@phdthesis{Haas2021,
  author    = {Haas, Elisabeth Charlotte},
  title     = {Der Einfluss des Catechol-O-Methyltransferase-Val\(^{158}\)Met-Polymorphismus auf die Frontalkortex-Aktivierung und das autonome Nervensystem w{\"a}hrend eines kombiniert emotional-kognitiven Stroop-Paradigmas},
  doi       = {10.25972/OPUS-21985},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219859},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Hintergrund: Das Catechol-O-Methyltransferase-Gen (COMT) ist ein vielversprechendes Kandidatengen zur Untersuchung kognitiver und emotionaler Funktionen sowie deren pathologischer Ver{\"a}nderungen. Ein einzelner Basenaustausch in diesem Gen f{\"u}hrt zu einer 3-4fach h{\"o}heren COMT-Aktivit{\"a}t der Val Variante. Ein dadurch vermitteltes dopaminerges Defizit wird als relevanter Faktor f{\"u}r eine ver{\"a}nderte Hirnfunktion angenommen. Mit dem kognitiven Stroop-Paradigma wurden kognitive Verarbeitungsprozesse bisher gut erforscht. Zur Erfassung emotionaler Verarbeitungsprozesse wurde eine emotionale Variante entwickelt, deren neurale Grundlagen bislang weniger gut bekannt sind. Ziel: Unsere imaging genetics-Arbeit untersucht den Einfluss genetischer Varianten auf die neurale Funktion. Ziel dieser experimentellen Arbeit war es, den Einfluss des COMT-Polymorphismus (COMT-PM) auf die Frontalkortex-Funktion in ausgew{\"a}hlten Regionen von Interesse (ROI) zu erfassen und der Frage nachzugehen, ob das Val-Allel als Risiko-Allel zur Pathogenese einer Angstst{\"o}rung (AS) beitragen k{\"o}nnte. Zudem sollte die Tauglichkeit des emotionalen Stroop- Paradigmas als angstsensibles Messinstrument zur Untersuchung dieser Fragestellung gepr{\"u}ft werden. Demgegen{\"u}ber steht die Annahme, das emotionale Stroop-Paradigma k{\"o}nnte lediglich eine Arbeitsged{\"a}chtnis (AG)-Aufgabe darstellen. Methoden: Mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) und ereigniskorrelierter Potentiale untersuchten wir 121 gesunde nach dem COMT- Val158Met-PM stratifizierte Probanden w{\"a}hrend eines kombiniert emotional- kognitiven Stroop-Paradigmas. Als neurale Korrelate von Exekutivfunktionen und AG-Aufgaben waren die ROI dabei der laterale pr{\"a}frontale und inferiore Kortex, die auch mit emotionaler Regulation in Verbindung gebracht werden. Als Parameter der Reaktion des autonomen Nervensystems (ANS) diente die Erfassung der elektrodermalen Aktivit{\"a}t sowie die kontinuierliche Messung von Blutdruck, Herzfrequenz und Herzratenvariabilit{\"a}t. Ergebnisse: Bei allen drei COMT Varianten zeigte sich ein kognitiver Stroop-Effekt mit verl{\"a}ngerter Reaktionszeit und erh{\"o}hter Fehleranzahl w{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation inkongruenter Farbworte. Als Reaktion des ANS stellte sich eine erh{\"o}hte elektrodermale Aktivit{\"a}t bei inkongruenten Farbworten dar. Die funktionelle Bildgebung ließ in den analysierten Regionen eine erh{\"o}hte pr{\"a}frontale Aktivierung w{\"a}hrend der Verarbeitung inkongruenter Farbworte nachweisen. Es fanden sich keine Gruppenunterschiede im kognitiven Stroop-Paradigma. Der einzige emotionale Stroop-Effekt zeigte sich in der P300. Der einzig nachweisbare Gruppeneffekt stellte sich im emotionalen Stroop-Paradigma als h{\"o}here Fehleranzahl bei Met-Homozygoten verglichen mit Heterozygoten dar. Schlussfolgerung: Genetische Information und funktionelle Bildgebung kombiniert sollten erm{\"o}glichen, neurale Mechanismen zu definieren, die mit genetischen Varianten verlinkt sind. Die Ergebnisse bezogen auf die analysierten Regionen liefern keinen Hinweis auf ein Val-Allel assoziiertes Risiko f{\"u}r die Entwicklung einer AS. Damit gelingt es nicht, bisher gewonnene Ergebnisse zum Einfluss des COMT-PM auf die pr{\"a}frontale Funktion zu replizieren. Fraglich ist jedoch, ob sich das emotionale Stroop-Paradigma zur Untersuchung dieser Frage eignet, da weder in den fNIRS-, noch in den autonomen oder Verhaltensdaten ein emotionaler Stroop-Effekt nachgewiesen werden konnte.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kroencke2018,
  author    = {Kr{\"o}ncke, Fabian},
  title     = {Therapeutischer Effekt des multimodalen Konzeptes bei morbiden adip{\"o}sen Patienten auf den pr{\"a}frontalen Kortex innerhalb des ersten Studienjahres der W{\"u}rzburger Adipositas Studie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-160845},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des multimodalen Konzeptes auf den pr{\"a}frontalen Kortex bei morbiden adip{\"o}sen Patienten innerhalb des ersten Studienjahres der W{\"u}rzburger Adipositas Studie. Die Untersuchungsmethoden sind die funktionelle Nahinfrarot Spektroskopie und der Verbal Fluency Test, zus{\"a}tzlich wurden biologische Parameter und Gesundheitsfrageb{\"o}gen zur Messung des Therapieerfolges erhoben. Es zeigte sich ein positiver Effekt hinsichtlich der Depressivit{\"a}t der Patienten im Beck Depressions Inventar. F{\"u}r die anderen Therapievariablen ergab sich kein therapeutischer Effekt, die Patienten nahmen nicht an Gewicht ab und die weitere Entwicklung der pr{\"a}frontalen Oxygenierung muss im folgenden Verlauf der W{\"u}rzburger Adipositas Studie untersucht werden. In dieser Arbeit k{\"o}nnen positive Tendenzen f{\"u}r den Therapieerfolg des multimodalen Konzeptes auf den pr{\"a}frontalen Kortex gezogen werden.},
  subject      = {Adipositas},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heinzel2012,
  author    = {Heinzel, Sebastian},
  title     = {Multimodal neuroimaging of prefrontal cortex (dys)function: EEG, fNIRS, fNIRS-fMRI and Imaging Genetics approaches},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75710},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {The present cumulative dissertation comprises three neuroimaging studies using different techniques, functional tasks and experimental variables of diverse nature to investigate human prefrontal cortex (PFC) (dys)function as well as methodological aspects of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). (1) Both dopamine (DA) availability ("inverted U-model") and excitatory versus inhibitory DA receptor stimulation ("dual-state theory") have been linked to PFC processing and cognitive control function. Electroencephalography (EEG) was recorded during a Go/NoGo response inhibition task in 114 healthy controls and 181 adult patients with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). As a neural measure of prefrontal cognitive response control the anteriorization of the P300 centroid in NoGo- relative to Go-trials (NoGo anteriorization, NGA) was investigated for the impact of genetic polymorphisms modulating catechol-O-methyltransferase efficiency (COMT, Val158Met) in degrading prefrontal DA and inhibitory DA receptor D4 sensitivity (DRD4, 48bp VNTR). Single genes and ADHD diagnosis showed no significant impact on the NGA or behavioral measures. However, a significant COMT×DRD4 interaction was revealed as subjects with relatively increased D4-receptor function (DRD4: no 7R-alleles) displayed an "inverted U"-relationship between the NGA and increasing COMT-dependent DA levels, whereas subjects with decreased D4-sensitivity (7R) showed a U-relationship. This interaction was supported by 7R-allele dose-effects and also reflected by an impact on task behavior, i.e. intraindividual reaction time variability. Combining previous theories of PFC DA function, neural stability at intermediate DA levels may be accompanied by the risk of overly decreased neural flexibility if inhibitory DA receptor function is additionally decreased. The findings of COMT×DRD4 epistasis might help to disentangle the genetic basis of dopaminergic mechanisms underlying prefrontal (dys)function. (2) While progressive neurocognitive impairments are associated with aging and Alzheimer's disease (AD), cortical reorganization might delay difficulties in effortful word retrieval, which is one of the earliest cognitive signs of AD. Therefore, cortical hemodynamic responses were measured with fNIRS during phonological and semantic verbal fluency, and investigated in 325 non-demented, healthy subjects (age: 51-82 years). The predictive value of age, sex, verbal fluency performance and years of education for the cortical hemodynamics was assessed using multiple regression analyses. Age predicted bilaterally reduced inferior frontal junction (IFJ) and increased middle frontal and supramarginal gyri activity in both task conditions. Years of education as well as sex (IFJ activation in females > males) partly predicted opposite effects on activation compared to age, while task performance was not a significant predictor. All predictors showed small effect sizes (-.24 < β < .22). Middle frontal and supramarginal gyri activity may compensate for an aging-related decrease in IFJ recruitment during verbal fluency. The findings of aging-related (compensatory) cortical reorganization of verbal fluency processing might, in combination with other (risk) factors and using longitudinal observations, help to identify neurodegenerative processes of Alzheimer's disease, while individuals are still cognitively healthy. (3) Individual anatomical or systemic physiological sources of variance may hamper the interpretation of fNIRS signals as neural correlates of cortical functions and their association with individual personality traits. Using simultaneous fNIRS and functional magnetic resonance imaging (fMRI) of hemodynamic responses elicited by an intertemporal choice task in 20 healthy subjects, variability in crossmodal correlations and divergence in associations of the activation with trait "sensitivity to reward" (SR) was investigated. Moreover, an impact of interindividual anatomy and scalp fMRI signal fluctuations on fNIRS signals and activation-trait associations was studied. Both methods consistently detected activation within right inferior/middle frontal gyrus, while fNIRS-fMRI correlations showed wide variability between subjects. Up to 41\% of fNIRS channel activation variance was explained by gray matter volume (simulated to be) traversed by near-infrared light, and up to 20\% by scalp-cortex distance. Extracranial fMRI and fNIRS time series showed significant temporal correlations at the temple. Trait SR was negatively correlated with fMRI but not fNIRS activation elicited by immediate rewards of choice within right inferior/middle frontal gyrus. Higher trait SR increased the correlation between extracranial fMRI signal fluctuations and fNIRS signals, suggesting that task-evoked systemic arousal-effects might be trait-dependent. Task-related fNIRS signals might be impacted by regionally and individually weighted sources of anatomical and systemic physiological error variance. Traitactivation correlations might be affected or biased by systemic physiological arousal-effects, which should be accounted for in future fNIRS studies of interindividual differences.},
  subject      = {Pr{\"a}frontaler Kortex},
  language  = {en}
}