TY - THES A1 - Siminski, Niklas T1 - Temporal predictability of threat: Evaluation of differential involvement of amygdala and BNST, and relevance for therapy response prediction in spider phobia T1 - Zeitliche Vorhersagbarkeit von Bedrohung: Evaluation der unterschiedlichen Aktivierung von Amygdala und BNST sowie die Relevanz für die Vorhersagbarkeit von Therapieerfolg bei der Spinnenphobie N2 - Predictability of threat is one of the key modulators of neural activity in fear and anxiety-related threat processes and there is a considerable number of studies focusing on the exact contribution of centromedial amygdala and Bed nucleus of stria terminalis (BNST) in animals as well as in humans. In this research field, some studies already investigated the differential involvement of both areas during temporally predictable and unpredictable threat processes in humans. However, these studies showed several limitations e.g. small sample size, no predictable threat conditions, no separation of anticipation and confrontation processes, which should be addressed in future studies. Furthermore, evidence for group-based inter-individual differences of amygdala and BNST activity during predictable and unpredictable threat processes have not been studied extensively. Several studies suggest a relevant role of the amygdala and BNST activity in phobic processes in patients with specific phobia, but no study so far has investigated the exact contribution of centromedial amygdala (CM) and BNST during temporally predictable and unpredictable threat processes in specific phobia. This thesis consisted of three studies and aimed to evaluate the exact contribution of CM and BNST during temporally predictable and unpredictable threat anticipation and confrontation with the use of an optimized functional magnetic resonance imaging (fMRI) paradigm, which aimed to solve methodological limitations of recent studies. Study 1 used a large sample of healthy participants who were grouped based on NPSR1 genotype, and study 2 and study 3 used a sample of patients with spider phobia. In sum, the results of all three studies indicated, that BNST is more relevant for anticipation processes as compared to the CM. Contrary, during the confrontation phase the CM displays a greater relevance for threat confrontation processes. In recent years, various studies have investigated the extent to which treatment success can be predicted in patients with anxiety disorders based on pre-treatment fMRI activity. Therefore, this was investigated for the first time in study 3 in patients with spider phobia during temporally predictable and unpredictable threat processes. Results indicated that independent of temporal predictability lower anterior cingulate cortex (ACC) activity during threat anticipation and engaged BNST during threat confrontation might be benefitting factors for successful therapy response in spider phobia. N2 - Die Vorhersagbarkeit der Bedrohung ist einer der wichtigsten Modulatoren der neuronalen Aktivität bei angst- und furchtbezogenen Bedrohungsprozessen, und es gibt eine beträchtliche Anzahl von Studien, die sich mit der unterschiedlichen Beteiligung der zentromedialen Amygdala (CM) und des Bed nucleus of stria terminalis (BNST) während dieser Prozesse sowohl bei Tieren als auch beim Menschen beschäftigen. In diesem Forschungsfeld untersuchten bereits einige Studien die exakte Beteiligung beider Areale während zeitlich vorhersehbarer und unvorhersehbarer Bedrohungsprozesse beim Menschen. Diese Studien wiesen jedoch einige Limitationen auf (z.B. geringe Stichprobengröße, keine vorhersagbaren Bedrohungsbedingungen, gemeinsame Analyse der Aktivierung über Antizipations- und Konfrontationsphasen hinweg), die in zukünftigen Studien verbessert werden sollten. Zudem gibt es bisher wenige Studien, welche die unterschiedliche Beteiligung der Amygdala und des BNST während Bedrohungsprozessen auf Grundlage gruppenbasierter inter-individueller Unterschiede untersucht haben. Mehrere Studien deuten auf eine erhöhte Aktivierung sowohl der Amygdala als auch des BNST während phobischer Angstprozesse bei Patient*Innen mit einer spezifischen Phobie hin. Allerdings hat bisher jedoch noch keine Studie die Aktivierung der CM und des BNST während zeitlich vorhersagbarer und unvorhersagbarer phobischer Bedrohungsprozesse bei Patient*Innen direkt verglichen. Unter Verwendung eines optimierten funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)-Paradigmas, das darauf abzielte, methodische Probleme der bisherigen Studien zu lösen, wurde in dieser Arbeit die unterschiedliche Aktivierung von CM und BNST während zeitlich vorhersehbarer und unvorhersehbarer Bedrohungsantizipation und -konfrontation in einer großen Stichprobe gesunder Teilnehmer, die anhand des NPSR1-Genotyps gruppiert wurden (Studie 1), und Patient*Innen mit einer Spinnenphobie untersucht (Studie 2 und Studie 3). In Summe zeigten die Ergebnisse aller drei Studien, dass im Vergleich zur CM der BNST für Antizipationsprozesse relevanter ist. Hingegen zeigte die CM in der Konfrontationsphase mit einer Bedrohung eine größere Aktivierung als der BNST. In den letzten Jahren haben verschiedene Studien untersucht, inwieweit der Behandlungserfolg bei Patient*Innen mit einer Angststörung anhand der fMRT-Aktivität vor der Behandlung vorhergesagt werden kann. Daher wurde in Studie 3 dies erstmals bei Patient*Innen mit einer Spinnenphobie während zeitlich vorhersehbarer und unvorhersehbarer Bedrohungsprozesse untersucht. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass eine geringere Aktivität im anterioren cingulären Cortex (ACC) während phobischen Antizipationsprozessen und eine höhere Aktivierung im BNST während der Konfrontation mit phobischen Stimuli günstige Faktoren für den Therapieerfolg bei Spinnenphobie sein könnten. KW - Amygdala KW - fMRI KW - Angststörung KW - Temporal predictability KW - fmri activity KW - amygdala KW - Bed nucleus of stria terminalis KW - spider phobia KW - Corpus amygdaloideum KW - Funktionelle Kernspintomografie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-246643 ER - TY - JOUR A1 - Grünewald, Benedikt A1 - Lange, Maren D A1 - Werner, Christian A1 - O'Leary, Aet A1 - Weishaupt, Andreas A1 - Popp, Sandy A1 - Pearce, David A A1 - Wiendl, Heinz A1 - Reif, Andreas A1 - Pape, Hans C A1 - Toyka, Klaus V A1 - Sommer, Claudia A1 - Geis, Christian T1 - Defective synaptic transmission causes disease signs in a mouse model of juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis JF - eLife N2 - Juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis (JNCL or Batten disease) caused by mutations in the CLN3 gene is the most prevalent inherited neurodegenerative disease in childhood resulting in widespread central nervous system dysfunction and premature death. The consequences of CLN3 mutation on the progression of the disease, on neuronal transmission, and on central nervous network dysfunction are poorly understood. We used Cln3 knockout (Cln3\(^{Δex1-6}\)) mice and found increased anxiety-related behavior and impaired aversive learning as well as markedly affected motor function including disordered coordination. Patch-clamp and loose-patch recordings revealed severely affected inhibitory and excitatory synaptic transmission in the amygdala, hippocampus, and cerebellar networks. Changes in presynaptic release properties may result from dysfunction of CLN3 protein. Furthermore, loss of calbindin, neuropeptide Y, parvalbumin, and GAD65-positive interneurons in central networks collectively support the hypothesis that degeneration of GABAergic interneurons may be the cause of supraspinal GABAergic disinhibition. KW - CLN3 KW - mutation KW - mouse model KW - synaptic transmission KW - amygdala KW - hippocampus Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-170004 VL - 6 IS - e28685 ER - TY - JOUR A1 - Bonn, M. A1 - Schmitt, A. A1 - Lesch, K.-P. A1 - Van Bockstaele, E. J. A1 - Asan, E. T1 - Serotonergic innervation and serotonin receptor expression of NPY-producing neurons in the rat lateral and basolateral amygdaloid nuclei JF - Brain Structure and Function N2 - Pharmacobehavioral studies in experimental animals, and imaging studies in humans, indicate that serotonergic transmission in the amygdala plays a key role in emotional processing, especially for anxiety-related stimuli. The lateral and basolateral amygdaloid nuclei receive a dense serotonergic innervation in all species studied to date. We investigated interrelations between serotonergic afferents and neuropeptide Y (NPY)-producing neurons, which are a subpopulation of inhibitory interneurons in the rat lateral and basolateral nuclei with particularly strong anxiolytic properties. Dual light microscopic immunolabeling showed numerous appositions of serotonergic afferents on NPY-immunoreactive somata. Using electron microscopy, direct membrane appositions and synaptic contacts between serotonin-containing axon terminals and NPY-immunoreactive cellular profiles were unequivocally established. Double in situ hybridization documented that more than 50 %, and about 30–40 % of NPY mRNA-producing neurons, co-expressed inhibitory 5-HT1A and excitatory 5-HT2C mRNA receptor subtype mRNA, respectively, in both nuclei with no gender differences. Triple in situ hybridization showed that individual NPY mRNA-producing interneurons co-express both 5-HT1A and 5-HT2C mRNAs. Co-expression of NPY and 5-HT3 mRNA was not observed. The results demonstrate that serotonergic afferents provide substantial innervation of NPY-producing neurons in the rat lateral and basolateral amygdaloid nuclei. Studies of serotonin receptor subtype co-expression indicate a differential impact of the serotonergic innervation on this small, but important, population of anxiolytic interneurons, and provide the basis for future studies of the circuitry underlying serotonergic modulation of emotional stimulus processing in the amygdala. KW - NPY KW - serotonergic system KW - amygdala KW - anxiety Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-132591 VL - 218 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Tim A1 - Dresler, Thomas A1 - Pyka, Martin A1 - Notebaert, Karolien A1 - Fallgatter, Andreas J. T1 - Local Synchronization of Resting-State Dynamics Encodes Gray's Trait Anxiety JF - PLoS ONE N2 - The Behavioral Inhibition System (BIS) as defined within the Reinforcement Sensitivity Theory (RST) modulates reactions to stimuli indicating aversive events. Gray's trait Anxiety determines the extent to which stimuli activate the BIS. While studies have identified the amygdala-septo-hippocampal circuit as the key-neural substrate of this system in recent years and measures of resting-state dynamics such as randomness and local synchronization of spontaneous BOLD fluctuations have recently been linked to personality traits, the relation between resting-state dynamics and the BIS remains unexplored. In the present study, we thus examined the local synchronization of spontaneous fMRI BOLD fluctuations as measured by Regional Homogeneity (ReHo) in the hippocampus and the amygdala in twenty-seven healthy subjects. Correlation analyses showed that Gray's trait Anxiety was significantly associated with mean ReHo in both the amygdala and the hippocampus. Specifically, Gray's trait Anxiety explained 23% and 17% of resting-state ReHo variance in the left amygdala and the left hippocampus, respectively. In summary, we found individual differences in Gray's trait Anxiety to be associated with ReHo in areas previously associated with BIS functioning. Specifically, higher ReHo in resting-state neural dynamics corresponded to lower sensitivity to punishment scores both in the amygdala and the hippocampus. These findings corroborate and extend recent findings relating resting-state dynamics and personality while providing first evidence linking properties of resting-state fluctuations to Gray's BIS. KW - reward KW - bold activity KW - amygdala KW - brain KW - personality KW - sensitivity KW - punishment KW - dimensions KW - modulation KW - predict Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-131057 VL - 8 IS - 3 ER - TY - THES A1 - Kircher, Stefan Josef T1 - Computergestützte 3D-Rekonstruktionen und stereologische Untersuchungen am Mandelkernkomplex von normalen und pathologisch veränderten Gehirnen des Menschen T1 - Computer based 3D reconstruction and stereologic analysis of the amygdala complex of normal and pathological human brains N2 - Der Mandelkernkomplex (Amygdala) ist ein Kerngebiet im medialen Temporallappen, das zum limbischen System gehört und dem eine wichtige Rolle in der Regulation von Gefühlen, sozialem Verhalten, Affekten, Gedächtnis und Sexualität zugeschrieben wird. Die mit Hilfe der 3D-Software Amira erstellten dreidimensionalen Rekonstruktionen des Mandelkernkomplexes von Kontrollfällen und Personen mit M. Alzheimer, Chorea Huntington, M. Little und Megalenzephalie basierten auf den mikroskopisch ausgewerteten zytoarchitektonischen Abgrenzungen der amygdaloiden Kerngebiete der nach Nissl gefärbten Hirnschnittpräparate. Die quantitativen Ergebnisse wurden mit bewährten stereologischen Methoden verglichen und den mit Post-mortem- und In-vivo-Verfahren generierten Ergebnissen anderer Studien gegenüber gestellt. Dabei wurden die Nomenklatur und die Abgrenzung der einzelnen Kerne diskutiert und auf exogene und biologische Volumen und Zelldichte beeinflussende Faktoren eingegangen, die die exakte und reproduzierbare Volumenbestimmung des menschlichen ZNS und seiner Komponenten erschweren. Unter Berücksichtigung von Schrumpfungsfaktoren und mehr oder minder großen Differenzen in der Abgrenzung des Mandelkernkomplexes sind die eigenen Daten mit bisher veröffentlichten Untersuchungen gut vergleichbar. Die in dieser Arbeit beschriebene Methode der dreidimensionalen Rekonstruktion von Hirnstrukturen eröffnet neue Möglichkeiten der Darstellung und Animation, die entscheidende wissenschaftliche Kenntnisse und wichtige Hinweise zur Auswertung MRT-basierter Morphometrie liefern und damit zur Diagnostik neuropsychiatrischer Erkrankungen beitragen kann. N2 - The amygdala complex is located in the medial temporal lobe, belongs to the limbic system and is involved in the regulation of feelings, social behaviour, affects, memory and sexuality. With support of the 3D Software Amira three-dimensional reconstructions of the amygdala of control cases and people with Alzheimer’s Disease, Chorea Huntington, Little’s Disease and Megalenzephalie based on microscopic controlled cytoarchitectural boundaries of the amygdaloid nucleus areas of Nissl coloured serial brain sections have been created. The quantitative results were compared with approved stereologic methods and with other post-mortem and in vivo defined procedures. Thereby the nomenclature and the demarcation of the individual nuclei have been discussed and the exogenous and biological volumes as well as the influencing factors of the cell-density, which complicate the precise and reproducible determination of the volume of the human CNS and its components, were considered. Under consideration of the shrinking factors and more or less big differences in the demarcation of the amygdala complex our results are well comparable with previously released studies. The three-dimensional reconstruction of brain structures opens up a wide range of new possibilities for presentation and animation as thoroughly described in this study. It will probably lead to significant scientific knowledge and important hints about the evaluation of NMR-based morphometry, which can contribute to the diagnostics of neuropsychiatric diseases as well. KW - Mandelkernkomplex KW - Amygdala KW - 3D-Rekonstruktion KW - amygdala KW - 3D reconstruction Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-20747 ER -