Chronic pain is a common problem in clinical practice, not well understood clinically, and frequently tough to satisfactorily diagnose. Because the pathophysiology is so complex, finding effective treatments for people with chronic pain has been overall less than successful and typically reduced to an unsatisfactory trial-and-error process, all of which translates into a significant burden to society. Knowledge of the mechanisms underlying the development of chronic pain, and moreover why some patients experience pain and others not, may aid in developing specific treatment regimens. Although nerve injuries are major contributors to pain chronification, they cannot explain the entire phenomenon. Considerable research has underscored the importance of the immune system for the development and maintenance of chronic pain, albeit the exact factors regulating inflammatory reactions remain unclear. Understanding the putative molecular and cellular regulator switches of inflammatory reactions will open novel opportunities for immune modulatory analgesics with putatively higher specificity and less adverse effects. It has become clear that small, non- coding RNA molecules known as microRNAs are in fact potent regulators of many thousands of genes and possibly cross-communicate between cellular pathways in multiple systems acting as so-called “master-switches”. Aberrant expression of miRNAs is now implicated in numerous disorders, including nerve injuries as well as in inflammatory processes. Moreover, compelling evidence supports the idea that miRNAs also regulate pain, and in analogy to the oncology field aid in the differential diagnosis of disease subtypes. In fact, first reports describing characteristic miRNA expression profiles in blood or cerebrospinal fluid of patients with distinct pain conditions are starting to emerge, however evidence linking specific miRNA expression profiles to specific pain disorders is still insufficient. The present thesis aimed at first, identifying specific miRNA signatures in two distinct chronic pain conditions, namely peripheral neuropathies of different etiologies and fibromyalgia syndrome. Second, it aimed at identifying miRNA profiles to better understand potential factors that differentiate painful from painless neuropathies and third, study the mechanistic role of miRNAs in the pathophysiology of pain, to pave the way for new druggable targets. Three studies were conducted in order to identify miRNA expression signatures that are characteristic for the given chronic pain disorder. The first study measured expression of miR-21, miR-146a and miR-155 in white blood cells, skin and nerve biopsies of patients with peripheral neuropathies. It shows that peripheral neuropathies of different etiologies are associated with increased peripheral miR-21 and miR-146a, but decreased miR-155 expression. More importantly, it was shown that painful neuropathies have increased sural nerve miR-21 and miR-155 expression, but reduced miR-146a and miR-155 expression in distal skin of painful neuropathies. These results point towards the potential use of miRNAs profiles to stratify painful neuropathies. The seconds study extends these findings and first analyzed the role of miR-132-3p in patients and subsequently in an animal model of neuropathic pain. Interestingly, miR-132-3p was upregulated in white blood cells and sural nerve biopsies of patients with painful neuropathies and in animals after spared nerve injury. Pharmacologically modulating the expression of miR-132-3p dose-dependently reversed pain behavior and pain aversion, indicating the pro-nociceptive effect of miR-132-3p in chronic pain. This study thus demonstrates the potential analgesic impact by modulating miRNA expression. Fibromyalgia is associated with chronic widespread pain and, at least in a subgroup, impairment in small nerve fiber morphology and function. Interestingly, the disease probably comprises subgroups with different underlying pathomechanisms. In accordance with this notion, the third study shows that fibromyalgia is associated with both aberrant white blood cell and cutaneous miRNA expression. Being the first of its kind, this study identified miR-let-7d and its downstream target IGF-1R as potential culprit for impaired small nerve fiber homeostasis in a subset of patients with decreased intra-epidermal nerve fiber density. The work presented in this thesis is a substantial contribution towards the goal of better characterizing chronic pain based on miRNA expression signatures and thus pave the way for new druggable targets.

BD is a severe and highly prevalent psychiatric illness characterized by oscillating mood episodes, where patients express either depressed mood, anhedonia, decreased activation along with concentration difficulties and sleep disturbances, or elevated mood with hyperactivity and loss of inhibitions. Between mood episodes, patients return to a relatively normal state of functioning without mood symptoms. Previous research on underlying neuronal mechanisms has led to a model of neuronal dysfunction in BD which states that BD arises from disruption in early development within brain networks that modulate emotional behavior. These abnormalities in the structure and function of key emotional control networks then lead to decreased connectivity among ventral prefrontal networks and limbic brain regions. This in turn creates a loss of emotional homeostasis, putting bipolar patients at risk for developing extreme mood states and switching among mood states. Two core components for BD have been identified, a hyperactive emotion processing system and a hypoactive cognitive functions system. It is controversial whether these deficits are still detectable in euthymia, so it is unclear if hyper- and hypoactivations represent state or trait-like characteristics. The aim of this study was to research both core components of BD with a paradigm eliciting differential activations in both cognitive and emotion processing networks. For this, an emotional word working memory paradigm was constructed to test for differences between manic, depressive, and remitted patients as well as a healthy control group. Differences were assessed in behavior, brain activation (as a correlate for the hypoactive cognitive functions system), measured with near-infrared spectroscopy (fNIRS), and electrophysiological changes in the late positive potential (as a correlate for the hyperactive emotion processing system), an event-related potential (ERP) measured with electroencephalography. 47 patients in the acutely ill phase and 45 healthy controls were measured. Of the 47 patients, 18 returned to the clinic for a second testing while in remission for at least 3 months. Acutely ill patients were classified into 4 groups according to their disorder status: a mildly depressed group, a depressed group, a manic group, and a mixed group along DSM-IV criteria. Analyses were calculated for 3 load conditions (1-back, 2-back and 3-back) and 3 valence conditions (negative, neutral, positive) for behavioral measures reaction time and omission errors, for brain activation and event related potential changes. Results indicate that ill patients differed from controls in their behavioral performance, but the difference in performance was modulated by the mood state they were in. Depressed patients showed the most severe differences in all behavioral measures, while manic and mixed patients differed from controls only upon different valence conditions. Brain activation changes were most pronounced in mildly depressed and manic patients, depressed patients and mixed patients did not differ as much from controls. ERP changes showed a significant difference only between mixed patients and controls, where mixed patients had an overall much higher ERP amplitude. When remitted patients were compared to controls, no differences in behavior, brain activation or ERP amplitude could be found. However, the same was true for differences in patients between acutely ill and remitted state. When looking at the overall data, the following conclusion can be drawn: assuming that the brain activation seen in the prefrontal cortex is part of the dorsal cognitive system, then this is the predominantly disturbed system in depressed patients who show only small changes in the ERP. In contrast, the predominantly disturbed system in manic and mixed patients is the ventral emotion processing system, which can be seen in a hyper-activation of ERP related neural correlates in mixed and hypo-activated neural correlates of the LPP in manic patients. When patients are remitted, the cognitive system regains temporary stability, and can be compared to that of healthy controls, while the emotion processing system remains dysfunctional and underlies still detectable performance deficits.

Abstract Tobacco addiction is considered as a chronic relapsing disorder, characterized by compul-sive drug seeking and intake. Learning processes are stressed to account for the situational-specific expression of core features of the disorder, e.g., craving for drug, tolerance and ex-cessive consumption. According to incentive theories, smoke conditioned stimuli are hy-pothesized to be appetitive in nature, promoting craving, approach and consummatory be-havior. Commonly, smoking cues are treated as simple excitatory conditioned stimuli formed by a close and reliable overlap with the drug effect. However, the smoking ritual comprises a multitude of stimuli which may give rise to different forms of learning and con-ditioned responses partially opposing each other. Previous research suggests the predictive content and the temporal proximity of smoking stimuli to the drug effect as important de-terminants of cue reactivity. In contrast to stimuli related to the preparatory stage of smok-ing and the start of consumption (BEGIN stimuli), stimuli from the terminal stage of smok-ing (END stimuli) apparently lack high cue reactivity. Several lines of evidence suggest the poor cue properties of terminal stimuli to be related to their signaling of poor smoke availa-bility. Indeed, cue reactivity is commonly decreased when smoking appears to be unavaila-ble. Moreover, the learning literature suggests that stimuli predictive for the non-availability of reward may acquire the capacity to modulate or oppose the responses of ex-citatory conditioned stimuli. Therefore, the aim of the present thesis was to enhance our knowledge of stimulus control in human drug addiction and incentive motivation by running a series of conditioning studies with smoke intake and monetary reward as reinforcer. Sub-jective report and physiological measures of motivational valence and consummatory re-sponse tendencies were used as dependent variables. The first experiment of this thesis used a differential conditioning paradigm to reveal evi-dence for the conditioning of preparatory and consummatory responses to a CS+ for smok-ing. Neutral pictograms served as CSs and single puffs on a cigarette as US. In line with the predictions of incentive theories, the excitatory CS+ for smoking acquired the ability to evoke an appetitive conditioned response, as indicated by enhanced activity of the M. zy-gomaticus major. Moreover, anticipation of puffing on the cigarette increased the activity of the M. orbicularis oris (lip muscle), indicating the activation of consummatory response tendencies. Finally, the CS+ evoked stronger skin conductance responses, indicative of in-creased autonomic arousal and orienting in preparation for action. In contrast, the rating data were apparently unaffected by the experimental contingency. In sum, the physiological data provide support for the notion that excitatory smoke conditioning gives rise to appeti-tive and consummatory conditioned responses, which may at least partially contribute to the maintenance of tobacco addiction. The second experiment of this thesis adapted the conditioning protocol of the first study to probe the functional significance of terminal stimuli in the control of addictive behavior. This study manipulated the predictive relationship of BEGIN and END stimuli to smoke rein-forcement to provide further support for the differential reactivity to both stimuli and the retarded (i.e., delayed) conditioning of END stimuli. Overall, the results of the first study of this thesis were conceptually replicated as the association of a BEGIN stimulus with smoke intake resulted in the acquisition of appetitive and consummatory physiological responses. Importantly, the results revealed evidence for a retarded excitatory conditioning of END stimuli. Thus, pairing of an END stimulus with smoke intake failed to produce a conditioned discrimination in terms of motivational valence and autonomic arousal, as indicated by the activity of the M. corrugator supercilii and the skin conductance data. These results provide further support for the notion that END stimuli may be weak cues for smoking. Moreover, in light of the results of the first study of this thesis, the retarded excitatory conditioning of terminal stimuli may be suggestive of an inhibitory response component, which may be re-lated to their signaling of poor smoke availability. In sum, these results add to a growing body of data, which suggest that the expression of cue reactivity may be modulated by the temporal proximity and the availability of the drug effect. The aim of the third study of this thesis was to provide “proof of concept” for an inhibi-tory conditioning notion of terminal stimuli. In this analog study BEGIN and END stimuli were emulated as discriminative SD and S for monetary reward. During an acquisition phase conditioned inhibition was established to the S predictive of the non-availability of re-ward. Subsequently a retardation test was used to substantiate conditioned inhibition. In this test, excitatory conditioning of the previous S was compared to the excitatory condi-tioning of a novel control stimulus. Importantly, the results revealed evidence for reward conditioned inhibition as indicated by the retarded acquisition of subjective (pleasure and reward expectancy) and physiological (skin conductance and activity of the M. orbicularis oculi) responses. In sum, these results provide support for the notion that stimuli predictive for the non-availability of reward may acquire the capacity to oppose the responses of ex-citatory conditioned stimuli. Thus, future research may benefit from the consideration of inhibitory conditioning processes in drug addiction, which may be of theoretical, methodo-logical and clinical importance. In sum, the present thesis revealed evidence for 1) an appetitive nature of excitatory condi-tioned smoking cues, 2) the dependency of this learning process on the temporal position of the conditioned stimuli in the intake ritual and 3) the acquisition of conditioned inhibition by a stimulus predictive for the non-availability of reward, as evident in retarded excitatory conditioning. Overall, these studies made a novel contribution to the field of human drug addiction and incentive motivation and provided valuable suggestions for further research.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirksamkeit einer Expositionstherapie in virtueller Realität bei Zahnbehandlungsphobikern untersucht. Über eine Vorher- und Nachher-Analyse sollte herausgefunden werden, inwieweit die Angst vor phobischen Stimuli reduziert werden kann. Die Untersuchungen dieser Studie stützten sich auf zwei empirische EEG-Studien von Kenntner-Mabiala & Pauli (2005, 2008), die evaluierten, dass Emotionen, die Schmerzwahrnehmung und die Toleranz der Schmerzschwelle modulieren können. Zudem konnte in einer EEG-Studie von Leutgeb et al. (2011) gezeigt werden, dass Zahnbehandlungsphobiker eine Erhöhung der EKPs auf phobisches Stimulusmaterial aufwiesen. Die Frage nach dem Einfluss von emotionalen und phobischen Bildern auf die neuronale Verarbeitung sollte hier untersucht werden. Außerdem sollte herausgefunden werden welche Auswirkung emotionale und phobische Geräusche auf die Schmerzverarbeitung vor und nach der Therapie haben. Die Probanden wurden an drei aufeinanderfolgenden Terminen untersucht. Der erste Termin beinhaltete die Diagnostik zur Zahnbehandlungsphobie und den experimentellen Teil, der sich in drei Teile pro Termin gliederte. Der erste Teil enthielt die Aufzeichnung des EEG unter Schmerzreizapplikation im Kontext emotionaler Geräusche (neutral, negativ, positiv & zahn) und das Bewerten dieser Schmerzreize bezüglich der Intensität und der Unangenehmheit des Schmerzes. Der zweite Teil enthielt Ratings zu Valenz und Arousal bezüglich dieser emotionalen Geräuschkategorien. Der dritte Teil enthielt die Aufzeichnung des EEG und das Rating zu Valenz und Arousal bezüglich emotionaler Bildkategorien (neutral, negativ, zahn). Am zweiten Termin folgte die Expositionstherapie unter psychologischer Betreuung. Der dritte Termin diente zur Erfolgsmessung und verlief wie Termin eins. Als Erfolgsmaße der Therapie dienten Selbstbeurteilungsfragebögen, Valenz- und Arousal-Ratings des Stimulusmaterials, Schmerzratings und die durch das EEG aufgezeichneten visuell Ereigniskorrelierten- und Somatosensorisch-Evozierten-Potentialen. Die Ergebnisse zeigten, dass Geräusche mit unterschiedlichen emotionalen Kategorien zu eindeutig unterschiedlichen Valenz- und Arousalempfindungen bei Zahnbehandlungsphobikern führen. Die Studie konnte bestätigen, dass phobische Geräuschstimuli einen Einfluss auf die erhöhte Erregung bei Zahnbehandlungsphobikern haben, die nach der Intervention als weniger furchterregend empfunden werden. Zudem konnte erwiesen werden, dass Personen mit Zahnbehandlungsphobie durch das Hören phobischer Zahnbehandlungsgeräusche eine stärkere Schmerzempfindung aufwiesen als durch positive, neutrale und negative Geräusche. Die Ergebnisse der Somatosensorisch-Evozierten-Potenziale (N150, P260) im Vergleich der Vorher und Nachher-Analyse zeigten tendenzielle Modulationen, die jedoch nicht signifikant waren. Im Vergleich zur Prä-Messung nahm die N150 Amplitude in der Post-Messung für die schmerzhaften Stimuli während der phobischen und negativen Geräusche ab. Außerdem wurden in dieser Studie parallel zum Geräuschparadigma weitere Sinnesmodalitäten mit phobie-relevanten Reizen anhand von Bildern getestet. Parallel zu den Ergebnissen der Studie von Leutgeb et al. (2011) fanden wir eine verstärkte elektrokortikale Verarbeitung im Late-Positive-Potential (LPP) auf phobische Bilder bei Zahnbehandlungsphobikern. Die Erwartung, dass die verstärkte elektrokortikale Verarbeitung des LPPs auf phobische Bilder bei Zahnbehandlungsphobikern durch Intervention reduziert werden kann, konnte nicht belegt werden. Rein deskriptiv gehen die Ergebnisse aber in diese Richtung. Auch das Verhalten änderte sich durch die Teilnahme an der Studie. Die Probanden gaben an, dass sich ihre Zahnbehandlungsangst nach der Expositionstherapie signifikant verringert hat. Das telefonische Follow-Up 6 Monate nach der Post-Messung zeigte, dass sich einige Probanden nach mehreren Jahren wieder in zahnärztliche Behandlung begeben haben. Insgesamt kann diese Studie zeigen, dass Zahnbehandlungsphobie durch psychologische Intervention reduziert werden kann und auch die Angst vor phobischem Stimulusmaterial durch eine wiederholte Reizkonfrontation abnimmt. Jedoch konnte auf elektrokortikaler Ebene keine Modulation der Schmerzempfindung über emotionale Geräusche festgestellt werden.

Ziele. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war eine Bewertung der Versorgungslage von Personen mit glücksspielbezogenen Problemen in Deutschland. Dabei wurden 1) der Zugang zum Versorgungssystem, nämlich 1.1) Problembewusstsein bzgl. glücksspielbezogener Probleme und Erreichbarkeit von Glücksspielern über das Internet und 1.2) Faktoren der Inanspruchnahme von Hilfsangeboten untersucht sowie 1.3) eine Charakterisierung der Klientel in ambulanten Suchthilfeeinrichtungen und deren Zugang zum Hilfesystem vorgenommen. Zudem wurden in ambulanten Suchthilfeeinrichtungen 2) die erbrachten Leistungen für Personen mit glücksspielbezogenen Problemen und Einflussfaktoren auf die Versorgungsnutzung bzw. den Behandlungsverlauf sowie 3) das Behandlungsergebnis einer Analyse unterzogen. Methodik. Die Arbeit basiert auf drei Studien: einer Onlinestudie (OS), einer Versorgungsstudie (VS) und einer Bevölkerungsstudie (BS). In der OS wurde eine Gelegenheitsstichprobe von Personen, die einen im Internet bereitgestellten Selbsttest zu pathologischem Glücksspielen (PG) vollständig ausfüllten (n=277) und bei Erfüllen der Einschlusskriterien anschließend an einer vertiefenden Studie teilnahmen (n=52), hinsichtlich soziodemographischer Charakteristika, Spielverhalten und spielbezogener Motive, PG inklusive Folgen, Beratungserfahrungen sowie psychopathologischen Variablen untersucht. In den anderen Studien wurden weitestgehend dieselben Instrumente verwendet. Die VS war eine Verlaufsstudie (Messzeitpunkte: Behandlungsbeginn und -ende), bei der konsekutiv Klienten aus n=36 ambulanten Suchthilfeeinrichtungen in Bayern aufgenommen wurden, die sich zwischen April 2009 und August 2010 vorstellten (n=461). Für die BS wurden Daten aus dem Epidemiologi-schen Suchtsurvey 2006 und 2009 herangezogen, einer Deutschland weiten repräsentativen Querschnittbefragung 18- bis 64-Jähriger Erwachsener (2006: n=7.810; 2009: n=8.002). Ergebnisse. Zum Zugang zur Versorgung sind 1.1) über das Internet erreichbare Glücksspieler hauptsächlich junge, ledige Männer, von denen ungefähr die Hälfte die Diagnose PG erfüllen. Anhand der Spielmotive lassen sich drei Spielerklassen abbilden, die sich hinsichtlich ihres Schweregrads von PG unterschieden. Die Bereitschaft zur Teilnahme an einem Online-Präventionsprogramm hängt hauptsächlich mit der Anzahl erfüllter DSM-IV-Kriterien für PG zusammen. Im Gegensatz zur VS sind die online erreichten Glücksspieler jünger und zu einem höheren Anteil subklinisch pathologische Glücksspieler (SPG, ein bis vier erfüllte DSM-IV-Kriterien für PG). 1.2) Hinsichtlich der Faktoren der Inanspruchnahme bestätigen sich systematische Unterschiede zwischen Glücksspielern in Behandlung und nicht in Behandlung. Ebenso zeigen sich Unterschiede zwischen SPGr und pathologischen Glücksspielern (PGr). Dabei ist die Anzahl erfüllter DSM-IV-Kriterien für PG der wichtigste Prädiktor für einen positiven Behandlungsstatus. Auch soziodemographische Merkmale, insbesondere Alter und Staatsangehörigkeit, spielen eine Rolle. 1.3) Die Mehrheit der Klienten in ambulanten Suchthilfeeinrichtungen ist männlich, durchschnittlich 37 Jahre alt, ledig und kinderlos und hat häufig eine ausländische Staatsbürgerschaft. Die am häufigsten gespielte und bevorzugte Spielform ist das Spielen an Geldspielautomaten. Viele der Klienten haben bereits im Vorfeld Hilfe in Anspruch genommen und Gründe für die Vorstellung in der Beratungsstelle waren in ungefähr drei Viertel der Fällen finanzielle Probleme und bei ungefähr der Hälfte Probleme in der Partnerschaft. In der ambulanten Suchthilfe sind 2) Prädiktoren für eine längere Kontaktdauer u.a. der Einbezug der Familie und Gruppengespräche. Behandlungsabbrüche werden u.a. durch eine nicht-deutsche Staatsbürgerschaft und höhere Spielfrequenz vorhergesagt. 3) Reguläre Beendigung und höhere Kontaktzahl sind u.a. Prädiktoren für eine Verbesserung der Glücksspielsymptomatik. Schlussfolgerungen. Vor dem Hintergrund der Ergebnisse werden Implikationen für die Weiterentwicklung des Versorgungssystems zum einen im Sinne einer Erweiterung und Anpassung der Versorgungsstrukturen abgeleitet, wobei auf Information und Aufklärung, Früherkennung und Frühintervention mit einem Fokus auf Online-Angeboten sowie zielgruppen-spezifische Angebote unter anderem für Angehörige eingegangen wird. Auch die Wichtigkeit der Vernetzung verschiedener an der Beratung/Behandlung von PGr beteiligten Einrichtungen wird herausgestellt. Zum anderen beziehen sich die diskutierten möglichen Weiterentwicklungen auf das Versorgungsangebot und Behandlungsmerkmale, was Therapieumfeld/-voraussetzungen, Therapieplanung sowie therapeutische Maßnahmen beinhaltet.