TY  - THES
A1  - Fröhlich, Sarah
T1  - Modulation von „Sustained fear“ durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)
T1  - Modulation of "sustained fear" by the use of Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)
N2  - Transkraniale Gleichstromstimulation (tDCS) stellt eine neue Therapieoption für Patienten mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen dar. tDCS ist eine nichtinvasive Methode, mit der das Membranpotential von Nervenzellen verändert wird. Eine Depolarisation führt zu einer Erhöhung des Potentials, eine Hyperpolarisation bewirkt eine Senkung. Diesen neuromodulatorischen Effekt hat man sich in der vorliegenden Arbeit zunutze gemacht.
Im Versuchsaufbau wurde die Modulation von „sustained fear“ durch tDCS getestet. Das angewandte Paradigma ist nach dem Prinzip des NPU-Tests von Grillon aufgebaut. Mithilfe von vorhersehbaren und unvorhersehbaren aversiven Reizen (menschlicher Schrei) ist eine Einschätzung von kurz- („phasic“) und langanhaltenden („sustained“) Angstreaktionen möglich. Der Startle Reflex wurde zur Erfassung dieses Angstzustands aufgezeichnet. Gesunde Probanden (n=74) erfuhren eine 20-minütige tDCS Stimulation mit einer Stromstärke von 1 mA bei einer Elektrodengröße von 35 cm². Es ergab sich somit eine Stromdichte von 0,0286 mA/cm². 
Es konnte ein signifikanter Effekt von tDCS auf „sustained fear“ nachgewiesen werden. Die neuromodulatorische Wirkung stellte sich bei anodaler Stimulation durch veränderte Startle Statistiken im Vergleich zur Sham Kontrollgruppe dar. „Phasic fear“ zeigte keine nachweisbare Wirkung der Gleichstromstimulation. 
Gegenstand der Arbeit war außerdem die Untersuchung des Paradigmas zur Analyse von „phasic“ und „sustained fear“ auf subjektiver und psychophysiologischer Ebene. Mithilfe von Startle Daten und dreier spezieller Fragebögen war dies möglich (STAI X1, PANAS, SAM). 
Die Startle Daten bewiesen eine Einflussnahme der Bedingungen (vorhersehbar, unvorhersehbar, neutral). Zudem war der Reflex davon abhängig, ob den Probanden eine Vorwarnung angezeigt wurde (ITI, Cue). Eine Vorankündigung der aversiven Reize bewirkte eine erhöhte Anspannung, weshalb die Startle Reaktion bei der vorhersehbaren Bedingung am stärksten ausfiel. Ohne Vorwarnung (ITI) war die durchschnittliche Reaktion auf einen unvorhersehbaren Schrei am größten. Nicht angekündigte Stimuli lösten eine starke Stressreaktion aus, woraufhin eine anhaltende Alarmbereitschaft bei den Probanden entstand. „Sustained fear“ ergab sich aus den unvorhersehbaren Bedingungen mit und ohne Warnhinweise (ITI U-Cue U).
Nach subjektiver Einschätzung der Versuchsteilnehmer/-innen bestätigte der STAI X1 und der PANAS einen Anstieg der emotionalen Anspannung durch das Paradigma. Der psychologische Einfluss des Paradigmas spiegelte sich auch im Rating des SAM-Tests wider. Vor allem der Effekt vorhersehbarer und unvorhersehbarer Ereignisse ergab übereinstimmend signifikante Werte, analog zu den Startle Daten. 
Die statistische Auswertung zeigt Erfolg versprechende Ansätze in Bezug auf den Einfluss der Gleichstromstimulation auf das Angstverhalten. Durch den Versuchsaufbau einer plazebokontrollierten, randomisierten Doppelblindstudie kann von sehr verlässlichen Ergebnissen mit großer Aussagekraft ausgegangen werden.
Die nachgewiesene tDCS Wirkung gilt es nun anhand weiterführender Studien genauer zu untersuchen. Variable Parameter wie Stromintensität, Stimulationsdauer, Elektrodengröße und -position, aber auch interindividuelle Aspekte wie Alter, Geschlecht oder genetische Unterschiede müssen in Vergleichsuntersuchungen möglicherweise mit einem größeren Probandenkollektiv überprüft werden. Darüber hinaus wurde die Studie zunächst an gesunden Probanden getestet. Für eine Anwendung von tDCS bei Angststörungen müssen gesondert Versuche durchgeführt werden. 
Die Daten liefern einen wichtigen Beitrag zur tDCS Forschung und haben weitreichende Bedeutung für die Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten im klinischen Alltag.
N2  - tDCS, a non-invasive method to modulate the activity of neuronal membrane, is often discussed as a promising tool in the therapy of mental disorders. Anodal Stimulation has an increasing effect on neurons, whereas cathodal has an inhibiting effect.
Healthy volunteers (n=74) were tested in the NPU-test. Predictable and unpredictable aversive stimuli (a human scream) created short ("phasic") and long-lasting ("sustained") fear situations. The startle reaction was used to measure the evolving emotional state. With a current of 1 mA and electrodes the size of 35 cm² an electric field was generated for 20 minutes.
In comparison to the sham-control group a significant effect of the anodal Stimulation was proved on sustained fear. 
Furthermore, the study approved the NPU-test as a tool to create and examine phasic and sustained fear. Several questionnaires also confirmed the effect of the paradigm. According to the subjective rating of the participants, the STAI X1, the PANAS and the SAM-test demonstrated an increasing arousal level and a higher emotional tension after finishing the paradigm.
As a placebo-controlled, randomized double-blind trial, the experimental design indicates a great statistical power with promising results in the examination of the tDCS influence. Nevertheless further studies are necessary for the clinical use in psychological therapy.
KW  - tDCS
KW  - Startle
KW  - sustained fear
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-145098
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schwarz, Ricarda
T1  - Methylphenidat-induzierte Genexpression in lymphoblastoiden Zellen von adulten ADHS Patienten
T1  - A preliminary study on methylphenidate-regulated gene expression in lymphoblastoid cells of ADHD patients
N2  - Mit dieser Studie sollte untersucht werden, ob ein Genexpressionsunterschied zwi- schen heterogenen erwachsenen ADHS-Patienten und gesunden Kontrollen besteht und eine Behandlung mit Methylphenidat kurz- oder langfristige Genexpressionsunter- schiede hervorruft. Außerdem war von Interesse, ob ein sich ein möglicher Behand- lungseffekt durch MPH zwischen ADHS- und Kontrollgruppe unterscheidet. Dazu wurde ein peripheres Zellmodell mit EBV-modifizierten Lymphoblasten von ADHS-Patienten und Kontrollen gewählt, deren RNA für die weiteren Versuche genutzt wurde. In Vor- versuchen sollte die Verwendung von MPH für die Versuchsmodellbedingungen opti- miert werden.
In der vorliegenden Arbeit konnte anhand der Parameter Zellkonzentration und Zellgröße kein zelltoxischer Effekt von MPH in Konzentrationen bis 100 ng/µl ermittelt werden. Die Proben zeigten durchschnittlich sehr gute RNA-Konzentrationen (354 ng/µL), eine gute RNA-Qualität und nur leichte Verunreinigungen.
Die hypothesenfreien Microarray-Untersuchung zeigte zum Zeitpunkt t4 und unter MPH-Behandlung 163 Gene an der Grenze zu statistischem Signifikanzniveau. Die aus den ersten 138 (p < 0,00139, korrigiert für multiples Testen p = 0,06) ausgewählten Genen ATXN1, GLUT3, GUCY1B3, HEY1, MAP3K8 und NAV2 zeigten in der anschließen- den qRT-PCR außer bei GUCY1B3 (zu allen Zeiten eine höhere Expression bei ADHS; p- Werte der aufsteigenden Zeitpunkte 0,002; 0,089; 0,027; 0,055 und 0,064) keine signi- fikanten Gruppenunterschiede zwischen ADHS-Probanden und Kontrollen.
Allerdings konnten bei ATXN1, GLUT3, HEY1, MAP3K8 und NAV2 statistisch relevante Behandlungseffekte durch MPH beobachtet werden. Sie unterschieden sich in beiden Gruppen. Kurzzeiteffekte (innerhalb 1 bzw. 6h) traten ausschließlich bei der ADHS- Gruppe, Langzeiteffekte (2 Wochen) nur bei Kontrollen auf. Bei ADHS-Zellen wurde zum Zeitpunkt t1 die Expression von ATXN1 (p = 0,012) und NAV2 (p = 0,001) unter MPH erhöht. Eine signifikant geringerer kurzfristiger Genexpressionsanstieg zeigte sich bei MAP3K8 (p = 0,005). Im dynamischen Verlauf zeigte sich eine signifikante Genexpressi- onssteigerung innerhalb von einer Woche (t3) bei ATXN1 (p= 0,057) und HEY1 (0,042). Bei Kontrollzellen führte die MPH-Behandlung zu signifikanten Genexpressionsunter- schieden zum Zeitpunkt t4 bei GLUT3 ((p = 0,044) und MAP3K8 (p = 0,005) und im dy- namischen Verlauf zu höheren Expressionsanstiegen innerhalb von zwei Wochen (t4) bei GLUT3 (p = 0,033) und MAP3K8 (p = 0,005).
Zumindest in dem untersuchten Gen GUCY1B3 gibt es also Expressionsunterschiede zwischen ADHS- und Kontrollgruppe. Methylphenidat beeinflusst die Genexpression in peripheren Zellen, obwohl seine Hauptwirkung im zentralen Nervensystem erzielt wird. Ob es sich dabei um eine Wirkung oder Nebenwirkung handelt, bleibt offen. Es gibt sowohl lang- als auch kurzfristige Genexpressionsveränderungen, wobei die kurzfristi- gen bei ADHS, die langfristigen in der Kontrollgruppe detektiert wurden. Damit unter- scheidet sich der Effekt von MPH auf die Genexpression peripherer Zellen zwischen  
ADHS und Kontrollgruppe.

Die untersuchten Gene beeinflussen unterschiedliche Signalwege. Besonders hervor- zuheben sind das Dopaminsystem, der Notch- und NO-Signalweg. Da die Genprodukte jeweils nur ein Element längerer Signalkaskaden darstellen und oft auch mit mehreren Wegen interagieren, ist es schwer, direkte und indirekte Wirkungen von MPH zu unter- scheiden. Es gibt allerdings Hinweise, dass die untersuchten Gene sowie deren Verän- derung durch MPH im präfrontalen Kortex, dem limbischen System, Basalganglien und Kleinhirnarealen und dem aufsteigenden retikulären aktivierenden System (ARAS) eine wichtige Rollen spielen. Dies äußert sich schon in der embryonalen Hirnentwicklung, neuronalen Differenzierung und Synapsenbildung und hat Einfluss auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Lernen, motorische Kontrolle und Emotionen.
Diese Ergebnisse müssen nun in einer größeren Stichprobe validiert werden. Somit könnten einige Effekte, die hier als nominal bezeichnet wurden, in einer größeren Stichprobe signifikante Werte erreichen, während andere Unterschiede evtl. auch ver- schwinden könnten. Außerdem sollte berücksichtigt werden, dass nicht alle ADHS- Patienten auf eine Behandlung mit MPH ansprechen. Es ist also sinnvoll, eine Subgrup- penanalyse zwischen MPH-Resondern und Non-Respondern durchzuführen.
In weiteren Untersuchungen ist es notwendig, Behandlungseffekte durch MPH in neu- ronalen Zelllinien zu untersuchen, da ADHS primär eine Störung des zentralen Nerven- systems darstellt, welches auch therapeutisch von MPH angesteuert wird.
N2  - We investigated the impact of MPH treatment on gene expression levels of lymphoblastoid cells derived from adult ADHD patients and healthy controls by hypothesis-free, genome-wide microarray analysis. Significant findings were subsequently confirmed by quantitative Real-Time PCR (qRT PCR) analysis.
RESULTS: The microarray analysis from pooled samples after correction for multiple testing revealed 138 genes to be marginally significantly regulated due to MPH treatment, and one gene due to diagnosis. By qRT PCR we could confirm that GUCY1B3 expression was differential due to diagnosis. We verified chronic MPH treatment effects on the expression of ATXN1, HEY1, MAP3K8 and GLUT3 in controls as well as acute treatment effects on the expression of NAV2 and ATXN1 specifically in ADHD patients.
CONCLUSIONS: Our preliminary results demonstrate MPH treatment differences in ADHD patients and healthy controls in a peripheral primary cell model. Our results need to be replicated in larger samples and also using patient-derived neuronal cell models to validate the contribution of those genes to the pathophysiology of ADHD and mode of action of MPH.
KW  - ADHS
KW  - Methylphenidat
KW  - MPH
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-138855
ER  -