TY  - THES
A1  - Shiban, Youssef
T1  - Attenuating Renewal following Exposure Therapy : Mechanisms of Exposure in Multiple Contexts and its Influence on the Renewal of Fear: Studies in Virtual Reality
T1  - Abmilderung von Renewal Effekten nach Expositionstherapie
N2  - „Renewal“ bezeichnet das Wiederauftreten von Angst nach erfolgreicher Expositionstherapie in Folge einer erneuten Konfrontation mit dem phobischen Stimulus in einem neuen, sich vom Expositionskontext unterscheidenden Kontext. Bouton (1994) zufolge deutet diese Angstrückkehr durch einen Kontextwechsel darauf hin, dass die Angst nicht gelöscht wurde. Stattdessen wurde während der Expositionssitzung eine neue Assoziation gelernt, die das gefürchtete Objekt mit „keiner Angst“, also den konditionierten Reiz (conditioned stimulus, CS) mit „keinem unkonditionierten Reiz“ (no unconditioned stimulus, no US), verbindet. Bouton argumentiert weiter, dass diese Assoziation kontextabhängig ist, wodurch Effekte wie Angst-Renewal erklärt werden können. Da in einem neuen Kontext die CS-no US-Assoziation nicht aktiviert wird, wird die Angst auch nicht gehemmt. Die Kontextabhängigkeit der CS-no US-Assoziation wurde in mehreren Studien belegt (Balooch & Neumann, 2011; Siavash Bandarian Balooch, Neumann, & Boschen, 2012; Culver, Stoyanova, & Craske, 2011; Kim & Richardson, 2009; Neumann & Kitlertsirivatana, 2010). Aktuell konzentriert sich die Forschung zur Therapie von Angststörungen auf die Frage, wie Angst reduziert und gleichzeitig ein Rückfall verhindert werden kann. Hierzu werden verschiedene Expositionsprotokolle untersucht, wie zum Beispiel (1) Exposition in mehreren Kontexten (multiple contexts exposure, MCE), um Renewal zu reduzieren (z.B. Balooch & Neumann, 2011); (2) verlängerte Exposition (prolonged exposure, PE), um die hemmende Assoziation während des Extinktionslernes zu stärken (z.B. Thomas, Vurbic, & Novak, 2009) und (3) Rekonsolidierungs-Updates (reconsolidation update, RU), die den Rekonsolidierungsprozess durch eine kurze Exposition des CS+ vor der eigentlichen Exposition aktualisieren sollen (Schiller et al., 2010). Bisher liegen jedoch nur sehr wenige Studien vor, die diese neuen Expositionsprotokolle an klinischen Stichproben untersucht haben, und - soweit bekannt - keine Studie, welche die Wirkmechanismen dieser Protokolle an einer klinischen Stichprobe erforscht. Die vorliegende Dissertation hat drei Ziele. Das erste Ziel besteht darin zu prüfen, ob Expositionstherapie in multiplen Kontexten die Wahrscheinlichkeit von Renewal reduziert. Das zweite Ziel ist die Untersuchung der Mechanismen, die dem Effekt der Exposition in multiplen Kontexten zugrunde liegen und das dritte ist den Kontext im Zusammenhang mit Konditionierung und Extinktion zu konzeptualisieren. Insgesamt wurden drei Studien durchgeführt. Die erste Studie untersuchte den Effekt von Exposition in multiplen Kontexten auf Renewal, die zweite und dritte Studie die Wirkmechanismen von MCE. In der ersten Studie wurden spinnenphobische Probanden (N = 30) viermal mit einer virtuellen Spinne konfrontiert. Die Expositionstrials wurden entweder in einem gleichbleibenden Kontext oder in vier verschiedenen Kontexten durchgeführt. Am Ende der Sitzung absolvierten alle Teilnehmer einen virtuellen Renewaltest, bei dem die virtuelle Spinne in einem neuen Kontext gezeigt wurde, und einen in vivo Verhaltensvermeidungstest (behavioral avoidance test, BAT) mit einer echten Spinne. Die Ergebnisse zeigten, dass Probanden, welche die vier Expositionstrials in unterschiedlichen Kontexten erfuhren, weniger Angst, sowohl im virtuellen Renewaltest als auch im BAT, erlebten. In dieser Studie konnte die Wirksamkeit von MCE für die Reduktion von Renewal erfolgreich nachgewiesen werden. Studie 2 (N = 35) untersuchte die Wirkmechanismen von MCE in einem differentiellen Konditionierungsparadigma. Die Extinktion wurde in multiplen Kontexten durchgeführt. Hierbei war das Ziel, eine ähnliche Verminderung von Renewal wie in Studie 1 nachzuweisen. Der Extinktion folgten zwei Tests, mit dem Ziel mögliche hemmende Effekte des Kontexts, die während der Extinktionsphase erworben wurden, aufzudecken. Bezüglich des Effektes von MCE wurden drei Hypothesen aufgestellt: (1) Der Extinktionskontext wird mit der Exposition assoziiert, fungiert folglich während der Extinktion als Sicherheitssignal und konkurriert daher mit dem Sicherheitslernen des CS. Dies führt zu einem verminderten Extinktionseffekt auf den CS, wenn die Extinktion nur in einem Kontext durchgeführt wird. (2) Die Elemente im Extinktionskontext (z.B. Raumfarbe, Möbel) stehen im Zusammenhang mit der CS-no US-Assoziation und erinnern daher an die Extinktion, was zu einer größeren Angsthemmung führt, wenn sie während eines Tests gezeigt werden. (3) Nach der emotionalen Prozesstheorie (emotional process theory; Bouton, 1994; Foa et al., 1996) bestimmen die Therapieprozessfaktoren die Stärke des Renewals. Beispielsweise korrelieren initiale Angstaktivierung, Aktivierung in und zwischen den Sitzungen mit der Stärke des Renewals. Jedoch waren in dieser Studie keine Unterschiede zwischen den Gruppen im Renewaltest zu beobachten, weswegen die Ergebnisse der zwei Nachtests nicht zu interpretieren sind. Das Ziel von Studie 3 (N = 61) war es, das Konzept des Kontexts im Rahmen von Konditionierung und Exposition zu definieren. In Studie 3 wurde das Auftreten der Generalisierungsabnahme (generalization decrement) genutzt, bei der eine konditionierte Reaktion infolge eines Kontextwechsels nur reduziert auftritt. Auf diesem Weg kann Kontextähnlichkeit quantifiziert werden. Nach einer Akquisitonsphase in einem Kontext wurden die Teilnehmer in einem von drei verschiedenen Kontexten getestet. Zwei dieser Kontexte unterschieden sich nur in einer Dimension (Anordnung der Objekte vs. Objekteigenschaften). Die dritte Gruppe wurde im Akquisitonskontext getestet und diente als Kontrollgruppe. Es fanden sich jedoch keine Unteschiede zwischen den Gruppen in den Testphasen. Eine mögliche Erklärung ist die Neuartigkeit des Testkontextes. Teilnehmer, die nach der Extinktion einem neuen Kontext ausgesetzt waren, erwarteten in einem anderen Kontext eine zweite Extinktionsphase und zeigten daher mehr statt weniger Angst als erwartet.
N2  - Renewal of fear is one form of relapse that occurs after successful therapy, resulting from an encounter with a feared object in a context different from the context of the exposure therapy. According to Bouton (1994), the return of fear, provoked by context change, indicates that the fear was not erased in the first place. More importantly, the return of fear indicates that during the exposure session a new association was learned that connected the feared object with “no fear”; yet, as Bouton further argues, this association is context dependent. Such dependence could explain effects like renewal. In a new context, the therapeutic association will not be expressed and thus will no longer inhibit the fear. The assumption that an association is context dependent has been tested and showed robust results (Balooch & Neumann, 2011; Siavash Bandarian Balooch, Neumann, & Boschen, 2012; Culver, Stoyanova, & Craske, 2011; Kim & Richardson, 2009; Neumann & Kitlertsirivatana, 2010). Research for the treatment of anxiety disorders, aiming to reduce fear and, more importantly, prevent relapse, is flourishing. There are several exposure protocols currently under investigation: multiple contexts exposure (MCE), which aims at reducing the return of fear due to renewal (e.g., Balooch & Neumann, 2011); prolonged exposure (PE), which aims at strengthening the inhibitory association during the extinction learning (e.g., Thomas, Vurbic, & Novak, 2009); and reconsolidation update (RU), which aims at “updating” the reconsolidation process by briefly exposing the CS+ before the actual extinction takes place (Schiller et al., 2010). So far, however, few clinical studies conducted on humans have investigated these novel treatment protocols, and as far as I know none has investigated the mechanisms of action behind these protocols with a human clinical sample. The present thesis has three main goals. The first is to demonstrate that exposure therapy in multiple contexts reduces the likelihood of renewal. The second is to examine the mechanisms contributing to the effect of MCE and the third is to shed light on the concept of context in the framework of the conditioning and extinction paradigm. To this end, three studies were conducted. The first study investigated the effect of MCE on renewal, the second and third studies examined working mechanisms of MCE. In the first study thirty spider-phobic participants were exposed four times to a virtual spider. The exposure trials were conducted either in one single context or in four different contexts. Finally, all participants completed both a virtual renewal test, with the virtual spider presented in a novel virtual context, and an in vivo behavioral avoidance test with a real spider. This study successfully demonstrated the efficacy of MCE on reducing renewal. Study 2 investigated the working mechanisms behind MCE by utilizing a differential conditioning paradigm and conducting the extinction in multiple contexts, targeting similar renewal attenuation as achieved in study 1. This was followed by two tests that attempted to reveal extinction-relevant associations like ones causing context inhibitory effects. This study had three main hypotheses: (1) The extinction context is associated with the exposure, and thus operates as a safety signal at some point during the extinction; it will therefore compete with the safety learning of the CS, leading to a decreased extinction effect on the CS if the extinction is conducted in only one context. (2) The elements (e.g., room color, furniture) of the extinction context are connected to the therapeutic association and therefore should serve as reminders of the extinction, causing a stronger fear inhibition when presented during a test. (3) Therapy process factors, according to emotional processing theory, determine the renewal effect (e.g., initial fear activation, and within-session and between-session activation are correlated with the strength of renewal). In this study, however, no differences between the groups at the renewal phase were observed, presumably because the extinction was too strong to enable a renewal of fear at the test phase conducted immediately following the extinction. This hence rendered the two inhibitory tests useless. Study 3 aimed at defining the concept of context in the conditioning and exposure framework. Study 3 utilized the phenomenon known as generalization decrement, whereby a conditioned response is reduced due to change in the environment. This allowed context similarity to be quantified. After an acquisition phase in one context, participants were tested in one of three contexts, two of which differed in only one dimension (configuration of objects vs. features). The third group was tested in the same context and served as control group. The goal was to show that both configuration and features play an important role in the definition of context. There was, however, no significant statistical difference between the groups at the test phases, likely because of context novelty effects (participants exposed to a new context following extinction in another context expected a second extinction phase, and thus demonstrated greater fear than expected in all three groups).
KW  - Angst
KW  - Konditionierung
KW  - Virtuelle Realität
KW  - multiple context exposure therapy
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76673
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reuß, Heiko
T1  - The interplay of unconscious processing and cognitive control
T1  - Das Zusammenspiel unbewusster Verarbeitung und kognitiver Kontrolle
N2  - The aim of this study was both to investigate the influence of cognitive control on unconscious processing, and to investigate the influence of unconscious processing on cognitive control. At first, different mechanisms and accounts to explain unconscious priming are presented. Here, perceptual and motor processes, as well as stimulus-response learning, semantic categorization, and the action trigger account as theories to explain motor priming are discussed. Then, the issue of the potential limits of unconscious processing is presented. Findings that indicate that active current intentions and expertise modulate unconscious processing are illustrated. Subsequently, results that imply an influence of unconsciously presented stimuli that goes beyond motor processes are discussed, with a special focus on inhibition processes, orienting of attention, task set activation, and conflict adaptation. Then I present the results of my own empirical work. Experiment 1 shows that the effective processing of unconsciously presented stimuli depends on expertise, even when potentially confounding difference between the expert and novice groups are controlled. The results of Experiments 2 and 3 indicate that the intention to use particular stimuli is a crucial factor for the effectiveness of these stimuli when they are presented unconsciously. Additionally, these findings show that shifts of attention can be triggered by centrally presented masked arrow cues. Experiments 4 and 5 broaden these results to cue stimuli that are not inherently associated with a spatial meaning. The finding corroborate that typically endogenously controlled shifts of attention can also be induced by unconscious stimuli. Experiments 6 and 7 demonstrate that even a central cognitive control process like task set activation is not contingent on conscious awareness, but can in contrast be triggered through unconscious stimulation. Finally, these results are integrated and I discuss how the concept of cognitive control and the limits of unconscious processing may have to be reconsidered. Furthermore, potential future research possibilities in this field are presented.
N2  - Das Ziel dieser Arbeit war es, sowohl den Einfluss von kognitiver Kontrolle auf unbewusste Verarbeitung, als auch den Einfluss unbewusster Verarbeitung auf kognitive Kontrolle zu untersuchen. Zunächst werden verschiedene Mechanismen und Ansätze zur Erklärung unbewusster Bahnung vorgestellt. Dabei werden perzeptuelle Prozesse sowie motorische Prozesse beleuchtet und mit Reiz-Reaktions-Verbindungen, semantischer Kategorisierung und dem Ansatz handlungsdeterminierender Reizerwartungen drei verschiedene Ansätze zur Erklärung motorischer Bahnung besprochen. Danach wird die Problematik der Grenzen unbewusster Verarbeitung dargestellt. Es werden Befunde vorgestellt, die Hinweise auf den Einfluss von aktiven Aufgabeneinstellungen sowie von Expertise auf unbewusste Verarbeitung geben. Als nächstes werden Ergebnisse besprochen, die einen über motorische Prozesse hinausgehenden Einfluss unbewusster Reize nahelegen. Dabei wird insbesondere auf den Einfluss auf Hemmprozesse, Aufmerksamkeitsausrichtung, die Aktivierung von Aufgabeneinstellungen und Konfliktadaptation eingegangen. Dann werden die Ergebnisse eigener empirischer Arbeiten vorgestellt. In Experiment 1 wurde gezeigt, dass die effektive Verarbeitung unbewusster Reize von Expertise abhängt, auch wenn sonstige Unterschiede zwischen Experten- und Novizen-Gruppen kontrolliert sind. Die Ergebnisse von Experiment 2 und 3 zeigten, dass die Absicht, bestimmte Reize zu nutzen, ein entscheidender Faktor dabei ist, ob diese Reize auch unbewusst einen Effekt entfalten können. Zudem wurde hier gezeigt, dass Aufmerksamkeitsverschiebungen durch zentral präsentierte, maskierte Pfeile ausgelöst werden können. Die Experimente 4 und 5 erweiterten diesen Befund auf Hinweisreize, die keine inhärente räumliche Bedeutung haben. Hier konnte bestätigt werden, dass eigentlich endogen gesteuerte Aufmerksamkeitsverschiebungen durch unbewusste Reize induziert werden können. Die Experimente 6 und 7 zeigten, dass selbst ein zentraler kognitiver Kontrollprozess wie die Aktivierung verschiedener Aufgabeneinstellungen nicht bewusstseinspflichtig ist, sondern im Gegenteil durch unbewusste Stimulation in Gang gesetzt werden kann. Letztendlich werden diese Ergebnisse zueinander in Beziehung gesetzt. Es wird diskutiert, inwiefern das Konzept kognitiver Kontrolle und die Grenzen unbewusster Verarbeitung neu betrachtet werden müssen. Außerdem werden mögliche zukünftige Forschungsfelder in diesem Bereich aufgezeigt.
KW  - Bewusstsein
KW  - unconscious processing
KW  - cognitive control
KW  - Kognitiver Prozess
KW  - Allgemeine Psychologie
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76950
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wu, Lingdan
T1  - Emotion Regulation in Addicted Smokers
T1  - Emotionsregulation bei abhängigen Rauchern
N2  - Background: Nicotine addiction is the most prevalent type of drug addiction that has been described as a cycle of spiraling dysregulation of the brain reward systems. Imaging studies have shown that nicotine addiction is associated with abnormal function in prefrontal brain regions that are important for cognitive emotion regulation. It was assumed that addicts may perform less well than healthy nonsmokers in cognitive emotion regulation tasks. The primary aims of this thesis were to investigate emotional responses to natural rewards among smokers and nonsmokers and to determine whether smokers differ from nonsmokers in cognitive regulation of positive and negative emotions. To address these aims, two forms of appraisal paradigms (i.e., appraisal frame and reappraisal) were applied to compare changes in emotional responses of smokers with that of nonsmokers as a function of appraisal strategies. Experiment 1: The aim of the first experiment was to evaluate whether and how appraisal frames preceding positive and negative picture stimuli affect emotional experience and facial expression of individuals. Twenty participants were exposed to 125 pairs of auditory appraisal frames (either neutral or emotional) followed by picture stimuli reflecting five conditions: unpleasant-negative, unpleasant-neutral, pleasant-positive, pleasant-neutral and neutral-neutral. Ratings of valence and arousal as well as facial EMG activity over the corrugator supercilii and the zygomaticus major were measured simultaneously. The results indicated that appraisal frames could alter both subjective emotional experience and facial expressions, irrespective of the valence of the pictorial stimuli. These results suggest and support that appraisal frame is an efficient paradigm in regulation of multi-level emotional responses. 8 Experiment 2: The second experiment applied the appraisal frame paradigm to investigate how smokers differ from nonsmokers on cognitive emotion regulation. Sixty participants (22 nonsmokers, 19 nondeprived smokers and 19 12-h deprived smokers) completed emotion regulation tasks as described in Experiment 1 while emotional responses were concurrently recorded as reflected by self-ratings and psychophysiological measures (i.e., facial EMG and EEG). The results indicated that there was no group difference on emotional responses to natural rewards. Moreover, nondeprived smokers and deprived smokers performed as well as nonsmokers on the emotion regulation task. The lack of group differences in multiple emotional responses (i.e., self-reports, facial EMG activity and brain EEG activity) suggests that nicotine addicts have no deficit in cognitive emotion regulation of natural rewards via appraisal frames. Experiment 3: The third experiment aimed to further evaluate smokers’ emotion regulation ability by comparing performances of smokers and nonsmokers in a more challenging cognitive task (i.e., reappraisal task). Sixty-five participants (23 nonsmokers, 22 nondeprived smokers and 20 12-h deprived smokers) were instructed to regulate emotions by imagining that the depicted negative or positive scenario would become less negative or less positive over time, respectively. The results showed that nondeprived smokers and deprived smokers responded similarly to emotional pictures and performed as well as nonsmokers in down-regulating positive and negative emotions via the reappraisal strategy. These results indicated that nicotine addicts do not have deficit in emotion regulation using cognitive appraisal strategies. In sum, the three studies consistently revealed that addicted smokers were capable to regulate emotions via appraisal strategies. This thesis establishes the groundwork for therapeutic use of appraisal instructions to cope with potential self-regulation failures in nicotine addicts.
N2  - Hintergrund: Nikotinsucht ist die am weitesten verbreitete Form von Drogenabhängigkeit und wird beschrieben als eine immer stärker werdende Dysregulation des Belohnungssystems im Gehirn. Bildgebende Studien zeigten, dass Nikotinabhängige eine abnormale Funktion der präfrontalen Gehirnregionen aufweisen, die für die kognitive Emotionsregulation von entscheidender Bedeutung sind. Es wurde angenommen, dass Süchtige bei kognitiven Aufgaben zur Emotionsregulation schlechter abschneiden als gesunde Nichtraucher. Vorrangige Ziele dieser Thesis waren die Untersuchung emotionaler Reaktionen auf natürliche, Raucher-irrelevante Stimuli bei Rauchern und Nichtrauchern. Außerdem sollte herausgefunden werden, ob sich Raucher von Nichtrauchern bezüglich ihrer kognitiven Regulation von positiven und negativen Emotionen unterscheiden. Um diese Veränderungen in der emotionalen Reaktion in Abhängigkeit der Interpretationsstrategie vergleichen zu können, wurden zwei Paradigmen zur Einschätzung emotionaler Stimuli eingesetzt: Eine prospektive Interpretationsstrategie des kommenden Stimulus (appraisal frame) und eine retrospektive Interpretationsstrategie nach der Stimuluspräsentation (reappraisal). Experiment 1: Ziel des ersten Experiments war die Evaluierung ob und wie Interpretationen vor positiven oder negativen Stimulusbildern die emotionale Erfahrung und den Gesichtsausdruck von Personen beeinflussen. 20 Versuchspersonen wurden 125 Paare auditiver Beschreibungen (entweder neutral oder emotional) präsentiert, gefolgt von Stimulusbildern, die zusammen fünf Stimulus-Kategorien bildeten: unangenehm – negativ, unangenehm – neutral, angenehm – positiv, angenehm – neutral und neutral – neutral. Valenz- und Arousal-Ratings wurden abgefragt und die EMG-Aktivität der Gesichtsmuskeln corrugator supercilii und zygomaticus 10 major wurden zeitgleich aufgenommen. Die Ergebnisse zeigten, dass appraisal frames sowohl emotionale Reaktionen einschließlich subjektiver emotionaler Erfahrungen beeinflussen als auch den Gesichtsausdruck verändern können, unabhängig von der Valenz des Bildstimulus. Dies zeigt und beweist die Effizienz des appraisal frame Paradigmas bei der Regulation von emotionalen Reaktionen auf mehreren Verarbeitungsebenen. Experiment 2: Das zweite Experiment bezog sich auf das appraisal frame Paradigma und sollte untersuchen wie sich Raucher von Nichtrauchern in ihrer kognitiven Emotionsregulation unterscheiden. 60 Probanden (22 Nichtraucher, 19 Raucher ohne Entzug und 19 Raucher mit 12 Stunden Zigarettenentzug) führten Emotionsregulationsaufgaben wie in Experiment 1 beschrieben aus, während ihre emotionalen Reaktionen ständig über Selbsteinschätzungen und psychophysiologische Messungen aufgenommen wurden (faziales EMG und EEG). Die Ergebnisse zeigten keine Gruppenunterschieden bei den emotionalen Reaktionen auf natürliche Stimuli, ohne Bezug zum Rauchen; Außerdem schnitten Raucher mit und ohne Zigarettenentzug in der Emotionsregulationsaufgabe genauso gut ab wie Nichtraucher. Die gleichen Ergebnisse in allen Gruppen hinsichtlich emotionaler Reaktionen (Selbsteinschätzung, faziale EMG Aktivität und EEG Aktivität) machten deutlich, dass Nikotinabhängige keine Einschränkungen in der kognitiven Emotionsregulation auf natürliche Stimuli mittels Vorbeurteilungen haben. Experiment 3: Der dritte Versuch wurde durchgeführt, um die Fähigkeiten von Rauchern bei der Emotionsregulation zu untersuchen, indem die Erfolge von Rauchern und Nichtrauchern in einer schwierigeren kognitiven Aufgabe (reappraisal task) verglichen wurden. 65 Versuchspersonen (23 Nichtraucher, 22 Raucher ohne Entzug und 20 Raucher mit 12 Stunden Zigarettenentzug) wurden instruiert ihre Emotionen zu regulieren, indem sie emotionale Bilder 11 mit neutralem Gefühl interpretieren. Die Probanden sollten sich vorstellen, dass die negativen oder positiven Syenarios immer weniger negativ oder weniger positiv werden. Die Ergebnisse stellen heraus, dass Raucher mit und ohne Zigarettenentzug ähnlich auf emotionale Bilder reagierten und ihre positiven und negativen Emotionen mit der reappraisal Strategie genauso gut herunterregulierten wie Nichtraucher. Zusammenfassend machen die drei Studien deutlich, dass Nikotinabhängige mittels Interpretationsstrategien ihre Emotionen regulieren können. Diese Thesis bilden das Fundament für den therapeutischen Nutzen von Interpretationsstrategien, damit Nikotinabhängige mit potenziellen Selbstregulationsstörungen umgehen können.
KW  - Gefühl
KW  - Regulation
KW  - Rauch
KW  - Elektroencephalogramm
KW  - Elektromyographie
KW  - Emotion
KW  - Regulation
KW  - Smoke
KW  - Electroencephalography
KW  - Electromyography
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85471
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reicherts, Philipp
T1  - Cognitive and Emotional Influences on Placebo Analgesia and Nocebo Hyperalgesia
T1  - Kognititve und emotionale Einflussfaktoren auf Placeboanalgesie und Nocebohyperalgesie
N2  - The perception of pain can be modulated by a variety of factors such as biological/pharmacological treatments as well as potent cognitive and emotional manipulations. Placebo and nocebo effects are among the most prominent examples for such manipulations. Placebo and nocebo manipulations cause reliable psychological and physiological changes, although the administered agent or treatment is inert. The present dissertation aimed at investigating the role of cognitive and emotional influences in the generation of placebo and nocebo effects on pain perception. In addition, the feasibility of solely psychological placebo manipulations to alter the perception of pain was tested.
Two commonly discussed preconditions for the generation of placebo and nocebo effects are prior experiences (i.e., past encounter of drug effects) and expectations (i.e., positive or negative attitudes towards an intervention). So far, research on placebo and nocebo effects relied on the administration of sham interventions, which resembled medical treatments like inert pills, creams or injections. However, such experimental procedures deal with confounds due to earlier experiences and expectations resulting from the individual’s history with medical interventions. Accordingly, the implementation of a placebo manipulation that is completely new to an individual, seems necessary to disentangle the contribution of experience and expectation for the induction of placebo and nocebo effects.
To this end, in Experiment 1 the level of experience and expectation regarding a placebo-nocebo treatment was stepwise manipulated across three different experimental groups. To avoid any resemblances to earlier experiences and individual expectations, a mere psychological placebo-nocebo treatment was chosen that was new to all participants. They were instructed that visual black and white stripe patterns had been found to reliably alter the perception of pain. One group of participants received only the placebo-nocebo instruction (expectation), a second group experienced a placebo-nocebo treatment within a conditioning phase (experience) but no instruction, and a third group received the combination of both that is a placebo-nocebo instruction and a placebo-nocebo conditioning (experience + expectation).
It was shown that only the experience + expectation group revealed significantly higher pain ratings and physiological responses during nocebo, compared to placebo trials of the succeeding test phase. These findings demonstrate that the induction of a mere psychological placebo-nocebo effect on pain is in principle possible. Most important, results indicate that such effects most likely rely on both, a positive treatment experience, due to the encounter of an effective intervention (placebo conditioning), and a positive expectation about the intervention (placebo instruction).Besides experience and expectation, the current mood state has been shown to modulate pain and to impact the induction of placebo and nocebo effects. In this vein it has been demonstrated that placebo effects come along with positive affect, while nocebo effects often occur together with elevated feelings of anxiety. To clarify the interaction of emotions and placebo-nocebo manipulations on pain perception, in Experiment 2 the paradigm of Experiment 1 was modified. Instead of black and white stripe patterns, positive and negative emotional pictures were presented, which either cued pain increase (nocebo) or pain decrease (placebo). Two experimental groups were compared, which differed with regard to the instructed contingency of positive pictures serving as placebo and negative pictures serving as nocebo cues or vice versa (congruent vs. incongruent). Results indicate that the differentiation of placebo and nocebo trials (behaviorally and physiologically) was more pronounced for the congruent compared to the incongruent group. However, in the incongruent group, affective pain ratings were also significantly higher for nocebo (positive pictures) than placebo (negative pictures) trials, similar to the congruent group. These findings demonstrate that a placebo-nocebo manipulation is capable to dampen and even reverse the originally pain augmenting effect of negative emotions.
The results of Experiment 2 were further corroborated in Experiment 3, when the design was adapted to the fMRI scanner, and again a congruent and an incongruent experimental group were compared. Behavioral, physiological and neurophysiological markers of pain processing revealed a differentiation between nocebo and placebo conditions that was present irrespective of the experimental group. In addition, the fMRI analysis revealed an increased engagement of prefrontal areas for the incongruent group only, supposedly reflecting the reinterpretation or appraisal process when positive pictures were cueing negative outcomes.
Taken together, the results of the present studies showed (a) that it is possible to induce a placebo-nocebo effect on pain solely by a psychological manipulation, (b) that both, prior experiences and positive expectation, are necessary preconditions for this placebo-nocebo effect, (c) that the impact of negative emotion on pain can be dampened and even reversed by placebo-nocebo manipulations, and (d) that most likely a cognitive top-down process is crucial for the induction of (psychological) placebo-nocebo effects.
These results significantly enhance our understanding of psychological mechanisms involved in the induction of placebo-nocebo effects. Further, a fruitful foundation for future studies is provided, which will need to determine the contributions of primarily nocebo or placebo responses mediating the effects as demonstrated in the present studies. In a long-term perspective, the present findings may also help to exploit placebo effects and prevent from nocebo effect in clinical contexts by further elucidating crucial psychological factors that contribute to the placebo and nocebo response.
N2  - Die Wahrnehmung von Schmerz kann durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden, darunter biologische und pharmakologische Interventionen sowie potente kognitive und emotionale Manipulationen. Placebo- und Nocebo-effekte gehören mit zu den eindrucksvollsten Beispielen für die Wirksamkeit derartiger Manipulationen. Placebo- und Nocebo-Behandlungen können zu manifesten psychologischen und physiologischen Veränderungen führen, obwohl die verabreichten Substanzen frei von Wirkstoffen bzw. den angewandten Scheinbehandlungen keine Wirkung zugeschrieben wird. In der vorliegenden Dissertation wurden kognitive und emotionale Einflussfaktoren auf die Induktion von Placebo- und Nocebo-Effekten bei der Wahrnehmung von Schmerz untersucht. Darüber hinaus sollte die Möglichkeit zur Verwendung rein psychologischer Placebo-Nocebo Manipulationen für die Modulation von Schmerz getestet werden.
Zwei zentrale Voraussetzungen für die Erzeugung von Placebo und Nocebo-Effekten sind vorherige Erfahrung (z.B. auf Grund früherer Erfahrungen mit einem Medikament) und Erwartung (z.B. eine positive oder negative persönliche Einstellung gegenüber einer Therapie). Bisher basierte die Forschung zu Placebo- und Nocebo-Effekten vornehmlich auf Ergebnissen von Untersuchungen die Schein-Behandlungen oder Leerpräparate einsetzten wie z.B. Tabletten, Cremes oder Injektionen, die herkömmlichen medizinischen Interventionen sehr ähnlich sind. Jedoch ergibt sich bei einem derartigen experimentellen Vorgehen stets das Problem einer Konfundierung der Ergebnisse durch den Einfluss früherer Erfahrungen oder der individuellen Erwartungshaltung an die Behandlung, die aus einer Vorgeschichte medizinischer Therapieerlebnissen herrührt. Daraus leitet sich die Notwendigkeit von anderweitigen, dem Probanden völlig unbekannten Placebo-Interventionen ab, um die jeweilige Beteiligung von Erwartungs- und Erfahrungsprozessen für die Induktion von Placebo- und Nocebo-Effekten bestimmen zu können.
Zu diesem Zweck wurden in Experiment 1 Erwartung und Erfahrung in drei Experimentalgruppen stufenweise und unabhängig voneinander manipuliert. Um einer Ähnlichkeit zu früheren Behandlungs-Erfahrungen und dadurch abgeleiteten Erwartungen vorzubeugen, wurde ein rein psychologisches Placebo-Nocebo Verfahren herangezogen, das mit Sicherheit allen Teilnehmern unbekannt war. Sie wurden darüber informiert, dass die Betrachtung von schwarz-weißen Streifenmustern eine wissenschaftlich bestätigte Wirkung auf die Schmerzwahrnehmung hätte. Eine Gruppe der Teilnehmer erhielt lediglich eine Placebo-Nocebo Instruktion (Erwartung), eine zweite Gruppe erlebte tatsächlich die Kopplung von zwei verschiedenen Streifenmustern mit unterschiedlich starken Schmerzreizen während einer Konditionierungs-Phase (Erfahrung) bekam aber keine Instruktion und eine dritte Gruppe erhielt sowohl die Placebo-Nocebo Instruktion als auch die Placebo-Nocebo Konditionierung (Erfahrung + Erwartung). Es konnte gezeigt werden, dass während der anschließenden Testphase lediglich die kombinierte Erfahrung + Erwartung Gruppe signifikant unterschiedliche Schmerzratings und physiologische Reaktionen auf die Schmerzreize während der Placebo- im Vergleich zu den Nocebo-Durchgängen aufwies. Diese Ergebnisse belegen, dass die Induktion eines rein psychologischen Placebo-Nocebo Effektes auf die Schmerzwahrnehmung prinzipiell möglich ist. Besonders hervorzuheben ist dabei die Notwendigkeit beider Prozesse, nämlich einer tatsächlichen Erfahrung der Wirksamkeit der Therapie (Placebo-Nocebo Konditionierung) und einer positiven Erwartung hinsichtlich der Intervention (Placebo-Nocebo Instruktion).
Neben Erfahrung und Erwartung, hat die momentane Stimmung entscheidenden Einfluss auf die die Induktion von Placebo- und Nocebo-Effekten einerseits, sowie generell auf die Wahrnehmung von Schmerz andererseits. In diesem Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass Placebo-Effekte mit einer Verbesserung der Stimmung einhergehen, Nocebo-Effekte hingegen häufig von gesteigerter Angst begleitet sind. Um die Interaktion von Emotionen und Placebo-Nocebo Manipulationen zu eruieren, wurde das in Experiment 1 etablierte Paradigma angewendet und modifiziert. Anstelle von Streifenmustern, wurden positive und negative emotionale Bilder präsentiert, die entweder eine Schmerz-Verstärkung (Nocebo) oder eine Schmerz-Linderung (Placebo) anzeigten. Zwei Experimentalgruppen wurden miteinander verglichen, die sich hinsichtlich der Kontingenz von positiven Bildern als Placebo- und negativen Bildern als Nocebo-Indikator, bzw. umgekehrt, positiven Bildern als Nocebo- und negativen Bildern als Placebo-Indikator, unterschieden (kongruent vs. inkongruent). Es zeigte, dass die Unterscheidung (Schmerzratings und physiologische Reaktionen auf den Schmerzreiz) zwischen Placebo- und Nocebo-Durchgängen in der kongruenten Gruppe stärker ausgeprägt war als in der inkongruenten Gruppe. Allerdings waren die affektiven Schmerzratings der inkongruenten Gruppe ebenfalls in Nocebo-Durchgängen (positive Bilder) signifikant höher als in Placebo-Durchgängen (negative Bilder), ähnlich zur kongruenten Gruppe. Die Daten zeigen damit, dass eine Placebo-Nocebo Manipulation in der Lage ist, die genuin Schmerz verstärkende Wirkung negativer Emotionen abzuschwächen und sogar umzukehren.
Die Befunde aus Experiment 2 konnten zusätzlich in Experiment 3 gestützt werden, welches das zuvor getestete Design ins fMRT überführte und gleichermaßen eine kongruente und eine inkongruente Experimentalgruppe miteinander verglich. Verhaltensmaße sowie physiologische und neurophysiologische Korrelate der Schmerzwahrnehmung ergaben eine eindeutige Differenzierung zwischen Placebo- und Nocebo-Durchgängen, unabhängig von der Experimentalgruppe. Darüber hinaus zeigte sich in der inkongruenten Bedingung eine verstärkte präfrontale Aktivierung für den Vergleich von Nocebo- und Placebo-Durchgängen, was potenziell auf einen zusätzlichen Re- Interpretations- oder Appraisal-Prozess zurückzuführen ist, der sich einstellt, wenn ein positives Bild eine negative Konsequenz vorhersagt.
Zusammengefasst zeigen die vorliegenden Studien, dass es (a) möglich ist einen Placebo-Nocebo Effekt mit einer rein psychologischen Manipulation hervorzurufen, dass (b) im Fall rein psychologischer Placebo-Nocebo Manipulationen sowohl Erfahrung als auch positive Erwartung notwendig sind, dass (c) der Einfluss negativer Emotionen auf Schmerz mittels einer Placebo-Nocebo Manipulation reduziert und sogar umgekehrt werden kann und (d) höchstwahrscheinlich ein kognitiver (Neu-) Bewertungsprozess für die Induktion (psychologischer) Placebo-Nocebo Effekte essentiell ist.
Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der beteiligten psychologischen Prozesse bei der Induktion von Placebo-Nocebo Effekten erheblich bei. Darüber hinaus stellen die verwendeten Paradigmen eine vielseitige Ausgangsposition für zukünftige Studien dar, die klären müssen, ob für die gefunden Ergebnisse vornehmlich Placebo- oder Nocebo-Effekte verantwortlich sind. Perspektivisch könnten die vorliegenden Befunden helfen, die psychologischen Grundlagen der Placebo-Nocebo Antwort näher zu beleuchten und damit sogar im klinischen Kontext zum Ausschöpfen von Placebo- sowie zur Vorbeugung von Nocebo-Effekten beizutragen.
KW  - Placebo
KW  - Nocebo-Effekt
KW  - Psychologie
KW  - Placebo Hypolagesia
KW  - Nocebo hyperoalgesia
KW  - Emotional Pain Modulation
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-106455
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kaufmann, Tobias
T1  - Brain-computer interfaces based on event-related potentials: toward fast, reliable and easy-to-use communication systems for people with neurodegenerative disease
T1  - Gehirn-Computer Schnittstellen basierend auf ereigniskorrelierten Potentialen: Entwicklung von schnellen, zuverlässigen und leicht zu bedienenden Kommunikationssystemen für Menschen mit neurodegenerativer Erkrankung
N2  - Objective: Brain Computer Interfaces (BCI) provide a muscle independent interaction channel making them particularly valuable for individuals with severe motor impairment. Thus, different BCI systems and applications have been proposed as assistive technology (AT) solutions for such patients. The most prominent system for communication utilizes event-related potentials (ERP) obtained from the electroencephalogram (EEG) to allow for communication on a character-by-character basis. Yet in their current state of technology, daily life use cases of such systems are rare. In addition to the high EEG preparation effort, one of the main reasons is the low information throughput compared to other existing AT solutions. Furthermore, when testing BCI systems in patients, a performance drop is usually observed compared to healthy users. Patients often display a low signal-to-noise ratio of the recorded EEG and detection of brain responses may be aggravated due to internally (e.g. spasm) or externally induced artifacts (e.g. from ventilation devices). Consequently, practical BCI systems need to cope with mani-fold inter-individual differences. Whilst these high demands lead to increasing complexity of the technology, daily life use of BCI systems requires straightforward setup including an easy-to-use graphical user interface that nonprofessionals can handle without expert support. Research questions of this thesis: This dissertation project aimed at bringing forward BCI technology toward a possible integration into end-users' daily life. Four basic research questions were addressed: (1) Can we identify performance predictors so that we can provide users with individual BCI solutions without the need of multiple, demanding testing sessions? (2) Can we provide complex BCI technology in an automated, user-friendly and easy-to-use manner, so that BCIs can be used without expert support at end-users' homes? (3) How can we account for and improve the low information transfer rates as compared to other existing assistive technology solutions? (4) How can we prevent the performance drop often seen when bringing BCI technology that was tested in healthy users to those with severe motor impairment? Results and discussion: (1) Heart rate variability (HRV) as an index of inhibitory control (i.e. the ability to allocate attention resources and inhibit distracting stimuli) was significantly related to ERP-BCI performance and accounted for almost 26% of variance. HRV is easy to assess from short heartbeat recordings and may thus serve as a performance predictor for ERP-BCIs. Due to missing software solutions for appropriate processing of artifacts in heartbeat data (electrocardiogram and inter-beat interval data), our own tool was developed that is available free of charge. To date, more than 100 researchers worldwide have requested the tool. Recently, a new version was developed and released together with a website (www.artiifact.de). (2) Furthermore, a study of this thesis demonstrated that BCI technology can be incorporated into easy-to-use software, including auto-calibration and predictive text entry. Naïve, healthy nonprofessionals were able to control the software without expert support and successfully spelled words using the auto-calibrated BCI. They reported that software handling was straightforward and that they would be able to explain the system to others. However, future research is required to study transfer of the results to patient samples. (3) The commonly used ERP-BCI paradigm was significantly improved. Instead of simply highlighting visually displayed characters as is usually done, pictures of famous faces were used as stimulus material. As a result, specific brain potentials involved in face recognition and face processing were elicited. The event-related EEG thus displayed an increased signal-to-noise ratio, which facilitated the detection of ERPs extremely well. Consequently, BCI performance was significantly increased. (4) The good results of this new face-flashing paradigm achieved with healthy participants transferred well to users with neurodegenerative disease. Using a face paradigm boosted information throughput. Importantly, two users who were highly inefficient with the commonly used paradigm displayed high accuracy when exposed to the face paradigm. The increased signal-to-noise ratio of the recorded EEG thus helped them to overcome their BCI inefficiency. Significance: The presented work at hand (1) successfully identified a physiological predictor of ERP-BCI performance, (2) proved the technology ready to be operated by naïve nonprofessionals without expert support, (3) significantly improved the commonly used spelling paradigm and (4) thereby displayed a way to effectively prevent BCI inefficiency in patients with neurodegenerative disease. Additionally, missing software solutions for appropriate handling of artifacts in heartbeat data encouraged development of our own software tool that is available to the research community free of charge. In sum, this thesis significantly improved current BCI technology and enhanced our understanding of physiological correlates of BCI performance.
N2  - Zielsetzung: Gehirn-Computer Schnittstellen (engl. Brain-Computer Interface, BCI) bilden einen muskel-unabhängigen Interaktionskanal, was sie besonders für Menschen mit starken, motorischen Einschränkungen wertvoll macht. Daher wurden verschiedene BCI-Systeme und -Anwendungen als unterstützende Technologien (UT) für diese Patienten vorgeschlagen. Das am häufigsten verwendete System zu Kommunikationszwecken basiert auf ereigniskorrelierten Potentialen (EKP) des Elektroenzephalogramms (EEG) und ermöglicht es Buchstabe für Buchstabe zu kommunizieren. Zum derzeitigen Stand der Technik sind Berichte über alltägliche Verwendung von BCI-Systemen jedoch selten. Zusätzlich zu dem hohen Präparationsaufwand, der mit dem Messen eines EEGs verbunden ist, ist eine der Hauptursachen der verhältnismäßig geringe Informationstransfer im Vergleich zu anderen existierenden UT-Lösungen. Zudem wird häufig beobachtet, dass das BCI-Kontrollvermögen bei Patienten deutlich niedriger ist als bei gesunden Nutzern. Das EEG von Patienten weißt häufig ein niedrigeres Signal-zu-Rausch-Verhältnis auf und die Erkennung von Hirnantworten kann durch interne (z. B. Spasmus) oder externe Artefakte (z. B. von einem Beatmungsgerät herrührend) zusätzlich erschwert werden. Somit müssen praxisrelevante BCI-Systeme mit einer Vielfalt von interindividuellen Unterschieden klar kommen. Obschon diese hohen Anforderungen zu einer zunehmend komplexeren Technologie führen, erfordert der Alltagsgebrauch von BCI-Systemen einen einfachen Aufbau inklusive leicht zu bedienender, grafischer Benutzeroberfläche, die von Laien, ohne Unterstützung von Experten, bedient werden kann. Forschungsfragestellungen dieser Dissertationsschrift: Das Dissertationsprojekt bezweckte die Weiterentwicklung von BCI-Systemen, um den Weg für eine Integration in das tägliche Leben von Benutzern zu bahnen. Vier grundlegende Forschungsfragestellungen wurden adressiert: (1) Können Prädiktoren des BCI-Kontrollvermögens gefunden werden, sodass Nutzer mit individuell angepassten BCI-Lösungen versorgt werden können, ohne dass mehrfache, anstrengende Testsitzungen notwendig sind? (2) Kann komplexe BCI-Technologie auf automatisierte, nutzerfreundliche und leicht zu bedienende Weise bereitgestellt werden, sodass BCIs, ohne die Unterstützung von Experten, zuhause verwendet werden können? (3) Wie kann man den im Vergleich zu anderen existierenden UT-Lösungen niedrigen Informationstransferraten begegnen und sie erhöhen? (4) Wie kann ein Abfall des Kontrollvermögens verhindert werden, der häufig in Erscheinung tritt, wenn man BCI-Technologie, die an Gesunden getestet wurde, zu Patienten mit starken motorischen Einschränkungen bringt? Ergebnisse und Diskussion: (1) Herzratenvariabilität als Index des inhibitorischen Kontrollvermögens (die Fähigkeit Aufmerksamkeitsressourcen bereitzustellen und ablenkende Reize zu inhibieren) wurde zu EKP-BCI-Kontrollvermögen in einen signifikanten Bezug gesetzt und klärte beinahe 26% der Varianz auf. HRV ist leicht aus kurzen Aufzeichnungen des Herzschlags zu erheben und könnte daher als Prädiktor des EKP-BCI-Kontrollvermögens dienen. Aufgrund fehlender Softwarelösungen für angemessene Artefaktbehandlung in Aufzeichnungen des Herzschlags (Elektrokardiogramm und Interbeat-Intervall Daten) wurde ein eigenes Programm entwickelt, das frei erhältlich ist. Bis heute wurde es von mehr als 100 Wissenschaftlern weltweit angefordert. Unlängst wurde zudem eine neue Version entwickelt, die zusammen mit einer Website veröffentlicht wurde (www.artiifact.de). (2) Des Weiteren zeigte eine Studie dieser Dissertation, dass BCI-Technologie samt Auto-Kalibration und Wortvervollständigung in eine leicht zu bedienende Software integriert werden kann. Ungeschulte, gesunde Probanden waren in der Lage die Software ohne Unterstützung von Experten zu bedienen und buchstabierten mit dem auto-kalibrierten BCI erfolgreich Wörter. Sie gaben an, dass die Bedienung der Software leicht zu tätigen sei und dass sie in der Lage wären, das System anderen zu erklären. Jedoch muss zukünftige Forschung klären, ob sich die Ergebnisse auf Patienten übertragen lassen. (3) Das häufig verwendete EKP-BCI-Paradigma wurde signifikant verbessert. Statt - wie normalerweise getätigt - visuell präsentierte Buchstaben einfach aufleuchten zu lassen, wurden Bilder berühmter Gesichter als Stimulationsmaterial verwendet. Hierdurch wurden spezifische Gehirnpotentiale der Gesichtserkennung und -verarbeitung ausgelöst. Das ereigniskorrelierte EEG wies daher ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis auf, was die Detektion von EKPs stark vereinfachte. Infolgedessen war das BCI-Kontrollvermögen signifikant erhöht. (4) Die guten Ergebnisse dieses neuen Gesichter-Stimulus-Paradigmas, die mit gesunden Probanden erreicht wurden, ließen sich gut auf Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen übertragen. Die Verwendung eines Gesichter-Paradigmas erhöhte den Informationstransfer erheblich. Zwei Nutzer, die sehr ineffizient im Umgang mit dem herkömmlichen BCI-System waren, erreichten zudem ein hohes Kontrollvermögen mit dem Gesichter-Paradigma. Das erhöhte Signal-zu-Rausch-Verhältnis des aufgezeichneten EEGs half ihnen somit ihre BCI Ineffizienz zu überwinden. Signifikanz: Die hier vorgestellte Arbeit (1) identifizierte einen physiologischen Prädiktor des EKP-BCI-Kontrollvermögens, (2) zeigte, dass die Technologie bereit ist für die Verwendung durch ungeschulte Laien ohne Unterstützung von Experten, (3) verbesserte das herkömmliche Kommunikationsparadigma signifikant, und (4) zeigte hierdurch einen Weg auf, die BCI Ineffizienz von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen effektiv zu verhindern. Die fehlende Softwarelösung zur angemessenen Behandlung von Artefakten in Aufzeichnungen des Herzschlags animierte zudem zur Entwicklung einer eigenen Anwendung, die der Wissenschaftsgemeinschaft kostenfrei zur Verfügung gestellt wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass dieses Dissertationsprojekt somit derzeitige BCI-Technologie signifikant verbesserte und unser Verständnis physiologischer Korrelate des BCI-Kontrollvermögens erweiterte.
KW  - Gehirn-Computer-Schnittstelle
KW  - Herzfrequenzvariabilität
KW  - Nervendegeneration
KW  - BCI
KW  - HRV
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83441
ER  -