TY - JOUR A1 - Ewald, Heike A1 - Glotzbach-Schoon, Evelyn A1 - Gerdes, Antje B. M. A1 - Andreatta, Marta A1 - Müller, Mathias A1 - Mühlberger, Andreas A1 - Pauli, Paul T1 - Delay and trace fear conditioning in a complex virtual learning environment - neural substrates of extinction JF - Frontiers in Human Neuroscience N2 - Extinction is an important mechanism to inhibit initially acquired fear responses. There is growing evidence that the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) inhibits the amygdala and therefore plays an important role in the extinction of delay fear conditioning. To our knowledge, there is no evidence on the role of the prefrontal cortex in the extinction of trace conditioning up to now. Thus, we compared brain structures involved in the extinction of human delay and trace fear conditioning in a between-subjects-design in an fMRI study. Participants were passively guided through a virtual environment during learning and extinction of conditioned fear. Two different lights served as conditioned stimuli (CS); as unconditioned stimulus (US) a mildly painful electric stimulus was delivered. In the delay conditioning group (DCG) the US was administered with offset of one light (CS+), whereas in the trace conditioning group (TCG) the US was presented 4s after CS+ offset. Both groups showed insular and striatal activation during early extinction, but differed in their prefrontal activation. The vmPFC was mainly activated in the DCG, whereas the TCG showed activation of the dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) during extinction. These results point to different extinction processes in delay and trace conditioning. VmPFC activation during extinction of delay conditioning might reflect the inhibition of the fear response. In contrast, dlPFC activation during extinction of trace conditioning may reflect modulation of working memory processes which are involved in bridging the trace interval and hold information in short term memory. KW - prefrontal cortex KW - delay conditioning KW - trace conditioning KW - extinction KW - virtual reality KW - fMRI KW - medial prefrontal cortex KW - event-related FMRI KW - orbifrontal cortex KW - contextual fear Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-116230 SN - 1662-5161 VL - 8 IS - 323 ER - TY - THES A1 - Bellaiche, Lisa T1 - Die Modulation der Fehlerverarbeitung im medialen frontalen Kortex mittels transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) T1 - The modulation of error processing in the medial frontal cortex by transcranial direct current stimulation (tDCS) N2 - Ständig kontrollieren wir das Ergebnis unserer Handlungen. Ist das Ergebnis ein anderes als erwartet, wird dies als Fehler erkannt und es erfolgt dann der Versuch, das Verhalten entsprechend anzupassen. Die zugrunde liegenden elektrophysiologischen Korrelate können mittels Ereignis-korrelierter Potentiale untersucht werden (ERN, „error-related negativity“ und Pe, „error positivity“). Offenkundige und latente Dysfunktionen der Handlungsüberwachung, die unter anderem durch pathologische Veränderungen der kortikalen Exzitabilität bedingt werden, konnten bei Patienten mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen beobachtet werden. Die Modulation der für die Fehlerverarbeitung relevanten Hirnregionen des medialen präfrontalen Kortex wäre deshalb wünschenswert und soll in der vorliegenden Arbeit untersucht werden. Eine Möglichkeit zur Modulation zerebraler Erregbarkeit stellt die Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) dar. In unserer Untersuchung haben wir den Effekt von tDCS bei 48 gesunden Teilnehmern getestet, die drei Gruppen randomisiert zugeordnet wurden (anodale, kathodale und SHAM-Stimulation). Während einer 22-minütigen Stimulation mit tDCS über dem medialen frontalen Kortex führten die Probanden eine modifizierte Eriksen Flanker Aufgabe aus. Parallel dazu wurde ein EEG zur Analysierung der ERN und Pe aufgenommen. Es konnte gezeigt werden, dass kathodale Stimulation im Vergleich zu anodaler und SHAM Stimulation die Amplitude von Subkomponenten der Pe verringert, während kein Effekt auf die ERN nachgewiesen werden konnte. Bei der Untersuchung der Modulation der Fehlerverarbeitung durch transkranielle Stimulation mit tDCS konnten wir somit Hinweise auf einen kathodal-inhibitorischen Effekt auf die kortikale Exzitabilität bei gesunden Probanden finden, was Perspektiven für eine zukünftige Modulation der zugrunde liegenden neuronalen Netzwerke eröffnet. Trotzdem werden weitere Studien notwendig sein, um zu klären, inwieweit der Effekt auf die späte Pe auch von funktioneller Relevanz ist. Zukünftige Studien werden die (Patho)physiologie zugrunde liegender Fehlerüberwachungssysteme auf Zell- und Systemebene weiter untersuchen müssen, um eine Optimierung der stimulations-induzierten Effekte erreichen zu können und um tDCS als eine mögliche wertvolle Therapieoption für Patienten mit Dysfunktionen der Fehlerverarbeitung etablieren zu können. N2 - Background: In order to prevent future errors, we constantly control the outcome of our actions to detect a discrepancy between the expected (i.e., intended) outcome and the real outcome, and continuously adjust our behavior accordingly. The underlying neurophysiological correlates of error monitoring can be studied with event-related potentials (the error-related negativity (ERN) and error positivity (Pe), Falkenstein et al., 2001). Patients with neurological and psychiatric diseases show overt and latent performance monitoring dysfunctions that can (amongst others) be caused by pathological changes of cortical excitability, therefore a modulation of the underlying neuronal activity might be a valuable therapeutic tool. One technique which allows us to explore cortical modulation of neural networks is transcranial direct current stimulation (tDCS). Hence, with our study we intended to analyse, whether tDCS can be used to modify error monitoring systems by altering the underlying neuronal activity. Therefore, we tested the effect of tDCS on 48 healthy subjects randomly assigned to three groups, anodal, cathodal or sham stimulation. The subjects underwent tDCS over the medial frontal cortex while performing an Erisken flanker task during a simultaneous EEG recording, allowing for an analysis of the ERN and Pe. Results: We found that cathodal stimulation attenuated Pe amplitudes compared to anodal stimulation and to SHAM stimulation, but no effect for the ERN. Conclusions: Based on these findings, modulation of the medial frontal cortex with weak direct current can be seen as a future approach to modify the sensitivity of the error monitoring system, and should be tested in future studies with psychiatric patients with performance monitoring dysfunctions. KW - Präfrontaler Cortex KW - Fehlerverarbeitung KW - error monitoring KW - tDCS KW - ERN KW - Pe KW - prefrontal cortex Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-103480 ER -