsged{\"a}chtnis- und Inhibitionsaufgabe in der Gruppe der Patienten, die allerdings die Assoziation der Kontrollaufgaben nicht {\"u}berschritt, und die mit dem Anpassen f{\"u}r Unterschiede in den Kontrollenaufgaben verschwand, l{\"a}sst Zweifel an dem spezifischen Zusammenhang der beiden Prozesse bei ADHS aufkommen. Zudem werfen die positiven Assoziationen dieser Prozesse (behaviorale Maße) mit der Impulsivit{\"a}t (Fragebogen) die Frage auf, ob es sich um die Operationalisierung des gleichen Konstrukts handelt bzw. ob Impulsivit{\"a}t in Form behavioraler Tests das Gleiche misst wie Impulsivit{\"a}t auf symptomatischer Ebene. Ein Faktor, der m{\"o}glicherweise Einfluss auf die Korrelationen zwischen den Aufgaben hat, k{\"o}nnte der Dopamingehalt sein, wie er in der vorliegenden Arbeit durch den COMT Polymorphismus operationalisiert wurde. Die Ergebnisse der COMT x Gruppe Interaktionen zeigten eine erh{\"o}hte O2Hb-Konzentration der Val-Alleltr{\"a}ger der Kontrollen f{\"u}r die N-Back-Aufgaben bei teilweise besserer Effizienz und eine erh{\"o}hte O2Hb-Konzentration und teilweise schnellere Stoppsignal-Reaktionszeit der Val/Met-Alleltr{\"a}ger der Kontrollen bei Stopperfolgen. Unsere Ergebnisse entsprechen nicht unbedingt den Annahmen aus der Literatur, dass das Met-Allel das g{\"u}nstige Allel in Bezug auf gute pr{\"a}frontale Hirnfunktion sei. Diese Unterschiede in den COMT x Gruppe Interaktionen legen eine Abh{\"a}ngigkeit pr{\"a}frontaler Hirnfunktionen vom allgemeinen dopaminergen Gehalt (Patienten vs. Kontrollen), vom pr{\"a}frontalen dopaminergen Niveau (COMT-Genotyp) und von der Aufgabenart (Arbeitsged{\"a}chtnis vs. Antworthemmung) nahe. Diese Hypothese wird unterst{\"u}tzt durch die Unterschiede in den Korrelationskoeffizienten der beiden Prozesse in Abh{\"a}ngigkeit der Stichproben und Genotyp-Gruppen. Schlussfolgerung: Die Befunde st{\"u}tzen nicht die Annahme, dass es sich bei Arbeitsged{\"a}chtnis und Antworthemmung um zusammenh{\"a}ngende Funktionen bei ADHS oder Gesunden handelt, oder dass der exekutive Endoph{\"a}notyp einen einheitlichen Subtyp der ADHS darstellt. Zudem scheint eine m{\"o}gliche Assoziation der beiden Prozesse von mehreren Faktoren wie z. B. der Dopamin-Konzentration moduliert zu werden. Zuk{\"u}nftige Arbeiten sollten die Fragestellungen bearbeiten, welche Faktoren den Zusammenhang dieser Prozesse beeinflussen und welche Kombination solcher Faktoren eine Subgruppe von Patienten mit ADHS mit einem gemeinsamen exekutiven Endoph{\"a}notyp darstellen k{\"o}nnten.}, subject = {ADHS}, language = {de} } @phdthesis{Odorfer2010, author = {Odorfer, Thorsten Michael}, title = {Auswirkung genetischer Varianz im Dopamin-Rezeptor-D2-Gen auf Arbeitsged{\"a}chtnis- und Fehlermonitoringprozesse}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55809}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {In dieser Studie sollte die Bedeutung von genetischer Varianz im Gen des Dopaminrezeptors D2 (DRD2) insbesondere f{\"u}r Fehlermonitoring- und Arbeitsged{\"a}chtnisprozesse untersucht werden. Vorstudien implizieren die Relevanz der dopaminergen Neurotransmission f{\"u}r diese Systeme und geben Hinweise, dass Defizite in entsprechenden kognitiven Prozessen f{\"u}r psychiatrische Erkrankungen pr{\"a}disponieren. Daher wurden die Verhaltensdaten in zwei verschiedenen kognitiven Leistungstests, als auch parallel dazu erhobene Messergebnisse von zwei unterschiedlichen bildgebenden Verfahren f{\"u}r drei ausgew{\"a}hlte, vermutlich funktionale Polymorphismen im DRD2-Gen bei 210 gesunden Kontrollprobanden und 39 schizophrenen Patienten untersucht. Auf der Basis der vorhandenen Literatur hypothetisierten wir Risikoallele f{\"u}r die jeweiligen Polymorphismen: Das A-Allel von DRD2 TAQ1A scheint mit einer verminderten striatalen Rezeptordichte verkn{\"u}pft zu sein. Das Insertionsallel des DRD2 -141C Ins/Del wird mit Schizophrenie in Verbindung gebracht, wogegen allerdings das Deletionsallel wiederholt mit niedrigerer striataler Rezeptordichte assoziiert wurde. Bei DRD2 rs1076560 scheint das T-Allel f{\"u}r defizit{\"a}re Performance bei Arbeitsged{\"a}chtnis-Tests verantwortlich zu sein. Zudem wurde hier eine geringere Expression der kurzen Splicevariante D2S des Rezeptors nachgewiesen und dies mit verminderter pr{\"a}frontaler Aktivit{\"a}t assoziiert. Gemeinsam ist allen Risikoallelen eine Pr{\"a}disposition f{\"u}r Suchterkrankungen. Unser Ziel war es, diese Risikokonstellationen in unseren Untersuchungen zu replizieren. Das Fehlermonitoring und seine Korrelate Error-related negativity (ERN) und Error-related positivity (PE) wurden in einer EEG-Studie untersucht, in der sich 170 Probanden einem sog. Eriksen-Flanker-Task unterzogen. Eine Stichprobe von 39 Patienten mit schizophrenen Psychosen und eine gesunde Kontrollgruppe (n=40) unterzogen sich dem N-Back-Task zur Testung des Arbeitsged{\"a}chtnisses. Zus{\"a}tzlich wurden dabei in einer funktionellen NIRS-Untersuchung Messwerte f{\"u}r oxygeniertes und deoxygeniertes H{\"a}moglobin zur Erfassung der cerebralen Aktivit{\"a}t ermittelt. Wir gingen von der Hypothese aus, dass die Tr{\"a}ger der Risikoallele Defizite bei den kognitiven Aufgaben zeigen und sich zus{\"a}tzlich Ver{\"a}nderungen der Gehirnaktivit{\"a}t nachweisen lassen, die auf Basis der Theorie der neurovaskul{\"a}ren Kopplung als reduzierte Aktivierung interpretiert werden k{\"o}nnen. Leider konnten die meisten der Hypothesen nicht best{\"a}tigt werden. F{\"u}r DRD2 TAQ1A konnte in der NIRS-Messung lediglich f{\"u}r die Deoxygenierung eine geringere cerebrale Aktivit{\"a}t bei Vorliegen des Risikoallels festgestellt werden, dies allerdings nur rechtsseitig und in der Patientengruppe. F{\"u}r das Fehlermonitoring konnten keine signifikanten Ergebnisse ermittelt werden. Beim Insertionsallel des DRD2 -141C Ins/Del (rs1799732) fanden wir eine Verringerung der ERN spezifisch bei fehlerhaften Antworten, sowie zus{\"a}tzlich st{\"a}rkere Auspr{\"a}gungen der Pers{\"o}nlichkeitseigenschaft Neurotizismus bei den Risikoalleltr{\"a}gern. Wir werteten vor allem Erstes als m{\"o}glicherweise pr{\"a}disponierend f{\"u}r schizophrene Psychosen bzw. Alkoholabh{\"a}ngigkeit und konnten hier also teilweise unsere Hypothesen best{\"a}tigen. Die Auswertung der Daten der NIRS-Messung f{\"u}r den rs1799732 erbrachte keine signifikanten Ergebnisse. Bei DRD2 rs1076560 erreichte die Risikogruppe im N-Back-Test entgegen unserer Erwartung sogar ein besseres Leistungsniveau. Mittels bildgebenden Verfahren zeigten sich keine Gruppenunterschiede. Auch die EEG-Studie erbrachte keine signifikanten Ergebnisse. Die Ergebnisse werden auch unter dem Aspekt der Pr{\"a}disposition zu Abh{\"a}ngigkeitserkrankungen diskutiert, die f{\"u}r alle drei Polymorphismen zu bestehen scheint. Die von uns gew{\"a}hlte Zuordnung der Risikoallele wurde kritisch bewertet. F{\"u}r die Inkonsistenz der Befunde wurde eine direkte regulatorische Verkn{\"u}pfung von TAQ1A mit der striatalen Rezeptordichte diskutiert. Zus{\"a}tzlich wurde mit dem Hinweis auf eine Assoziation mit ANKK1 und ihrem regulatorischem Einfluss auf den NF-κB-Signalweg ein m{\"o}gliches zuk{\"u}nftiges Erkl{\"a}rungsmodell aufgezeigt. Auch ein durch rs1076560 vermittelter Zusammenhang einer gesteigerten Expression der kurzen Splicevariante D2S mit h{\"o}herer striataler Aktivit{\"a}t wurde in Frage gestellt. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass die Bedeutung des dopaminergen Systems und insbesondere des Dopaminrezeptors D2 f{\"u}r die kognitive Leistungsf{\"a}higkeit des menschlichen Gehirns und damit auch die Pathophysiologie psychiatrischer Erkrankungen unzweifelhaft bleibt. Jedoch implizieren einige der Ergebnisse komplexere Zusammenh{\"a}nge zwischen Genotyp und Ph{\"a}notyp. Anscheinend sind die untersuchten Polymorphismen im DRD2-Gen nicht ausreichend, um Defizite im Fehlermonitoring und Arbeitsged{\"a}chtnis zu erkl{\"a}ren. Die kombinierte Untersuchung mit anderen Risikogenvarianten im dopaminergen System scheint daher vielversprechender zu sein als eine isolierte Betrachtung von DRD2.}, subject = {Dopaminrezeptor}, language = {de} } @phdthesis{Kaifel2010, author = {Kaifel, Andreas}, title = {Einfluss des Catechol-O-Methyltransferase Val158Met Polymorphismus auf die Aufmerksamkeitskontrolle}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52573}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Diese Studie untersucht den Einfluss des Catechol-O-Methyltransferase(COMT) Val158Met Polymorphismus auf die Aufmerksamkeitskontrolle und die Funktion des dorso-lateralen pr{\"a}frontalen Kortex (DLPFC). Der COMT Val158Met Polymorphismus ist ein funktioneller Polymorphismus mit einem hochaktiven Val- und einem weniger aktiven Met-Allel. Blasi und Kollegen (2005) konnten nur im Bereich des Cingulums einen Einfluss des COMT Val158Met Polymorphismus auf die Hirn-Aktivierung beobachten, nicht jedoch im DLPFC. Dies steht im Gegensatz zu mehreren Studien mit Aufgaben zum Arbeitsged{\"a}chtnis, welche einen solchen Einfluss f{\"u}r den DLPFC beschreiben konnten. Blasi und Kollegen (2005) verwendeten in ihrer Untersuchung die von ihnen neu entwickelte VAC-Aufgabe, in welcher den Versuchspersonen Pfeilstrukturen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Aufmerksamkeitskontrolle pr{\"a}sentiert werden.Gegenstand dieser Arbeit war es, unter Anwendung der von Blasi und Kollegen (2005)entwickelten VAC-Aufgabe zur Aufmerksamkeitskontrolle die Auswirkungen der unterschiedlichen Bedingungen des Paradigmas auf das Verhalten (Fragestellung 1) und auf die Aktivierung im Bereich des DLPFC (Fragestellung 2) nachzuvollziehen. Des Weiteren sollten m{\"o}gliche Einfl{\"u}sse des COMT Val158Met Polymorphismus auf das Verhalten (Fragestellung 3) und auf die Aktivierung im Bereich des DLPFC (Fragestellung 4) analysiert werden. Die Aktivierung des DLPFC wurde w{\"a}hrend der Aufgabe zur Aufmerksamkeitskontrolle bei 104 gesunden Probanden mit der funktionellen Nah-Infrarot Spektroskopie (fNIRS) gemessen. Mit zunehmender Schwierigkeit der Bedingungen der VACAufgabe wiesen die Versuchspersonen einen geringeren Anteil korrekter Antworten bei einer zunehmenden Reaktionszeit auf. Wir konnten im Bereich des DLPFCs einen deutlichen Aktivierungsanstieg mit zunehmenden Anforderungen an die Aufmerksamkeitskontrolle beobachten. Wir konnten keinen Effekt des COMT Val158Met Polymorphismus auf die Verhaltensdaten feststellen. Wir konnten einen Interaktionseffekt von Bedingung und COMT-Genotyp auf die Aktivierung im Bereich des DLPFC feststellen.}, language = {de} } @article{GlotzbachMuehlbergerGschwendtneretal.2011, author = {Glotzbach, Evelyn and M{\"u}hlberger, Andreas and Gschwendtner, Kathrin and Fallgatter, Andreas J and Pauli, Paul and Herrmann, Martin J}, title = {Prefrontal Brain Activation During Emotional Processing: A Functional Near Infrared Spectroscopy Study (fNIRS)}, series = {The Open Neuroimaging Journal}, volume = {5}, journal = {The Open Neuroimaging Journal}, doi = {10.2174/1874440001105010033}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141714}, pages = {33-39}, year = {2011}, abstract = {The limbic system and especially the amygdala have been identified as key structures in emotion induction and regulation. Recently research has additionally focused on the influence of prefrontal areas on emotion processing in the limbic system and the amygdala. Results from fMRI studies indicate that the prefrontal cortex (PFC) is involved not only in emotion induction but also in emotion regulation. However, studies using fNIRS only report prefrontal brain activation during emotion induction. So far it lacks the attempt to compare emotion induction and emotion regulation with regard to prefrontal activation measured with fNIRS, to exclude the possibility that the reported prefrontal brain activation in fNIRS studies are mainly caused by automatic emotion regulation processes. Therefore this work tried to distinguish emotion induction from regulation via fNIRS of the prefrontal cortex. 20 healthy women viewed neutral pictures as a baseline condition, fearful pictures as induction condition and reappraised fearful pictures as regulation condition in randomized order. As predicted, the view-fearful condition led to higher arousal ratings than the view-neutral condition with the reappraise-fearful condition in between. For the fNIRS results the induction condition showed an activation of the bilateral PFC compared to the baseline condition (viewing neutral). The regulation condition showed an activation only of the left PFC compared to the baseline condition, although the direct comparison between induction and regulation condition revealed no significant difference in brain activation. Therefore our study underscores the results of previous fNIRS studies showing prefrontal brain activation during emotion induction and rejects the hypothesis that this prefrontal brain activation might only be a result of automatic emotion regulation processes.}, language = {en} } @phdthesis{Bretscher2011, author = {Bretscher, Franziska}, title = {Pr{\"a}frontale Aktivierung w{\"a}hrend einer Aufgabe zum Arbeitsged{\"a}chtnis bei Kindern mit ADHS}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66037}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS) konnten Defizite in der Leistung des Arbeitsged{\"a}chtnisses nachgewiesen werden. In zahlreichen funktionell bildgebenden Studien zeigte sich außerdem ein mit dem Arbeitsged{\"a}chtnis assoziierter Unterschied in der pr{\"a}frontalen Aktivierung im Vergleich zu Gesunden. Bisher wurde jedoch noch nicht n{\"a}her analysiert, ob diese Defizite von der Komponente (visuell-r{\"a}umliches (SWM) oder visuell-bildliches Arbeitsged{\"a}chtnis (OWM)) oder dem Prozess des Arbeitsged{\"a}chtnisses (untergeordnete Speichersysteme oder zentrale Exekutive) abh{\"a}ngig sind. Diese Arbeit ist die erste, die mit der funktionellen Nah-Infrarot Spektroskopie (fNIRS) das Arbeitsged{\"a}chtnis bei Kindern mit ADHS untersucht. Dabei war das Hauptziel zum einen die Replikation von Gruppenunterschieden in Verhalten und pr{\"a}frontaler Aktivierung und zum anderen die Gewinnung n{\"a}herer Informationen {\"u}ber die differentielle Auspr{\"a}gung der pr{\"a}frontalen Defizite bei ADHS. Die Stichprobe bestand aus 19 Kindern mit ADHS vom kombinierten Typ (DSM-IV) und 19 Kontrollkindern, die vergleichbar waren nach Alter (8-15 Jahre), Geschlecht, H{\"a}ndigkeit und Intelligenz. Das von uns gew{\"a}hlte Paradigma differenzierte zwischen Aufgaben zum OWM und SWM, innerhalb derer wiederum zwei prozessabh{\"a}ngige Phasen (Speicherung und Abgleich) unterschieden wurden, und enthielt zus{\"a}tzlich eine Kontrollaufgabe (CON). Die pr{\"a}frontale Aktivierung wurde mittels fNIRS {\"u}ber die Konzentrations{\"a}nderungen der Chromophoren oxygeniertes H{\"a}moglobin (O2Hb) und deoxygeniertes H{\"a}moglobin (HHb) bestimmt. Es zeigte sich ein signifikant unterschiedliches Verhalten abh{\"a}ngig von der Bedingung (CON > SWM > OWM). Eine typische pr{\"a}frontale Aktivierung des Arbeitsged{\"a}chtnisses mit der h{\"o}chsten Aktivierung im dorsolateralen pr{\"a}frontalen Kortex (DLPFC) beschr{\"a}nkte sich auf die Abgleichphase. Weder in Hinblick auf das Verhalten noch auf die pr{\"a}frontale Aktivierung konnten signifikante Gruppenunterschiede nachgewiesen werden. F{\"u}r das Nichtauftreten von Gruppenunterschieden k{\"o}nnen verschiedene m{\"o}gliche Gr{\"u}nde angef{\"u}hrt werden. Unter anderem legten explorative Analysen nahe, dass Kinder mit ADHS und gesunde Kinder unterschiedlichen Reifungsprozessen unterliegen. Auch scheint die chronische Einnahme der ADHS-Standardmedikation einen Einfluss auf die Hirnaktivit{\"a}t zu nehmen. Die Diskussion unserer Ergebnisse stellt zusammen mit der Offenlegung von Kritikpunkten an unserer sowie an vorhergehenden Studien einen wichtigen Ansatzpunkt zur Versuchsoptimierung in zuk{\"u}nftigen Arbeiten dar. Dar{\"u}ber hinaus ist weitere Forschung n{\"o}tig, um detailliertere Kenntnisse {\"u}ber den Einfluss von Alter, Reifungsprozessen, chronischer MPH-Medikation, ADHS-Subtypen und dem Aufgabendesign zu erlangen.}, subject = {Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom}, language = {de} } @article{EgetemeirStennekenKoehleretal.2011, author = {Egetemeir, Johanna and Stenneken, Prisca and Koehler, Saskia and Fallgatter, Andreas J. and Herrmann, Martin J.}, title = {Exploring the neural basis of real-life joint action: measuring brain activation during joint table setting with functional near-infrared spectroscopy}, series = {FRONTIERS IN HUMAN NEUROSCIENCE}, volume = {5}, journal = {FRONTIERS IN HUMAN NEUROSCIENCE}, number = {9, Artikel 95}, doi = {10.3389/fnhum.2011.00095}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137054}, pages = {1-9}, year = {2011}, abstract = {Many every-day life situations require two or more individuals to execute actions together. Assessing brain activation during naturalistic tasks to uncover relevant processes underlying such real-life joint action situations has remained a methodological challenge. In the present study, we introduce a novel joint action paradigm that enables the assessment of brain activation during real-life joint action tasks using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). We monitored brain activation of participants who coordinated complex actions with a partner sitting opposite them. Participants performed table setting tasks, either alone (solo action) or in cooperation with a partner (joint action), or they observed the partner performing the task (action observation). Comparing joint action and solo action revealed stronger activation (higher [oxy-Hb]-concentration) during joint action in a number of areas. Among these were areas in the inferior parietal lobule (IPL) that additionally showed an overlap of activation during action observation and solo action. Areas with such a close link between action observation and action execution have been associated with action simulation processes. The magnitude of activation in these IPL areas also varied according to joint action type and its respective demand on action simulation. The results validate fNIRS as an imaging technique for exploring the functional correlates of interindividual action coordination in real-life settings and suggest that coordinating actions in real-life situations requires simulating the actions of the partner.}, language = {en} } @article{HerrmannGlotzbachMuehlbergeretal.2011, author = {Herrmann, Martin J. and Glotzbach, Evelyn and M{\"u}hlberger, Andreas and Gschwendtner, Kathrin and Fallgatter, Andreas J. and Pauli, Paul}, title = {Prefrontal Brain Activation During Emotional Processing: A Functional Near Infrared Spectroscopy Study (fNIRS)}, series = {The Open Neuroimaging Journal}, journal = {The Open Neuroimaging Journal}, doi = {10.2174/1874440001105010033}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97437}, year = {2011}, abstract = {The limbic system and especially the amygdala have been identified as key structures in emotion induction and regulation. Recently research has additionally focused on the influence of prefrontal areas on emotion processing in the limbic system and the amygdala. Results from fMRI studies indicate that the prefrontal cortex (PFC) is involved not only in emotion induction but also in emotion regulation. However, studies using fNIRS only report prefrontal brain activation during emotion induction. So far it lacks the attempt to compare emotion induction and emotion regulation with regard to prefrontal activation measured with fNIRS, to exclude the possibility that the reported prefrontal brain activation in fNIRS studies are mainly caused by automatic emotion regulation processes. Therefore this work tried to distinguish emotion induction from regulation via fNIRS of the prefrontal cortex. 20 healthy women viewed neutral pictures as a baseline condition, fearful pictures as induction condition and reappraised fearful pictures as regulation condition in randomized order. As predicted, the view-fearful condition led to higher arousal ratings than the view-neutral condition with the reappraise-fearful condition in between. For the fNIRS results the induction condition showed an activation of the bilateral PFC compared to the baseline condition (viewing neutral). The regulation condition showed an activation only of the left PFC compared to the baseline condition, although the direct comparison between induction and regulation condition revealed no significant difference in brain activation. Therefore our study underscores the results of previous fNIRS studies showing prefrontal brain activation during emotion induction and rejects the hypothesis that this prefrontal brain activation might only be a result of automatic emotion regulation processes.}, language = {en} } @phdthesis{Melber2012, author = {Melber, Makito Bernhard}, title = {Impulsivit{\"a}t und Antworthemmung bei adulter Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78862}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Ziel der vorliegenden, experimentellen Arbeit war die Untersuchung der Pers{\"o}nlichkeitseigenschaft der Impulsivit{\"a}t bei adulten Patienten mit ADHS und vergleichbaren Versuchspersonen. Da die {\"A}tiopathogenese erh{\"o}hter Impulsivit{\"a}t bei Patienten mit ADHS bislang ungekl{\"a}rt ist, eine Beeinflussung des dopaminergen Systems durch vorausgehende Studien allerdings nahe liegt, wurden die verwendeten Impulsivit{\"a}tsmessungen zus{\"a}tzlich bez{\"u}glich einer m{\"o}glichen Beeinflussung durch den Val158Met-COMT-Polymorphismus analysiert. Die Untersuchung beinhaltet mit 71 adulten Patienten mit ADHS und 54 gesunden Kontrollpersonen, die nach Alter, Geschlecht, IQ, Kopfumfang und H{\"a}ndigkeit vergleichbar waren, eine der aktuell gr{\"o}ßten Stichproben adulter Patienten mit ADHS. W{\"a}hrend einer Stoppsignal-Aufgabe zur Erfassung der Antworthemmungsf{\"a}higkeit als Korrelat der Impulsivit{\"a}t wurden die Verhaltensdaten der Stichproben sowie die hirnphysiologischen Ver{\"a}nderungen mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie aufgezeichnet und ausgewertet. Die erhobenen experimentellen Daten wurden anschließend mit selbstbewerteter Impulsivit{\"a}t des I7-Impulsivit{\"a}tsfragebogens nach Eysenck verglichen und auf m{\"o}gliche Zusammenh{\"a}nge {\"u}berpr{\"u}ft. Zudem wurden die beobachteten Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auf einen m{\"o}glichen Einfluss durch den Val158Met-COMT-Polymorphismus untersucht. Auf der Verhaltensebene zeigten Patienten mit ADHS im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen sowohl f{\"u}r die SSRZ als auch f{\"u}r die Go-RZ signifikant langsamere Reaktionszeiten. Im Vergleich der funktionellen Daten konnten f{\"u}r Patienten mit ADHS w{\"a}hrend der erfolgreichen Stopp-Trials signifikant bzw. tendenziell verminderte Aktivierungen im Bereich des IFC und DLPFC in beiden Hemisph{\"a}ren festgestellt werden. Die Untersuchung der selbstbewerteten Impulsivit{\"a}t anhand des I7-Fragebogens ergab ebenfalls einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Stichproben. Bez{\"u}glich der Zusammenh{\"a}nge zwischen den einzelnen Impulsivit{\"a}tsmessungen konnten f{\"u}r Patienten mit ADHS signifikant bzw. tendenziell negative Zusammenh{\"a}nge zwischen SSRZ und Oxygenierung im rechten IFC sowie zwischen SSRZ bzw. Go-RZ und I7-Impulsivit{\"a}tswerten festgestellt werden. In der Untersuchung des Einflusses durch den Val158Met-COMT-Polymorphismus ergab sich ein sehr heterogenes Bild, in dem sich keine eindeutig systematischen Genotyp- oder Interaktionseffekte zeigten. W{\"a}hrend die beobachteten Befunde auf Verhaltensebene auf eine generelle Verlangsamung adulter Patienten mit ADHS im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen hindeuten, k{\"o}nnte das verminderte Aktivierungsmuster im Bereich des IFC und DLPFC w{\"a}hrend der erfolgreichen Stopp-Trials bei Patienten mit ADHS m{\"o}glicherweise das zugrundeliegende funktionelle Korrelat zu den beobachteten Reaktionsunterschieden zwischen den beiden Stichproben darstellen. Obwohl Patienten mit ADHS im Vergleich zu gesunden Kontrollen aufgrund ihrer erh{\"o}hten Impulsivit{\"a}t defizit{\"a}r erscheinen, deuten die Befunde bez{\"u}glich des Zusammenhangs zwischen selbstbewerteter und experimentell erhobener Impulsivit{\"a}t innerhalb der Patientengruppe einen m{\"o}glichen Vorteil erh{\"o}hter I7-Impulsivit{\"a}tswerte f{\"u}r die Reaktionsf{\"a}higkeit in der Stoppsignal-Aufgabe an. Bez{\"u}glich der Beeinflussung der erhobenen Daten durch den Val158Met-COMT-Polymorphismus lassen sich anhand der Befunde dieser Arbeit keine klaren Schlussfolgerungen ziehen.}, subject = {Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom}, language = {de} } @phdthesis{Werfl2013, author = {Werfl, Franziska}, title = {Die Verwendung von intermittierender Theta Burst Stimulation (iTBS) als unterst{\"u}tzende Behandlungsoption bei einer kognitiv-behavorialen Raucherentw{\"o}hnung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83525}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {Nikotinkonsum senkt zum einen die Lebenserwartung durch Verursachung von z.B. Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und Krebserkrankungen und f{\"u}hrt zum anderen zu hohen volkswirtschaftlichen Belastungen. Das mesokortikolimbische dopaminerge System, insbesondere der dlPFC, spielt eine entscheidende Rolle f{\"u}r die Entstehung des cue-induced Craving, das als wichtiger Risikofaktor f{\"u}r R{\"u}ckf{\"a}lle bei der Entzugstherapie gilt. Die Wirkung von rTMS des dlPFC zur Verringerung des cue-induced Craving wurde in zahlreichen Studien untersucht. Jedoch gibt es bislang keine Studie, die sich mit der Wirkung von iTBS als relativ neue Variante der rTMS zur Unterst{\"u}tzung der Nikotinentw{\"o}hnung besch{\"a}ftigt hat. 45 gesunde Raucher zwischen 21 und 64 Jahren nahmen an einem dreiw{\"o}chigen KBN teil. Die Versuchspersonen wurden randomisiert einer Verum- bzw. einer Placebogruppe zugeordnet, die jeweils vier iTBS-Behandlungen mit einer Stimulationsst{\"a}rke von 80 \% der Motorschwelle bzw. sham-Stimulationen {\"u}ber dem rechten dlPFC {\"u}ber zwei Wochen erhielten. Vor und nach den Stimulationen wurden Daten zum Rauchverhalten, insbesondere dem subjektiv empfundenen Craving, mittels standardisierter Frageb{\"o}gen erhoben sowie die Aktivit{\"a}t des dlPFC mit fNIRS gemessen, einer relativ neuen, einfach und kosteng{\"u}nstig durchzuf{\"u}hrenden Methode zur Erfassung kortikaler Hirnaktivit{\"a}ten. Auf Verhaltensebene ließen sich keine signifikanten Gruppenunterschiede nachweisen. Auf neurophysiologischer Ebene konnte ein signifikanter Aktivit{\"a}tsanstieg des dlPFC der Verumgruppe w{\"a}hrend der Betrachtung raucherassoziierter Cues gemessen werden, der sich in der Placebogruppe nicht fand. Insgesamt waren jedoch die gemessenen Hirnaktivit{\"a}ten relativ gering ausgepr{\"a}gt. Die Ergebnisse deuten auf eine Wirksamkeit der iTBS auf neurophysiologischer Ebene in Form verst{\"a}rkter kognitiver Suppression des cue-induced Craving hin. Jedoch sollten die Ergebnisse aufgrund der insgesamt niedrig gemessenen Hirnaktivit{\"a}ten zur{\"u}ckhaltend interpretiert werden. Verschiedene M{\"o}glichkeiten, den Versuchsablauf zu optimieren, beispielsweise durch eine Intensivierung der iTBS-Behandlungen, werden diskutiert. Nicht zuletzt konnte die Wirksamkeit des KBN f{\"u}r die Raucherentw{\"o}hnung belegt werden.}, subject = {Rauchen}, language = {de} } @phdthesis{Bok2015, author = {Bok, Thomas}, title = {Frontotemporale Hirnoxygenierung w{\"a}hrend Wortfl{\"u}ssigkeit bei entgifteten Patienten mit Alkoholabh{\"a}ngigkeit: Eine Untersuchung mit Nah-Infrarot Spektroskopie und Elektromyographie des Musculus temporalis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117124}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2015}, abstract = {Einf{\"u}hrung. In der vorliegenden Studie untersuchten wir durch funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) pr{\"a}frontale Hirnoxygenierung w{\"a}hrend Ableistung von Sprachaufgaben. FNIRS weist {\"u}ber Bestimmung von Konzentrationsunterschieden von sauerstoffbeladenes (OxyHb) und sauerstofffreies H{\"a}moglobin (DeoxyHb) regionale Blutfluss{\"a}nderungen nach und l{\"a}sst somit validen R{\"u}ckschluss auf Hirnaktivit{\"a}t zu. Bereits in fr{\"u}heren Studien konnte nachgewiesen werden, dass Patienten mit Alkoholkrankheit verminderte pr{\"a}frontale Hirnaktivit{\"a}t zeigen. Teil 2 der Studie untersucht den im Untersuchungsgebiet liegenden Schl{\"a}fenmuskel (musculus temporalis) auf Einfl{\"u}sse auf die Methode fNIRS. Methoden. Wir verglichen 15 entgiftete Patienten mit Alkoholkrankheit (Patientengruppe, PG) mit passenden 15 gesunden Kontrollprobanden (Kontrollgruppe, KG)bez{\"u}glich deren Hirn- und Muskelaktivit{\"a}t w{\"a}hrend Ableistung Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe (VFT; engl. Verbal Fluency Task). Bestimmte, insbesondere pr{\"a}frontale Hirnareale wurden durch phonologische und semantische Testsaufgaben (TA´s), ebenso durch eine Kontrollaufgabe (KA), (Wochentag aufz{\"a}hlen) aktiviert. Durch EMG wurde w{\"a}hrend Durchf{\"u}hrung der Aufgabe die Aktivit{\"a}t des musculus temporalis gemessen. Wir verwendeten zur Datenanalyse sowohl von fNIRS wie auch EMG eine 2x2x2x6 Varianzanalyse (ANOVA) mit Zwischensubjektfaktor „Gruppe" und Innersubjektfaktoren „Bedingung", „Seite" und „Zeit", gerechnet wurde dies f{\"u}r jeweils Oxy- und DeoxyHb sowie den phonologischen sowie semantischen Teil. Ergebnisse. Beide Gruppen lieferten eine vergleichbare Menge an Worten, Hirnaktivierung zeigte sich bei beiden Gruppen signifikant h{\"o}her in den Testaufgaben (phonologisch > semantisch). Die PG zeigte verminderte Hirnaktivierung pr{\"a}frontal im phonologischen, vergleichbare Hirnaktivit{\"a}t im semantischen Teil. Beide Gruppen zeigten vergleichbare Muskelaktivit{\"a}t, jeweils signifikant h{\"o}her in den jeweiligen Testaufgaben. Es zeigten sich keine systematischen Assoziationen (Korrelation nach Pearson) zwischen fNIRS und EMG. Schlussfolgerungen. Insgesamt konnten vorherige Studien mit Nachweis niedrigerer pr{\"a}frontaler Hirnoxygenierung bei entgifteten Patienten mit Alkoholkrankheit gegen{\"u}ber gesunden Kontrollen best{\"a}tigt werden. Die Mehraktivierung beider Gruppen w{\"a}hrend phonologischer Aufgabe gr{\"u}ndet in dem h{\"o}heren intelektuellen Anspruch der Aufgabe, dies erkl{\"a}rt auch den Gruppenunterschied in speziell dieser Aufgabe. Durch eine vergleichbare Muskelaktivit{\"a}t der beiden Gruppen sowie fehlende Assoziationen zwischen fNIRS und EMG sehen wir keinen Einfluss von Muskelaktivit{\"a}t auf die Hirnaktivit{\"a}tsmessung durch fNIRS. Auch eine valide Untersuchung von psychiatrisch kranken Probandengruppen wie Patienten mit Alkoholkrankheit ist hierdurch gut m{\"o}glich. Die Studie bef{\"u}rwortet den k{\"u}nftigen Einsatz und weitere methodische Untersuchungen zur Messung mit fNIRS, einem validen, artefaktunempfindlichen, handlichen und relativ g{\"u}nstigen Messinstrument.}, subject = {fNIRS}, language = {de} }